CN107343336A - 调光控制电路以及照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种调光控制电路，包括：整流电路，用于将驱动电源转换为直流电；电压转换电路，用于对直流电的电压进行转换以得到目标输出电压并输出给可调光灯具；恒定电压电路，用于生成预设恒定参考电压；调光器，用于调节输出的电压调节信号的电压大小；电流调节电路，用于调节输出的电流调节信号的电压大小；输出反馈电路，用于对电压转换电路的输出进行采样并根据采样值、预设恒定参考电压值、电压调节信号和电流调节信号生成反馈信号；以及控制电路，分别与输出反馈电路、电压转换电路连接，用于根据反馈信号对电压转换电路的输出电压和输出电流进行调节。上述调光控制电路可以兼容多种驱动电源。本发明还涉及一种照明装置。

Description

调光控制电路以及照明装置

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种调光控制电路以及照明装置。

背景技术

在水电厂廊道、电缆隧道、大企业制造业地坑、过道、电力行业等需要长时间照明的区域，需要使用可调光的LED灯具。当工作人员定时巡检、作业时，LED全亮，当无人时则输出微弱的亮光，例如亮度比例为10％等，以节省能源。为适应这种LED的使用需求，通常会安装具有调光功能的调光器。常用的调光器为旋钮式电阻调光器。传统的调光控制器如1～10V的调光控制器只能兼容一种驱动电源，无法根据需要兼容多款不同型号的驱动电源。

发明内容

基于此，有必要提供一种可以兼容多种驱动电源的调光控制电路，还涉及一种照明装置。

一种调光控制电路，用于对驱动电源的输出电压进行控制以实现对流经可调光灯具的电流的控制进而对所述可调光灯具的亮度进行调节，所述调光控制电路包括：整流电路，用于将驱动电源转换为直流电；电压转换电路，与所述整流电路连接，并用于与可调光灯具连接；所述电压转换电路用于对所述直流电的电压进行转换以得到目标输出电压并输出给可调光灯具；恒定电压电路，与所述电压转换电路连接，用于生成预设恒定参考电压；调光器，用于调节输出的电压调节信号的电压大小；电流调节电路，用于调节输出的电流调节信号的电压大小；输出反馈电路，分别与所述恒定电压电路、电压转换电路以及所述调光器连接；所述输出反馈电路用于对所述电压转换电路的输出进行采样并根据采样值、所述预设恒定参考电压值、所述电压调节信号和所述电流调节信号生成反馈信号；以及控制电路，分别与所述输出反馈电路、所述电压转换电路连接，用于根据所述反馈信号对所述电压转换电路的输出电压和输出电流进行调节。

在其中一个实施例中，所述整流电路为交直流整流电路，用于将交流驱动电源转换为具有一定电压的直流电；所述交直流整流电路包括依次连接的过流保护单元、共模抑制单元、全桥整流单元以及差模抑制单元。

在其中一个实施例中，所述电压转换电路为开关型降压电路。

在其中一个实施例中，所述开关型降压电路为反激式开关型降压电路。

在其中一个实施例中，所述调光器为旋钮式电阻调光器。

在其中一个实施例中，所述输出反馈电路包括电流采样电路、电压采样电路、分压电路、运算放大电路以及隔离输出电路；所述恒定电压电路的输出端通过分压电路与所述运算放大电路的第一同相输入端连接；所述恒定电压电路的输出端还与所述运算放大电路的第二同相输入端连接；所述调光器与所述分压电路并联，以根据所述电压调节信号调节所述分压电路上的电压；所述电流调节电路与所述分压电路并联设置，用于根据所述电流调节信号调节所述分压电路上的电压；所述电流采样电路与所述电压转换电路的输出端连接，用于采集电流信号并转换为电压信号后输出至所述运算放大电路的第一反相输入端；所述电压采样电路用于采集所述电压转换电路的输出电压并输出至所述运算放大电路的第二反相输入端；所述运算放大电路用于将所述第一同相输入端和所述第一反相输入端的输入值进行比较得到输出调节反馈信号，并将所述第二同相输入端和所述第二反相输入端的输入值进行比较得到输出电压反馈信号；所述隔离输出电路用于根据所述输出调节反馈信号或者所述输出电压反馈信号生成反馈信号后输出给所述控制电路。

