CN104010405A - 一种led调光电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED调光电路，包括顺次相连的EMI滤波电路、电源初级整流滤波电路、输入电压检测电路、PFC与PWM控制电路、第一启动电路、开关管嵌位电压电路、输出功率限定电阻电路、变压器、次级恒压恒流电路，其中，输出功率限定电阻电路为由电阻(R35，R36)并联组成，一端接地，另一端连接场效应管（Q4）的源极，场效应管（Q4）的漏极连接于所述的变压器，输出功率限定电阻电路的等效电阻取值范围为：0.5Ω～10Ω。本发明提供的LED调光电路可靠性及兼容性较高，且能达到输出功率(或输出电流)随输入电压变化而变化，光效更佳，同时，还具有快速启动电路，输出电路具有短路保护措施。

Description

一种LED调光电路

技术领域

本发明涉及LED的领域，特别涉及一种LED调光电路。

背景技术

随着能源危机的到来，高效的照明技术得到人们广泛的关注。发光二极管LED(Light Emitting Ddiode)是利用半导体PN结或类似结构把电能转换成光能的器件，具有高效率、低功耗、低电压驱动、使用寿命长等优点。

LED调光电路，改变照明装置中光源的光通量、调节照度水平的一种电气装置。调光的目的是调整灯光不同的亮度。通过减少或增加RMS电流促使平均功率的灯光产生的不同强度的光输出。LED调光电路的原理有三种:

1.波宽控制调光（Pulse Width Modulation，简称PWM）:将电源方波数位化，并控制方波的占空比，从而达到控制电流的目的。

2.恒流电源调控:用模拟线性技术可以轻易调整电流的大小。

3.分组调控:将多颗LED分组，用简单的分组器调控。

传统的LED调光电路输出功率限定电阻一般都在0.05Ω～0.4Ω，因为功率越大阻值也设定越小,要取小阻值才能保证输出有足够的功率,且市场上的可控硅调光方案基本上是国外专用调光IC垄断控制，基本上技术不成熟，成本高，但可靠性及兼容性不高，成为该技术难以突破瓶颈。现在，为了达到与调光器配合就要做成调光电源,该电阻应取得较大的值,以达到输出功率(或输出电流)随输入电压变化而变化,即：当输入电压增大时，则输出功率(或输出电流)增大,当输入电压减小时，则输出功率(或输出电流)减小,以便实现调光,人们正在寻找更合适的电路，且现有的调光电路不具有快速启动电路，输出电路也没有短路保护措施，人们希望LED调光电路更加完善。

发明内容

为解决以上的问题，本发明提供LED调光电路。

本发明公开了一种LED调光电路，包括顺次相连的EMI滤波电路、电源初级整流滤波电路、输入电压检测电路、PFC与PWM控制电路、变压器、次级恒压恒流电路及与所述的PFC与PWM控制电路均分别相连的第一启动电路、开关管嵌位电压电路、输出功率限定电阻电路，其中，所述的输出功率限定电阻电路包括由电阻(R35，R36)并联组成的电路，所述的输出功率限定电阻电路一端接地，另一端连接场效应管（Q4）的源极，场效应管（Q4）的漏极连接于所述的变压器，其特征在于，所述的输出功率限定电阻电路的等效电阻取值范围为：0.5Ω～10Ω。

作为本发明所述的LED调光电路进一步的改进，还包括连接于所述的电源初级整流滤波电路及PFC与PWM控制电路输出端间的第二启动电路，第二启动电路包括第一子电路、第二子电路、第三子电路，其中，

第一子电路一端连接于所述的电源初级整流滤波电路的桥式整流电路及LC滤波电路的公共接点，另一端连接所述的PFC与PWM控制电路的输出端；所述的第一子电路包括：

电阻R14、电阻R13、电阻R12、电阻R9、电阻R8、场效应管Q3、二极管D2、嵌位二极管Z1、二极管D1，其中：

电阻R14、电阻R13、电阻R12依次串接后一端连接于所述的电源初级整流滤波电路的桥式整流电路及LC滤波电路的公共接点，另一端连接于场效应管Q3的漏极，场效应管Q3的源极与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极连接于所述的PFC与PWM控制电路输出端；

