CN104066238A - 可调光led驱动电路及其输入电压重构电路及重构方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调光LED驱动电路及其输入电压重构电路及重构方法，所述的输入电压重构电路连接于整流桥与角度检测电路之间，输入电压重构电路包括箝位电路和第一滤波电路，所述的箝位电路串联在整流桥与第一滤波电路之间，输入电压重构电路对整流桥输出的输入电压信号进行调整，调整后的输入电压信号由第一滤波电路输出至角度检测电路，并作为角度检测电路的输入量。本发明利用了箝位电路的箝位作用和单向导通特性，使得箝位电路的输出信号不会由于输入波形的跳变而发生跳变，本发明的输入波形的跳变形式通常为由连续波形变为不连续波形。将不连续波形调整重构为连续波形来作为角度检测的输入量，提高了调光的精确度，且有利于维持恒定的输出电流。

Description

可调光LED驱动电路及其输入电压重构电路及重构方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种可调光LED驱动电路及其输入电压重构电路及重构方法。

背景技术

在LED灯替代传统光源时，既要满足与传统电路中电子变压器进行匹配，以保证电子变压器正常工作，同时也需要对LED负载进行精确调光，以最大程度发挥LED灯负载节能高光效、无频闪的优势。

如图1所示，现有技术的LED驱动电路，包括调光器、电子变压器、功率级电路、驱动控制电路、角度检测电路和调光信号发生电路，交流市电接入调光器，经电子变压器处理后输入整流桥从而得到一直流输入电压信号Vin，功率级电路接收所述输入电压信号Vin并输出恒定的电流来驱动LED负载。所述功率级电路包括第一功率级电路和第二功率级电路，角度检测电路采集输入电压信号Vin作为调光的信号输入量，进行相应处理后，再将信号输入至调光信号发生电路，由调光信号发生电路，产生调光信号输入至第二功率级电路的第二驱动控制电路，从而起到调光的作用。

现有技术的LED驱动电路中，在存在电子变压器的情况下，需将调光器(如可控硅调光器)与电子变压器连接应用，调光器一般连接在电子变压器的前端。在调光器与电子变压器连接应用的场合，由于调光器与电子变压器之间可能产生振荡(调光器中的电感与电子变压器中的电容所产生的振荡)，电子变压器的输出电压波形经过整流之后的包络线可能如图2所示，会出现输出电压的波形不一致的现象，部分时刻会出现输入电压不连续的问题。在常规的调光应用中都需要采集上述输入电压的平均值或者是宽度信息作为调光的信号输入量，输入电压波形不一致、不连续会造成调光不精确。此外，不均匀的输入电压会导致在调光器不动作的时候，输出的电流有一定程度的变动，影响负载工作的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种的可调光LED驱动电路及其输入电压重构电路及重构方法，以解决现有技术中存在的输入电压波形不一致、不连续而造成调光不精确的问题。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的可调光LED驱动电路的输入电压重构电路，所述的可调光LED驱动电路包括调光器、整流桥、功率级电路、驱动控制电路、角度检测电路和调光信号发生电路，交流市电接入调光器，在整流桥整流后得到一直流输入电压信号，输入电压信号作为功率级电路的输入；

所述的输入电压重构电路连接于整流桥与角度检测电路之间，输入电压重构电路包括箝位电路和第一滤波电路，所述的箝位电路串联在整流桥与第一滤波电路之间，输入电压重构电路对整流桥输出的输入电压信号进行调整，调整后的输入电压信号由第一滤波电路输出至角度检测电路，并作为角度检测电路的输入量。

优选地，所述的输入电压重构电路还包括第二滤波电路，所述的第二滤波电路为低通滤波电路，第二滤波电路连接在整流桥与箝位电路之间，所述的第二滤波电路为低通滤波电路，第二滤波电路接收整流桥输出的输入电压信号，进行低通滤波后，输入至箝位电路。

优选地，所述的第一滤波电路包括相互并联的电容和电阻，第一滤波电路的RC时间常数设置为电子变压器点火重启时间的2-3倍。

优选地，所述的角度检测电路包括比较器和第三滤波电路，比较器的第一输入端接入调整后的输入电压信号，比较器的第二输入端接入一基准电压信号，比较器输出端连接第三滤波电路，由第三滤波电路输出角度检测信号至调光信号发生电路。

本发明的另一技术解决方案是，提供一种以下步骤的可调光LED驱动电路的输入电压重构方法，所述的可调光LED驱动电路包括调光器、电子变压器、功率级电路、驱动控制电路、角度检测电路和调光信号发生电路，交流市电接入调光器，经电子变压器处理后输入整流桥从而得到一直流输入电压信号，输入电压信号作为功率级电路的输入；所述的输入电压重构方法包括如下步骤：

