CN104010418A - 一种低成本分立式元器件led光源的调光电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低成本分立式元器件LED光源的调光电路，由整流电路、弱泄放电路、电压采样电路、强泄放电路、第一滤波电路、恒流电路和第二滤波电路组成；整流电路的输入端与电源连接，而输出端接至弱泄放电路的输入端；弱泄放电路的输出端经电压采样电路与强泄放电路的输入端连接，强泄放电路的输出端经第一滤波电路和恒流电路、第二滤波电路的输入端连接，恒流电路的输出端也与第二滤波电路的输入端连接，第二滤波电路的输出端接至LED光源。本发明以精简的分立元件实现了兼容可控硅调光，独创的泄放电路结合简单的恒流电路实现与调光器兼容，使调光电路成本下降200%。

Description

一种低成本分立式元器件LED光源的调光电路

技术领域

本发明涉及一种低成本分立式元器件LED光源的调光电路。

背景技术

现有技术中，典型的可控硅调光器原理如图1所示，当AC输入电压加在可控硅U1两端时，由于R2，R，C3组成的RC充电电路有一个充电时间，电容C3上的电压是从0V开始充电的，并且可控硅U1的驱动极串联有一个DIAC（双向触发二极管，一般是30V左右），因此可控硅U1可靠截止，此时电容C3上的电压慢慢上升，上升到30V时，DIAC触发导通，可控硅U1驱动极导通，可控硅U1可靠导通，此时可控硅U1两端的电压瞬间变为零，电容C3通过R，R2迅速放电，当电容C3电压跌落到30V以下时DIAC截止，可控硅U1如果通过的电流大于其维持导通电流，可控硅U1继续导通，这个是可控硅U1基本特性，如果低于维持导通电流将会截止，那么下一个周期重复上面的讲述。

其中非常关键的参数有： 

A、可控硅U1的维持导通电流，目前市面上的一般维持导通电流是7MA到50MA，导通后可控硅回路的电流必须要大于这个值才能导通，否则会关断；

B、RC充电回路，C这个值一般是定死的，那么相位是如何调节的呢，就是通过调R；R越大充电时间越长，导通时间也越长，相移角度也会变得越大，反之相移角度越小。

对于可控硅调光LED灯泡，目前最大的问题在于调光器的兼容性。传统可控硅调光器的原始设计是要处理数百瓦白炽灯泡消耗的功率。消耗功率小于20W的LED灯泡，会和采用由大功率开关器件构成的调光器产生相互影响。如果调光器和LED灯泡的相互影响不稳定，会出现可见闪烁。为了防止闪烁，需要考虑一些特别的要求。可控硅调光器需要在可控硅触发后能够擎住电流，且在触发后的导通期间能够维持电流。如果不能满足这两种电流，可控硅调光器会出现误触发和LED照明闪烁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本分立式元器件LED光源的调光电路，以精简的分立元件实现了兼容可控硅调光，独创的泄放电路结合简单的恒流电路实现与调光器兼容，使调光电路成本下降。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种低成本分立式元器件LED光源的调光电路，由整流电路、弱泄放电路、电压采样电路、强泄放电路、第一滤波电路、恒流电路和第二滤波电路组成；整流电路的输入端与电源连接，而输出端接至弱泄放电路的输入端；弱泄放电路的输出端经电压采样电路与强泄放电路的输入端连接，强泄放电路的输出端经第一滤波电路和恒流电路、第二滤波电路的输入端连接，恒流电路的输出端也与第二滤波电路的输入端连接，第二滤波电路的输出端接至LED光源。

其中，弱泄放电路由电阻R01、R02和电容C01串联而成。

电压采样电路由电阻R14、R15、R16、R17、稳压管DZ2或双向可控硅DB3和三极管T3组成，电阻R14、R15、R16和R17分压，三极管T3的基极经稳压管DZ2或双向可控硅DB3接在电阻R17的一端，三极管T3的发射极接在电阻R17的另一端，三极管T3的集电极和发射极接在强泄放电路的启动电容两端。

强泄放电路由电阻R2、R3、R4、R5、R6、电容C1、稳压器DZ1和MOS管组成，电阻R2、R3给电容C1充电，电容C1的两端接至电压采样电路三极管T3的集电极和发射极，稳压器DZ1与电容C1并联，稳压器DZ1和电容C1的两端经R4接在MOS管的栅极和源极接，MOS管的漏极经R5和源极经R6接在第一滤波电路上。

第一滤波电路由二极管D5、电阻R13和电容EC1串联组成，二极管D5和电容EC1接至强泄放电路的输出端，二极管D5和电阻R13之间接至第二滤波电路的输入端，电容EC1并接至恒流电路的输入端。