在其中一个实施例中，所述运算放大电路包括双运算放大器；所述隔离输出电路包括光耦合器。

在其中一个实施例中，所述电流调节电路包括分压电阻和与所述分压电阻串联的连接端口；所述连接端口用于与限流元件连接。

在其中一个实施例中，所述电流调节电路还包括限流元件，所述限流元件为调节电阻。

一种照明装置，包括驱动电源和可调光灯具；还包括如前述任一实施例所述的调光控制电路；所述调光控制电路连接于所述驱动电源和所述可调光灯具之间。

上述调光控制电路以及照明装置，恒定电压电路用于生成预设恒定参考电压，调光器则用于调节输出的电压调节信号的电压大小，电流调节电路用于调节输出的电流调节信号的电压大小，输出反馈电路用于根据电压转换电路的输出采样值、电压调节信号、电流调节信号以及恒定参考电压值形成反馈信号，从而使得控制电路根据该反馈信号对电压转换电路的输出电压和输出电流进行控制，以实现对流经可调光灯具的电流的控制，进而实现对可调光灯具的亮度进行调节。上述调光控制电路通过电流调节电路能够对输出电流进行调节，可以适用于不同的驱动电源，兼容性较好。

附图说明

图1为一实施例中的照明装置的结构框图；

图2为图1中的调光控制电路的结构框图；

图3为图2中的整流电路的电路框图；

图4为图3中的整流电路的电路原理图；

图5为图2中的电压转换电路和控制电路的电路原理图；

图6为图2中的输出反馈电路、恒定电压电路的电路原理图；

图7为图2中的调光器的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一实施例中的照明装置，其具有亮度可调功能，从而可以适用于水电厂廊道、电缆隧道、大企业制造业地坑、过道、电力行业等需要对灯具亮度进行调节的场所。图1为一实施例中的照明装置，其包括驱动电源100、调光控制电路200以及可调光灯具300。调光控制电路200连接在驱动电源100和可调光灯具300之间。驱动电源100可以为直流电也可以为交流电，其电源电压在一定范围内即可。在本实施例中，驱动电源100为交流电，其电源电压在165V～264V之间均可以通过调光控制电路200的调节向可调光灯具300供电。可调光灯具300具有亮度可调的特性，可以为LED灯具。本实施例以可调光灯具以LED灯具为例进行说明。

调光控制电路200用于对驱动电源100的输出电压进行控制，以实现对流经可调光灯具300的电流的控制，进而实现对可调光灯具300的亮度的调节。图2为一实施例中的调光控制电路200的结构框图。该调光控制电路200包括整流电路210、电压转换电路220、恒定电压电路230、调光器240、电流调节电路250、输出反馈电路260和控制电路270。

整流电路210用于将驱动电源100转换为直流电。在本实施例，整流电路210为交直流整流电路，用于将交流驱动电源100转换为具有一定电压的直流电。具体地，整流电路210用于将驱动电源100输出的165V～264V的交流电转换为直流高压198V～320V。整流电路210包括依次连接的过流保护单元212、共模抑制单元214、全桥整流单元216和差模抑制单元218，如图3所示。图4为一具体实施例中的整流电路210的电路原理图。过流保护电路212用于实现过流保护。在本实施例中，过流保护单元212为保险丝F1。保险丝F1在过流时会发生熔断，从而实现过流保护。在其他的实施例中，过流保护单元212还可以为其他能够实现过流保护的开关电路。共模抑制单元214用于抑制共模干扰，差模抑制单元218则用于抑制差模干扰。在本实施例中，电感L1和L2形成共模电感，L3则作为差模电感。

电压转换电路220与整流电路210连接，并且其输出端与可调光灯具300连接。电压转换电路220用于对整流电路210输出的直流电进行转换，以得到目标输出电压后输出给可调光灯具300，进而实现对流经可调光灯具300的电流的控制。流经可调光灯具300的电流大小决定了其亮度，也即实现对可调光灯具300的亮度的控制。电压转换电路220为开关型降压电路，用于将整流电路210得到的直流高压转换为目标输出电压，以满足可调光灯具300的电压需求。在本实施例中，电压转换电路220为反激式开关型降压电路，其电路原理如图5所示。本实施例中，反激式开关型降压电路的输出电压最大为52V，可以提供给16个LED灯珠串联使用。反激式开关型降压电路的输出电压可以根据实际产品需要设定。