电阻R9、电阻R8相串接后一端连接于所述的电源初级整流滤波电路的桥式整流电路及LC滤波电路的公共接点，另一端连接于场效应管Q3的栅极；

二极管D2、嵌位二极管Z1相串接后一端连接于场效应管Q3的栅极，另一端连接场效应管Q3的源极。

第二子电路一端连接于所述的电阻R8与二极管D2正极间的公共接点，另一端连接于所述的变压器的电路的输入端，所述的第二子电路包括：三极管Q1、电阻R11、电阻R21、电容C5、电容C6、二极管D5，其中，

三极管Q1基极与电阻R21以及二极管D5负极相串接；

二极管D5的正极连接于所述的变压器的电路的输入端；

三极管Q1的集电极连接于所述的电阻R8与二极管D2正极间的公共接点，三极管Q1的发射极接地；

电阻R11及电容C5并联后一端连接于所述的三极管Q1的基极与电阻R21的公共接点，另一端接地；

电容C6一端连接于电阻R21与二极管D5负极间的公共接点，另一端接地；

第三子电路一端连接于所述的电源初级整流滤波电路的桥式整流电路及LC滤波电路的公共接点，另一端接地，所述的第三子电路包括：电阻R6、电阻R7、电容C1、电阻R10、稳压管U1、电阻R19、电阻R20、三极管Q2，其中，

所述的电阻R6、电阻R7、电容C1依次串接后接地；

电阻R10与电容C1相并联；

稳压管U1阳极与电阻R19串接后连接三极管Q2的基极，电阻R20连接于稳压管U1阳极与电阻R19公共接点与三极管Q2的发射极之间；

三极管Q2集电极接地，发射极接电阻R8与三极管Q1的集电极的公共接点；

稳压管U1阴极接地，参考极接电容C1与电阻R7的公共接点。

作为本发明所述的LED调光电路进一步的改进，还包括连接于所述的PFC与PWM控制电路以及大地间的VCC两极整流滤波电路，所述的VCC两极整流滤波电路包括：电容（C7）、电容（C11）、二极管（D7）、二极管（D6）、嵌位二极管（Z2）、电阻（R32），

其中，二极管（D6）正极连接于所述的PFC与PWM控制电路,其负极与电阻（R32）、二极管（D7）、电容（C7）的一端依次串接；

电容C7另一端接地；

电容C11一端连接于电阻R32、二极管D6的公共接点，另一端接地；稳压管Z2正极接地，负极连接于二极管D7正极与电阻(R32)的公共接点。

作为本发明所述的LED调光电路进一步的改进，还包括连接于所述的PFC与PWM控制电路及大地间的输出短路保护电路，其中，所述的输出短路保护电路包括：电阻(R56)、电阻（R52)、电阻（R40)、光电耦合器(U5)、二极管（D4）、二极管（D5)、三极管(Q5),其中，

电阻R56及电阻R52的一端均连接于二极管D7正极与电阻R32的公共接点；

电阻R52的另一端连接于三极管Q5的集电极，三极管Q5的发射极经过二极管D5及二极管D4串接后接地；

三极管Q5的基极及电阻R56的另一端均连接于光电耦合器U5的输入极；

光电耦合器U5的负极接地。

作为本发明所述的LED调光电路进一步的改进，所述的EMI滤波电路包括两级LC滤波电路，电感均为共模电感。

本发明的一种LED调光电路，具有以下有益效果：

本技术方案针对传统的LED调光电路，采用通用的PFC与PWM控制电路（控制IC），通过外围器件的巧妙的配合和设定，较完美突破了技术瓶颈，较快帮助推动LED环保节能技术的应用，有极高的技术应用前景及成本优势；

达到了输出功率(或输出电流)随输入电压变化而变化，光效更佳，同时，还具有快速启动电路，输出电路具有短路保护措施。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例一种LED调光电路模块构造图；

