CN103841731B - 一种用于led驱动的开关分段调光电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于LED驱动的开关分段调光电路，包括一电源断电检测电路，用于对接受到检测电路的电源断电信号进行处理判断，当电源断电后，该模块会输出POFF信号；一电源断电循环计数电路，对电源断电检测电路的输出信号POFF进行计数，并在电源断电后维持住计数结果Q(n:1)；一维持电压产生电路，用于产生一维持电压；一电压维持电容；一档位选择电路根据断电次数Q(n:1)输出一对应参考电压或参考电流REF；一输出电流控制电路根据参考电压或参考电流REF输出与Q(n:1)相对应的输出电流。本发明只需使用普通开关进行反复断电、上电动作即可实现调光功能，无需使用专用调光器，应用与安装都非常简单。

Description

一种用于 LED 驱动的开关分段调光电路

技术领域

本发明涉及一种用于普通照明的开关分段调光电路，尤其涉及一种LED照明应用的开关分段调光电路。

背景技术

随着LED驱动技术的成熟，以及LED光源具有绿色环保和节能等优势，LED照明日益普及。而为了满足LED灯具的亮度可调，目前各种调光方式也已经被应用到LED照明，其中应用最广的是可控硅调光。

然而，可控硅调光存在着诸多缺点：第一，可控硅破坏了正弦波的波形，增大了谐波系数，降低了功率因素；第二，非正弦波形在线路上传输会导致较大的电磁干扰；第三，可控硅导通后需要一个维持电流，如果维持电流不够，则导通角会不稳定，这就会导致LED灯闪烁；第四，可控硅调光需要专用的可控硅调光器，需要重新施工，增加了LED灯具普及的难度 。

发明内容

针对现有技术的弊端，本发明公开一种用于LED驱动的开关分段调光电路，可以利用普通开关的反复断开与关断实现分段调光的目的。

为实现上述目的，本发明提供一种用于LED驱动的开关分段调光电路，包括：一电源断电检测电路，用于对接受到检测电路的检测电压信号进行处理判断，当电源断电后，该模块会输出POFF信号；

一电源断电循环计数电路，对电源断电检测电路的输出信号POFF进行计数,并在电源断电后维持住计数结果Q(n:1)；

一维持电压产生电路，用于产生一维持电压给电源循环计数电路供电；

一电压维持电容，该电容接在维持电压与地之间，电源断电后维持电压因电容保持作用而下降缓慢，以维持一定时间给电源断电循环计数电路供电；

一档位选择电路根据断电次数Q(n:1)输出一对应参考电压或参考电流REF；

一输出电流控制电路根据参考电压或参考电流REF输出与Q(n:1)相对应的输出电流；

所述电源断电检测电路的输出端与电源断电循环计数电路的一输入端相连；所述维持电压产生电路的输出电压端维持电压端与电源断电循环计数电路的供电输入端相连，同时维持电压与外部的维持电容的正极相连，维持电容的负极接地；所述电源断电循环计数电路的计数结果输出端与所述档位选择电路的输入端相连；所述档位选择电路的输出端与所述输出电流控制电路的输入端相连。

作为进一步优选的实施方式，所述用于LED驱动的开关分段调光电路还包括一电压断电检测电阻、一检测信号滤波电容和一稳压二极管；所述的一电压断电检测电阻、一检测信号滤波电容、一稳压二极管设置于检测电路与电源断电检测电路输入端之间；

所述电压断电检测电阻的一端接检测电路的电流输出正极，电压断电检测电阻的另一端接检测信号滤波电容的正极、稳压二极管的负极以及电源断电检测电路的输入端，所述检测信号滤波电容的负极接地，所述稳压二极管的正极接地。

作为进一步优选的实施方式，所述用于LED驱动的开关分段调光电路还包括供电电阻和供电滤波电容，所述的供电电阻、供电滤波电容设置于检测电路输入端与维持电压产生电路之间；其实现芯片的供电端与电源断电检测端的分开。

所述的电源断电循环计数电路，包括欠压锁定电路和连接的n个D触发器。

所述用于LED驱动的开关分段调光电路在含有整流桥的交流供电系统或直流供电系统中应用。

本发明相对于现有技术的优点和效果为：

本发明只需使用普通开关进行反复断电、上电动作即可实现调光功能，根据用户的断电、上电次数进行循环计数，从而输出相应的电流达到调光的目的，无需重新施工安装专用可控硅调光器，而且避免了可控硅调光会出现的闪烁问题和电磁干扰等问题。