恒定电压电路230分别与电压转换电路220和输出反馈电路260连接。恒定电压电路230用于提供预设恒定参考电压。预设恒定参考电压的设置需要根据调光器240的调节能力进行确定。在本实施例中，调光器240为1～10V旋钮式电阻调光器，该预设恒定参考电压为12.5V。恒定电压电路230包括恒压芯片U4、电阻R33、电阻R34和电阻R54，如图6所示。恒压芯片U4可以为三端稳压芯片，其1脚连接电阻R33后与2脚连接并与电压转换电路220连接，1脚还连接电阻R34和电阻R54后与3脚连接并接地。恒压芯片U4的第1脚的电压恒定，为基准电压，因此通过调整电阻R33、R34以及R54的阻值即可使得恒压芯片U4的2脚维持在稳定电压，即在流经电阻R33的电流确定时，可在恒压芯片U2的2脚处获得恒定参考电压。在本实施例中，恒压芯片U4的1脚的基准电压为2.5V，因此只需使得R33、R34以及R54满足：

此时可使得恒压芯片U4的2脚电压为恒定的12.5V。

调光器240用于调节输出的电压调节信号的电压大小。在本实施例中，调光器240为1～10V旋钮式电阻调光器，其电路原理图如图7所示。调光器240包括调光按钮(图中未示)。调光按钮用于调节可调电阻RV1接入电路的电阻值，从而改变调光器240接口的电压的大小，从而改变输出的电压调节信号的电压大小。调光器240通过图6中的CON4端口接入电路。

电流调节电路250用于调节输出的电流调节信号的电压大小。一具体实施例中的电流调节电路250的电路原理如图6所示。该电流调节电路250与分压电路中的电阻R43和R45并联设置，以改变双运算放大器U3B的5脚电压。具体的，电流调节电路250包括连接端口CON3-2、分压电阻R47以及电容C32。连接端口CON3-2用于与限流元件连接，从而根据接入到连接端口CON3-2的限流元件的限流能力对实现对电流调节信号的电压大小的调节。在本实施例中，电流调节电路250还包括接入到连接端口CON3-2的调节电阻。通过加入外置的调节电阻可以实现对输出最大电流的设定。

输出反馈电路260分别与恒定电压电路230、电压转换电路220、调光器240以及电流调节电路250连接。输出反馈电路260用于对电压转换电路220的输出进行采样并根据采样值、预设恒定参考电压、电流调节信号以及电压调节信号生成反馈信号给控制电路270。控制电路270则根据该反馈信号对电压转换电路220的输出电压和输出电流进行调节，以实现对可调光灯具300的负载电流和亮度的调节。输出反馈电路260包括电流采样电路、电压采样电路、分压电路、运算放大电路以及隔离输出电路。电流采样电路用于对电压转换电路220的输出电流进行采样并转换为电压值后输出给运算放大电路的第一反相输入端。电压采样电路用于对电压转换电路220的输出电压进行采样并输出给运算放大电路的第二反相输入端。恒定电压电路230的输出端通过分压电路与运算放大电路的第一同相输入端连接。恒定电压电路230的输出端还与运算放大电路的第二同相输入端连接，以将预设恒定参考电压作为参考电压输入值第二同相输入端。调光器240与分压电路并联设置，以通过调光器240的调节作用来实现对分压电路上的分压大小的调节，进而实现对运算放大电路的第一同相输入端的参考电压的调节。电流调节电路250与分压电路并联设置，用于根据电流调节信号调节分压电路上的电压，进而实现对运算放大电路的第一同相输入端的参考电压的调节。运算放大电路用于对第一同相输入端和第一反相输入端的输入值进行比较后生成输出调节反馈信号，并根据第二同相输入端和第二反相输入端的输入值进行比较后生成输出电压反馈信号。隔离输出电路则用于根据运算放大电路生成的输出调节反馈信号或者输出电压反馈信号生成反馈信号给控制电路270。控制电路270包括一主控芯片U1，参见图5。主控芯片U1根据接收到的反馈信号即可对电压转换电路220的输出电压和输出电流进行调节，以实现可调光灯具300的负载电流和亮度的调节。