图2为本发明第二实施例一种LED调光电路电路示意图。

具体实施方式

通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步了解本发明，但它们不是对本发明的限定。对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。

请参阅图1，本发明实施例，一种LED调光电路，包括EMI滤波电路1、电源初级整流滤波电路2、输入电压检测电路3、PFC与PWM控制电路4、第一启动电路5、开关管嵌位电压电路6、输出功率限定电阻电路7、变压器8、次级恒压恒流电路9,

输出功率限定电阻电路7为由电阻R35、电阻R36并联组成的输出功率限定电阻电路，输出功率限定电阻电路7一端接地，另一端连接场效应管Q4的源极，场效应管Q4的漏极连接于变压器8，输出功率限定电阻电路7的等效电阻取值范围为：0.5Ω～10Ω，经实践证实,该范围的阻值的调光效果较佳。

进一步地，还包括连接于电源初级整流滤波电路2及PFC与PWM控制电路间4间的第二启动电路10。

第二启动电路10包括第一子电路、第二子电路、第三子电路，其中，

第一子电路一端连接于电源初级整流滤波电路2的桥式整流电路及LC滤波电路的公共接点，另一端连接PFC与PWM控制电路4；第一子电路包括：

电阻R14、电阻R13、电阻R12、电阻R9、电阻R8、场效应管Q3、二极管D2、嵌位二极管Z1、二极管D1，其中：

电阻R14、电阻R13、电阻R12依次串接后一端连接于电源初级整流滤波电路2的桥式整流电路及LC滤波电路的公共接点，另一端连接于场效应管Q3的漏极，场效应管Q3的源极与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极连接于所述的PFC与PWM控制电路输出端；

电阻R9、电阻R8相串接后一端连接于电源初级整流滤波电路2的桥式整流电路及LC滤波电路的公共接点，另一端连接于场效应管Q3的栅极；

二极管D2、嵌位二极管Z1相串接后一端连接于场效应管Q3的栅极，另一端连接场效应管Q3的源极。

第二子电路一端连接于所述的电阻R8与二极管D2正极间的公共接点，另一端连接于变压器8的电路的输入端，所述的第二子电路包括：三极管Q1、电阻R11、电阻R21、电容C5、电容C6、二极管D5，其中，

三极管Q1基极与电阻R21以及二极管D5负极相串接；

二极管D5的正极连接于所述的变压器的电路的输入端；

三极管Q1的集电极连接于所述的电阻R8与二极管D2正极间的公共接点，三极管Q1的发射极接地；

电阻R11及电容C5并联后一端连接于所述的三极管Q1的基极与电阻R21的公共接点，另一端接地；

电容C6一端连接于电阻R21与二极管D5负极间的公共接点，另一端接地；

第三子电路一端连接于电源初级整流滤波电路2的桥式整流电路及LC滤波电路的公共接点，另一端接地，所述的第三子电路包括：电阻R6、电阻R7、电容C1、电阻R10、稳压管U1、电阻R19、电阻R20、三极管Q2，其中，

电阻R6、电阻R7、电容C1依次串接后接地；

电阻R10与电容C1相并联；

稳压管U1阳极与电阻R19串接后连接三极管Q2的基极，电阻R20连接于稳压管U1阳极与电阻R19公共接点与三极管Q2的发射极之间；

三极管Q2集电极接地，发射极接电阻R8与三极管Q1的集电极的公共接点；

稳压管U1阴极接地，参考极接电容C1与电阻R7的公共接点。

第一启动电路5为普通的启动电路，第二启动电路10为快速启动电路，以解决当可控硅调光器导通角较小时也能实现快速的启动，以改善整个调光过程的可调光范围，启动电流通过电阻R14、电阻R13、电阻R12、三极管Q3、二极管D1给稳压管U2的VCC快速充电启动，充电的快慢可调节这三个电阻的阻值大小，当电源启动变压器VCC绕组电压通过二极管D5、电阻R22、电阻R11提供给三极管Q1偏置电压，三极管Q1导通，三极管Q3截止关断，完成快速启动。

