CN103781229B - 一种兼容可控硅调光器的调光电路及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兼容可控硅调光器的调光电路及控制方法，包括：输入电压源、整流电路、可控硅调光器、调光电路和输出电路，所述输入电压源分别与所述整流电路和所述可控硅调控器连接，所述整流电路连接所述调光电路，所述调光电路与所述输出电路连接，所述输出电路，包括隔离变压器、开关管、第三采样电阻、继流二极管、滤波电容和输出LED负载，其特征在于，所述调光电路包括：用于采样可控硅调光器切相角度大小的采样电路；受切相角度大小控制的控制&逻辑电路，以及能够根据输入切相角的状态去控制开关管关断的切相角设置电路；采用本发明所述的电路结构能够有效的解决了在传统调光过程中出现的闪烁问题，同时也达到了调光的目的。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种兼容可控硅调光器的调光电路及控制方法,尤其涉及一种利用传统白炽灯可控硅调光器去对LED灯进行调光电路及控制方法。
背景技术
现今由于LED照明的飞速发展，原来几十瓦的白炽灯，可在直接用几瓦的LED球泡灯替代了，这样就可以节约大量的能源。白炽灯的调光方式很多采用可控硅调光器进行切相调光。传统白炽灯由于是一纯阻性负载，所以可以直接用可控硅调光器对其进行切相调光。由于传统白炽灯多为几十至几百瓦，可控硅调光器的设计都是以此为负载而设计的。但如果用这种可控硅调光器对几瓦的LED灯进行调光，由于LED灯不是纯组负载，所以会带来严重的闪烁等问题。
图1为一传统白炽灯可控硅调光原理图。其中Lamp为白炽灯、Q1为双向可控硅、DB1为一双向触发管、Rsw为一可变电阻器并与R1串联后向为C1充电产生一可变时间常数，从而控制双向可控硅的开通时间。这样就可以实验对白炽灯的调光。如图2所示的在90度时切相的各点波形。
但如果将LED恒流源直接接到可控硅调光器时，其调光会出现问题。如：由于LED电源是恒流源，而可控硅调光器只能对输入电压进行切相，可以等效为改变输入电压的平均值，改变电压是不能对恒流源产生影响的。所以根本就不能对LED进行调光，所以就需要把LED恒流变成一受输入电压相位控制的可调电流源。另外，由于可控硅调光器在关断时存在较大的漏电流，它会影响可控硅和LED电源的工作状态，从而引起闪烁等现象。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是：提供一种兼容可控硅调光器的调光电路及控制方法，其通过对输入切相相位进行采样，当采样到输入电压处于切相状态时，控制电路使主功率回路处于开通状态以完全吸收可控硅调光器的漏电流，从而保证可控硅调光器和LED电源正常工作，同时避免了闪烁等现象，并实现了调光的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种兼容可控硅调光器的调光电路，包括：输入电压源、整流电路、可控硅调光器、调光电路和输出电路，所述输入电压源分别与所述整流电路和所述可控硅调控器连接，所述整流电路连接所述调光电路，所述调光电路与所述输出电路连接，所述输出电路，包括隔离变压器、开关管、第三采样电阻、继流二极管、滤波电容和输出LED负载，其特征在于，所述调光电路包括：
用于采样可控硅调光器切相角度大小的采样电路；
受切相角度大小控制的控制&逻辑电路，所述控制&逻辑电路，包括三个输入端分别为CCS端、Ilim端和CS端，还包括一输出端为OUT端；
以及能够根据输入切相角的状态去控制开关管关断的切相角设置电路；
所述采样电路由第一采样电阻、第二采样电阻、第一比较基准、第一比较器和反相器组成；
所述第一采样电阻，其一端连接所述整流电路，另一端连接第一比较器的一输入端；
所述第二采样电阻，其一端连接所述第一采样电阻和第一比较器的输入端，另一端接地；
所述第一比较器，其一输入端连接所述第一采样电阻和第二采样电阻，另一输入端连接第一比较基准；
所述第一比较基准，其另一端接地；
所述反相器，其输入端连接所述第一比较器的输出端和所述控制&逻辑电路的CCS端，输出端连接所述控制&逻辑电路的Ilim端；
所述切相角设置电路，包括充放电模块、积分电容、第二比较基准、第二比较器、或门和与门；
所述充放电模块，其一端连接所述积分电容，另一端连接所述反相器的输出端和所述或门的一输入端；
