CN109195259B - 混合调光电路及调光系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种混合调光电路及调光系统，包括第一分压滤波单元、开关单元、第二分压滤波单元及控制芯片，所述第一分压滤波单元的输入端与PWM信号输入端电连接，所述第一分压滤波单元的输出端与所述开关单元的控制端电连接，所述开关单元的输出端与所述第二分压滤波单元的输入端电连接，所述第二分压滤波单元的输出端与所述控制芯片的电流调节端电连接。本发明为一种混合调光电路及调光系统，通过设置第一分压滤波单元、开关单元、第二分压滤波单元及控制芯片，能够实现线性的混合调光功能，使得该系统可以按照需求调节LED灯的亮度，还可以提高LED灯的发光效率。

Description

混合调光电路及调光系统

技术领域

本发明涉及电源电路领域，特别是涉及一种混合调光电路及调光系统。

背景技术

LED电源是电源中的一种，是向电子设备提供功率的装置，也是电源供应器。是通过变压器和整流器，把交流电变成直流电的装置，这个装置就叫做整流电源，也叫驱动电源。把能提供信号的电子设备叫做信号源。锂电池、干电池、整流电源、信号源有时也叫做电源。LED电源一般的工作电压为3.0～3.6V。有一些工作电压更低，如2.0、2.5、2.7V等；也有一些是1.2V常用工作电压为5V、12V、24V，还有少数15V或28V的特殊用途的电压源。

在现有的电视机的电源电路中，需要通过LED灯来调节其屏幕的亮度，而现有的电源电路中只有PWM的调光功能，并不能实现混合调光，即现有的电源电路中并不能实现直流的调光功能，进而使得无法按照需求调节LED灯的亮度，进而使得LED灯的发光效率较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种混合调光电路及调光系统，能够实现线性的混合调光功能，使得该系统可以按照需求调节LED灯的亮度，还可以提高LED灯的发光效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种混合调光电路，包括：第一分压滤波单元、开关单元、第二分压滤波单元及控制芯片，所述第一分压滤波单元的输入端与PWM信号输入端电连接，所述第一分压滤波单元的输出端与所述开关单元的控制端电连接，所述开关单元的输出端与所述第二分压滤波单元的输入端电连接，所述第二分压滤波单元的输出端与所述控制芯片的电流调节端电连接。

在其中一个实施例中，所述第一分压滤波单元包括第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容C1，所述第一电阻R1的第一端作为所述第一分压滤波单元的输入端，所述第一电阻R1的第二端分部与所述第二电阻R2的一端、所述第一电容C1的一端和所述开关单元的控制端电连接，所述第二电阻R2的另一端接地，所述第一电容C1的另一端接地。

在其中一个实施例中，所述第二分压滤波单元包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5及第二电容C2，所述第三电阻R3、所述第四电阻R4、所述第五电阻R5顺序串联连接后与所述控制芯片的电流调节端电连接，并且所述第三电阻R3和所述第四电阻R4串联连接的节点与所述开关单元的输出端电连接，所述第二电容C2的一端与所述第三电阻R3电连接，所述第二电容C2的另一端与所述第四电阻R4和所述第五电阻R5串联连接的节点电连接。

在其中一个实施例中，所述混合调光电路还包括第三电容C3，所述第三电容C3的一端与所述第四电阻R4和所述第五电阻R5串联连接的节点电连接，所述第三电容C3的另一端接地。

在其中一个实施例中，所述开关单元包括第一三极管Q1，所述第一三极管Q1的基极与所述第一分压滤波单元的输出端电连接，所述第一三极管Q1的集电极与所述第二分压滤波单元的输入端电连接，所述第一三极管Q1的发射极接地。

在其中一个实施例中，所述第一三极管Q1为NPN型三极管。

在其中一个实施例中，所述控制芯片采用型号为GB98A的芯片。

在其中一个实施例中，所述混合调光电路还包括输入滤波单元，所述输入滤波单元的输入端用于连接外部的+12V电源，所述输入滤波单元的输出端与所述控制芯片的输入端电连接。

在其中一个实施例中，所述输入滤波单元包括电阻R39和电容C20，所述电阻R39的第一端与所述+12V电源电连接，所述电阻R39的第二端与所述控制芯片的VIN管脚电连接，所述电容C20的一端与搜索控制芯片的VIN管脚电连接，所述电容C20的另一端接地。

