CN101984733A - 一种起亮点低、无闪烁的led灯调光装置与方法 - Google Patents

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张晶珏
李志芳
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Abstract

本发明提供了一种起亮点低、无闪烁的LED灯调光装置和方法。装置包括MCU、充放电管理模块、电容、MOS管，MOS管分别与所述充放电管理模块连接，所述电容未与充放电管理模块连接的一端接地，所述MOS管的其余两个接头分别连接LED灯和接地。方法包括以下步骤：步骤1：MCU1通过信号控制充放电管理模块；步骤2：充放电管理模块对电容进行充放电操作，电容获得不同的电压值；步骤3：由电容获得不同的电压值驱动MOS管，MOS管呈现不同的等效电阻值。本发明的装置和方法实现了LED灯调光的起亮点低、无闪烁。

Description

一种起亮点低、无闪烁的LED灯调光装置与方法
技术领域
本发明涉及LED灯调光技术，具体地说是一种具有起亮点低、无闪烁现象的LED灯平滑调光装置与调光方法。
背景技术
目前常用的LED灯调光方法主要有两种：一、PWM（脉冲宽度调制，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制）调光方法；二、利用模拟电路实现控制流经LED灯电流大小的方法。
PWM调光方法通过调节单个周期的脉冲时间宽度来控制单个周期内恒定电流流经LED灯的时间来达到调光目的。（注：PWM最终也是改变流经LED的电流大小，只不过是改变平均电流的大小而已）。
这种调光方法的缺点在于，当LED的亮度较低时，灯具容易出现较明显的闪烁现象，引起人视觉感官的不适。基于可控硅的调光方法原理类似，也会出现上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种起亮点低、无闪烁的LED灯调光装置与方法。
一种起亮点低、无闪烁的LED灯调光装置，包括MCU、充放电管理模块、电容、MOS管，MOS管分别与所述充放电管理模块连接，所述电容未与充放电管理模块连接的一端接地，所述MOS管的其余两个接头分别连接LED灯和接地。所述MCU控制所述充放电管理模块，通过所述充放电管理模块对所述电容进行充放电操作而获得电容上不同的电压值，并由此电压值来驱动所述MOS管，这样MOS管就会呈现不同的等效电阻值，从而调节流经LED灯的电流，实现对LED调光。
作为本发明的进一步改进，充放电管理模块包括快速充电MOS管，来自MCU1的快速充电信号对快速充电MOS管进行控制，在短时间内将电容上的电压升高至所需的水平。
作为本发明的进一步改进，充放电管理模块包括慢充电阻，来自MCU的慢速充电信号实现对慢充电阻的慢速充电。
作为本发明的进一步改进，充放电管理模块包括快速放电MOS管，来自MCU的快速放电信号对快速放电MOS管进行控制，在短时间内将电容上的电压降低至所需的水平。
一种起亮点低、无闪烁的LED灯调光方法，包括以下步骤：
步骤1：MCU1通过信号控制充放电管理模块；
步骤2：充放电管理模块对电容进行充放电操作，电容获得不同的电压值；
步骤3：由电容获得不同的电压值驱动MOS管，MOS管呈现不同的等效电阻值；
步骤4：通过MOS管呈现不同的等效电阻值来调节流经LED灯的电流，实现对LED调光。
作为本发明的进一步改进，步骤2中的充放电管理模块对电容进行充放电操作包括快速充电、慢速充电、快速放电。
作为本发明的进一步改进，所述快速充电由来自MCU的快速充电信号对快速充电MOS管进行控制，在短时间内将电容上的电压升高至所需的水平。
作为本发明的进一步改进，所述慢速充电由来自MCU的慢速充电信号来实现。
作为本发明的进一步改进，所述快速放电由来自MCU的快速放电信号对快速放电MOS管进行控制，在短时间内将电容上的电压降低至所需的水平。
本发明提供了一种实现了起亮点低、无闪烁的LED灯调光装置和方法。
当电容上的电压很低时，MOS管具有很大的等效阻抗，LED灯不能被点亮，当MOS管等效阻抗变得足够小时，LED灯被点亮，因此必存在一个电容上的临界电压值，恰好点亮LED灯；因此LED灯可以获得最小的起亮点，即可以从0亮度开始亮起。
由于电容上的电压在充放电过程中都是平滑变化，因此MOS管等效阻抗也会平滑变化，进而使得流经LED灯的电流平滑变化，即其亮度平滑变化，无闪烁现象。
对LED灯的灵活控制，包括：LED缓慢变亮，迅速熄灭，迅速变亮等基本操作。电容上的电压直接控制LED的亮度。短时间内将电容3上的电压升高至所需的水平可以让LED迅速达到某个亮度。慢速充电可以满足LED亮度缓慢地、平滑地增大。在短时间将电容3上的电压降低至所需水平可以满足让LED亮度迅速降低或熄灭。
【附图说明】
图1为本发明装置的原理图；
图2为电容充放电模块的原理图。
