CN107864532B - Led调光电路和方法及led控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED调光电路和方法及LED控制电路，交流电源经可控硅调光器后，输入至整流桥得到输入电压对负载供电，LED调光电路，包括：导通时间检测电路，根据所述输入电压，得到表征正半周期内可控硅导通时间的第一时间信号和表征负半周期内可控硅导通时间的第二时间信号；LED使能控制电路，接收第一时间信号和第二时间信号，输出LED使能信号，LED使能信号在正半周期时间和负半周期时间内的起始相位及有效时间相等。本发明用于解决现有技术存在低频闪烁的技术问题，尤其是针对可控硅处于小角度时，频闪现象特别明显的情况。

Description

LED调光电路和方法及LED控制电路

技术领域

本发明涉及一种电力电子技术领域，特别涉及一种LED调光电路和方法及LED控制电路。

背景技术

可控硅调光是目前常用的调光方法，可控硅调光主要是采用相位控制方法来实现调压或者调光，即在正弦波每半个周期控制可控硅导通，获得相同的导通角。通过改变触发脉冲的工作时间，可以改变导通角的大小。导通角越大，调光器的输出的电压越高，灯就越亮，反之导通角越小，灯越暗。

目前常用的LED调光电路如图1所示，可控硅输出表征当前输入到负载LED驱动电路的交流输入电压信号，交流输入电压信号经过整流电路后得到直流输入电压信号Vg，调光信号产生电路根据直流输入电压信号Vg生成表征当前调光角度的调光信号，作为当前输出电流的参考信号，比较电路比较该电流参考信号和表征当前输出电流大小的输出电流反馈信号，输出比较信号，LED驱动电路根据该比较电路向直流-直流变换器输出驱动信号，以使直流-直流变换器根据驱动信号对负载LED的发光亮度进行调节。但在实际应用中，这种方式控制的可控硅调光电路可能引起前后半周期中的可控硅导通角度不同，从而存在低频闪烁的问题。尤其是可控硅处于小角度时，电流比较小，频闪现象会特别明显。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种LED调光电路和方法及LED控制电路，用于解决现有技术存在的低频闪烁的技术问题。

本发明提供了一种LED调光电路，交流电源经可控硅调光器后，输入至整流桥得到输入电压对负载供电，包括：

导通时间检测电路，根据所述输入电压，得到表征正半周期内可控硅导通时间的第一时间信号和表征负半周期内可控硅导通时间的第二时间信号；

LED使能控制电路，接收所述表征正半周期内可控硅导通时间的第一时间信号和所述表征负半周期内可控硅导通时间的第二时间信号，输出LED使能信号，所述LED使能信号在正半周期时间和负半周期时间内的起始相位及有效时间相等。

可选的，所述的LED调光电路还包括电流调节电路，所述电流调节电路并联在所述输入电压的两端，所述时间检测电路采样所述输入电压，输出连接所述LED使能控制电路，所述LED使能控制电路输出连接所述电流调节电路。

可选的，所述LED使能控制电路根据所述第一时间信号和所述第二时间信号，判断出可控硅导通时间较长的半个周期，

将所述第一时间信号和所述第二时间信号做差，得到表征两者时间差的第一差值信号，

对于导通时间较长的半周期，在可控硅导通后延迟所述第一差值信号的时间，LED使能信号从无效变为有效；

对于导通时间较短的半周期，在可控硅导通后，LED使能信号从无效变为有效。

可选的，所述电流调节电路包括电流源和开关管，所述电流源和所述开关管串联后连接在输入电压的两端，所述开关管的控制端连接LED使能控制电路。

可选的，所述电流调节电路包括第一电阻和开关管，所述第一电阻和所述开关管串联后连接在输入电压的两端，所述开关管的控制端连接LED使能控制电路。

可选的，所述导通时间检测电路包括比较器和分频电路，所述导通时间检测电路采样所述输入电压并将其与阈值经过所述比较器进行比较，得到可控硅的导通时间信号，所述可控硅导通时间信号经分频电路得到表征正半周期的第一时钟脉冲和表征负半周期的第二时钟脉冲，进而得到表征正半周期内可控硅导通时间的第一时间信号和表征负半周期内可控硅导通时间的第二时间信号。

本发明还提供了一种LED调光方法，包括：

根据所述输入电压，得到表征正半周期内可控硅导通时间的第一时间信号和表征负半周期内可控硅导通时间的第二时间信号；

根据所述表征正半周期内可控硅导通时间的第一时间信号和所述表征负半周期内可控硅导通时间的第二时间信号，输出LED使能信号，所述LED使能信号在正半周期时间和负半周期时间内的起始相位及有效时间相等。