对于因振荡而造成输入电压信号的不连续波形，在不连续波形的瞬时电压较高处，通过箝位电路箝位后，再经滤波电路滤波，由滤波电路输出调整后的输入电压信号；

在不连续波形的电压突变下降处，箝位电路截止，滤波电路中的电容对电压起到稳压作用，使调整后的输入电压信号不会发生突变，以保持电压信号的连续。

优选地，在输入电压信号输入箝位电路之前，先对其进行低通滤波，以滤除其中包含的高频开关纹波。

本发明的另一技术解决方案是，提供一种包括上述结构的输入电压重构电路的可调光LED驱动电路。

采用本发明的结构和方法，与现有技术相比，具有以下优点：本发明利用了箝位电路的箝位作用和单向导通特性，使得箝位电路的输出信号不会由于输入波形的跳变而发生跳变，本发明的输入波形的跳变形式通常为由连续波形变为不连续波形，进而使输入电压信号的不连续波形调整重构为连续波形来作为角度检测的输入量，提高了调光的精确度，且有利于维持恒定的输出电流。

附图说明

图1为现有技术中可调光LED驱动电路的电路结构图；

图2为现有技术中输入电压信号的波形图；

图3为本发明包含了输入电压重构电路的可调光LED驱动电路的一个实施例；

图4为本发明包含了输入电压重构电路的可调光LED驱动电路的另一个实施例；

图5为调整后的输入电压信号的波形图。

图6为角度检测电路的电路结构图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的储能供电电路作更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以在此描述基础上，在权利要求的范围内对本发明具体电路进行变换和替换，而仍然实现本发明的有利效果。下列描述并不作为对本发明的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的核心思想在于，提供一种可调光LED驱动电路的输入电压重构电路，所述的可调光LED驱动电路包括调光器、整流桥、功率级电路、驱动控制电路、角度检测电路和调光信号发生电路，交流市电接入调光器，在整流桥整流后得到一直流输入电压信号，输入电压信号作为功率级电路的输入；

所述的输入电压重构电路连接于整流桥与角度检测电路之间，输入电压重构电路包括箝位电路和第一滤波电路，所述的箝位电路串联在整流桥与第一滤波电路之间，输入电压重构电路对整流桥输出的输入电压信号进行调整，调整后的输入电压信号由第一滤波电路输出至角度检测电路，并作为角度检测电路的输入量。

进一步地，本发明还提供一种可调光LED驱动电路的输入电压重构方法，所述的可调光LED驱动电路包括调光器、整流桥、功率级电路、驱动控制电路、角度检测电路和调光信号发生电路，交流市电接入调光器，在整流桥整流后得到一直流输入电压信号，输入电压信号作为功率级电路的输入；所述的输入电压重构方法包括如下步骤：

对于因振荡而造成输入电压信号的不连续波形，在不连续波形的瞬时电压较高处，通过箝位电路箝位后，再经滤波电路滤波，由滤波电路输出调整后的输入电压信号；

在不连续波形的电压突变下降处，箝位电路截止，滤波电路中的电容对电压起到稳压作用，使调整后的输入电压信号不会发生突变，以保持电压信号的连续。

参考图3所示，采用二极管D₁作为箝位电路，电容C₁和电阻R₁并联组成第一滤波电路。整流桥所输出的输入电压信号V_in同时作为功率级电路和输入电压重构电路的输入量。输入电压信号V_in波形如图2所示，其中部分为不连续波形，不连续波形为沿着正弦包络线呈现不同幅值的锯齿波。

在不连续波形的瞬时电压较高位置，由于二极管D₁的箝位作用，使得第一滤波电路不会削弱电压幅值，这部分的波形在调整后几乎没有发生变化；但在峰值后，不连续波形会发生电压突变下降，此时二极管D₁截止，利用二极管D₁的单向导通性能，此时第一滤波电路中的电容C₁具有稳压作用，防止调整后的输入电压信号Vin’发生突变，呈现缓慢下降，下降到一定程度，输入电压信号升高使得二极管D₁重新导通，此时调整后的输入电压信号Vin’的电压则随之上升，从而得到连续的V_in’，即输入电压信号V_in的不连续波形被调整重构成连续波形。需要注意的是，调整后的输入电压信号Vin’仅作为角度检测电路的输入量，而功率级电路的输入量仍为V_in。