第二滤波电路由电阻R9和电容EC2并联而成，并联端分别接至第一滤波电路和恒流电路的输出端。

恒流电路由电阻R10、R11、R12、R18和三极管T1、T2组成，第二滤波电路经偏置电阻R18接与三极管T1的基极和三极管T2的发射极，且第二滤波电路经集极电阻R10接三极管T1的集电极；三极管T2的基极和三极管T1的发射极经R10、R12和T2发射极接至第一滤波电路的输出端。

采用上述方案后，本发明利用弱泄放电路、强泄放电路结合简单的恒流电路实现与调光器兼容，输入电压的高压段不需要泄放电路，在调光器的切相比较大时，也就是低压段泄放电路才打开，所以电路效率较普通IC调光电路提高5%，不会使可控硅调光器产生振荡，产生音频噪声和闪烁，不需要LC滤波器，符合EMC要求。实验证明，本发明调光可以较目前主流调光电路成本下降200%。

附图说明

图1是现有技术中典型的可控硅调光器原理图；

图2是本发明的电路方框图；

图3是本发明的实施例一具体电路图；

图4是本发明的实施例二具体电路图。

具体实施方式

如图2和图3、图4所示，本发明揭示的一种低成本分立式元器件LED光源的调光电路，由整流电路1、弱泄放电路2、电压采样电路3、强泄放电路4、第一滤波电路5、恒流电路6和第二滤波电路7组成。整流电路1的输入端与电源连接，而输出端接至弱泄放电路2的输入端。弱泄放电路2的输出端经电压采样电路3与强泄放电路4的输入端连接。强泄放电路4的输出端经第一滤波电路5和恒流电路6、第二滤波电路7的输入端连接。恒流电路6的输出端也与第二滤波电路7的输入端连接。第二滤波电路7的输出端接至LED光源。

本发明工作时，交流电经本发明调光后供给LED电路。输入电源经整流电路1整流后，电流先流入弱泄放电路2，同时电压采样电路3也有电流流入，判断强泄放电路4是否工作，强弱泄放电路4就是为了给调光器提供一个合适的启动电流和维持电流，后输入电压（即调光器的移相波形电压）给LED供电，LED电流的大小由恒流电路6调节。

其中，弱泄放电路2由电阻R01、R02和电容C01串联而成。

如果不串联电阻R01、R02，由于调光器触发时电容C01的快速充电作用，将会出现较高的电压和电流尖峰。电流尖峰将会破坏可控硅调光器，特别当多个LED灯泡并联时尤为如此，因为来自每个LED灯泡的电流尖峰之和将会超过可控硅调光器的额定电流。电流尖峰之后会出现电流振荡，由于振荡中会出现低于维持电流的负电流，还会引起调光灯误触发。电压尖峰如果超出额定击穿电压，将会破坏外部器件。弱泄放电路2的电容C01，用于提供擎住电流和维持导通电流。为了消除上述电压与电流尖峰，有必要采用泄放电阻阻尼该尖峰。

电压采样电路3用于提高电路效率，由电阻R14、R15、R16、R17、稳压管DZ2（图3）或双向可控硅DB3（图4）和三极管T3组成，电阻R14、R15、R16和R17分压，三极管T3的基极经稳压管DZ2或双向可控硅DB3接在电阻R17的一端，三极管T3的发射极接在电阻R17的另一端，三极管T3的集电极和发射极接在强泄放电路4的启动电容两端。

输入电压通过R14、R15、R16和R17的分压，然后采集输入电压的比值，在输入电压的最高端使稳压管ZD2或双向可控硅DB3导通，使三极管T3导通，使强泄放电路4电容C1上面的电压为零。也就是在输入电压的最高端时让强泄放电路4支路MOS管Q1不工作。因为输入电压的最高端时，LED的输出功率较大，电流也就比较大，也就是通过调光器的导通电流比较大，这时不需要强泄放电路4，所以输入电压最高端时就把强泄放电流4关断，从而提高了LED电路的效率。

强泄放电路4由电阻R2、R3、R4、R5、R6、电容C1、稳压器DZ1和MOS管Q1组成，电阻R2、R3给电容C1充电，电容C1的两端接至电压采样电路三极管T3的集电极和发射极，稳压器DZ1与电容C1并联，MOS管的栅极和源极接在稳压器DZ1的两端，MOS管的漏极和源极接在第一滤波电路5上。

强泄放电路4通过R2、R3给电容C1充电，使电容C1上面的电压达到MOS管的栅极的开启电压，使MOS管导通，导通后R5、MOS管、R6支路上一直有电流流过，这个电流可以根据调光器维持导通电流的大小调节电阻R5、R6的阻值，这个电流就是给可控硅的维持导通电流，从而消除误触发和闪烁。