附图说明

图1是本发明所述用于LED驱动的开关分段调光电路的第一实施例示意图；

图2是本发明所述用于LED驱动的开关分段调光电路的第二实施例示意图；

图3是本发明所述用于LED驱动的开关分段调光电路的第三实施例示意图；

图4是本发明所述用于LED驱动的开关分段调光电路中电源断电循环计数电路的一种实施电路图；

图5是本发明所述用于LED驱动的开关分段调光电路输出电流与开关动作关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述用于LED驱动的开关分段调光电路作进一步详细地描述。

实施例1

如图1所示，本发明所述用于LED驱动的开关分段调光电路的第一实施例，所述的用于LED驱动的开关分段调光电路，包括一电压断电检测电阻R1、一检测信号滤波电容C2、一稳压二极管ZD1、一电源断电检测电路、一电源断电循环计数电路、一维持电压产生电路、一电压维持电容C3、一档位选择电路和一输出电流控制电路。所述的电压检测电阻R1的一端接整流桥输出正极，R1的另一端接检测信号滤波电容C2的正极、稳压二极管ZD1的负极以及电源断电检测电路的输入端，检测信号滤波电容C2的负极和稳压二极管ZD1的正极接地；电源断电检测电路的输出端与电源断电循环计数电路的一输入端相连；所述维持电压产生电路的输出电压端VHOLD与电源断电循环计数电路的供电输入端相连，同时VHOLD与外部的维持电容C3的正极相连，C3的负极接地；所述电源断电循环计数电路的计数结果输出端与所述档位选择电路的输入端相连；档位选择电路的输出端与所述输出电流控制电路的输入端相连；输出电流控制电路直接驱动外部应用电路和LED灯 。

第一次上电后 ，输出电流为第一档默认电流，第一次断电后在维持时间内再次上电即可使输出电流变化到设定的第二档位上，第二次断电后在维持时间内再次上电即可使输出电流变化到设定的第三档位上，以此类推；当达到最后一个档位后断电并在维持时间内再次上电，输出电流又会变化到第一档位默认电流，如此循环进行调光。

断电后，VDET也会随输入电源的断开而下降，此时电压断电检测电路会检测到这一动作，从而输出触发信号POFF给电源断电循环计数电路进行计数，电源断电循环计数电路输出一对应值Q(n:1)；维持电压产生电路产生一维持电压VHOLD给电源断电循环计数电路供电，VHOLD外接维持电容，这样在每次断电后VHOLD电压因为电容的储能作用而缓慢下降，直到VHOLD下降到所设定的最低电压后，电源断电循环计数电路会复位到初始值，这样重新上电后输出电流会回到第一档默认电流。电源断电到VHOLD下降到所设定的最低电压这段时间为维持时间，所以调光时，断电后必须在维持时间内再次上电；维持电容越大维持时间也越大，可以根据实际需要进行设定。断电后在维持时间内再次上电，VHOLD会再次被充电到设定最大值，同时档位选择电路也会根据接受到的数值Q(n:1)输出相应的参考电压或参考电流REF，输出电流控制电路根据接受到的参考电压控制输出对应的输出电流。

根据调光要求不同，调光循环档位数可以设定为大于1的任何整数档位值,默认电流可以根据需要设定为最大电流或最小电流，如果默认电流设定为最大电流，则第一次上电后输出为第一档最大电流，后面的档位电流是逐渐减小的；如果默认电流设定为最小电流，则第一次上电后输出为第一档最小电流，后面的档位电流是逐渐增加的。各个档位的电流根据需要可以随意设定，比如设定3档调光且默认电流为最大时，第二档电流可以设定为默认电流的50%，第三档可以设定为默认电流的20%；设定3档调光且默认电流为最小时，第二档电流可以设定为默认电流的200%，第三档可以设定为默认电流的300%。

实施例2

如图2所示，本发明所述用于LED驱动的开关分段调光电路的第二实施例，第二实施例与第一实施例的区别在于:芯片的供电脚VIN与电源断电检测脚VDET分开，电源断电检测电阻R1与检测信号滤波电容C2与应用电路的供电电阻R2、供电滤波电容C4分开，电源断电检测电阻R1的一端直接接交流输入电源的一端。

实施例3

如图3所示，本发明所述用于LED驱动的开关分段调光电路的第三实施例，第三实施例的电源输入为直流输入，无需整流二极管D1～D4，也无需供电电阻和供电滤波电容，无需电源断电检测电阻和检测信号滤波电容，输入电源经开关K1后直接输入到电源断电检测电路用于电源断电检测，同时输入到芯片内部给内部电路给其它电路供电。

