CN105392256B - 一种led线性恒流调光电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED线性恒流调光电路，包括LED灯组、用于驱动LED灯组的线性恒流电路及用于调节LED灯组亮度的调光兼容电路；线性恒流电路包括可控硅调光器、桥式整流二极管、第三电阻、第一线性恒流控制器及第五电阻，所述可控硅调光器、桥式整流二极管、LED灯组、第一线性恒流控制器及第五电阻依次串接，第三电阻并联于桥式整流二极管的正极性输出端与负极性输出端之间；调光兼容电路包括用于平滑可控硅调光器中可控硅导通瞬间电流的RCD吸收电路和/或用于维持可控硅调光器中可控硅导通的主动泄放电路，所述RCD吸收电路和/或主动泄放电路并接于线性恒流电路中。采用本发明，可实现与可控硅调光器的兼容，并达到无极调光效果，电路简单，体积小巧。

Description

一种LED线性恒流调光电路

技术领域

本发明涉及LED电光源技术领域，尤其涉及一种LED线性恒流调光电路。

背景技术

LED 被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。随着LED照明技术进步与成本不断降低，LED灯正大批量代替传统的白炽灯和节能灯，而传统的白炽灯对传统可控硅调光兼容性要求也被应用于LED照明上。

如图1所示，现有的LED可控硅调光电路都是基于开关线路原理开发的。该电路由于需要实现调光器兼容，元器件数量比较多；特别是开关电路会产生比较大的电磁干扰，需要原件L1、L2、CX1、C3来实现衰减，以保证电源符合EMC（electromagnetic compatibility电磁兼容）要求，这样则导致电源成本无法下降，体积也无法做小，不能满足生产和市场的需求，也不利于LED灯的小型化设计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电路简单、体积小巧、生产成本低的LED线性恒流调光电路，可实现与可控硅调光器的兼容，达到无极调光效果。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种LED线性恒流调光电路，包括LED灯组、用于驱动LED灯组的线性恒流电路及用于调节LED灯组亮度的调光兼容电路；所述线性恒流电路包括可控硅调光器、桥式整流二极管、第三电阻、第一线性恒流控制器及第五电阻，所述可控硅调光器、桥式整流二极管、LED灯组、第一线性恒流控制器及第五电阻依次串接，所述第三电阻并联于桥式整流二极管的正极性输出端与负极性输出端之间；所述调光兼容电路包括用于平滑可控硅调光器中可控硅导通瞬间电流的RCD吸收电路和/或用于维持可控硅调光器中可控硅导通的主动泄放电路，所述RCD吸收电路和/或主动泄放电路并接于线性恒流电路中。

作为上述方案的改进，所述线性恒流电路还包括电解电容，所述电解电容与第三电阻并联。

作为上述方案的改进，所述RCD吸收电路与第三电阻并联。

作为上述方案的改进，所述RCD吸收电路包括RC阻尼电路，所述RC阻尼电路包括相互连接的第一电阻及电容。

作为上述方案的改进，所述RCD吸收电路还包括二极管，所述二极管串联于桥式整流二极管的正极性输出端与LED灯组之间，所述二极管的正极连接RC阻尼电路，负极连接第三电阻。

作为上述方案的改进，所述主动泄放电路包括第四电阻、第二线性恒流控制器及第二电阻，所述第四电阻串接于第五电阻与桥式整流二极管的负极性输出端之间，所述第二电阻的一端与桥式整流二极管的正极性输出端连接，另一端与第二线性恒流控制器连接，所述第二线性恒流控制器分别与第二电阻、第五电阻、第一线性恒流控制器及桥式整流二极管的负极性输出端连接。

实施本发明的有益效果在于：

本发明LED线性恒流调光电路中通过可控硅调光器、桥式整流二极管、第三电阻、第一线性恒流控制器及第五电阻构成线性恒流电路，并通过第一线性恒流控制器和第五电阻进行电流限制，使得流过LED灯组的电流不超过LED灯的最大工作电流，保证LED灯组寿命电路简单，体积小巧，生产成本低，利于可调光LED灯的设计、生产和推广。

另外，本发明把线性恒流电路与RCD吸收电路M和/或主动泄放电路完美结合起来，实现与可控硅调光器的兼容，并达到无极调光效果。

通过在线性恒流线路中接入RCD吸收电路（RC阻尼电路），可以平滑可控硅导通瞬间的电流，改善调光深度和调光平滑度；同时，通过接入二极管来防止电解电容所储存的电能回流，保证RC阻尼电路的吸收效果，使得电路能匹配更多的可控硅调光器。

通过接入主动泄放电路（第四电阻、第二线性恒流控制器及第二电阻），令第一线性恒流控制器U1和第二线性恒流控制器U2两个芯片相互补充，使得电路中在任意电压的情况下都能有消耗电流，从而维持可控硅导通，使得电源在不介入调光器或调光角度很大时仍能获得最好的效率。