图中各部件名称如下：MCU1、充放电管理模块2、电容3、MOS管4、LED灯5、快速充电MOS管21、快速放电MOS管22、慢充电阻23、快速充电信号24、慢速充电信号25、快速放电信号26。
【具体实施方式】
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
MOS（场效应管）具有这样的特性：在不同的源极电压下，其漏极-源极间会呈现不同的等效阻抗。如图1所示，MOS管4分别与所述充放电管理模块2连接，所述电容3未与充放电管理模块2连接的一端接地，所述MOS管4的其余两个接头分别连接LED灯5和接地。本装置利用MCU1控制充放电管理模块2，通过对电容3进行充放电操作而获得电容3上不同的电压值，并用此电压值来驱动MOS管4，这样MOS管4就会呈现不同的等效电阻值，从而调节流经LED灯5的电流，最终实现对LED调光的目的。
如图2所示，充放电管理模块2包括三个功能：快速充电、慢速充电、快速放电。快速充电由来自MCU1的快速充电信号24对快速充电MOS管21进行控制，可以在短时间内将电容3上的电压升高至所需的水平。慢速充电由来自MCU1的慢速充电信号25来实现。快速放电由来自MCU1的快速放电信号26对快速放电MOS管22进行控制，可以在短时间内将电容3上的电压降低至所需的水平。
对LED灯的灵活控制，包括：LED缓慢变亮，迅速熄灭，迅速变亮等基本操作。电容上的电压直接控制LED的亮度。短时间内将电容3上的电压升高至所需的水平可以让LED迅速达到某个亮度。慢速充电可以满足LED亮度缓慢地、平滑地变亮。在短时间将电容3上的电压降低至所需水平可以满足让LED亮度迅速降低。
低起亮点的实现原理为：当电容3上的电压很低时，MOS管4具有很大的等效阻抗，LED灯5不能被点亮，当MOS管4等效阻抗变得足够小时，LED灯5被点亮，因此必存在一个电容3上的临界电压值，恰好点亮LED灯5；因此LED灯5可以获得最小的起亮点，即可以从0亮度开始亮起。
无闪烁发光的实现原理为：由于电容3上的电压在充放电过程中都是平滑变化，因此MOS管4等效阻抗也会平滑变化，进而使得流经LED灯5的电流平滑变化，即其亮度平滑变化，无闪烁现象。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种起亮点低、无闪烁的LED灯调光装置，其特征在于：包括MCU(1)、充放电管理模块(2)、电容(3)、MOS管(4)，所述MCU(1)、电容(3)、MOS管(4)分别与所述充放电管理模块(2)连接，所述电容(3)未与充放电管理模块(2)连接的一端接地，所述MOS管(4)的其余两个接头分别连接LED灯(5)和接地。
2.根据权利要求1所述的一种起亮点低、无闪烁的LED灯调光装置，其特征在于：充放电管理模块(2)包括快速充电MOS管(21)，来自MCU(1)的快速充电信号(24)对快速充电MOS管(21)进行控制，在短时间内将电容(3)上的电压升高至所需的水平。
3.根据权利要求1所述的一种起亮点低、无闪烁的LED灯调光装置，其特征在于：充放电管理模块(2)包括慢充电阻(23)，来自MCU(1)的慢速充电信号(25)实现对慢充电阻(23)的慢速充电。
4.根据权利要求1所述的一种起亮点低、无闪烁的LED灯调光装置，其特征在于：充放电管理模块(2)包括快速放电MOS管(22)，来自MCU(1)的快速放电信号(26)对快速放电MOS管(22)进行控制，在短时间内将电容(3)上的电压降低至所需的水平。
5.一种起亮点低、无闪烁的LED灯调光方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：MCU(1)通过信号控制充放电管理模块(2)；
步骤2：充放电管理模块(2)对电容(3)进行充放电操作，电容(3)获得不同的电压值；
步骤3：由电容(3)获得不同的电压值驱动MOS管(4)，MOS管(4)呈现不同的等效电阻值；
步骤4：通过MOS管(4)呈现不同的等效电阻值来调节流经LED灯(5)的电流，实现对LED调光。
6.根据权利要求5所述的一种起亮点低、无闪烁的LED灯调光方法，其特征在于：步骤2中的充放电管理模块(2)对电容(3)进行充放电操作包括快速充电、慢速充电、快速放电。
7.根据权利要求6所述的一种起亮点低、无闪烁的LED灯调光方法，其特征在于：所述快速充电由来自MCU(1)的快速充电信号(24)对快速充电MOS管(21)进行控制，在短时间内将电容(3)上的电压升高至所需的水平。
8.根据权利要求6所述的一种起亮点低、无闪烁的LED灯调光方法，其特征在于：所述慢速充电由来自MCU(1)的慢速充电信号(25)来实现。
9.根据权利要求6所述的一种起亮点低、无闪烁的LED灯调光方法，其特征在于：所述快速放电由来自MCU(1)的快速放电信号(26)对快速放电MOS管(22)进行控制，在短时间内将电容(3)上的电压降低至所需的水平。
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