CN103025006A

CN103025006A - 利用pwm调制的led调光装置

Info

Publication number: CN103025006A
Application number: CN2012105060762A
Authority: CN
Inventors: 杨夏芳
Original assignee: 杨夏芳
Current assignee: Yuyao Tailian Lighting Electric Co., Ltd.
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-11-29
Also published as: CN103025006B

Abstract

一种利用PWM调制的LED调光装置，包括：第一电压比较器、第二电压比较器、基准电压输入单元、第一可变电阻器和第二可变电阻器；第一电压比较器的正向输入端和第二电压比较器的反向输入端连接至输出正弦波交流电的电网；第一电压比较器的反向输入端和第二电压比较器的正向输入端连接至基准电压输入单元，由此基准电压输入单元向第一电压比较器的反向输入端提供第一基准电压，向第二电压比较器的正向输入端提供第二基准电压；第一基准电压为正电压，第二基准电压为负电压；第一电压比较器的输出端和第二电压比较器的输出端连接至第一可变电阻器的第一端，第一可变电阻器的第二端连接至第二可变电阻器的第一端，第二可变电阻器的第二端接地。

Description

利用PWM调制的LED调光装置

技术领域

本发明涉及照明领域，更具体地说，本发明涉及一种利用PWM调制的LED调光装置。

背景技术

发光二极管LED(Light Emitting Diode)是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。LED的心脏是一个半导体晶片，半导体晶片的一端附着在一个支架上(作为负极)，半导体晶片的另一端连接电源的正极，整个晶片被环氧树脂封装起来。

根据LED特有的电压电流特性，现在LED照明基本采用恒流驱动方式。为了更好地发挥LED照明节能的优点，在LED驱动器中加入调光功能是大势所趋。

通常，LED驱动器的调光方式有3种：可控硅调光、模拟调光、PWM(脉冲宽度调制)调光。每种调光方式都有其优点及局限性。PWM调光是使开关电路以相对于人眼识别能力来说足够高的频率工作，通过设置周期和占空比来改变输出电流平均值，其输出电流只有两种状态：最大额定工作电流和零电流。模拟调光是通过改变输出电流的幅值来实现调光功能，可控硅调光是通过调节电源的输出功率来实现调光功能。

PWM调光可以保证LED的色温恒定，驱动器的效率较高，并且能够进行精确控制，但其缺点是需要电路复杂。模拟调光相对PWM调光电路简单、容易实现，但会使LED色温发生变化，同时效率低、输出电流精度不易调节、调光范围有限。可控硅调光是利用现有的可控硅调光器，通过改变可控硅的导通角，调节输出功率来实现调光，其优点是不用改变原有日光灯调光设备。但是缺点更严重：其会严重降低驱动器效率及功率因数。同时也会使LED产生闪烁。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种简单地能够实现PWM调光的LED调光装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种利用PWM调制的LED调光装置，其包括：第一电压比较器、第二电压比较器、基准电压输入单元、第一可变电阻器和第二可变电阻器；其中，所述第一电压比较器的正向输入端和所述第二电压比较器的反向输入端连接至输出正弦波交流电的电网；所述第一电压比较器的反向输入端和所述第二电压比较器的正向输入端连接至基准电压输入单元，由此基准电压输入单元向所述第一电压比较器的反向输入端提供第一基准电压，并且向所述第二电压比较器的正向输入端提供第二基准电压；其中，所述第一基准电压大于所述第二基准电压，并且所述第一基准电压为正电压，所述第二基准电压为负电压；所述第一电压比较器的输出端和所述第二电压比较器的输出端连接至所述第一可变电阻器的第一端，所述第一可变电阻器的第二端连接至所述第二可变电阻器的第一端，所述第二可变电阻器的第二端接地；并且，所述第一可变电阻器的第二端与所述第二可变电阻器的第一端的连接点处的电压作为输出电压向LED单元供电。

