CN107509282B - 一种led照明灯具的调光装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED照明灯具的调光方式，包括恒流驱动电路、LED灯组、调光控制电路、电压电阻变换器、整流电路；所述恒流驱动电路与电压电阻变换器、整流电路电连接；所述LED灯组与电压电阻变换器、整流电路电连接，调光控制电路与电压电阻变换器、整流电路电连接，电压电阻变换器与恒流驱动电路、LED灯组、调光控制电路电连接。本发明科学、先进、合理，同时使用方法简单，通过本发明，与现有LED照明灯具调光方式技术相比，其显著优点：1利用通用恒流驱动IC使电路简单可靠。2无需专用的调光IC即可实现LED灯具的调光。3解决了可控硅存在着诸多的缺陷。4在不影响整灯性能的情况下，可降低品产成本。

Description

一种LED照明灯具的调光装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种LED照明灯具的调光装置及其方法，属于LED照明技术领域。

背景技术

现有的LED照明灯具的基本调光方式主要有3种，分别为，1电压控制、2PWM、3可控硅。这3种调光方式，电压控制和PWM均需专用的调压电路和控制线，可控硅在应用方面有优势，但可控硅存在着诸多的缺陷，1破坏了正弦波的波形会在线路上产生严重的干扰信号（EMI）；2在低负载时很容易不稳定，为此还必须加上一个泄流电阻，而这个泄流电阻至少要消耗1-2瓦的功率；3功率因素值低，导通角越小功率因素越差，甚至PF可低于0.25。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术存在的弊端，提供一种LED照明灯具的调光装置及其方法。

本发明的目的是这样实现的，一种LED照明灯具的调光装置，其特征是：包括整流电路、恒流驱动电路、电压检测电路、电压-电阻变换器、LED灯组；所述整流电路的输出端分别与恒流驱动电路的输入端、电压-电阻变换器的输入端、LED灯组的正极端电连接；所述恒流驱动电路的输入端分别与整流电路的输出端、电压-电阻变换器的输出端、LED灯组的负极端电连接；所述电压检测电路的输出端与电压-电阻变换器的的输入端电连接；

所述整流电路包括整流桥堆D1、第四电容C4；所述整流桥堆D1为四脚整流桥堆，整流桥堆D1的管脚1与第四电容C4的一端电连接后分别与第一电阻R1、第二电阻R2、第七电阻R7、第三电容C3、第二二极管D2的负极、LED灯组的正极端电连接，第四电容C4的另一端接地；

所述恒流驱动电路包括驱动芯片IC1、第一电阻R1、第一电容C1、第三电容C3、第一电感L1、第二二极管D2；所述驱动芯片IC1为采用调整输出脉冲宽窄工作模式的恒流驱动芯片，该芯片为八脚封装，管脚1接地端、管脚2开路保护端、管脚3接地端、管脚4芯片电源端、管脚5和管脚6内部场效应管漏极端、管脚7和管脚8电流采样端；所述驱动芯片IC1的管脚1接地，管脚2 通过第四电阻R4接地，管脚3接地，管脚4与第一电阻R1、第一电容C1电连接，第一电容C1的另一端接地，管脚5与管脚6连接后与第一电感L1、第二二极管D2的正电连接，管脚7与管脚8连接后与电压-电阻变换器4的第三电阻R3电连接；

所述电压检测电路包括第一三极管VT1、第二三极管VT2、第三二极管D3、第二电阻R2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、热敏电阻RT；所述第一三极管VT1、第二三极管VT2均为三脚NPN型，VT1的管脚1与第九电阻R9电连接，其管脚2与VT2的管脚1、第五电阻R5电连接，管脚3接地；所述第二三极管VT2的管脚1与VT1的管脚2、第五电阻R5电连接，管脚2与第六电阻R6和电压-电阻变换器4场效应管Q1的管脚1电连接，管脚3接地；所述第二电阻R2的一端与整流电路1整流桥堆D1的管脚1电连接，第二电阻R2的另一端分别于第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2的一端及第三二极管D3的负极电连接，第二电容C2的另一端和第三二极管D3的正极并联后接地；