附图说明

图1是现有的基于开关线路原理开发的LED可控硅调光电路图；

图2是本发明一种LED线性恒流调光电路中线性恒流电路的第一实施例电路图；

图3是本发明一种LED线性恒流调光电路中线性恒流电路的第二实施例电路图；

图4是本发明一种LED线性恒流调光电路的第一实施例电路图；

图5是图1中可控硅调光器的电路图；

图6是图4中可控硅导通瞬间的电流波形图；

图7是本发明一种LED线性恒流调光电路的第二实施例电路图；

图8是本发明一种LED线性恒流调光电路的第三实施例电路图；

图9是本发明一种LED线性恒流调光电路的第四实施例电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

本发明公开了一种LED线性恒流调光电路，其包括LED灯组、用于驱动LED灯组的线性恒流电路及用于调节LED灯组亮度的调光兼容电路。具体地，所述调光兼容电路包括用于平滑可控硅调光器中可控硅导通瞬间电流的RCD吸收电路和/或用于维持可控硅调光器中可控硅导通的主动泄放电路，所述RCD吸收电路和/或主动泄放电路并接于线性恒流电路中。

参见图2，图2显示了本发明一种LED线性恒流调光电路中线性恒流电路的第一实施例，其包括LED灯组及用于驱动LED灯组的线性恒流电路。其中，LED灯组包括多个依次串联的LED灯，所述线性恒流电路包括可控硅调光器FR1、桥式整流二极管DB1、第三电阻R3、第一线性恒流控制器U1及第五电阻R5，所述可控硅调光器FR1、桥式整流二极管DB1、LED灯组、第一线性恒流控制器U1及第五电阻R5依次串接，所述第三电阻R3并联于桥式整流二极管DB1的正极性输出端与负极性输出端之间。

根据LED的原理可知，需要采用恒流电源驱动LED灯才能保证LED灯正常、可靠地工作，如图2所示，LED灯组的电压与第三电阻R3两端的电压接近，通过第一线性恒流控制器U1和第五电阻R5进行电流限制，可使得流过LED灯组的电流不超过LED灯的最大工作电流，保证LED灯组寿命。

因此，结合图1及图2所示，本发明LED线性恒流调光电路与现有的基于开关线路原理开发的LED可控硅调光电路相比，电路更为简单，且本发明中无需设置磁性元件，可有效避免电磁干扰，可大大减小电源的尺寸，并降低生产成本。

参见图3，图3显示了本发明一种LED线性恒流调光电路中线性恒流电路的第二实施例，与图2所示的第一实施例不同的是，本实施例中，所述线性恒流电路还包括电解电容CE1，所述电解电容CE1与第三电阻R3并联。

需要说明的是，通过电解电容CE1可对输入电压进行滤波并平滑流过LED灯组的电流，从而提高LED灯组的光效。另外，当LED灯组的功率较小时，可省略电解电容CE1，以进一步简化电路结构。

参见图4，图4显示了本发明一种LED线性恒流调光电路的第一实施例，与图3所示的实施例不同的是，本实施例中，所述LED线性恒流调光电路还包括用于平滑可控硅调光器FR1中可控硅导通瞬间电流的RCD（Residual Current Device 剩余电流装置）吸收电路M，所述RCD吸收电路M与第三电阻R3并联。

需说明的是，当图5所示的可控硅调光器FR1中可控硅导通瞬间电流出现RC谐振现象时，其输出的电流波形如图6中的线L1所示，电流大幅度的震荡容易触发可控硅的最小维持电流（最小维持电流如图6中的线L2所示），导致可控硅重复触发，从而使LED灯出现闪灯现象。

通过在LED线性恒流调光电路中添加RCD吸收电路M，可以平滑可控硅导通瞬间的电流（平滑后的电路如图6中的线L3所示），此时，电流最低点不会低于可控硅的最小维持电流，可有效防止可控硅关断。

具体地，所述RCD吸收电路M包括RC阻尼电路，所述RC阻尼电路包括相互连接的第一电阻R1及电容C2。

参见图7，图7显示了本发明一种LED线性恒流调光电路的第二实施例，与图4所示的实施例不同的是，本实施例中，所述RCD吸收电路M还包括二极管D1，所述二极管D1串联于桥式整流二极管DB1的正极性输出端与LED灯组之间，所述二极管D1的正极连接RC阻尼电路，负极连接第三电阻R3。

需要说明的是，增加二极管D1可有效防止电解电容CE1储存的电能回流影响RC阻尼电路的吸收效果，使得电路能匹配更多的可控硅调光器FR1。

参见图8，图8显示了本发明一种LED线性恒流调光电路的第三实施例，与图3所示的实施例不同的是，本实施例中，所述LED线性恒流调光电路还包括用于维持可控硅调光器FR1中可控硅导通的主动泄放电路F。

其中，所述主动泄放电路F包括第四电阻R4、第二线性恒流控制器U2及第二电阻R2，所述第四电阻R4串接于第五电阻R5与桥式整流二极管DB1的负极性输出端之间，所述第二电阻R2的一端与桥式整流二极管DB1的正极性输出端连接，另一端与第二线性恒流控制器U2连接，所述第二线性恒流控制器U2分别与第二电阻R2、第五电阻R5、第一线性恒流控制器U1及桥式整流二极管DB1的负极性输出端连接。

