CN102387628A - 一种led调光控制电路 - Google Patents
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Abstract
一种LED调光控制电路，用以通过控制开关电源主电路开关管的导通和关断，并为LED提供恒定的电流，包括电源开关，用于连接开关电源主电路和电网；导通时间控制电路，包括对应多个导通时间的导通时间控制信号对应的电压值，根据电源开关的动作次数，输出相应的导通时间控制信号；关断控制电路，用以将开关电源主电路的检流信号对应的电压与导通时间控制信号对应的电压进行比较，根据比较结果得到输出关断控制信号；导通控制电路，接收到关断控制信号时开始计时，计时到第一预设时间，产生控制开关管导通的导通控制信号；逻辑单元，根据关断控制信号和导通控制信号产生开关管控制信号。该调光控制电路简单、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED调光控制电路。
背景技术
LED灯以其高效低耗，节能环保，响应快，寿命长等优点而成为新一代的照明光源，LED灯亮度的调节也成为一个现实的问题。现有的LED调光技术包括线性调光，PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)调光和可控硅调光调光，这几种调光技术均是在LED驱动芯片内部增加适当的电路，再在外部添加器件与之相配合，从而实现调光。线性调光通过调节可调电阻实现调光，PWM调光则需要PWM芯片与之配合调光，两者都需要额外增加元件。而可控硅调光调光虽能让LED灯直接取代那些配有可控硅调光控制器的白炽灯和卤素灯，但其工作方式为斩波方式，电压无法实现正弦波输出，由此出现大量谐波，形成对电网系统的谐波污染，危害极大。
以上调光模式由于需要在芯片外部另外增加元器件，从而使灯具的结构繁琐，成本增加，操作不便。
发明内容
本发明解决的技术问题是现有技术调光模式导致的灯具结构复杂、成本高的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种LED调光控制电路，用以通过控制开关电源主电路开关管的导通和关断，并为LED提供恒定的电流，包括：
电源开关，用于连接开关电源主电路和电网；
导通时间控制电路，包括对应多个导通时间的导通时间控制信号对应的电压值，根据电源开关的动作次数，输出相应的导通时间控制信号；
关断控制电路，用以将开关电源主电路的检流信号对应的电压与导通时间控制信号对应的电压进行比较，根据比较结果得到输出关断控制信号；
导通控制电路，接收到关断控制信号时开始计时，计时到第一预设时间，产生控制开关管导通的导通控制信号；
逻辑单元，根据关断控制信号和导通控制信号产生开关管控制信号。
与现有技术相比本发明具有如下有益效果：本发明实施例提供的一种LED调光控制电路通过对电源开关的快速开关实现对LED灯的分级调光，并且该实现调光功能的电路简单、成本低。
附图说明
图1是本发明第一实施例LED调光控制电路的原理框图；
图2是本发明第一实施例中导通时间控制电路和关断控制电路原理图；
图3是本发明第二实施例LED调光控制电路的原理框图；
图4是本发明第二实施例中导通时间控制电路和关断控制电路原理图；
图5是本发明第二实施例中检测电路输入输出波形图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明第一实施例LED调光控制电路的原理框图；一种LED调光控制电路，用以通过控制开关电源主电路50开关管的导通和关断，并为LED提供恒定的电流，包括：电源开关S0，用于连接开关电源主电路50和电网；导通时间控制电路10，包括对应多个导通时间的导通时间控制信号对应的电压值，根据电源开关的动作次数，输出相应的导通时间控制信号；关断控制电路20，用以将开关电源主电路的检流信号对应的电压与导通时间控制信号对应的电压进行比较，根据比较结果得到输出关断控制信号；导通控制电路30，接收到关断控制信号时开始计时，计时到第一预设时间T1，产生控制开关管导通的导通控制信号；逻辑单元40，根据关断控制信号和导通控制信号产生开关管控制信号。第一电阻R1和第三电容C3串联后的两端分别连接电源开关S0和地信号，第一电阻R1和第三电容C3的节点A与导通时间控制电路10连接，用以提供电网电压给导通时间控制电路10。开关电源主电路50经过第二电阻R2与地信号连接，开关电源主电路50和第二电阻R2节点B可以引出开关电源主电路50的检流信号。
本发明实施例提供的一种LED调光控制电路通过对电源开关的快速开关实现对LED灯的分级调光，并且该实现调光功能的电路简单、成本低。
图2是本发明第一实施例中导通时间控制电路和关断控制电路原理图；导通时间控制电路10包括：电源产生电路101，用于产生电源给所述LED调光控制电路供电；检测电路102，用于检测电网电压，并判断当电网电压上升过程中达到第三阈值电压时，输出无效的移位控制信号，当电网电压下降过程中达到第二阈值电压时，输出有效的移位控制信号；复位电路103，用于上电复位所述移位寄存器；移位寄存器104，用于根据检测电路输出的移位控制信号输出移位结果；译码电路105，根据移位寄存器输出的移位结果进行译码；选择电路106，根据译码电路的译码结果选择导通时间控制信号对应的电压。其中，第三阈值电压高于第二阈值电压。