优选地，所述第一电压比较器2和所述第二电压比较器是相同的电压比较器。

优选地，所述第一可变电阻器和所述第二可变电阻器是相同的可变电阻器。

优选地，所述第一基准电压与所述第二基准电压具有相同的电压幅值大小。

优选地，LED单元是单个LED或者LED串。

根据本发明的第二方面，提供了一种利用PWM调制的LED调光装置，其包括：第一电压比较器、第二电压比较器、基准电压输入单元、第一可变电阻器、第二可变电阻器以及开关；其中，所述第一电压比较器的正向输入端和所述第二电压比较器的反向输入端连接至输出正弦波交流电的电网；所述第一电压比较器的反向输入端和所述第二电压比较器的正向输入端连接至基准电压输入单元，由此基准电压输入单元向所述第一电压比较器的反向输入端提供第一基准电压，并且向所述第二电压比较器的正向输入端提供第二基准电压；其中，所述第一基准电压大于所述第二基准电压，并且所述第一基准电压为正电压，所述第二基准电压为负电压；所述第一电压比较器的输出端和所述第二电压比较器的输出端连接至所述第一可变电阻器的第一端，所述第一可变电阻器的第二端连接至所述第二可变电阻器的第一端，所述第二可变电阻器的第二端连接至开关的第一端，所述开关的第二端接地；并且，所述第一可变电阻器的第二端与所述第二可变电阻器的第一端的连接点处的电压作为输出电压向LED单元供电。

优选地，LED单元是单个LED或者LED串。

由此，在根据本发明的利用PWM调制的LED调光装置中，通过调节所述第一基准电压的大小以及所述第二基准电压的大小，可以有效地调节输出所述第一电压比较器的输出端和所述第二电压比较器的输出端相连之后的输出的PWM波形的频率以及占空比。并且，通过调节所述第一可变电阻器和所述第二可变电阻器接入电路的电阻的大小，还可以实现对LED的模拟调光。因此，根据本发明的利用PWM调制的LED调光装置可以同时实现PWM调光和模拟调光，或者实现PWM调光和可选的模拟调光。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本发明第一实施例的利用PWM调制的LED调光装置的结构框图。

图2示意性地示出了根据本发明第二实施例的利用PWM调制的LED调光装置的结构框图。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

<第一实施例>

具体地说，如图1所示，根据本发明实施例的利用PWM调制的LED调光装置包括：第一电压比较器2、第二电压比较器3、基准电压输入单元4、第一可变电阻器R1和第二可变电阻器R2。

其中，所述第一电压比较器2的正向输入端和所述第二电压比较器3的反向输入端连接至输出正弦波交流电的电网1。

例如，电网1是家用电网，例如电网1输出200V、50HZ的正弦交流电。

所述第一电压比较器2的反向输入端和所述第二电压比较器3的正向输入端连接至基准电压输入单元4，由此基准电压输入单元4向所述第一电压比较器2的反向输入端提供第一基准电压Vo1，并且向所述第二电压比较器3的正向输入端提供第二基准电压Vo2。

其中，所述第一基准电压Vo1大于所述第二基准电压Vo2，并且所述第一基准电压Vo1为正电压，所述第二基准电压Vo2为负电压。

所述第一电压比较器2的输出端和所述第二电压比较器3的输出端连接至所述第一可变电阻器R1的第一端D12，所述第一可变电阻器R1的第二端D11连接至所述第二可变电阻器R2的第一端D22，所述第二可变电阻器R2的第二端D21接地。

并且，所述第一可变电阻器R1的第二端D11与所述第二可变电阻器R2的第一端D22的连接点处的电压作为输出电压向LED单元5供电。

例如，LED单元5可以是单个LED或者LED串。

优选地，所述第一电压比较器2和所述第二电压比较器3是相同的电压比较器。

优选地，所述第一可变电阻器R1和所述第二可变电阻器R2具有相同的最大电阻值；而且，进一步优选地，所述第一可变电阻器R1和所述第二可变电阻器R2是相同的可变电阻器。

优选地，所述第一基准电压Vo1与所述第二基准电压Vo2具有相同的电压幅值大小。即，优选地，Vo1＝-Vo2。

当电网1的输出电压大于所述第一基准电压Vo1或者当电网1的输出电压小于所述第二基准电压Vo2时，所述第一电压比较器2的输出端和所述第二电压比较器3的输出端相连之后的输出的方波为逻辑“1”，而当电网1的输出电压小于所述第一基准电压Vo1并且大于所述第二基准电压Vo2时，所述第一电压比较器2的输出端和所述第二电压比较器3的输出端相连之后的输出的方波为逻辑“0”。

由此，在根据本发明实施例的利用PWM调制的LED调光装置中，通过调节所述第一基准电压Vo1的大小以及所述第二基准电压Vo2的大小，可以有效地调节输出所述第一电压比较器2的输出端和所述第二电压比较器3的输出端相连之后的输出的PWM波形的频率以及占空比。

