CN106332404B - 调光控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种调光控制电路，调光控制电路中由滤波模块、运算放大模块依次对PWM信号进行滤波和运算放大处理后，同时由模式改变模块对运算放大模块的工作方式由灌电流(sink current)模式改变为拉电流模式(sourcing current)。再采用电流路径改变模块对接口电流的流通路径，使得接口电流能够分流，从而能够负载更多的LED灯。

Description

调光控制电路

技术领域

本发明涉及调光电路，特别是涉及一种增强带载能力的调光控制电路。

背景技术

调光器的目的是调整灯光不同的亮度。通过减少或增加RMS电压促使平均功率的灯光产生的不同强度的光输出。虽然可变电压设备可用于各种目的，但是这种调控旨在控制照明。调光器的范围是：小单位的大小正常的电灯开关用于家庭照明,高功率单位使用的大剧院或建筑照明设施。小单位调光器通常是直接控制，高功率单位则采用远程控制系统。目前市面上的1-10V调光电路通常利用一个调光控制器实现控制多盏灯具的目的。常规调光器由于采用运放器输出端灌电流的方式导致带载能力有限。

发明内容

基于此，有必要提供一种增强带载能力的调光控制电路。

一种调光控制电路，包括用于对PWM信号进行滤波处理的滤波模块、用于对滤波处理后的PWM信号进行运算放大处理的运算放大模块、用于改变所述运算放大模块的工作方式的模式改变模块及用于调整灯具输入接口电流流通路径的电流路径改变模块；

所述滤波模块的输入端输入PWM信号、输出端接所述运算放大模块的输入端；所述运算放大模块的电源端接输入电压、输出端接所述模式改变模块的输入端；所述模式改变模块的输出端接所述电流路径改变模块的输入端；所述电流路径改变模块的电源端接输入电压、输出端接灯具。

在其中一个实施例中，所述滤波模块包括电阻R3、电容C6、电解电容C7及电阻R4；

所述电阻R3一端输入PWM信号，另一端接所述电阻R4，所述电阻R4远离所述电阻R3的一端接所述运算放大模块的输入端；所述电容C6的一端接所述电阻R3与所述电阻R4的公共连接点，另一端接地；所述电解电容C7的正极接所述电阻R3与所述电阻R4的公共连接点，负极接地。

在其中一个实施例中，所述运算放大模块包括精密放大芯片U4、电容C8、电阻R5、电阻R6及电容C10；

所述精密放大芯片U4的同相输入端接所述滤波模块的输出端、接地端接地、电源端接输入电压、输出端接所述模式改变模块的输入端；

所述电阻R5的一端接所述精密放大芯片U4的反相输入端，另一端接所述模式改变模块的输入端；

所述电阻R6的一端接所述精密放大芯片U4的反相输入端，另一端接地；

所述电容C10与所述电阻R5并联。

在其中一个实施例中，所述精密放大芯片U4的型号为LM321。

在其中一个实施例中，所述模式改变模块包括下拉电阻R10和电阻R11，所述下拉电阻R10一端接所述运算放大模块的输出端，另一端接地，所述电阻R11的一端接所述运算放大模块的输出端，另一端接所述电流路径改变模块的输入端。

在其中一个实施例中，所述电流路径改变模块包括三极管Q2、电阻R12及电解电容C9；

所述三极管Q2的基极接所述模式改变模块的输出端、发射极接灯具、集电极接地；所述电阻R12一端接输入电压，另一端接所述三极管Q2的发射极；所述电解电容C9的正极接所述三极管Q2的发射极、负极接地。

在其中一个实施例中，所述三极管Q2为PNP型三极管。

在其中一个实施例中，所述输入电压为1-10V。

上述调光控制电路由滤波模块、运算放大模块依次对PWM信号进行滤波和运算放大处理后，同时由模式改变模块对运算放大模块的工作方式由灌电流(sink current)模式改变为拉电流模式(sourcing current)。再采用电流路径改变模块对接口电流的流通路径，使得接口电流能够分流，从而能够负载更多的LED灯。

附图说明

图1为调光控制电路的模块图；

图2为调光控制电路的原理图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，为调光控制电路的模块图。

一种调光控制电路，包括用于对PWM信号进行滤波处理的滤波模块101、用于对滤波处理后的PWM信号进行运算放大处理的运算放大模块102、用于改变所述运算放大模块102的工作方式的模式改变模块103及用于调整灯具输入接口电流流通路径的电流路径改变模块104。