需要说明的是，在电路中接入可控硅调光器FR1后，可控硅调光器FR1中可控硅的斩波效果会导致电源输入的电压波形畸变，使斩波段电压比输出LED灯组电压低，此时流过LED灯组的电流基本为零，使可控硅可能会由于维持电流不足而截止，因此，通过在线性恒流电路中增加主动泄放电路F，可有效维持可控硅调光器FR1中可控硅导通。

具体地，主动泄放电路F的工作原理为：由于第四电阻R4、第五电阻R5及LED灯组串联，当LED灯组有电流流过时，第四电阻R4两端的压降使得第二线性恒流控制器U2截止，第二线性恒流控制器U2流过电流很小或者为零；当LED灯组没有电流流过或者流过电流较小时，第二线性恒流控制器U2导通，维持线路消耗一定的电流使得可控硅正常导通，使LED灯组不会闪烁。这样第一线性恒流控制器U1和第二线性恒流控制器U2两个芯片相互补充，使得电路中在任意电压的情况下都能有消耗电流，从而维持可控硅导通。

参见图9，图9显示了本发明一种LED线性恒流调光电路的第四实施例，与图3所示的实施例不同的是，本实施例中，所述LED线性恒流调光电路同时设置用于平滑可控硅调光器FR1中可控硅导通瞬间电流的RCD吸收电路M及用于维持可控硅调光器FR1中可控硅导通的主动泄放电路F。

因此，在电路中接入可控硅调光器FR1后，可控硅调光器FR1斩波产生的电流尖峰由RCD吸收电路M中的RC阻尼电路吸收，使得可控硅调光器FR1能够平稳工作；同时，主动泄放电路F中的第二线性恒流控制器U2及第二电阻R2在可控硅调光器FR1的切相位置提供一个通路使得可控硅调光器FR1始终有一个维持电流，从而令可控硅维持导通，使可控硅不会因为导通电流不足而关闭。

由上可知，本发明LED线性恒流调光电路把线性恒流电路与RCD吸收电路M和/或主动泄放电路F完美结合起来，实现与可控硅调光器FR1的兼容，并达到无极调光效果，电路简单，体积小巧，生产成本低，利于可调光LED灯的设计，生产和推广。其中，通过在线性恒流线路中接入RCD吸收电路M及二极管D1来实现对可控硅调光器FR1兼容，还可有效防止电解电容CE1储存的电能回流影响RC阻尼电路的吸收效果；通过接入主动泄放电路F平滑调光效果，改善调光幅度，还可改善电源的效率，使得电源在不介入调光器或调光角度很大时仍能获得最好的效率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种LED线性恒流调光电路，其特征在于，包括LED灯组、用于驱动LED灯组的线性恒流电路及用于调节LED灯组亮度的调光兼容电路；

所述线性恒流电路包括可控硅调光器、桥式整流二极管、第三电阻、第一线性恒流控制器及第五电阻，所述可控硅调光器、桥式整流二极管、LED灯组、第一线性恒流控制器及第五电阻依次串接，所述第三电阻并联于桥式整流二极管的正极性输出端与负极性输出端之间；

所述调光兼容电路包括用于平滑可控硅调光器中可控硅导通瞬间电流的RCD吸收电路和用于维持可控硅调光器中可控硅导通的主动泄放电路，所述RCD吸收电路和主动泄放电路并接于线性恒流电路中；

所述主动泄放电路包括第四电阻、第二线性恒流控制器及第二电阻，所述第四电阻串接于第五电阻与桥式整流二极管的负极性输出端之间，所述第二电阻的一端与桥式整流二极管的正极性输出端连接，另一端与第二线性恒流控制器连接，所述第二线性恒流控制器分别与第二电阻、第五电阻、第一线性恒流控制器及桥式整流二极管的负极性输出端连接；当LED灯组有电流流过时，第四电阻两端的压降使得第二线性恒流控制器截止，第二线性恒流控制器流过电流很小或者为零；当LED灯组没有电流流过或者流过电流较小时，第二线性恒流控制器导通，维持线路消耗一定的电流使得可控硅正常导通，使LED灯组不会闪烁；这样第一线性恒流控制器和第二线性恒流控制器两个芯片相互补充，使得电路中在任意电压的情况下都能有消耗电流，从而维持可控硅导通。

2.如权利要求1所述的LED线性恒流调光电路，其特征在于，所述线性恒流电路还包括电解电容，所述电解电容与第三电阻并联。

3.如权利要求1所述的LED线性恒流调光电路，其特征在于，所述RCD吸收电路与第三电阻并联。

4.如权利要求3所述的LED线性恒流调光电路，其特征在于，所述RCD吸收电路包括RC阻尼电路，所述RC阻尼电路包括相互连接的第一电阻及电容。

5.如权利要求4所述的LED线性恒流调光电路，其特征在于，所述RCD吸收电路还包括二极管，所述二极管串联于桥式整流二极管的正极性输出端与LED灯组之间，所述二极管的正极连接RC阻尼电路，负极连接第三电阻。