所述积分电容，其一端连接充放电模块和所述第二比较器的负极输入端，其另一端接地；
所述第二比较器，其正极输入端连接所述第二比较基准的一端，输出端连接所述或门的另一端；
所述第二比较基准的另一端接地；
所述与门，其两个输入端分别连接所述控制&逻辑电路的OUT端和所述或门的输出端；
所述与门，其输出端连接开关管的栅极，用于控制其关断。
所述隔离变压器的原边绕组的一端连接所述整流电路和第一采样电阻的一端，另一端连接所述开关管的漏极；所述开关管的源极连接所述控制&逻辑电路的CS端和第三采样电阻的一端。
所述第三采样电阻的另一端接地。
所述隔离变压器的副边绕组的一端连接所述继流二极管的正极，另一端分别连接所述滤波电容的一端和所述输出LED负载的阴极；
所述继流二极管的负极分别连接所述滤波电容的另一端和所述输出LED负载的正极。
一种兼容可控硅调光器的调光电路的控制方法，包括以下步骤：
S1：利用采样电路对可控硅调光器输入电压的切相角度大小进行采样，并将采样结果传递给控制&逻辑电路进行处理；
S2：当采样到输入电压处于切相状态时，将保持系统的恒流值为切相之前的状态，同时，将控制&逻辑电路的CS端内部的比较基准调高，打开开关管吸收可控硅调光器的漏电流，且使充放电模块开始给积分电容充电；
S3：当积分电容上的电压大于第二比较基准上的电压时，将在可控硅调光器开通时，关断开关管。
本发明的有益效果是：采用本发明所述的电路结构能够有效的解决了传统调光过程中出现的闪烁问题，同时也达到了调光的目的。
附图说明
图1是一种传统白炽灯可控硅调光器工作原理图；
图2是图1电路在工作时的相关波形图；
图3是一种兼容可控硅调光器的调光电路的具体实施电路图；
图4是图3电路在工作时的各关键点波形图。
其中，图3中：A-采样电路，B-控制&逻辑电路，C-切相角设置电路。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1为一传统白炽灯可控硅调光原理图。其中Lamp为白炽灯、Q1为双向可控硅、DB1为一双向触发管、Rsw为一可变电阻器并与R1串联后向为C1充电产生一可变时间常数，从而控制双向可控硅的开通时间。这样就可以实验对白炽灯的调光。如图2所示的在90度时切相的各点波形。
但如果将LED恒流源直接接到可控硅调光器时，其调光会出现问题。如：由于LED电源是恒流源，而可控硅调光器只能对输入电压进行切相，可以等效为改变输入电压的平均值，改变电压是不能对恒流源产生影响的。所以根本就不能对LED进行调光，所以就需要把LED恒流变成一受输入电压相位控制的可调电流源。另外，由于可控硅调光器在关断时存在较大的漏电流，它会影响可控硅和LED电源的工作状态，从而引起闪烁等现象。
为消除上述问题，结合图3具体实施电路来阐述本发明的具体实施方式。
如图3所示，一种兼容可控硅调光器的调光电路，其电路结构具体如下：
输入电压源900的两端分别连接到可控硅调光器901的一端，和整流电路902的一输入端，可控硅调光器901的另一端连接整流电路902的另一输入端，整流电路902的正输出端连接采样电阻903的一端和隔离变压器917的原边绕组的一端,隔离变压器917的原边绕组另一端连接开关管915的漏极，隔离变压器917的副边绕组的一端连接输出继流二极管918的正极、继流二极管918的负极连接输出滤波电容919的正极和输出LED负载920的正极，隔离变压器917的副边绕组的另一端连接输出滤波电容919的负极和输出LED负载920的负极。第一采样电阻903的另一端连接第二采样电阻904的一端和第一比较器906的正输入端，第一比较器906的负输入端连接比较基准905的正极，第一比较器906的输出端连接反向器907的控制&逻辑电路908的CCS端，反向器907的输出端连接控制&逻辑电路908的Llim端和充/放电模块909的控制端和或门913的一输入端，充/放电模块909的输出端连接积分电容910和第二比较器912的负输入端，第二比较器912的正输入端连接第二比较基准911的正端，第二比较器912的输出端连接或门913的一输入端，或门913的输出端连接与门914的一输入端，控制&逻辑电路908的CS脚连接开关管915的源极和第三采样电阻916的一端，控制&逻辑电路908的OUT连接与门914的一输入端，与门914的输出端连接开关管915的栅极。