图6为一实施例中的输出反馈电路260的电路原理图。在本实施例中，运算放大电路包括双运算放大器U3(图中对应U3A和U3B)。电流采样电路包括采样电阻R30(参见图5)以及电阻R41。采样电阻R30的阻值为0.1Ω，因此，采样电阻R30可以将实现采样电流到电压的转换。负载输出电流范围在0.1A～1A，则采样端IS+的电压范围在0.01V～0.1V之间，也即双运算放大器U3B的6脚电压范围在0.01V～0.1V。分压电路包括电阻R42、电阻R43、电阻R44和电阻R45。其中，电阻R42与电阻R43串联在稳压芯片U2的2脚和双运算放大器U3B的5脚(第一同相输入端)之间。电阻R44一端与双运算放大器U3B的5脚连接，另一端接地。电阻R45则与电阻R44并联设置。因此，通过调整电阻R42、电阻R43、电阻R44和电阻R45的电阻大小关系，可以实现对双运算放大器U3B的5脚的输入参考电压的设定。调光器240与电阻R43和R45并联设置(通过端口CON4接入电路)，从而通过调整调光器240的电阻值大小(即电压调节信号的大小)即可实现对电阻R43上的电压大小设置，从而实现对双运算放大器U3B的5脚的输入参考电压的设定。运算放大器U3B对5脚和6脚的电压值进行比较后即可形成输出调节反馈信号并通过7脚输出。

电压采样电路包括电阻R35、电阻R36和电阻R37。电压采样电路的采样电压值输入至双运算放大器U3A的2脚(第二反相输入端)。双运算放大器U3A的3脚(第二同相输入端)与稳压芯片U4的2脚连接，从而直接将恒定电压电路230生成的预设恒定电压输出至双运算放大器U3A的3脚。双运算放大器U3B根据2脚和3脚的电压值进行比较得到输出电压反馈信号后由1脚输出至隔离输出电路。隔离输出电路包括光耦合器U2。根据双运算放大器U3的输出信号就可以控制光耦合器U2中的光三极管的导通状态，从而生成反馈信号并输出给主控芯片U1。主控芯片U1根据该反馈信号对7脚输出的最大PWM的占空比进行调整，从而实现对电压转换电路220的输出电压和输出电流进行控制，以实现对流经可调光灯具300的电流的控制，进而实现对可调光灯具300的亮度进行调节。

上述调光控制电路200的调节实现如下：

根据实际需要设计可调光灯具300的电压范围33V～58V，也即电压转换电路220的输出电压在33V～58V。因此，本本实施例中，电阻R35取值100KΩ，电阻R36取值39KΩ，电阻R37取值100KΩ。由于R36//R37＝28KΩ(“//”表示并联)，则双运算放大器U3A的2脚电压U2为：

当双运算放大器U3A的2脚电压为12.5V时，2脚的输入电压等于3脚的输入电压，双运算放大器U3A的1脚输出0V，光耦合器U2的内部光三极管处于最大导通状态。主控芯片U1的7脚输出最大PWM的占空比，可调光灯具300的正极(LED+)得到最大电压值：

从而实现对输出电压值的调节。

电流采样电阻R30负责采集输出电流值，取值0.1Ω，设置最大输出电流1A。则IS+点的电压为0.1V，该值为双运算放大器U3B的6脚提供参考电压。由于稳压芯片U4的2脚的电压值为12.5V，取R42＝24KΩ，R43＝100KΩ，R44＝R45＝2.2KΩ，则双运算放大器U3B的5脚的电压U5为：

故，此时电压转换电路220的输出端的最大电流为0.1099/0.1＝1.099A，则调光电流范围为0.1A～1A。

若在连接端口CON3-2端子并上27KΩ的外置可调电阻，其值可取R47＝8.2KΩ，则此时电压转换电路220的输出端的最大电流可以根据双运算放大器U3B的5脚的电压U5求得：

由于电流采样电阻R30为0.1欧姆，则此时输出最大电流为0.07V/0.1＝0.7A,那么在CON4端接上1-10V旋钮式调光器，则调光电流范围为0.1A～0.7A。