所述滤波模块101的输入端输入PWM信号、输出端接所述运算放大模块102的输入端；所述运算放大模块102的电源端接输入电压、输出端接所述模式改变模块103的输入端；所述模式改变模块103的输出端接所述电流路径改变模块104的输入端；所述电流路径改变模块104的电源端接输入电压、输出端接灯具。

滤波模块101用于对输入的PWM信号进行滤波处理，去除干扰，避免对后续电路模块的处理结果造成干扰。

运算放大模块102用于对进行滤波处理后的PWM信号进行放大处理，因此，能够使输入的PWM信号放大到足够使后续电路模块能够相应的程度，避免因PWM信号过小而不能使后续电路模块正常工作。

模式改变模块103用于改变运算放大模块102的工作方式，使得运算放大模块102的输出电压范围变大，最主要的，能够使运算放大模块102的最低输出电压变的更小。具体的，在实施例中，运算放大模块102的最低输出电压值可达到0V。因而，调光控制电路的负载范围更大，方便用户调节负载数量。

电流路径改变模块104用于对接口电流进行分流，从而调光控制电路能够负载更多灯具，使得调光控制电路的负载能力更强。

请结合图2。

滤波模块包括电阻R3、电容C6、电解电容C7及电阻R4。

所述电阻R3一端输入PWM信号，另一端接所述电阻R4，所述电阻R4远离所述电阻R3的一端接所述运算放大模块102的输入端；所述电容C6的一端接所述电阻R3与所述电阻R4的公共连接点，另一端接地；所述电解电容C7的正极接所述电阻R3与所述电阻R4的公共连接点，负极接地。

运算放大模块103包括精密放大芯片U4、电容C8、电阻R5、电阻R6及电容C10。

所述精密放大芯片U4的同相输入端接所述滤波模块101的输出端、接地端接地、电源端接输入电压、输出端接所述模式改变模块103的输入端。

所述电阻R5的一端接所述精密放大芯片U4的反相输入端，另一端接所述模式改变模块103的输入端。

所述电阻R6的一端接所述精密放大芯片U4的反相输入端，另一端接地。

所述电容C10与所述电阻R5并联。

精密放大芯片U4的型号为LM321。

模式改变模块103包括下拉电阻R10和电阻R11，所述下拉电阻R10一端接所述运算放大模块102的输出端，另一端接地，所述电阻R11的一端接所述运算放大模块102的输出端，另一端接所述电流路径改变模块104的输入端。

电流路径改变模块104包括三极管Q2、电阻R12及电解电容C9；

所述三极管Q2的基极接所述模式改变模块的输出端、发射极接灯具、集电极接地；所述电阻R12一端接输入电压，另一端接所述三极管Q2的发射极；所述电解电容C9的正极接所述三极管Q2的发射极、负极接地。

三极管Q2为PNP型三极管。

基于上述所有实施例，输入电压可以1-10V，在其他实施例中，输入电压也可以超过10V，如10.6V。

基于上述所有实施例，调光控制电路的工作原理如下：

传统的调光控制电路输出1V时，对应的输出电流为：

I＝(15-1-0.7)/2.2K＝6.05mA；

除去流入二极管和电阻的电流I₁＝(1-0.7)/4.4K＝0.07mA，则流入运算放大模块102及电流路径改变模块104的电流就是I₂＝I-I₁＝6.05-0.07＝5.98mA。由于在精密放大芯片U4的输出端增加了一个下拉电阻R10将精密放大芯片U4由原来的灌电流(sink current)工作方式转变为拉电流(sourcing current)方式。将精密放大芯片U4的输出电压下拉，该电压最低可拉低到0V。从而改变了原有灌电流(sink current)工作方式下精密放大芯片U4输出电压最低只能到0.7V的弊端。而本实施例中，精密放大芯片U4输出0.3V时，经过三极管Q2的PN拉升，运算放大模块102就能够输出1V电压。

同时精密放大芯片U4的输出端通过电阻R11接到三极管Q2的基极，三极管Q2将输入电流引入三极管Q2的发射极到集电极这一路径，大大分流了通过电阻R11的电流。通过该设计方案，当精密放大芯片U4输出0.3V时，经过三极管Q2的PN拉升，运算放大模块102就能够输出1V电压，就满足了设计的需要。通过该电路由于三极管Q2对运算放大模块102的分流，因此可以带载多套电源产品，通过测试带载5套电源产品已经成功。根据带载LED灯具数量的不同，下拉电阻R10阻值在1K～6.8K之间改变，电阻R12阻值在10K～39K之间改变，确保输出电压在0.8-1V到10.2-10.4V间，满足1-10V调光控制电路的要求。