本发明还提供一种调光系统，包括以上所述的混合调光电路。

本发明相比于现有技术的优点及有益效果如下：

本发明为一种混合调光电路及调光系统，通过设置第一分压滤波单元、开关单元、第二分压滤波单元及控制芯片，能够实现线性的混合调光功能，使得该系统可以按照需求调节LED灯的亮度，还可以提高LED灯的发光效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施方式的混合调光电路的电路原理图；

图2为图1的混合调光电路另一实施方式的电路原理图；

图3为本发明一实施方式的调光系统的电路原理图；

图4为图3的光系统另一实施方式的电路原理图。

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实施方式。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方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

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，并不表示是唯一的实施方式。

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方式的目的，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。

请参阅图1，一种混合调光电路，包括：第一分压滤波单元、开关单元、第二分压滤波单元及控制芯片，所述第一分压滤波单元的输入端与PWM信号输入端电连接，所述第一分压滤波单元的输出端与所述开关单元的控制端电连接，所述开关单元的输出端与所述第二分压滤波单元的输入端电连接，所述第二分压滤波单元的输出端与所述控制芯片的电流调节端电连接。需要说明的是，所述第一分压滤波单元用于实现分压，并使得输入的电压的波纹更小，电压更稳定，所述开关单元用于控制输入电压的通断；所述第二分压滤波单元用于实现分压，并使得输出的电压更稳定；所述控制芯片用于实现对LED灯的混合调光。

需要说明的是，所述第一分压滤波单元包括第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容C1，所述第一电阻R1的第一端作为所述第一分压滤波单元的输入端，所述第一电阻R1的第二端分部与所述第二电阻R2的一端、所述第一电容C1的一端和所述开关单元的控制端电连接，所述第二电阻R2的另一端接地，所述第一电容C1的另一端接地。

需要说明的是，所述第二分压滤波单元包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5及第二电容C2，所述第三电阻R3、所述第四电阻R4、所述第五电阻R5顺序串联连接后与所述控制芯片的电流调节端电连接，并且所述第三电阻R3和所述第四电阻R4串联连接的节点与所述开关单元的输出端电连接，所述第二电容C2的一端与所述第三电阻R3电连接，所述第二电容C2的另一端与所述第四电阻R4和所述第五电阻R5串联连接的节点电连接。

需要说明的是，所述开关单元包括第一三极管Q1，所述第一三极管Q1的基极与所述第一分压滤波单元的输出端电连接，所述第一三极管Q1的集电极与所述第二分压滤波单元的输入端电连接，所述第一三极管Q1的发射极接地。

工作原理：当ADIM脚输入一个20KHZ，0～3.3V的方波信号时，即所述第一电阻R1的第一端输入一个20KHZ，0～3.3V的方波信号时，占空比可改变，经第一电阻R1，第二电阻R2分压后加到第一三极管Q1的基极，来控制第一三极管Q1的导通程度，第一三极管Q1的集电极接第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5，经第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5分压后改变控制芯片U6的第2脚电压值，来改变输出电流值大小，实现调光功能，控制芯片U6的第2脚功能是用来调整LED输出电流大小的。还需要说明的是，所述第三电阻R3远离所述第四电阻的一端与输入的基准电压VREFA，并且，VREFA为基准电压6V。

如此，通过设置第一分压滤波单元、开关单元、第二分压滤波单元及控制芯片，能够实现线性的混合调光功能，使得该系统可以按照需求调节LED灯的亮度，还可以提高LED灯的发光效率。混合调光的作用，一个是可以解决LED灯的亮度，另一个在不同亮度时候，LED灯的发光效率不同，例如，正常的情况下，如果需要两个灯才能达到的亮度，通过混合调光后，只需要一个灯就可以达到相应的发光的亮度。

需要说明的是，请参阅图2，所述混合调光电路还包括第三电容C3，所述第三电容C3的一端与所述第四电阻R4和所述第五电阻R5串联连接的节点电连接，所述第三电容C3的另一端接地。