进一步地，还包括连接于PFC与PWM控制电路4以及大地间的VCC两极整流滤波电路11，所述的两极整流滤波电路包括：

电容C7、电容C11、二极管D7、二极管D6、嵌位二极管Z2、电阻R32，

其中，二极管D6正极连接于PFC与PWM控制电路4,其负极与电阻R32、二极管D7、电容C7的一端依次串接；

电容C7另一端接地；电容C11一端连接于电阻R32、二极管D6的公共接点，另一端接地；稳压管Z2正极接地，负极连接于二极管D7正极与电阻(R32)的公共接点。

该调光电路采用两级整流VCC供电回路，二极管D6与电容C11为一级，二极管D7与电容C7为一级，电容C7取值范围为：1uF～47Uf，电容C6取值一般为：22uF～220uF。这样保证输入电压低时启动足够快，并且保证对IC有足够的驱动力。

进一步地，还包括连接于PFC与PWM控制电路4及大地间的输出短路保护电路12，其中，所述的输出短路保护电路包括：电阻R56、电阻R52、电阻R40、光电耦合器U5、二极管D4、二极管D5、三极管Q5,其中，

电阻R56及电阻R52的一端均连接于二极管D7正极与电阻R32的公共接点；

电阻R52的另一端连接于三极管Q5的集电极，三极管Q5的发射极经过二极管D5及二极管D4串接后接地；

三极管Q5的基极及电阻R56的另一端均连接于光电耦合器U5的输入极；

光电耦合器U5的负极接地。

其中，当输出短路时，光电耦合器U5截止，三极管Q5将导通拉低VCC电压，IC不工作，从而起到短路保护作用。

进一步地，EMI滤波电路1包括两级LC滤波电路，电感均为共模电感。

其中，本电路采用电感L1、电容CX1、电感L3组成两级LC滤波电路，其中，电感L1及L3采用共模电感而不是差模电感，这样设计可大大降低输入引起的音频噪声，另其中的电阻R1、R2、R3、R4（还可串入更多的绕组）作用在于：可降低输入浪涌电流；2，可减少或消除可控硅调光器中的电感和电容与电源的输入电感及电容产生的谐振，以避免调光时闪烁。

本发明的一种LED调光电路，具有以下有益效果：

本技术方案针对传统的LED调光电路，采用通用的PFC与PWM控制电路（控制IC），通过外围器件的巧妙的配合和设定，较完美突破了技术瓶颈，较快帮助推动LED环保节能技术的应用，有极高的技术应用前景及成本优势；

达到了输出功率(或输出电流)随输入电压变化而变化，光效更佳，同时，还具有快速启动电路，输出电路具有短路保护措施。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种LED调光电路，包括顺次相连的EMI滤波电路、电源初级整流滤波电路、输入电压检测电路、PFC与PWM控制电路、变压器、次级恒压恒流电路及与所述的PFC与PWM控制电路均分别相连的第一启动电路、开关管嵌位电压电路、输出功率限定电阻电路，其中，所述的输出功率限定电阻电路包括由电阻(R35，R36)并联组成的电路，所述的输出功率限定电阻电路一端接地，另一端连接场效应管（Q4）的源极，场效应管（Q4）的漏极连接于所述的变压器，其特征在于，所述的输出功率限定电阻电路的等效电阻取值范围为：0.5Ω～10Ω。

2.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，还包括连接于所述的电源初级整流滤波电路及PFC与PWM控制电路输出端间的第二启动电路，第二启动电路包括第一子电路、第二子电路、第三子电路，其中，

第一子电路一端连接于所述的电源初级整流滤波电路的桥式整流电路及LC滤波电路的公共接点，另一端连接所述的PFC与PWM控制电路；所述的第一子电路包括：

电阻（R14）、电阻（R13）、电阻（R12）、电阻（R9）、电阻（R8）、场效应管（Q3）、二极管（D2）、嵌位二极管（Z1）、二极管（D1），其中：

电阻（R14）、电阻（R13）、电阻（R12）依次串接后一端连接于所述的电源初级整流滤波电路的桥式整流电路及LC滤波电路的公共接点，另一端连接于场效应管（Q3）的漏极，场效应管（Q3）的源极与二极管（D1）的正极连接，二极管（D1）的负极连接于所述的PFC与PWM控制电路；