关断控制电路20包括比较器201，比较器201的第一输入端连接开关电源主电路50的检流信号对应的电压，比较器201的第二输入端连接所述选择电路所选择的电压。比较器201的第一输入端是正输入端，比较器的第二输入端是负输入端。
结合图1，开关电源主电路50包括第二电感L2、LED灯组、续流二极管D5、开关管M1；第二电感L2、LED灯组、续流二极管D5依次串联并形成回路，续流二极管D5的负端连接电网电压，续流二极管D5的正端连接开关管M1其中，开关管M1是NMOS管。
图3是本发明第二实施例LED调光控制电路的原理框图；在图1的基础上还包括：开关电源主电路50前端还设置有整流电路D1；整流电路D1为由四个二极管组成的整流桥D1。开关管M1的控制端还设置有驱动电路70，用于驱动所述NMOS管M1。开关电源主电路50和整流电路D1之间设置有滤波电路60；滤波电路60包括第一电感L1、第一电容C1、第二电容C2，第一电容C1和第二电容C2串联后与第一电感L1并联，第一电感L1的两端分别连接整流电路D1和开关电源主电路50。
逻辑单元40包括R-S触发器，R-S触发器的R端接收关断控制电路输出的关断控制信号，R-S触发器的S端接收导通控制电路输出的导通控制信号，R-S触发器的输出端连接NMOS管M1的控制端。
图4是本发明第二实施例中导通时间控制电路和关断控制电路原理图；在图2大的基础上，本实施例中移位寄存器104的个数为两个，分别是U11和U12，两个移位寄存器U11和U12输出连接到译码电路105的输入端，译码输出的四个译码信号连接到选择电路106的输入端，用以选择四个导通时间控制信号对应的电压。
图5是本发明第二实施例中检测电路输入输出波形图；以下以可以调光的档位为四档，LED灯组有两个LED灯为例，并结合图3、图4和图5对整个电路的工作原理详细描述：
电源开关S0闭合后，A点的电压UA开始上升，当上升到第一阈值电压VTH1时，其中VTH1＜VTH2＜VTH3，电源产生电路101产生电压VC1，给LED调光控制电路供电；如果A点的电压UA在第一阈值电压VTH1以下时，电源产生电路101不会产生电压VC1。当电网电压上升到第三阈值电压VTH3，并且此时NMOS管M1处于关断状态，导通控制电路30开始计时，计时到第一预设时间T1时，产生控制开关管导通的导通控制信号，设该导通控制信号为高电平1，由于该导通控制信号连接在R-S触发器10的S端，R-S触发器10输出为高电平1，并控制NMOS管M1导通，流过第二电阻R2的电流增大。
同时电压VC1使得复位电路产生一上电复位信号reset，上电复位信号reset使得移位寄存器104复位，两个移位寄存器的输出均复位为0，此时经过译码电路105的译码操作，选择电路106选择导通时间控制信号对应的电压，此时为第一档位电压V1，假如V1＝0.25V，同时开关电源主电路50的检流信号对应的电压即图3中B点电压，由上所述，B点电压在NMOS管M1导通时开始增大，当大于第一档位电压0.25V时，比较器201输出为高电平，经过R-S触发器40的R端，R-S触发器40输出为低电平0，控制NMOS管M1关断；由于开关电源主电路50中第二电感L2的存在，使得第二电感L2、LED灯组D2、D3和续流二极管D5续流回路续流，由此得到恒定的电流使得LED灯组发光，此时为第一级亮度。并且在NMOS管M1关断时，导通控制电路30开始计时，计时到第一预设时间T1时，产生控制开关管导通的导通控制信号，使得NMOS开关管M1导通，在电网电压不变时，检测电路不会动作，当时的LED灯组可以一恒定电流发光。
电源开关S0断开，如果关断时间比较长，大于第二预设时间T2时，则认为电源开关S0为断开。电源开关S0再次闭合时，与上述闭合相同，此处不再赘述。
如果电源开关S0关断时间比较短，小于第二预设时间T2时，若A点的电压UA下降到VTH1和VTH2之间时，此时电源产生电路101仍然会产生电压VC1，由图5可知，当UA下降到VTH2时，检测电路102的输出CK由低电平变为高电平，由于移位寄存器104是上升沿有效，所以此时移位寄存器104移位，Q1输出1，Q0输出0；经过译码电路105译码，选择电路106选择导通时间控制信号对应的电压，此时为第二档位电压V2，假如V2＝0.175V。
电源开关S0关断时间比较短，在第二预设时间T2之内电源开关S0闭合，由于电源开关S0断开后再闭合的间隔比较短，A点的电压UA最低也在第一阈值电压VTH1之上，使得电源产生电路101一直产生电源VC1，因为复位电路103为上电复位，从而复位电路103无效。电源开关S0闭合后，电网电压又开始上升，如图5所示，当A点的电压UA上升至第三阈值电压VTH3时，检测电路102的输出CK由高电平变为低电平；移位寄存器104不移位，仍然维持上一时刻的输出信号，由上述可知，此时的选择电路106选择第二档位电压V2。并且导通控制电路30只要一接收到关断控制信号就开始计时，由上述可知，计时到第一预设时间T1后便将NMOS管M1导通，第二电阻R2上的电流逐渐增大，当B点电压大于第二档位电压0.175V时，比较器201输出为高电平，经过R-S触发器40的R端，R-S触发器40输出为低电平0，控制NMOS管M1关断；由于开关电源主电路50中第二电感L2的存在，使得第二电感L2、LED灯组D2、D3和续流二极管D5续流回路续流，由此得到恒定的电流使得LED灯组发光，此时为第二级亮度。
