CN101896022B - 一种led调光控制电路 - Google Patents

一种led调光控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种LED调光控制电路,该控制电路包括脉宽调制电路(100)以及恒流控制电路(200)。脉宽调制电路(100)包括触发器、电位器,通过调节电位器来调节触发器产生的脉宽的大小。恒流控制电路(200)包括场效应晶体管、运算放大器,触发器产生的脉宽控制场效应晶体管的开断时间,并根据场效应晶体管的开断时间来控制改变运算放大器的参考电压电位,进而调节恒定电流的大小。本发明提供的LED调光控制电路,可通过手动调节电位器来调节触发器产生的脉宽的大小,并根据脉宽的大小设置场效应晶体管的开断时间来改变运算放大器的参考电压电位进而调节恒定电流的大小,实现调光功能。

Description

—种LED调光控制电路技术领域
[0001] 本发明涉及LED控制技术领域,尤其涉及一种LED调光控制电路。
背景技术
[0002] LED光源具备发光率高、光谱分布均匀、高效节能、寿命长、低压可控等特性,被广泛应用于城市绿化照明、矿井灯、手电筒、机动车、室内外照明等各领域。但是,在有些应用环境下,LED光源亮度要求实现可手动调控,传统的应用电路只能通过替换控制电路中的电阻器件实现LED光源亮度可调,实现过程复杂,不能很好的满足人们日常生活中简单、方便的手动调光需求。
发明内容 [0003] 本发明要解决的技术问题在于,提供一种可手动调控LED光源亮度的LED调光控制电路。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案在于:提供一种LED调光控制电路,该控制电路包括脉宽调制电路100以及恒流控制电路200,所述脉宽调制电路100包括触发器、电位器,通过调节所述电位器来调节所述触发器产生的脉宽的大小;所述恒流控制电路200包括场效应晶体管、运算放大器,所述触发器产生的脉宽控制所述场效应晶体管的开断时间,并根据所述场效应晶体管的开断时间来控制改变所述运算放大器的参考电压电位,进而调节恒定电流的大小。
[0005] 本发明的LED调光控制电路,所述脉宽调制电路100还包括二极管D2、二极管D3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C6以及电容C7。
[0006] 其中,所述触发器U2的第I脚接地;第3脚接到电阻R7的一端,电阻R7的另一端接到所述恒流控制电路200 ;第4脚和第8脚接到电源VCC ;第5脚通过电容C7接地;第2脚和第6脚直接相连且同时接到二极管D2的阳极、二极管D3的阴极以及电容C6的一端,电容C6的另一端接地;第7脚接到二极管D3的阳极,同时接到电位器RWl的中间脚,电位器RWl的一端串联电阻R6后接到电源VCC,电位器RWl另一端通过电阻R5接到二极管D2的阴极。
[0007] 本发明的LED调光控制电路,所述恒流控制电路200还包括稳压源210、二极管Dl、光耦发光二极管PCl、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R8以及电阻R9。
[0008] 其中,所述运算放大器U3A的第I脚接到二极管Dl的阴极,二极管Dl的阳极接到光耦发光二极管PCl的阴极,光耦发光二极管PCl的阳极通过电阻Rl接到电源VCC,电容C2并联在电源VCC与地之间;第2脚接到电阻R2的一端,并通过电阻R8、电容C5接到二极管Dl的阳极而组成负反馈网络,电容C3并连在所述运算放大器U3A的第2脚与地之间,电容C2并联在电源VCC与地之间;第3脚直接接到场效应晶体管Ql的源极。
[0009] 其中,所述场效应晶体管Ql的漏极通过电阻R3接到所述稳压源210,源极通过电阻R9接地,栅极接到所述脉宽调制电路100中的电阻R7的一端。
[0010] 本发明的LED调光控制电路,所述稳压源210为基准稳压芯片。
[0011] 本发明的LED调光控制电路,所述触发器为555触发器。
[0012] 实施本发明的LED调光控制电路,具有以下有益效果:本发明提供的LED调光控制电路,可通过手动调节电位器来调节触发器产生的脉宽的大小,并根据所述脉宽的大小设置场效应晶体管的开断时间来控制改变运算放大器的参考电压电位进而调节恒定电流的大小,实现调光功能。
[0013] 本发明的LED调光控制电路,电路结构简单、新颖、可靠,且控制方式简单、方便操作,有利于提高工作效率,同时有利于节约电能。
附图说明
[0014] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