如下表所示，为带载5盏灯具时，带载能力增强型调光控制电路的输入电压与接口电流的对应关系表。

输入电压U(V)	接口电流I(mA)
		10.6	0.028
8.93	8.338
		8.06	11.406
6.99	15.023
		6.03	18.223
5.03	21.587
		4.03	24.732
3.011	26.759
		2.011	28.409
1.011	29.920

由上表可知带载5盏灯具时，可以实现调节到1V的目标，此时接口电流接近30mA，按照每盏灯具5.98mA的输出电流，30mA正好是5盏灯，从而验证了本发明的正确性。

上述调光控制电路由滤波模块101、运算放大模块102依次对PWM信号进行滤波和运算放大处理后，同时由模式改变模块103对运算放大模块102的工作方式由灌电流(sinkcurrent)模式改变为拉电流模式(sourcing current)。再采用电流路径改变模块104对接口电流的流通路径，使得接口电流能够分流，从而能够负载更多的LED灯。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种调光控制电路，其特征在于，包括：

滤波模块，用于对PWM信号进行滤波处理；

运算放大模块，用于对滤波处理后的PWM信号进行运算放大处理；其中，所述运算放大模块的工作方式包括灌电流模式和拉电流模式；

模式改变模块，用于改变所述运算放大模块的工作方式；当所述运算放大模块的工作方式为灌电流模式时，所述模式改变模块使所述运算放大模块的工作方式从灌电流模式改为拉电流模式，使所述运算放大模块的最低输出电压可达到0V；

电流路径改变模块，用于对所述运算放大模块的输出电流进行分流，以调整灯具输入接口电流流通路径；

所述滤波模块的输入端输入PWM信号、输出端接所述运算放大模块的输入端；所述运算放大模块的电源端接输入电压、输出端接所述模式改变模块的输入端；所述模式改变模块的输出端接所述电流路径改变模块的输入端；所述电流路径改变模块的电源端接输入电压、输出端接灯具。

2.根据权利要求1所述的调光控制电路，其特征在于，所述滤波模块包括电阻R3、电容C6、电解电容C7及电阻R4；

所述电阻R3一端输入PWM信号，另一端接所述电阻R4，所述电阻R4远离所述电阻R3的一端接所述运算放大模块的输入端；所述电容C6的一端接所述电阻R3与所述电阻R4的公共连接点，另一端接地；所述电解电容C7的正极接所述电阻R3与所述电阻R4的公共连接点，负极接地。

3.根据权利要求1所述的调光控制电路，其特征在于，所述运算放大模块包括精密放大芯片U4、电容C8、电阻R5、电阻R6及电容C10；

所述精密放大芯片U4的同相输入端接所述滤波模块的输出端、接地端接地、电源端接输入电压、输出端接所述模式改变模块的输入端；

所述电阻R5的一端接所述精密放大芯片U4的反相输入端，另一端接所述模式改变模块的输入端；

所述电阻R6的一端接所述精密放大芯片U4的反相输入端，另一端接地；

所述电容C10与所述电阻R5并联。

4.根据权利要求3所述的调光控制电路，其特征在于，所述精密放大芯片U4的型号为LM321。

5.根据权利要求1所述的调光控制电路，其特征在于，所述模式改变模块包括下拉电阻R10和电阻R11，所述下拉电阻R10一端接所述运算放大模块的输出端，另一端接地，所述电阻R11的一端接所述运算放大模块的输出端，另一端接所述电流路径改变模块的输入端。

6.根据权利要求1所述的调光控制电路，其特征在于，所述电流路径改变模块包括三极管Q2、电阻R12及电解电容C9；

所述三极管Q2的基极接所述模式改变模块的输出端、发射极接灯具、集电极接地；所述电阻R12一端接输入电压，另一端接所述三极管Q2的发射极；所述电解电容C9的正极接所述三极管Q2的发射极、负极接地。

7.根据权利要求6所述的调光控制电路，其特征在于，所述三极管Q2为PNP型三极管。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的调光控制电路，其特征在于，所述输入电压为1-10V。