电阻（R9）、电阻（R8）相串接后一端连接于所述的电源初级整流滤波电路的桥式整流电路及LC滤波电路的公共接点，另一端连接于场效应管（Q3）的栅极；

二极管（D2）、嵌位二极管（Z1）相串接后一端连接于场效应管（Q3）的栅极，另一端连接场效应管（Q3）的源极。

第二子电路一端连接于所述的电阻（R8）与二极管（D2）正极间的公共接点，另一端连接于所述的变压器的电路的输入端，所述的第二子电路包括：三极管(Q1)、电阻(R11)、电阻(R21)、电容(C5)、电容(C6)、二极管(D5)，其中，

三极管（Q1）基极与电阻（R21）以及二极管（D5）负极相串接；

二极管（D5）的正极连接于所述的变压器的电路的输入端；

三极管（Q1）的集电极连接于所述的电阻（R8）与二极管（D2）正极间的公共接点，三极管（Q1）的发射极接地；

电阻（R11）及电容（C5）并联后一端连接于所述的三极管（Q1）的基极与电阻（R21）的公共接点，另一端接地；

电容（C6）一端连接于电阻（R21）与二极管（D5）负极间的公共接点，另一端接地；

第三子电路一端连接于所述的电源初级整流滤波电路的桥式整流电路及LC滤波电路的公共接点，另一端接地，所述的第三子电路包括：电阻（R6）、电阻（R7）、电容（C1）、电阻（R10）、稳压管（U1）、电阻（R19）、电阻（R20）、三极管（Q2），其中，

所述的电阻（R6）、电阻（R7）、电容（C1）依次串接后接地；

电阻（R10）与电容（C1）相并联；

稳压管（U1）阳极与电阻（R19）串接后连接三极管（Q2）的基极，电阻（R20）连接于稳压管（U1）阳极与电阻（R19）公共接点与三极管（Q2）的发射极之间；

三极管（Q2）集电极接地，发射极接电阻（R8）与三极管（Q1）的集电极的公共接点；

稳压管（U1）阴极接地，参考极接电容（C1）与电阻（R7）的公共接点。

3.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，还包括连接于所述的PFC与PWM控制电路以及大地间的VCC两极整流滤波电路，所述的VCC两极整流滤波电路包括：电容（C7）、电容（C11）、二极管（D7）、二极管（D6）、嵌位二极管（Z2）、电阻（R32），

其中，二极管（D6）正极连接于所述的PFC与PWM控制电路,其负极与电阻（R32）、二极管（D7）、电容（C7）的一端依次串接；

电容（C7）另一端接地；

电容（C11）一端连接于电阻（R32）、二极管(D6)负极间的公共接点，另一端接地；稳压管(Z2)正极接地，负极连接于二极管(D7)正极与电阻(R32)的公共接点。

4.根据权利要求3所述的LED调光电路，其特征在于，还包括连接于所述的PFC与PWM控制电路及大地间的输出短路保护电路，其中，所述的输出短路保护电路包括：电阻(R56)、电阻（R52)、电阻（R40)、光电耦合器(U5)、二极管（D4）、二极管（D5)、三极管(Q5),其中，

电阻（R56）及电阻（R52)的一端均连接于二极管（D7）正极与电阻（R32）的公共接点；

电阻（R52）的另一端连接于三极管（Q5）的集电极，三极管（Q5）的发射极经过二极管（D5）及二极管（D4）串接后接地；

三极管（Q5）的基极及电阻（R56）的另一端均连接于光电耦合器(U5)的输入极；

光电耦合器(U5)的负极接地。

5.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述的EMI滤波电路包括两级LC滤波电路，电感均为共模电感。