[0015] 图I是本发明的LED调光控制电路的结构示意图;
[0016] 图2是本发明的LED调光控制电路的原理图;
[0017] 图3是本发明的LED调光控制电路实施例的电路图。
具体实施方式
[0018] 如图I所示,是本发明的LED调光控制电路的结构示意图。本发明LED调光控制电路包括脉宽调制电路100以及恒流控制电路200,脉宽调制电路100包括555触发器U2、电位器RWl,通过调节电位器RWl来调节555触发器U2产生的脉宽的大小;恒流控制电路200包括场效应晶体管Ql、运算放大器U3A,555触发器U2产生的脉宽控制场效应晶体管Ql的开断时间,并根据场效应晶体管Ql的开断时间来控制改变运算放大器U3A的参考电压电位,进而调节恒定电流的大小。
[0019] 如图2所示,是本发明LED调光控制电路的原理图。脉宽调制电路100是一个脉宽产生和脉宽大小控制电路,主要通过555触发器U2产生一个脉宽,并可通过调节电位器RWl调节脉宽的大小,这个脉宽通过电阻R7接到恒流控制电路200中场效应晶体管Ql的栅极,从而控制场效应晶体管Ql的开通关断时间。恒流控制电路200是一个恒定电流的大小控制电路,主要根据脉宽调制电路100产生的脉宽来设置场效应晶体管Ql的开通关断时间来控制改变运算放大器U3A的参考电压电位进而调节恒定电流的大小,实现调光功能。
[0020] 如图3所示,是本发明的LED调光控制电路实施例的电路图。本电路图为一款12W功率输出的LED电子驱动器的电路图,其中的调光恒流控制部分采用本发明的LED调光控制电路实现理想的调光效果。
[0021] 该款12W功率输出的LED电子驱动器的电路图主要包含以下几个部分:脉宽调制电路100、恒流控制电路200、稳压电路300、驱动器的主电路次级部分400、驱动器的主电路初级部分500、启动电路和辅助绕组供电电路600以及PWM电路700,下面依次阐述:
[0022] 脉宽调制电路100作用主要是通过555触发器U2产生一个脉宽,并可通过调节电位器RWl调节脉宽大小,这个脉宽通过电阻R7接到恒流控制电路200中场效应晶体管Ql的栅极作为场效应晶体管Ql的开通关断控制信号。在脉宽调制电路100中,555触发器U2的第I脚接地;第3脚接到电阻R7的一端,电阻R7的另一端接到所述恒流控制电路200 ;第4脚和第8脚接到电源VCC ;第5脚通过电容C7接地第2脚和第6脚直接相连且同时接到二极管D2的阳极、二极管D3的阴极以及电容C6的一端,电容C6的另一端接地;第7脚接到二极管D3的阳极,同时接到电位器RWl的中间脚,电位器RWl的一端串联电阻R6后接到电源VCC,电位器RWl另一端通过电阻R5接到二极管D2的阴极。
[0023] 在脉宽调制电路100中,利用电源通过电阻R6、电位器RWl向电容C6充电,以及电容C6通过电阻R5、电位器RWl进行放电,使电路产生振荡;当D3导通,D2截止时,电源通过电阻R6、电位器RWl向电容C6充电;当D2导通,D3截止,电容C6通过电阻R5、电位器RWl进行放电。其中,二极管D2、二极管D3用来决定电容C6充、放电电流流经电阻的途径。
[0024] 当手动调节电位器RWl时,555触发器U2产生的脉宽的大小发生变化,于是实现了脉宽可调,即555触发器U2的第3脚输出的脉宽将发生变化,这个脉宽通过电阻R7接到恒流控制电路200中。
[0025] 恒流控制电路200的主要作用是根据脉宽调制电路100产生的脉宽控制场效应晶
体管Ql的开通关断时间,根据场效应晶体管Ql的开通关断时间来控制改变运算放大器的参考电压电位,进而调节恒定电流的大小。在恒流控制电路200中,稳压源210为基准电源芯片Ul,提供一个2. 5V的稳定电压,此处基准电源芯片Ul优选为T40031。运算放大器U3A的第I脚接到二极管Dl的阴极,二极管Dl的阳极接到光耦发光二极管PCl的阴极,光耦发光二极管PCl的阳极通过电阻Rl接到电源VCC,电容C2并联在电源VCC与地之间;第2脚接到电阻R2的一端,并通过电阻R8、电容C5接到二极管Dl的阳极而组成负反馈网络,电容C3并连在所述运算放大器U3A的第2脚与地之间,电容C2并联在电源VCC与地之间;第3脚直接接到场效应晶体管Ql的源极。场效应晶体管Ql的漏极通过电阻R3接到所述稳压源210,源极通过电阻R9接地,栅极接到所述脉宽调制电路100中的电阻R7的一端。