本发明利用可控硅调光器切相角度采样电路检测输入的切相角度，当采样到输入电压处于切相状态时，将保持系统的恒流值为切相之前的状态，同时，将CS端内部的比较基准调高，以一直打开开关管915，从而完全吸收控硅调光器的漏电流，保证在调光时无闪烁问题，同时，由于在输入电压处于切相状态时无能量提供给输出端，因此输出的平均电流就将下将。从而实现调光的目的。当输入处于切相状态时（即可控硅调光器处于关断状态），将使能充/放电模块909，给积分电容910充电，当积分电容910上的电压大于第二比较基准911时，将在可控硅调光器开通时，关断开关管915，从而无能量能输出，避免由于输入电压较低,在某一临界点出现闪烁的问题。
本说明书中所描述的只是本发明的优选具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在如权利要求所界定的本发明的范围之内。
Claims (4)
1.一种兼容可控硅调光器的调光电路，包括：输入电压源、整流电路、可控硅调光器、调光电路和输出电路，所述输入电压源分别与所述整流电路和所述可控硅调控器连接，所述整流电路连接所述调光电路，所述调光电路与所述输出电路连接，所述输出电路，包括隔离变压器、开关管、第三采样电阻、继流二极管、滤波电容和输出LED负载，其特征在于，所述调光电路包括：
用于采样可控硅调光器切相角度大小的采样电路；
受切相角度大小控制的控制&逻辑电路，所述控制&逻辑电路，包括三个输入端分别为CCS端、Ilim端和CS端，还包括一输出端为OUT端；
以及能够根据输入切相角的状态去控制开关管关断的切相角设置电路；
所述切相角设置电路，包括充放电模块、积分电容、第二比较基准、第二比较器、或门和与门；
所述采样电路包括反相器；
所述充放电模块，输出端连接所述积分电容和第二比较器的负输入端，控制端连接所述反相器的输出端、所述控制&逻辑电路的Ilim端以及所述或门的一输入端；
所述积分电容，其一端连接充放电模块和所述第二比较器的负极输入端，其另一端接地；
所述第二比较器，其正极输入端连接所述第二比较基准的一端，输出端连接所述或门的另一端；
所述第二比较基准的另一端接地；
所述与门，其两个输入端分别连接所述控制&逻辑电路的OUT端和所述或门的输出端；
所述与门，其输出端连接开关管的栅极，用于控制其关断。
2.如权利要求1所述的一种兼容可控硅调光器的调光电路，其特征在于，所述采样电路还包括第一采样电阻、第二采样电阻、第一比较基准和第一比较器；
所述第一采样电阻，其一端连接所述整流电路，另一端连接第一比较器的一输入端；
所述第二采样电阻，其一端连接所述第一采样电阻和第一比较器的输入端，另一端接地；
所述第一比较器，其一输入端连接所述第一采样电阻和第二采样电阻，另一输入端连接第一比较基准；
所述第一比较基准，其另一端接地；
所述反相器，其输入端连接所述第一比较器的输出端和所述控制&逻辑电路的CCS端，输出端连接所述控制&逻辑电路的Ilim端。
3.如权利要求2所述的一种兼容可控硅调光器的调光电路，其特征在于，所述隔离变压器的原边绕组的一端分别连接所述整流电路和第一采样电阻的一端，另一端连接所述开关管的漏极；
所述开关管的源极分别连接所述控制&逻辑电路的CS端和第三采样电阻的一端；
所述第三采样电阻的另一端接地；
所述隔离变压器的副边绕组的一端连接所述继流二极管的正极，另一端分别连接所述滤波电容的一端和所述输出LED负载的阴极；
所述继流二极管的负极分别连接所述滤波电容的另一端和所述输出LED负载的正极。
4.一种如权利要求3所述的调光电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：利用采样电路对可控硅调光器输入电压的切相角度大小进行采样，并将采样结果传递给控制&逻辑电路进行处理；
S2：当采样到输入电压处于切相状态时，将保持系统的恒流值为切相之前的状态，同时，将控制&逻辑电路的CS端内部的比较基准调高，打开开关管吸收可控硅调光器的漏电流，且使充放电模块开始给积分电容充电；
S3：当积分电容上的电压大于第二比较基准上的电压时，将在可控硅调光器开通时，关断开关管。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150923 Termination date: 20191025 |