优选的，所述第一三极管Q1为NPN型三极管。所述控制芯片采用凹凸公司的、型号为GB98A的芯片。

需要说明的是，所述混合调光电路还包括输入滤波单元，所述输入滤波单元的输入端用于连接外部的+12V电源，所述输入滤波单元的输出端与所述控制芯片的输入端电连接。所述输入滤波单元包括电阻R39和电容C20，所述电阻R39的第一端与所述+12V电源电连接，所述电阻R39的第二端与所述控制芯片的VIN管脚电连接，所述电容C20的一端与搜索控制芯片的VIN管脚电连接，所述电容C20的另一端接地。如此，可以为控制芯片U6提供稳定的电压，并且保证控制芯片可以正常的工作。

本发明还提供一种调光系统，包括以上所述的混合调光电路。所述调光系统还包括升压电路、过压保护电路、假负载电路及LED接口电路，所述混合调光电路分别与所述升压电路、所述过压保护电路和所述LED接口电路电连接，所述假负载电路的一端与所述过压保护电路电连接，所述假负载电路的另一端与所述LED接口电路电连接。如此，可以保证调光输出的电流更合理，更符合要求。

可以理解，为了实现对输入电压的1.4倍的升压，输出高电压；同时，为了防止出现虚压的问题，保证电路可以正常的工作，并且，为了防止电路中出现温升过高问题、解决EMC电磁干扰的问题；为了防止输出端的电压过高，烧坏电路；为了使得输出端可以起到防止静电的作用，滤除输出电压的波纹；例如，所述升压电路包括电感L11、MOS管Q11、二极管D11、二极管D12、二极管D13、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R15、电阻R18及稳压二极管ZD11，所述电感L11的第一端用于接入+46V的输入电压，所述电感L11的第二端与所述MOS管Q11的D极电连接，所述MOS管Q11的S极经所述电阻R15后与所述控制芯片的ISW管脚电连接，所述电阻R18的一端与所述MOS管Q11的S极电连接，所述电阻R18的另一端接地，所述稳压二极管ZD11的一端与所述MOS管Q11的S极电连接，所述稳压二极管ZD11的另一端接地，所述MOS管Q11的D极还与所述二极管D13的阳极电连接，所述二极管D13的阴极作为电压输出端，所述二极管D12的两端与所述二极管D13的两端并联连接，所述MOS管Q11的G极经所述二极管D11、电阻R11后与所述控制芯片的LDR管脚电连接，所述电阻R12的一端与所述MOS管Q11的G极电连接，所述电阻R12的另一端与所述控制芯片的LDR管脚电连接，所述电阻R13的一端与所述MOS管Q11的G极电连接，所述电阻R13的另一端接地；所述过压保护电路包括电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R54和电阻R55，所述电阻R29的一端与所述升压电路的输出端电连接，即所述电阻R29的一端与所述二极管D13的阴极电连接，所述电阻R29的另一端经所述电阻R30、所述电阻R31和所述电阻R54后接地，所述电阻R55的一端与所述电阻R31和所述电阻R54串联连接的节点电连接，所述电阻R55的另一端接地，并且，所述电阻R31和所述电阻R54串联连接的节点还与所述控制芯片的OVP管脚电连接；所述假负载电路包括电阻R23、电阻R24、电容C12和电容C13，所述电阻R23的一端与所述升压电路的输出端电连接，即所述电阻R23的一端与所述二极管D13的阴极电连接，所述电阻R23的另一端接地，所述电阻R24的两端与所述电阻R23的两端并联连接，所述电容C12的两端与所述电阻R23的两端并联连接，所述电容C13的两端与所述电阻R23的两端并联连接；所述LED接口电路包括LED插口、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R43、电阻R44、电容C26、电容C27、电容C28和电容C29，所述LED插口分别与所述电阻R25的一端、所述电阻R26的一端、所述电阻R27的一端、所述电阻R28的一端电连接，所述电阻R25的另一端接地，所述电阻R26的另一端接地，所述电阻R27的另一端接地，所述电阻R28的另一端接地，所述电容C26的两端与所述电阻R25的两端并联连接，所述电容C27的两端与所述电阻R26的两端并联连接，电容C28的两端与所述电阻R27的两端并联连接，电容C29的两端与所述电阻R28的两端并联连接，所述电阻R43的一端与所述电阻R27电连接，所述电阻R43的另一端与所述LED插口电连接，所述电阻R44的一端与所述电阻R25电连接，所述电阻R44的另一端与所述LED插口电连接。如此，可以使得电感L11、MOS管Q11、二极管D12和二极管D13组成的升压电路实现1.2倍或者1.4倍的升压，可以输出高电压。可以使得电阻R13防止出现虚压问题，保证MOS管可以正常的工作，所述二极管D11、电阻R11、电阻R12作为MOS管的驱动电路，还可以防止电路中出现温升过高问题、同时还可以解决EMC电磁干扰的问题，避免出现电磁干扰的情况。通过设置过压保护电路，当LED灯条去掉后，输出端可能会出现电压过高的情况，因此，通过设置该电路可以对输出端的电压进行采样，并反馈到控制芯片中，使得达到过压保护的功能。通过设置假负载电路，当LED灯条被拔掉的时候，可以对调光电路及系统起到保护的作用，使得输出端的电压不会过大。通过设置LED接口电路可以达到防静电的作用，并且还可以滤除输出电压的波纹，解决EMC电磁干扰的问题。