可选的，根据所述第一时间信号和所述第二时间信号，判断出可控硅导通时间较长的半个周期，

将所述第一时间信号和所述第二时间信号做差，得到表征两者时间差的第一差值信号，

对于导通时间较长的半周期，在可控硅导通后延迟所述第一差值信号的时间，LED使能信号从无效变为有效；

对于导通时间较短的半周期，在可控硅导通后，LED使能信号从无效变为有效。

一种LED控制电路，包括：

上述任意一项所述的LED调光电路和LED驱动电路，所述的LED驱动电路接收LED使能信号，当LED使能信号有效时，LED驱动电路驱动LED工作。

与现有技术相比，本发明之技术方案具有以下优点：本发明针对可控硅调光现有技术中由于正负半周可控硅导通时间不同引起的频闪现象，不改变可控硅实际导通角度的变化，通过在导通时间较长的半周内延长一段时间后输出LED使能信号，使得正负半周期内输出LED使能信号的时间相同，从而使得LED使能时间相同，解决了频闪现象。

附图说明

图1为现有技术LED调光电路的电路结构示意图；

图2为本发明LED调光电路的电路结构示意图；

图3为本发明LED调光电路的电路的波形图；

图4为本发明LED调光电路的电路的一种实施例示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

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。

如图2所述，示意了本发明LED调光电路的电路结构示意图。所述的LED调光电路包括：可控硅调光器，整流电路，导通时间检测电路，LED使能控制电路、电流调节电路。交流电源经所述可控硅调光器后，输入至整流电路，得到输入电压Vg，所述导通时间检测电路输入所述输入电压Vg，输出表征正半周期内可控硅导通时间的第一时间信号和表征负半周期内可控硅导通时间的第二时间信号给LED使能控制电路，LED使能控制电路输出LED使能信号EN给LED驱动电路，所述LED驱动电路连接LED D1，所述LED使能控制电路连接电流调节电路，所述电流调节电路的一端连接输入电压的高电位端，一端连接所述输入电压的低电位端。

所述的LED使能控制电路完成以下两个功能：

1.根据所述第一时间信号和所述第二时间信号，判断出可控硅导通时间较长的半个周期，将所述第一时间信号和所述第二时间信号做差，这里做差指的是对脉冲宽度进行做差，得到表征两者时间差的第一差值信号ΔT，

对于导通时间较长的半周期，在可控硅导通后延迟所述第一差值信号ΔT的时间，LED使能信号从无效变为有效；

对于导通时间较短的半周期，在可控硅导通后，LED使能信号从无效变为有效。

上述LED使能信号EN均在可控硅关断后由有效变为无效，最终使得LED使能信号EN信号在正负半周期内对称。

2.对于导通时间较长的半周期，在可控硅导通后延迟所述第一差值信号ΔT的时间内，此时可控硅导通而LED使能信号EN无效时，电流调节电路工作，用于调节电路中的电流。

需要说明的是，LED使能信号的无效和有效是一个抽象的概念，且有效和无效是相对的，可以是用脉冲高电平表示LED使能信号有效，脉冲低电平表示LED使能信号无效，也可以用脉冲低电平表示LED使能信号有效，脉冲高电平表示LED使能信号无效，本文中使用脉冲高电平表示LED使能信号有效，脉冲低电平表示LED使能信号无效。但是任意形式所表示的LED使能信号有效和无效，均在本发明的保护范围内。

LED使能控制电路输出LED使能信号EN给LED驱动电路，当使能信号EN有效时，LED驱动电路驱动LED工作，点亮LED。

LED使能控制电路输出的LED使能信号EN的波形如图3所示。其中，Vac为整流电路的输入交流电压，Vangel为可控硅的导通时间信号，EN为LED的驱动使能信号。其中，正半周期的可控硅的导通时间为T1，负半周期的可控硅的导通时间为T2。可以看出EN信号在正负半周期内是对称的。本发明在波形图中的体现即是令EN在导通时间比较长的半个周期内，可控硅导通后经过AT时间后再为高电平。

图4给出了本发明LED调光电路的电路的一种实施例。其中，Z1，Z2分别为表征正半周期的导通角度信号和负半周期的导通角度信号。其中电流调节电路由一个电流源I、一个驱动器U2、一个开关管M1组成，LED使能控制电路将LED使能信号取反后传输给驱动器U2，即当LED使能信号高电平有效时，LED使能控制电路输出给驱动器的U2的为低电平无效，不能驱动U2，当LED使能信号为低电平无效时，LED使能控制电路输出给驱动器U2的为高电平有效信号，U2被驱动，开关管M1导通，这时电流调节电路开始工作。故电流调节电路用以在LED不工作时，调节电路中的电流。