第一滤波电路5由二极管D5、电阻R13和电容EC1串联组成，二极管D5和电容EC1接至强泄放电路的输出端，二极管D5和电阻R13之间接至第二滤波电路7的输入端，电容EC1并接至恒流电路6的输入端。

第二滤波电路7由电阻R9和电容EC2并联而成，并联端分别接至第一滤波电路5和恒流电路6的输出端。

恒流电路6由电阻R10、R11、R12、R13和三极管T1、T2组成，第二滤波电路7经偏置电阻R13接与三极管T1的基极和三极管T2的发射极，且第二滤波电路7经集极电阻R10接三极管T1的集电极；三极管T2的基极和三极管T1的发射极经R10、R12和T2发射极接至第一滤波电路5的输出端。

输入电压经第一滤波电路5的电容EC1和电阻R13滤波后输入电压更稳定，不会使LED出现闪烁。二极管D5是防止电容EC2电压回流，这样电容EC2就可以使用更大的容量。如果没有二极管D5，会因为电容EC2放电不及时，电容EC2上会存在一定的电压，电容EC2电压回流给前面的电路。三极管T1经电阻R13偏置使三极管T1（也可以是MOS管）工作在放大区，电流经三极管T1放大后流过电阻R10、R12，使得三极管T2的Vbe2达到其开启电压（0.7V）后，三极管T2导通，把三极管T1的基极电压拉低，使三极管T1截止，当Vbe2下降，三极管T1开始导通后重复以上工作。利用稳定三极管T2的Vbe做基准电压，输出电流恒定在Iout=Vbe2/(R12//R10)。

本发明的核心是精简的分立元件实现了兼容可控硅调光，独创的泄放电路结合简单的恒流电路实现与调光器兼容。本发明可以较目前主流调光电路成本下降200%。

Claims (7)

1.一种低成本分立式元器件LED光源的调光电路，其特征在于：由整流电路、弱泄放电路、电压采样电路、强泄放电路、第一滤波电路、恒流电路和第二滤波电路组成；整流电路的输入端与电源连接，而输出端接至弱泄放电路的输入端；弱泄放电路的输出端经电压采样电路与强泄放电路的输入端连接，强泄放电路的输出端经第一滤波电路和恒流电路、第二滤波电路的输入端连接，恒流电路的输出端也与第二滤波电路的输入端连接，第二滤波电路的输出端接至LED光源。

2.如权利要求1所述的一种低成本分立式元器件LED光源的调光电路，其特征在于：弱泄放电路由电阻R01、R02和电容C01串联而成。

3.如权利要求1所述的一种低成本分立式元器件LED光源的调光电路，其特征在于：电压采样电路由电阻R14、R15、R16、R17、稳压管DZ2或双向可控硅DB3和三极管T3组成，电阻R14、R15、R16和R17分压，三极管T3的基极经稳压管DZ2或双向可控硅DB3接在电阻R17的一端，三极管T3的发射极接在电阻R17的另一端，三极管T3的集电极和发射极接在强泄放电路的启动电容两端。

4.如权利要求1所述的一种低成本分立式元器件LED光源的调光电路，其特征在于：强泄放电路由电阻R2、R3、R4、R5、R6、电容C1、稳压器DZ1和MOS管组成，电阻R2、R3给电容C1充电，电容C1的两端接至电压采样电路三极管T3的集电极和发射极，稳压器DZ1与电容C1并联，稳压器DZ1和电容C1的两端经R4接在MOS管的栅极和源极接，MOS管的漏极经R5和源极经R6接在第一滤波电路上。

5.如权利要求1所述的一种低成本分立式元器件LED光源的调光电路，其特征在于：第一滤波电路由二极管D5、电阻R13和电容EC1串联组成，二极管D5和电容EC1接至强泄放电路的输出端，二极管D5和电阻R13之间接至第二滤波电路的输入端，电容EC1并接至恒流电路的输入端。

6.如权利要求1所述的一种低成本分立式元器件LED光源的调光电路，其特征在于：第二滤波电路由电阻R9和电容EC2并联而成，并联端分别接至第一滤波电路和恒流电路的输出端。

7.如权利要求1所述的一种低成本分立式元器件LED光源的调光电路，其特征在于：恒流电路由电阻R10、R11、R12、R18和三极管T1、T2组成，第二滤波电路经偏置电阻R18接与三极管T1的基极和三极管T2的发射极，且第二滤波电路经集极电阻R10接三极管T1的集电极；三极管T2的基极和三极管T1的发射极经R10、R12和T2发射极接至第一滤波电路的输出端。