[0026] 在恒流控制电路200中,脉宽调制电路100产生的脉宽通过电阻R7接到场效应晶体管Ql的栅极上作为场效应晶体管Ql的开通关断控制信号,在场效应晶体管Ql的开启和断开过程中,场效应晶体管Ql可等效为一个动态电阻,从而场效应晶体管Ql的开启断开将导致稳压源210到运算放大器U3A的第3脚这一支路上的电阻发生变化,于是接入放大器U3A的第3脚上的电压发生变化,即运算放大器U3A的参考电压发生变化,那么运算放大器U3A第2脚上的电压也相应发生变化。由于运算放大器U3A的第2脚通过电阻R8、电容C5接到二极管Dl的阳极而组成负反馈网络,运算放大器U3A第I脚上的输出电压也相应发生变化,于是实现了恒定电流的大小调节,从而实现调光功能。本实施例的电路中,通过电阻R18、电阻R19采集负载LED的工作电流并转换为电压信号,实现采样。
[0027] 稳压电路场效应晶体管Ql的开通关断时间的主要作用是在电路空载时,确保输出电压的稳定。
[0028] 驱动器的主电路次级部分400的主要作用是通过D5整流,电解电容C8、C15和电容ClO滤波后,输出一个恒定的电流给LED负载。
[0029] 驱动器的主电路初级部分500为驱动器的主电路输入滤波、整流电路。在驱动器的主电路初级部分500中,电路的输入交流电经过保险管F1、热敏电阻NTCl以及共模电感LF1,并经过整流桥后得到一个直流电压供给后级电路。其中,安规电容CXl连接在保险管FSl之后、热敏电阻NTCl之前,起到滤除差模干扰的作用;电阻R12、电阻R17、电阻R23、电阻R24串连后并联连接在安规电容CXl两端,起到放电作用;电阻R22是一个压敏电阻,两端分别连接输入交流电的火线和零线,保护电路不受电网高电压破坏。
[0030] 驱动器的启动电路和辅助绕组供电电路600主要作用是为脉宽调制(PWM,PulseWidth Modulation)电路700提供启动工作电压。
[0031] PWM电路700是主要由脉宽调制芯片及其外围器件组成,它提供一个可调制的脉宽信号作为场效应晶体管Q2的开关控制信号,其优选型号是0B2263。
[0032] 其中,光耦发光二极管PCl起隔离,耦合信号的作用。
[0033] 由上所述可见,上述这款12W功率输出的LED电子驱动器电路,其中的调光恒流控制部分采用本发明的LED调光控制电路,并可以通过手动调节电位器RWl实现理想的调光效果。
[0034] 以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和 原则内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1. 一种LED调光控制电路,其特征在于,包括脉宽调制电路(100)以及恒流控制电路(200),所述脉宽调制电路(100)包括触发器(U2)、电位器(RW1)、二极管D2、二极管D3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C6以及电容C7,所述恒流控制电路(200)包括场效应晶体管(Ql)、运算放大器(U3A)、稳压源(210)、二极管D1、光耦发光二极管(PC1)、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R8以及电阻R9,其中: 所述触发器(U2)为555触发器,其第I脚接地;第3脚接到电阻R7的一端,电阻R7的另一端接到所述恒流控制电路(200);第4脚和第8脚接到电源(VCC);第5脚通过电容C7接地;第2脚和第6脚直接相连且同时接到二极管D2的阳极、二极管D3的阴极以及电容C6的一端,电容C6的另一端接地;第7脚接到二极管D3的阳极,同时接到电位器(RWl)的中间脚,电位器(RWl)的一端串联电阻R6后接到电源(VCC),电位器(RWl)另一端通过电阻R5接到二极管D2的阴极; 所述运算放大器(U3A)的输出端接到二极管Dl的阴极,二极管Dl的阳极接到光耦发光二极管(PCl)的阴极,光耦发光二极管(PCl)的阳极通过电阻Rl接到电源(¥0:),电容02并联在电源(VCC)与地之间;反相输入端连接到电阻R2的一端,并通过电阻R8、电容C5接到二极管Dl的阳极而组成负反馈网络,电容C3并连在所述运算放大器(U3A)的反相输入端与地之间,电容C2并联在电源(VCC)与地之间;同相输入端直接接到场效应晶体管(Ql)的源极; 所述场效应晶体管(Ql)的漏极通过电阻R3接到所述稳压源(210),源极通过电阻R9接地,栅极接到所述脉宽调制电路(100)中的电阻R7的一端; 通过调节所述电位器(RWl)来调节所述触发器(U2)产生的脉宽大小;所述触发器(U2)产生的脉宽控制所述场效应晶体管(Ql)的开断时间,并根据所述场效应晶体管(Ql)的开断时间来控制改变所述运算放大器(U3A)的参考电压电位,进而调节恒定电流的大小。
2.根据权利要求I所述的控制电路,其特征在于,所述稳压源(210)为基准稳压芯片(Ul)0
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