并且，通过调节所述第一可变电阻器R1和所述第二可变电阻器R2接入电路的电阻的大小，还可以实现对LED的模拟调光。

因此，根据本发明第一实施例的利用PWM调制的LED调光装置可以同时实现PWM调光和模拟调光。

<第二实施例>

如图2所示，与图1所示的第一实施例不同之处在于，第二实施例还包括开关6。

具体地说，根据本发明第二实施例的利用PWM调制的LED调光装置包括：第一电压比较器2、第二电压比较器3、基准电压输入单元4、第一可变电阻器R1、第二可变电阻器R2以及开关6。

所述第一电压比较器2的输出端和所述第二电压比较器3的输出端连接至所述第一可变电阻器R1的第一端D12，所述第一可变电阻器R1的第二端D11连接至所述第二可变电阻器R2的第一端D22，所述第二可变电阻器R2的第二端D21连接至开关6的第一端，并且开关6的另一端接地。

例如，LED单元5可以是单个LED或者LED串。

并且，在开关6接通时，可以通过调节所述第一可变电阻器R1和所述第二可变电阻器R2接入电路的电阻的大小，还可以实现对LED的模拟调光。另一方面，当开关6断开时，可以不使用模拟调光功能，并且可以使所述第一可变电阻器R1接入电路的电阻值为零，使得功耗最小。

因此，根据本发明第一实施例的利用PWM调制的LED调光装置可以同时实现PWM调光和可选的模拟调光。

此外，需要说明的是，除非特别指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种利用PWM调制的LED调光装置，其特征在于包括：第一电压比较器、第二电压比较器、基准电压输入单元、第一可变电阻器和第二可变电阻器；

其中，所述第一电压比较器的正向输入端和所述第二电压比较器的反向输入端连接至输出正弦波交流电的电网；

所述第一电压比较器的反向输入端和所述第二电压比较器的正向输入端连接至基准电压输入单元，由此基准电压输入单元向所述第一电压比较器的反向输入端提供第一基准电压，并且向所述第二电压比较器的正向输入端提供第二基准电压；

其中，所述第一基准电压大于所述第二基准电压，并且所述第一基准电压为正电压，所述第二基准电压为负电压；

所述第一电压比较器的输出端和所述第二电压比较器的输出端连接至所述第一可变电阻器的第一端，所述第一可变电阻器的第二端连接至所述第二可变电阻器的第一端，所述第二可变电阻器的第二端接地；

并且，所述第一可变电阻器的第二端与所述第二可变电阻器的第一端的连接点处的电压作为输出电压向LED单元供电。

2.根据权利要求1所述的利用PWM调制的LED调光装置，其特征在于，所述第一电压比较器2和所述第二电压比较器是相同的电压比较器。

3.根据权利要求1或2所述的利用PWM调制的LED调光装置，其特征在于，所述第一可变电阻器和所述第二可变电阻器是相同的可变电阻器。

4.根据权利要求1或2所述的利用PWM调制的LED调光装置，其特征在于，所述第一基准电压与所述第二基准电压具有相同的电压幅值大小。

5.根据权利要求1或2所述的利用PWM调制的LED调光装置，其特征在于，LED单元是单个LED或者LED串。

6.一种利用PWM调制的LED调光装置，其特征在于包括：第一电压比较器、第二电压比较器、基准电压输入单元、第一可变电阻器、第二可变电阻器以及开关；

所述第一电压比较器的输出端和所述第二电压比较器的输出端连接至所述第一可变电阻器的第一端，所述第一可变电阻器的第二端连接至所述第二可变电阻器的第一端，所述第二可变电阻器的第二端连接至开关的第一端，所述开关的第二端接地；

7.根据权利要求6所述的利用PWM调制的LED调光装置，其特征在于，所述第一电压比较器2和所述第二电压比较器是相同的电压比较器。

8.根据权利要求6或7所述的利用PWM调制的LED调光装置，其特征在于，所述第一可变电阻器和所述第二可变电阻器是相同的可变电阻器。

9.根据权利要求6或7所述的利用PWM调制的LED调光装置，其特征在于，所述第一基准电压与所述第二基准电压具有相同的电压幅值大小。

10.根据权利要求6或7所述的利用PWM调制的LED调光装置，其特征在于，LED单元是单个LED或者LED串。