此后电源开关S0的断开与闭合与前面所述相同，若电源开关S0的断开时间大于第二预设时间T2，则认为电源开关S0断开，此后再次闭合时，与第一次闭合相同。若电源开关S0的断开时间小于第二预设时间T2，断开时移位寄存器104会进行移位操作，选择下一档位；再次闭合时，由于检测电路102输出与移位寄存器104的移位时钟不相符合，则不进行移位，会依据电源开关S0断开时选择电路106选择的档位亮度发光。这样如果每次电源开关S0的断开时间都小于第二预设时间T2，则电源开关S0每断开、闭合一次，LED灯组的亮度就调节一次，直到电源开关S0的断开时间大于第二预设时间T2。
本实施例中移位寄存器104为两个，经由译码电路105产生的选择信号为四个，相应的选择电路106有四档电压供选择，对应LED灯组亮度的四个档位；若移位寄存器104为三个，经由译码电路105产生的选择信号为八个，相应的选择电路106有八档电压供选择，对应LED灯组亮度的八个档位；移位寄存器104的个数越多，则经由译码电路105产生的选择信号越多，则相应选择电路106可供选择的电压档位越多，LED灯组电流的可调等级越多，可调等级及调节程度可由设计者根据实际情况设定。其中LED灯组的个数也可以是多个。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种LED调光控制电路，用以通过控制开关电源主电路开关管的导通和关断，并为LED提供恒定的电流，其特征在于，包括：
电源开关，用于连接开关电源主电路和电网；
导通时间控制电路，包括对应多个导通时间的导通时间控制信号对应的电压值，根据电源开关的动作次数，输出相应的导通时间控制信号；
关断控制电路，用以将开关电源主电路的检流信号对应的电压与导通时间控制信号对应的电压进行比较，根据比较结果得到输出关断控制信号；
导通控制电路，接收到关断控制信号时开始计时，计时到第一预设时间，产生控制开关管导通的导通控制信号；
逻辑单元，根据关断控制信号和导通控制信号产生开关管控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种LED调光控制电路，其特征在于，所述导通时间控制电路包括：
电源产生电路，用于产生电源给所述LED调光控制电路供电；
检测电路，用于检测电网电压，并判断当电网电压上升过程中达到第三阈值电压时，输出无效的移位控制信号，当电网电压下降过程中达到第二阈值电压时，输出有效的移位控制信号；
复位电路，用于上电复位所述移位寄存器；
移位寄存器，用于根据检测电路输出的移位控制信号输出移位结果；
译码电路，根据移位寄存器输出的移位结果进行译码；
选择电路，根据译码电路的译码结果选择导通时间控制信号对应的电压。
3.根据权利要求2所述的一种LED调光控制电路，其特征在于，所述第三阈值电压高于第二阈值电压。
4.根据权利要求1所述的一种LED调光控制电路，其特征在于，所述关断控制电路包括比较器，所述比较器的第一输入端连接开关电源主电路的检流信号对应的电压，比较器的第二输入端连接所述选择电路所选择的电压。
5.根据权利要求4所述的一种LED调光控制电路，其特征在于，所述比较器的第一输入端是正输入端，比较器的第二输入端是负输入端。
6.根据权利要求1所述的一种LED调光控制电路，其特征在于，所述逻辑单元包括R-S触发器，R-S触发器的R端接收关断控制电路输出的关断控制信号，R-S触发器的S端接收导通控制电路输出的导通控制信号，R-S触发器的输出端连接开关管的控制端。
7.根据权利要求1所述的一种LED调光控制电路，其特征在于，所述开关电源主电路包括第二电感、LED灯组、续流二极管、开关管；第二电感、LED灯组、续流二极管依次串联并形成回路，续流二极管的负端连接电网电压，续流二极管的正端连接开关管。
8.根据权利要求7所述的一种LED调光控制电路，其特征在于，所述开关管是NMOS管。
9.根据权利要求7所述的一种LED调光控制电路，其特征在于，所述开关管的控制端还设置有驱动电路，用于驱动所述开关管。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种LED调光控制电路，其特征在于，所述开关电源主电路前端还设置有整流电路。
11.根据权利要求10所述的一种LED调光控制电路，其特征在于，所述整流电路为由四个二极管组成的整流桥。
12.根据权利要求11所述的一种LED调光控制电路，其特征在于，所述开关电源主电路和整流电路之间设置有滤波电路。
13.根据权利要求12所述的一种LED调光控制电路，其特征在于，所述滤波电路包括第一电感、第一电容、第二电容，所述第一电容和第二电容串联后与第一电感并联，第一电感的两端分别连接整流电路和开关电源主电路。
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