请参阅图3，所述升压电路包括电感L11、MOS管Q11、二极管D11、二极管D12、二极管D13、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R15、电阻R18及稳压二极管ZD11，所述电感L11的第一端用于接入+46V的输入电压，所述电感L11的第二端与所述MOS管Q11的D极电连接，所述MOS管Q11的S极经所述电阻R15后与所述控制芯片的ISW管脚电连接，所述电阻R18的一端与所述MOS管Q11的S极电连接，所述电阻R18的另一端接地，所述稳压二极管ZD11的一端与所述MOS管Q11的S极电连接，所述稳压二极管ZD11的另一端接地，所述MOS管Q11的D极还与所述二极管D13的阳极电连接，所述二极管D13的阴极作为电压输出端，所述二极管D12的两端与所述二极管D13的两端并联连接；如此，可以使得电感L11、MOS管Q11、二极管D12和二极管D13组成的升压电路实现1.2倍或者1.4倍的升压，可以输出高电压。

还需要说明的是，所述MOS管Q11的G极经所述二极管D11、电阻R11后与所述控制芯片的LDR管脚电连接，所述电阻R12的一端与所述MOS管Q11的G极电连接，所述电阻R12的另一端与所述控制芯片的LDR管脚电连接，所述电阻R13的一端与所述MOS管Q11的G极电连接，所述电阻R13的另一端接地。如此，可以使得电阻R13防止出现虚压问题，保证MOS管可以正常的工作，所述二极管D11、电阻R11、电阻R12作为MOS管的驱动电路，还可以防止电路中出现温升过高问题、同时还可以解决EMC电磁干扰的问题，避免出现电磁干扰的情况。

请参阅图3，所述过压保护电路包括电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R54和电阻R55，所述电阻R29的一端与所述升压电路的输出端电连接，即所述电阻R29的一端与所述二极管D13的阴极电连接，所述电阻R29的另一端经所述电阻R30、所述电阻R31和所述电阻R54后接地，所述电阻R55的一端与所述电阻R31和所述电阻R54串联连接的节点电连接，所述电阻R55的另一端接地，并且，所述电阻R31和所述电阻R54串联连接的节点还与所述控制芯片的OVP管脚电连接；如此，通过设置过压保护电路，当LED灯条去掉后，输出端可能会出现电压过高的情况，因此，通过设置该电路可以对输出端的电压进行采样，并反馈到控制芯片中，使得达到过压保护的功能。

请参阅图3，所述假负载电路包括电阻R23、电阻R24、电容C12和电容C13，所述电阻R23的一端与所述升压电路的输出端电连接，即所述电阻R23的一端与所述二极管D13的阴极电连接，所述电阻R23的另一端接地，所述电阻R24的两端与所述电阻R23的两端并联连接，所述电容C12的两端与所述电阻R23的两端并联连接，所述电容C13的两端与所述电阻R23的两端并联连接。如此，通过设置假负载电路，当LED灯条被拔掉的时候，可以对调光电路及系统起到保护的作用，使得输出端的电压不会过大。

请参阅图3，所述LED接口电路包括LED插口、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R43、电阻R44、电容C26、电容C27、电容C28和电容C29，所述LED插口分别与所述电阻R25的一端、所述电阻R26的一端、所述电阻R27的一端、所述电阻R28的一端电连接，所述电阻R25的另一端接地，所述电阻R26的另一端接地，所述电阻R27的另一端接地，所述电阻R28的另一端接地，所述电容C26的两端与所述电阻R25的两端并联连接，所述电容C27的两端与所述电阻R26的两端并联连接，电容C28的两端与所述电阻R27的两端并联连接，电容C29的两端与所述电阻R28的两端并联连接，所述电阻R43的一端与所述电阻R27电连接，所述电阻R43的另一端与所述LED插口电连接，所述电阻R44的一端与所述电阻R25电连接，所述电阻R44的另一端与所述LED插口电连接。如此，通过设置LED接口电路可以达到防静电的作用，并且还可以滤除输出电压的波纹，解决EMC电磁干扰的问题。