所述电压-电阻变换器包括场效应管Q1、第三电阻R3；所述场效应管Q1是N沟道型，该场效应管有包括栅极管脚1、漏极管脚2、源极管脚3；所述场效应管Q1的管脚1与第二三极管VT2的管脚2及第六电阻R6另一端电连接，Q1的管脚2与第3电阻R3另一端电连接，Q1的管脚3接地；

所述LED灯组的正极端分别与整流桥堆D1的管脚1、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第七电阻R7、第三电容C3、第二二极管D2的负极电连接，LED灯组的-端分别与第一电感的另一端及第三电容C3的另一端电连接。

输入的交流电经过第一整流桥堆D1、第三电容C3变为可供恒流驱动电、电压检测电路、电压-电阻变换器、LED灯组的直流工作电源，工作电源经过第一电阻R1、第一电容C1后供给第一驱动芯片IC1管脚4，通过管脚4内部的稳压电路为第一驱动芯片IC1提供稳定工作电压，该电压同时做为电压-电阻变换器3的工作电源；电压检测电路2的第一三极管VT1、第一三极管VT2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9组成一个两级直耦电压放大器，当输入的交流电压发生高低变化时，经整流后的直流工作电源也会随着高低变化，该变化的直流工作电源通过第七电阻R7、第八电阻R8、第一热敏电阻RT1共同组成为第一三极管VT1提供基极1的偏置电压，该偏置电压因没有经过稳压处理，因此，加在第一三极管VT1基极1的偏置电压就会随输入交流电的高低变化而变化，当第一三极管VT1提供基极1的偏置电压发生高低变化时，第二三极管VT2的集电极2的电压也将会发生高低变化，这一高低变化的电压输出到效应管Q1的栅极管脚1；由效应管的工作原理可知，漏极和源极之间电阻的大小可随着栅极电压的高低而变化，当电压升高时漏极和源极之间的电阻变小，电压降低时漏极和源极之间的电阻变大，因此，当第二三极管VT2的集电极2高低变化的电压加到效应管Q1的栅极管脚1后，效应管Q1的漏极管脚2和源极管脚3之间的电阻大小就会随着栅极管脚1电压的高低而大小变化，效应管Q1的漏极管脚2通过第三电阻R3接到驱动芯片IC1的电流采样端管脚7和管脚8，当栅极管脚1的电压变大时漏极管脚2和源极管脚3之间的电阻就会变小，驱动芯片IC1电流采样端管脚7和管脚8的对地电阻就会变小，驱动芯片IC1的管脚5和管脚6输出的脉冲宽度增宽，经蓄能电感L1和第三电容C3后接到LED灯组的-端，当脉冲宽度增宽后LED灯组的电流增大，LED灯组的亮度随之增大，反之侧减小。

本发明科学、先进、合理，同时使用方法简单，通过本发明，本发明科学、先进、合理，同时使用方法简单，通过本发明，为了克服现有LED照明灯具调光方式的不足，提供了一种LED照明灯具的调光方式，可很好解决现有LED照明灯具调光问题。目前LED灯的工作电压的有效范围较宽，电压在较大范围发生波动时对灯具的电气性能影响较小，因此本发明通过改变输入电压的高低对LED照明灯具的亮度进行调节，而基本不会对LED灯的电气性能造成影响。本发明的工作原理如下；电源通过整流电路、电压检测电路、电压-电阻变换器、恒流驱动电路点亮LED灯组，此时由于输入电源电压未做调整，因此电压检测电路的输出电压较高，电压-电阻变换器的电阻阻值最小，由于恒流驱动电路中的电流取样电阻阻值最小，因此恒流驱动电路输出电流最大，LED灯组亮度最高。当输入电压下降后，电压检测电路的输出电压就会降低，因此加到电压-电阻变换器的电压也会降低，电压-电阻变换器的电阻阻值将会随着电压的降低而增加，恒流驱动电路中的电流取样电阻阻值增大，恒流驱动电路输出的电流也随之减小，同时 LED灯组的亮度就会降低，反之LED灯组的亮度就会增高。