如图4所示，是本发明所述用于LED驱动的开关分段调光电路中电源断电循环计数电路的一种实施电路图，根据所需调光档位数确定所需的D触发器个数，若需要n个档位则需要n个D触发器。上电后VHOLD由零开始上升，欠压锁定电路输出信号UVLO初始状态为高电平，RESET信号初始状态为低电平，D触发器全部复位，Q1～Qn输出端全为零，随着VHOLD的升高，欠压锁定电路输出信号UVLO由高电平变为低电平，RESET信号由低电平变为高电平，D触发器可以接受POFF信号进行计数；当计数到最后一个档位时，Qn-1输出为高电平，Qn输出为低电平，此时如果再进行一次断电、上电动作 ，则Qn输出变为高电平，RESET输出低电平对所有D触发器复位，Q1～Qn输出端全变为零，输出电流又会回到默认状态时的电流。如果断电后在维持时间内没有上电动作，那么VHOLD会降低到欠压锁定电路阈值以下，UVLO输出高电平而使RESET输出低电平，所有D触发器复位，Q1～Qn输出端全变为零，输出电流也会回到默认状态时的电流。

图5是本发明所述用于LED驱动的开关分段调光电路输出电流与开关动作关系示意图，此示意图设定为3档调光，且默认输出电流为最大电流ILED。初始上电时为第一档默认电流ILED，第一次断电后维持时间内第二次上电输出电流变为默认电流的50%，第二次断电后维持时间内第三次上电输出电流为默认电流的20%，第三次断电后维持时间内第四次上电输出电流又变为默认电流ILED，如此循环。

本发明的实施例在实际实施时，还包括提供电压基准的模块、提供偏置电流的模块，内部电源处理模块等一些集成电路领域的公知模块，这里不再一一描述。

以上实施例仅是本发明的特定实施方式，而非对本发明的限制，凡本领域的技术人员依据本发明的构思通过分析推理做出一些调整和改变，皆为本发明的要义所在，应视为在本发明的范围之内。

Claims (2)

1.一种用于LED驱动的开关分段调光电路，其特征在于，所述开关分段调光电路包括：一电源断电检测电路，用于对接受到检测电路的检测电压(VDET)信号进行处理判断，当电源断电后，该电源断电检测电路会输出POFF信号；

一电源断电循环计数电路，对电源断电检测电路的输出信号POFF进行计数,并在电源断电后维持住计数结果Q(n:1)；

一维持电压产生电路，用于产生一维持电压(VHOLD)给电源循环计数电路供电；

一电压维持电容(C3)，该电容接在维持电压(VHOLD)与地之间，电源断电后维持电压(VHOLD)因电容保持作用而下降缓慢，以维持一定时间给电源断电循环计数电路供电；

一档位选择电路根据断电次数Q(n:1)输出一对应参考电压或参考电流REF；

一输出电流控制电路根据参考电压或参考电流REF输出与Q(n:1)相对应的输出电流；

所述电源断电检测电路的输出端与电源断电循环计数电路的一输入端相连；所述维持电压产生电路的输出电压端维持电压(VHOLD)端与电源断电循环计数电路的供电输入端相连，同时维持电压(VHOLD)与外部的维持电容(C3)的正极相连，维持电容(C3)的负极接地；所述电源断电循环计数电路的计数结果输出端与所述档位选择电路的输入端相连；所述档位选择电路的输出端与所述输出电流控制电路的输入端相连；

所述用于LED驱动的开关分段调光电路还包括一电压断电检测电阻(R1)、一检测信号滤波电容(C2)和一稳压二极管(ZD1)；所述的一电压断电检测电阻(R1)、一检测信号滤波电容(C2)、一稳压二极管(ZD1)设置于检测电路与电源断电检测电路输入端之间；

所述电压断电检测电阻(R1)的一端接检测电路的电流输出正极，电压断电检测电阻(R1)的另一端接检测信号滤波电容(C2)的正极、稳压二极管(ZD1)的负极以及电源断电检测电路的输入端，所述检测信号滤波电容(C2)的负极接地，所述稳压二极管(ZD1)的正极接地；

所述用于LED驱动的开关分段调光电路还包括供电电阻(R2)和供电滤波电容(C4)，所述的供电电阻(R2)、供电滤波电容(C4)设置于检测电路输入端与维持电压产生电路之间；其实现芯片的供电端与电源断电检测端的分开；

所述的电源断电循环计数电路，包括欠压锁定电路和连接的n个D触发器。

2.权利要求1所述用于LED驱动的开关分段调光电路在含有整流桥的交流供电系统或直流供电系统中应用。