请再次参阅图2，所述调光系统还包括调光输入电路，所述调光输入电路的一端与基准电压电连接，所述调光输入电路的另一端与所述控制芯片电连接，所述调光输入电路包括电阻R34、电阻R36和电容C16，所述电阻R34的第一端用于连接基准电压VREFA，所述电阻R34的第二端分别与所述电阻R36的一端、所述电容C16的一端和所述控制芯片的LPF管脚电连接，所述电阻R36的另一端接地，所述电容C16的另一端接地。如此，可以保证调光输入的电压更稳定，调光效果更好。

为了增加输出的电流，保证电流能够满足输出要求，例如，请参阅图4，所述调光系统还包括多个混合调光电路，各所述混合调光电路并联连接，如此，可以增加输出的电流，保证电流能够满足输出要求。

本发明相比于现有技术的优点及有益效果如下：

本发明为一种混合调光电路及调光系统，通过设置第一分压滤波单元、开关单元、第二分压滤波单元及控制芯片，能够实现线性的混合调光功能，使得该系统可以按照需求调节LED灯的亮度，还可以提高LED灯的发光效率。

以上所述实施方式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本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)

1.一种混合调光电路，其特征在于，

所述混合调光电路包括：第一分压滤波单元、开关单元、第二分压滤波单元及控制芯片，所述第一分压滤波单元的输入端与PWM信号输入端电连接，所述第一分压滤波单元的输出端与所述开关单元的控制端电连接，所述开关单元的输出端与所述第二分压滤波单元的输入端电连接，所述第二分压滤波单元的输出端与所述控制芯片的电流调节端电连接；

所述第一分压滤波单元包括第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容C1，所述第一电阻R1的第一端作为所述第一分压滤波单元的输入端，所述第一电阻R1的第二端分部与所述第二电阻R2的一端、所述第一电容C1的一端和所述开关单元的控制端电连接，所述第二电阻R2的另一端接地，所述第一电容C1的另一端接地；

所述第二分压滤波单元包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5及第二电容C2，所述第三电阻R3、所述第四电阻R4、所述第五电阻R5顺序串联连接后与所述控制芯片的电流调节端电连接，并且所述第三电阻R3和所述第四电阻R4串联连接的节点与所述开关单元的输出端电连接，所述第二电容C2的一端与所述第三电阻R3电连接，所述第二电容C2的另一端与所述第四电阻R4和所述第五电阻R5串联连接的节点电连接。

2.根据权利要求1所述的混合调光电路，其特征在于，所述混合调光电路还包括第三电容C3，所述第三电容C3的一端与所述第四电阻R4和所述第五电阻R5串联连接的节点电连接，所述第三电容C3的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的混合调光电路，其特征在于，所述开关单元包括第一三极管Q1，所述第一三极管Q1的基极与所述第一分压滤波单元的输出端电连接，所述第一三极管Q1的集电极与所述第二分压滤波单元的输入端电连接，所述第一三极管Q1的发射极接地。

4.根据权利要求3所述的混合调光电路，其特征在于，所述第一三极管Q1为NPN型三极管。

5.根据权利要求1所述的混合调光电路，其特征在于，所述控制芯片采用型号为GB98A的芯片。

6.根据权利要求1所述的混合调光电路，其特征在于，所述混合调光电路还包括输入滤波单元，所述输入滤波单元的输入端用于连接外部的+12V电源，所述输入滤波单元的输出端与所述控制芯片的输入端电连接。

7.根据权利要求6所述的混合调光电路，其特征在于，所述输入滤波单元包括电阻R39和电容C20，所述电阻R39的第一端与所述+12V电源电连接，所述电阻R39的第二端与所述控制芯片的VIN管脚电连接，所述电容C20的一端与搜索控制芯片的VIN管脚电连接，所述电容C20的另一端接地。

8.一种调光系统，其特征在于，包括权利要求1～7任意一项所述的混合调光电路。