本发明与现有LED照明灯具调光方式技术相比，其显著优点：（1）利用通用恒流驱动IC使电路简单可靠。（2）无需专用的调光IC即可实现LED灯具的调光。（3）解决了可控硅调光所存在着诸多的缺陷。（4）在不影响整灯性能的情况下，可降低品产成本。

附图说明

图1为本发明的电路方框图。

图2为本发明的原理图。

图中：1整流电路、2恒流驱动电路、3电压检测电路、4电压-电阻变换器、5 LED灯组。

具体实施方式

以下结合附图以及附图说明对本发明作进一步的说明。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

在本实施例中结合附图1，一种LED照明灯具的调光装置，包括整流电路1、恒流驱动电路2、电压检测电路3、电压-电阻变换器4、LED灯组5。所述整流电路1的输出端分别与恒流驱动电路2的输入端、电压-电阻变换器4的输入端、LED灯组5的+端电连接；所述恒流驱动电路2的输入端分别与整流电路1的输出端、电压-电阻变换器4的输出端、LED灯组5的-端电连接；所述电压检测电路2的输出端与电压-电阻变换器3的的输入端电连接；

在本实施例中，所述整流电路1包括整流桥堆D1、第四电容C4；所述整流桥堆D1为四脚整流桥堆；所述整流桥堆D1的管脚1与第四电容C4的一端电连接后分别与第一电阻R1、第二电阻R2、第七电阻R7、第三电容C3、第二二极管D2的负极、LED灯组5的+端电连接，第四电容C4的另一端接地；

所述恒流驱动电路2包括驱动芯片IC1、第一电阻R1、第一电容C1、第三电容C3、第一电感L1、第二二极管D2；所述驱动芯片IC1是一款采用调整输出脉冲宽窄工作模式的恒流驱动芯片，该芯片为八脚封装，管脚1接地端、管脚2开路保护端、管脚3接地端、管脚4芯片电源端、管脚5和管脚6内部场效应管漏极端、管脚7和管脚8电流采样端；所述驱动芯片IC1的管脚1接地，其管脚2 通过第四电阻R4接地，其管脚3接地，其管脚4与第一电阻R1、第一电容C1电连接，第一电容C1的另端接地，其管脚5与管脚6连接后与第一电感L1、第二二极管D2的正电连接，其管脚7与管脚8连接后与电压-电阻变换器4的第三电阻R3电连接；

所述电压检测电路3包括第一三极管VT1、第二三极管VT2、第三二极管D3、第二电阻R2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、热敏电阻RT；所述第一三极管VT1、第二三极管VT2均为三脚NPN型，VT1的管脚1与第九电阻R9电连接，其管脚2与VT2的管脚1、第五电阻R5电连接，其管脚3接地；所述第二三极管VT2的管脚1与VT1的管脚2、第五电阻R5电连接，其管脚2与第六电阻R6和电压-电阻变换器4场效应管Q1的管脚1电连接，其管脚3接地；所述第二电阻R2的一端与整流电路1整流桥堆D1的管脚1电连接，第二电阻R2的另一端分别于第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2的一端及第三二极管D3的负极电连接，第二电容C2的另一端和第三二极管D3的正极并联后接地；

所述电压-电阻变换器4包括场效应管Q1、第三电阻R3；所述场效应管Q1是N沟道型，该场效应管有包括栅极管脚1、漏极管脚2、源极管脚3；所述场效应管Q1的管脚1与第二三极管VT2的管脚2及第六电阻R6另一端电连接，Q1的管脚2与第3电阻R3另一端电连接，Q1的管脚3接地；

所述LED灯组5的+端分别于整流桥堆D1的管脚1、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第七电阻R7、第三电容C3、第二二极管D2的负极电连接，LED灯组的-端分别与第一电感的另一端及第三电容C3的另一端电连接。