角度检测电路采用调整后的输入电压信号Vin’的宽度信息，即将Vin’与一基准电压进行比较，比较后产生角度检测信号，作为调光信号发生电路的输入量。

以上所述的技术方案已经能够解决本发明的技术问题。另外，上述技术方案不仅能解决因电子变压器振荡所产生的波形不了连续的问题，同样也适用于不带电子变压器的两级调光电路。

电子变压器内一般都具有点火电路，由电阻、电容和稳压管等组成，这些元器件的参数决定了点火重启的时间，在此不作赘述。第一滤波电路的RC时间常数与电子变压器点火重启时间有关，设置为电子变压器的点火重启时间的2-3倍的情况下，将不连续波形调整重构成连续波形的效果更好。

参考图4所示，由于输入电压信号V_in的不连续波形包含了电子变压器的高频开关纹波，这部分纹波的幅值高于正弦包络线。若角度检测电路采用调整后的输入电压信号Vin’的平均值信息作为其输入量，那波纹会对其平均值产生影响，而造成输入量不精确。故在输入电压信号V_in输入二极管D₁之前，先通过第二滤波器对输入电压信号V_in进行低通滤波，以滤除不连续波形中的高频开关纹波。所述的第二滤波器为低通滤波器，包括电容C₂和电阻R₂。

参考图5所示，示意了调整后的输入电压信号Vin’的波形。虚线部分为被调整的部分，调整后形成连续的波形，输入电压信号V_in的连续波形部分在调整后则几乎不发生变化。

参考图6所示，示意了角度检测电路的一种实施例，但不限于这一实施方式。本实施例中，角度检测电路包括比较器A和第三滤波电路，第三滤波电路也为低通滤波电路，调整后的输入电压信号Vin’输入至比较器A的第一输入端，在比较器A的第二输入端接入一基准电压V_ref，二者比较后的结果经第三滤波电路后，产生角度检测信号，作为调光信号发生电路的输入量。所述的第三滤波电路包括电阻R₃和电容C₃。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可调光LED驱动电路的输入电压重构电路，所述的可调光LED驱动电路包括调光器、电子变压器、整流桥、功率级电路、驱动控制电路、角度检测电路和调光信号发生电路，交流市电接入调光器，经电子变压器处理后输入整流桥从而得到一直流输入电压信号，输入电压信号作为功率级电路的输入；其特征在于：

所述的输入电压重构电路连接于整流桥与角度检测电路之间，输入电压重构电路包括箝位电路和第一滤波电路，所述的箝位电路串联在整流桥与第一滤波电路之间，输入电压重构电路对整流桥输出的输入电压信号进行调整，调整后的输入电压信号由第一滤波电路输出至角度检测电路，并作为角度检测电路的输入量。

2.根据权利要求1所述的可调光LED驱动电路的输入电压重构电路，其特征在于：所述的输入电压重构电路还包括第二滤波电路，所述的第二滤波电路为低通滤波电路，第二滤波电路连接在整流桥与箝位电路之间，第二滤波电路接收整流桥输出的输入电压信号，进行低通滤波后，输入至箝位电路。

3.根据权利要求1或2所述的可调光LED驱动电路的输入电压重构电路，其特征在于：所述的第一滤波电路包括相互并联的电容和电阻，第一滤波电路的RC时间常数设置为电子变压器点火重启时间的2-3倍。

4.根据权利要求1或2所述的可调光LED驱动电路的输入电压重构电路，其特征在于：所述的角度检测电路包括比较器和第三滤波电路，比较器的第一输入端接入调整后的输入电压信号，比较器的第二输入端接入一基准电压信号，比较器输出端连接第三滤波电路，由第三滤波电路输出角度检测信号至调光信号发生电路。

5.一种可调光LED驱动电路的输入电压重构方法，所述的可调光LED驱动电路包括调光器、电子变压器、功率级电路、驱动控制电路、角度检测电路和调光信号发生电路，交流市电接入调光器，经电子变压器处理后输入整流桥从而得到一直流输入电压信号，输入电压信号作为功率级电路的输入；其特征在于：所述的输入电压重构方法包括如下步骤：

对于因振荡而造成输入电压信号的不连续波形，在不连续波形的瞬时电压较高处，通过箝位电路箝位后，再经滤波电路滤波，由滤波电路输出调整后的输入电压信号；

在不连续波形的电压突变下降处，箝位电路截止，滤波电路中的电容对电压起到稳压作用，使调整后的输入电压信号不会发生突变，以保持电压信号的连续。

6.根据权利要求5所述的可调光LED驱动电路的输入电压重构方法，其特征在于：在输入电压信号输入箝位电路之前，先对其进行低通滤波，以滤除其中包含的高频开关纹波。

7.一种可调光LED驱动电路，其特征在于：包括权利要求1-4任意一项的输入电压重构电路。