以上仅为说明本发明实施例中的调光控制电路能够适用多种电路而举的其中一个具体实施例，电路元件以及特征参数的设定可以根据需要进行设计。

上述调光控制电路200，调光器240以及电流调节电路250可以调节双运算放大器U3B的正极端(即5脚)的参考电压值，双运算放大器U3B将5脚的参考电压值与6脚的电压比较，从而根据比较结果获得对应的输出值。该输出值会改变光耦合器U2的内部光电三极管的导通角，从而形成相应的反馈信号给主控制U1。主控制芯片U1根据该反馈信号即可对7脚输出的最大PWM的占空比进行调整，从而实现对输出电压和输出电流的调节，从而达到控制输出负载电流和所需亮度(光照度)的目的。并且，通过连接端口CON3-2外部并接调节电阻(即电流调节电路250)，对输出负载端的最大电流进行控制，可以兼容多种驱动电源，节约了能源，具有很大的实际应用价值。

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 (10)

1.一种调光控制电路，用于对驱动电源的输出电压进行控制以实现对流经可调光灯具的电流的控制进而对所述可调光灯具的亮度进行调节，其特征在于，所述调光控制电路包括：

整流电路，用于将驱动电源转换为直流电；

电压转换电路，与所述整流电路连接，并用于与可调光灯具连接；所述电压转换电路用于对所述直流电的电压进行转换以得到目标输出电压并输出给可调光灯具；

恒定电压电路，与所述电压转换电路连接，用于生成预设恒定参考电压；

调光器，用于调节输出的电压调节信号的电压大小；

电流调节电路，用于调节输出的电流调节信号的电压大小；

输出反馈电路，分别与所述恒定电压电路、电压转换电路以及所述调光器连接；所述输出反馈电路用于对所述电压转换电路的输出进行采样并根据采样值、所述预设恒定参考电压值、所述电压调节信号和所述电流调节信号生成反馈信号；以及

控制电路，分别与所述输出反馈电路、所述电压转换电路连接，用于根据所述反馈信号对所述电压转换电路的输出电压和输出电流进行调节。

2.根据权利要求1所述的调光控制电路，其特征在于，所述整流电路为交直流整流电路，用于将交流驱动电源转换为具有一定电压的直流电；

所述交直流整流电路包括依次连接的过流保护单元、共模抑制单元、全桥整流单元以及差模抑制单元。

3.根据权利要求1所述的调光控制电路，其特征在于，所述电压转换电路为开关型降压电路。

4.根据权利要求3所述的调光控制电路，其特征在于，所述开关型降压电路为反激式开关型降压电路。

5.根据权利要求1所述的调光控制电路，其特征在于，所述调光器为旋钮式电阻调光器。

6.根据权利要求5所述的调光控制电路，其特征在于，所述输出反馈电路包括电流采样电路、电压采样电路、分压电路、运算放大电路以及隔离输出电路；所述恒定电压电路的输出端通过分压电路与所述运算放大电路的第一同相输入端连接；所述恒定电压电路的输出端还与所述运算放大电路的第二同相输入端连接；所述调光器与所述分压电路并联，以根据所述电压调节信号调节所述分压电路上的电压；所述电流调节电路与所述分压电路并联设置，用于根据所述电流调节信号调节所述分压电路上的电压；所述电流采样电路与所述电压转换电路的输出端连接，用于采集电流信号并转换为电压信号后输出至所述运算放大电路的第一反相输入端；所述电压采样电路用于采集所述电压转换电路的输出电压并输出至所述运算放大电路的第二反相输入端；所述运算放大电路用于将所述第一同相输入端和所述第一反相输入端的输入值进行比较得到输出调节反馈信号，并将所述第二同相输入端和所述第二反相输入端的输入值进行比较得到输出电压反馈信号；所述隔离输出电路用于根据所述输出调节反馈信号或者所述输出电压反馈信号生成反馈信号后输出给所述控制电路。

7.根据权利要求6所述的调光控制电路，其特征在于，所述运算放大电路包括双运算放大器；所述隔离输出电路包括光耦合器。

8.根据权利要求6所述的调光控制电路，其特征在于，所述电流调节电路包括分压电阻和与所述分压电阻串联的连接端口；所述连接端口用于与限流元件连接。

9.根据权利要求8所述的调光控制电路，其特征在于，所述电流调节电路还包括限流元件，所述限流元件为调节电阻。

10.一种照明装置，包括驱动电源和可调光灯具；其特征在于，还包括如权利要求1～9任一所述的调光控制电路；所述调光控制电路连接于所述驱动电源和所述可调光灯具之间。