工作时，输入的交流电经过第一整流桥堆D1、第三电容C3变为可供恒流驱动电2、电压检测电路3、电压-电阻变换器4、LED灯组的直流工作电源，该工作电源经过第一电阻R1、第一电容C1后供给第一驱动芯片IC1管脚4，通过管脚4内部的稳压电路为第一驱动芯片IC1提供稳定工作电压，该电压同时做为电压-电阻变换器3的工作电源；电压检测电路2的第一三极管VT1、第一三极管VT2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9组成一个两级直耦电压放大器，当输入的交流电压发生高低变化时，经整流后的直流工作电源也会随着高低变化，该变化的直流工作电源通过第七电阻R7、第八电阻R8、第一热敏电阻RT1共同组成为第一三极管VT1提供基极1的偏置电压，该偏置电压因没有经过稳压处理，因此加在第一三极管VT1基极1的偏置电压就会随输入交流电的高低变化而变化，当第一三极管VT1提供基极1的偏置电压发生高低变化时，第二三极管VT2的集电极2的电压也将会发生高低变化，这一高低变化的电压输出到效应管Q1的栅极管脚1。由效应管的工作原理可知，漏极和源极之间电阻的大小可随着栅极电压的高低而变化，当电压升高时漏极和源极之间的电阻变小，电压降低时漏极和源极之间的电阻变大。因此当第二三极管VT2的集电极2高低变化的电压加到效应管Q1的栅极管脚1后，效应管Q1的漏极管脚2和源极管脚3之间的电阻大小就会随着栅极管脚1电压的高低而大小变化，效应管Q1的漏极管脚2通过第三电阻R3接到驱动芯片IC1的电流采样端管脚7和管脚8，当栅极管脚1的电压变大时漏极管脚2和源极管脚3之间的电阻就会变小，驱动芯片IC1电流采样端管脚7和管脚8的对地电阻就会变小，驱动芯片IC1的管脚5和管脚6输出的脉冲宽度增宽，经蓄能电感L1和第三电容C3后接到LED灯组的-端，当脉冲宽度增宽后LED灯组的电流增大，LED灯组的亮度随之增大，反之侧减小。

利用本发明，可使LED照明灯具具有更好的调光效果，改善了原调光电路复杂、干扰信号（EMI）和PF低等问题，使得安装和维护更简便，特别是能方便的在大型场合对照明灯具进行同时调光。

Claims (2)

1.一种LED照明灯具的调光装置，其特征是：包括整流电路（1）、恒流驱动电路（2）、电压检测电路（3）、电压-电阻变换器（4）、LED灯组（5）；所述整流电路（1）的输出端分别与恒流驱动电路（2）的输入端、电压-电阻变换器（4）的输入端、LED灯组（5）的正极端电连接；所述恒流驱动电路（2）的输入端分别与整流电路（1）的输出端、电压-电阻变换器（4）的输出端、LED灯组（5）的负极端电连接；所述电压检测电路（2）的输出端与电压-电阻变换器（3）的的输入端电连接；

所述整流电路（1）包括整流桥堆D1、第四电容C4；所述整流桥堆D1为四脚整流桥堆，整流桥堆D1的管脚1与第四电容C4的一端电连接后分别与第一电阻R1、第二电阻R2、第七电阻R7、第三电容C3、第二二极管D2的负极、LED灯组（5）的正极端电连接，第四电容C4的另一端接地；

所述恒流驱动电路（2）包括驱动芯片IC1、第一电阻R1、第一电容C1、第三电容C3、第一电感L1、第二二极管D2；所述驱动芯片IC1为采用调整输出脉冲宽窄工作模式的恒流驱动芯片，该芯片为八脚封装，管脚1接地端、管脚2开路保护端、管脚3接地端、管脚4芯片电源端、管脚5和管脚6内部场效应管漏极端、管脚7和管脚8电流采样端；所述驱动芯片IC1的管脚1接地，管脚2 通过第四电阻R4接地，管脚3接地，第一电阻R1的一端与整流电路（1）中的整流桥堆D1电连接，另一端与管脚4电连接，且管脚4与第一电容C1电连接，第一电容C1的另一端接地，管脚5与管脚6连接后与第一电感L1、第二二极管D2的正电连接，管脚7与管脚8连接后与电压-电阻变换器4的第三电阻R3电连接；