电流调节电路的实现形式多种，例如，把图4中的电流源换成电阻，也可以实现其恒流的功能。本实施例仅是给出了其中一种实现形式，其他能达到此目的的实现方式均在本发明的保护范围之内。

所述导通时间检测电路如图4所示。所述导通时间检测电路采样输入电压Vg并将其与阈值电压Vref1经过比较器U1进行比较，得到如图3中所示表征可控硅导通时间信号Vangle，所述的导通时间信号Vangle经过分频电路得到表征正半周期的第一时钟脉冲和表征负半周期的第二时钟脉冲，从而得到表征正半周期内可控硅导通时间的第一时间信号和表征负半周期内可控硅导通时间的第二时间信号。

LED使能控制信号使得，在导通时间比较长的半个周期内，可控硅导通后经过正负半周期的可控硅导通时间差ΔT时间后，再输出LED使能信号，可控硅导通时间较短的半周期内在可控硅导通后直接开始输出LED使能信号，使得LED使能信号EN信号在正负半周期内对称。

LED使能控制信号EN的正负半周期内为对称的，则LED在正负半周内导通的时间相同，故可以解决频闪现象。

虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

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LED调光电路，交流电源经可控硅调光器后，输入至整流桥得到输入电压对负载供电，其特征在于，包括：

导通时间检测电路，根据所述输入电压，得到表征正半周期内可控硅导通时间的第一时间信号和表征负半周期内可控硅导通时间的第二时间信号；

LED使能控制电路，接收所述表征正半周期内可控硅导通时间的第一时间信号和所述表征负半周期内可控硅导通时间的第二时间信号，输出LED使能信号，所述LED使能信号在正半周期时间和负半周期时间内的起始相位及有效时间相等；

所述LED使能控制电路根据所述第一时间信号和所述第二时间信号，判断出可控硅导通时间较长的半个周期，

将所述第一时间信号和所述第二时间信号做差，得到表征两者时间差的第一差值信号，

对于导通时间较长的半周期，在可控硅导通后延迟所述第一差值信号的时间，LED使能信号从无效变为有效；

对于导通时间较短的半周期，在可控硅导通后，LED使能信号从无效变为有效。

2.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于：所述的LED调光电路还包括电流调节电路，所述电流调节电路并联在所述输入电压的两端，所述导通时间检测电路采样所述输入电压，输出连接所述LED使能控制电路，所述LED使能控制电路输出连接所述电流调节电路。

3.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于：所述电流调节电路包括电流源和开关管，所述电流源和所述开关管串联后连接在输入电压的两端，所述开关管的控制端连接LED使能控制电路。

4.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于：所述电流调节电路包括第一电阻和开关管，所述第一电阻和所述开关管串联后连接在输入电压的两端，所述开关管的控制端连接LED使能控制电路。

5.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于：所述导通时间检测电路包括比较器和分频电路，所述导通时间检测电路采样所述输入电压并将其与阈值经过所述比较器进行比较，得到可控硅的导通时间信号，所述可控硅导通时间信号经分频电路得到表征正半周期的第一时钟脉冲和表征负半周期的第二时钟脉冲，进而得到表征正半周期内可控硅导通时间的第一时间信号和表征负半周期内可控硅导通时间的第二时间信号。

6.一种LED调光方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据输入电压，得到表征正半周期内可控硅导通时间的第一时间信号和表征负半周期内可控硅导通时间的第二时间信号；

根据所述表征正半周期内可控硅导通时间的第一时间信号和所述表征负半周期内可控硅导通时间的第二时间信号，输出LED使能信号，所述LED使能信号在正半周期时间和负半周期时间内的起始相位及有效时间相等；

根据所述第一时间信号和所述第二时间信号，判断出可控硅导通时间较长的半个周期，

将所述第一时间信号和所述第二时间信号做差，得到表征两者时间差的第一差值信号，

对于导通时间较长的半周期，在可控硅导通后延迟所述第一差值信号的时间，LED使能信号从无效变为有效；

对于导通时间较短的半周期，在可控硅导通后，LED使能信号从无效变为有效。

7.一种LED控制电路，其特征在于，包括：权利要求1-5任意一项所述的LED调光电路和LED驱动电路，所述的LED驱动电路接收LED使能信号，当LED使能信号有效时，LED驱动电路驱动LED工作。