所述电压检测电路（3）包括第一三极管VT1、第二三极管VT2、第三二极管D3、第二电阻R2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、热敏电阻RT；所述第一三极管VT1、第二三极管VT2均为三脚NPN型，VT1的管脚1与第九电阻R9电连接，其管脚2与VT2的管脚1、第五电阻R5电连接，管脚3接地；所述第二三极管VT2的管脚1与VT1的管脚2、第五电阻R5电连接，管脚2与第六电阻R6和电压-电阻变换器4场效应管Q1的管脚1电连接，管脚3接地；所述第二电阻R2的一端与整流电路1整流桥堆D1的管脚1电连接，第二电阻R2的另一端分别于第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2的一端及第三二极管D3的负极电连接，第二电容C2的另一端和第三二极管D3的正极并联后接地；

所述电压-电阻变换器（4）包括场效应管Q1、第三电阻R3；所述场效应管Q1是N沟道型，该场效应管有包括栅极管脚1、漏极管脚2、源极管脚3；所述场效应管Q1的管脚1与第二三极管VT2的管脚2及第六电阻R6另一端电连接，Q1的管脚2与第3电阻R3另一端电连接，Q1的管脚3接地；

所述LED灯组（5）的正极端分别与整流桥堆D1的管脚1、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第七电阻R7、第三电容C3、第二二极管D2的负极电连接，LED灯组的-端分别与第一电感的另一端及第三电容C3的另一端电连接。

2.根据权利要求1所述一种LED照明灯具的调光装置进行调光方法，其特征是：输入的交流电经过第一整流桥堆D1、第三电容C3变为可供恒流驱动电（2）、电压检测电路（3）、电压-电阻变换器（4）、LED灯组（5）的直流工作电源，工作电源经过第一电阻R1、第一电容C1后供给第一驱动芯片IC1管脚4，通过管脚4内部的稳压电路为第一驱动芯片IC1提供稳定工作电压，该电压同时做为电压-电阻变换器3的工作电源；电压检测电路2的第一三极管VT1、第一三极管VT2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9组成一个两级直耦电压放大器，当输入的交流电压发生高低变化时，经整流后的直流工作电源也会随着高低变化，该变化的直流工作电源通过第七电阻R7、第八电阻R8、第一热敏电阻RT1共同组成为第一三极管VT1提供基极1的偏置电压，该偏置电压因没有经过稳压处理，因此，加在第一三极管VT1基极1的偏置电压就会随输入交流电的高低变化而变化，当第一三极管VT1提供基极1的偏置电压发生高低变化时，第二三极管VT2的集电极2的电压也将会发生高低变化，这一高低变化的电压输出到效应管Q1的栅极管脚1；由效应管的工作原理可知，漏极和源极之间电阻的大小可随着栅极电压的高低而变化，当电压升高时漏极和源极之间的电阻变小，电压降低时漏极和源极之间的电阻变大，因此，当第二三极管VT2的集电极2高低变化的电压加到效应管Q1的栅极管脚1后，效应管Q1的漏极管脚2和源极管脚3之间的电阻大小就会随着栅极管脚1电压的高低而大小变化，效应管Q1的漏极管脚2通过第三电阻R3接到驱动芯片IC1的电流采样端管脚7和管脚8，当栅极管脚1的电压变大时漏极管脚2和源极管脚3之间的电阻就会变小，驱动芯片IC1电流采样端管脚7和管脚8的对地电阻就会变小，驱动芯片IC1的管脚5和管脚6输出的脉冲宽度增宽，经蓄能电感L1和第三电容C3后接到LED灯组的-端，当脉冲宽度增宽后LED灯组的电流增大，LED灯组的亮度随之增大，反之侧减小。