CN109496014A - Led调光电路及led驱动系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种LED调光电路，应用于LED驱动系统中，所述LED调光电路包括：Triac调光器检测电路，用于从所述整流桥的输出端采样表征输入线电压的采样信号，将所述采样信号与第一参考信号比较，以获得反应所述Triac调光器相关信息的检测信号；调节电路，通过所述检测信号来调节决定LED驱动系统输出电流大小的基准信号，进而调节系统输出电流的大小。通过采样线电压，进而检测调光角的大小，然后通过调光角的相关量来判断系统中是否含有调光器(或者调光器是否在使用)，同时根据调光角大小来改变输出电流值，最终产生一个相对理想的调光曲线，解决了现有技术的问题。

Description

LED调光电路及LED驱动系统

技术领域

本申请涉及LED驱动技术领域，尤其涉及一种线性LED调光系统中的LED调光电路。

背景技术

在线性LED调光驱动系统中，如图1所示，在线性LED调光驱动系统中，AC电源Vac通过Triac调光器连接到整流桥10上。在Triac调光器的作用下，线电压产生带切角的半波波型。控制器12用于控制负载LED的输出。

如图2所示，图2为现有线性LED调光系统输出电流与调光器切角的关系及调光标准SSL6曲线图。在bus电压被切掉较大角度时，比如当调光角在90度时，输出电流才会减小。不引入切角信息时，调光的实现是首先在工频周期内，Vbus电压大于输出电压Vled的时间在缩短，进而使得输出电流减小。例如：Vin＝120Vac，Vled＝130V，在不带调光器时Vin>Vled的时间为3.7mS，也即，在切角130deg时，输出电流才有可能减小；对于闭环控制的线性系统，当Vbus电压大于输出电压Vled的时间随着调光角减小而减少时，系统会通过增大功率管的电流峰值来阻止输出电流的减小，以维持恒流，只有当电流峰值达到系统的限制值时，输出电流才会随着调光角度的减小而减小，比如等到切角达到90deg时，输出电流才减小，如图2中的曲线B。这远远达不到美国电子制造商协会(NEMA)所颁布的调光标准SSL6曲线的要求，如图2中的曲线A。

可见，如何在线性LED调光驱动系统中判断是否有调光器，以及使系统的调光曲线尽可能接近调光标准SSL6曲线，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请目的在于提供一种LED调光电路、及应用其的LED驱动系统，以保证能有效够判断系统是否有调光器，以及使系统的调光曲线尽可能接近调光标准SSL6曲线。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种LED调光电路，应用于LED驱动系统中，所述LED驱动系统包括AC电源，整流桥，以及耦合在所述AC电源和整流桥之间的Triac调光器，其特征在于，所述LED调光电路包括：

Triac调光器检测电路，用于从所述整流桥的输出端采样表征输入线电压的采样信号，将所述采样信号与第一参考信号比较，以获得反应所述Triac调光器相关信息的检测信号；

调节电路，通过所述检测信号来调节决定LED驱动系统输出电流大小的基准信号，进而调节系统输出电流的大小。

优选的，所述Triac调光器检测电路包括线电压采样电路和第一比较电路，所述线电压采样电路耦合于所述整流桥的输出端；所述第一比较电路将所述线电压采样电路采样结果与所述第一参考信号进行比较。

优选的，所述Triac调光器检测电路还包括滤波电路，将所述第一比较电路的输出进行滤波，产生反应所述Triac调光器切角情况的检测信号。

在一实施例中，所述第一参考信号是一直流固定电压信号。

在一实施例中，所述第一参考信号是一与采样信号峰值成比例的电压信号。

优选的，所述调节电路包括第二比较电路，将所述检测信号与第二参考信号进行比较，若所述检测信号小于所述第二参考信号，则利用所述检测信号来影响所述基准信号，使得LED驱动系统的输出电流大小受所述检测信号所调节。

优选的，所述调光电路还包括第三比较电路，接收所述检测信号，并与第三参考信号进行比较，输出使能信号，用于判断LED驱动系统中Triac调光器是否正常接入。

本申请还提供应用上述技术方案的一种LED驱动系统，该系统包括如上述所述的LED调光电路。

从上述的技术方案可以看出，本申请通过采样线电压，进而检测调光角的大小，然后通过调光角的相关量来判断系统中是否含有调光器(或者调光器是否在使用)，同时根据调光角大小来改变输出电流值，最终产生一个相对理想的调光曲线，解决了现有技术的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1为现有线性LED调光驱动系统框图；

图2为现有线性LED调光系统输出电流与调光器切角的关系及调光标准SSL6曲线对比图；

图3为本申请实施例提供的LED调光电路的电路应用系统图；

图4为Triac调光器产生的基本波形图对比图；

图5为本申请以后切调光器为实施例VBUS及Duty信号的波形图；

图6A为本申请实施例中展示了后切165度对应的Duty信号；

图6B为本申请实施例中展示了后切120度对应的Duty信号；；

图6C为本申请实施例中展示了后切30度对应的Duty信号；；

图7为本申请又一实施例的LED调光电路的电路图；

图8为本申请实施例中不带Triac调光器时各节点的波形图；

图9为本申请实施例中带有Triac调光器时各节点的波形图；

图10为应用本申请的LED调光电路在LED驱动系统实现的LED调光曲线图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例公开了一种LED调光电路、及应用其的LED驱动系统，以保证能有效够判断系统是否有调光器，以及使系统的调光曲线尽可能接近调光标准SSL6曲线。

本申请实施例一提供了一种LED调光电路，应用于一种LED驱动系统中，通过采样线电压，进而检测调光角的大小，然后通过调光角的相关量来判断系统中是否含有调光器(或者调光器是否在使用)，同时根据调光角大小来改变输出电流值，最终产生一个相对理想的调光曲线。

为便于描述，首先对上述LED驱动系统进行简单介绍。如图1所示，本实施例中，所述LED驱动系统为线性系统，至少包括：

输入交流电源Vac、整流桥20，以及耦合在电源Vac和整流桥20之间的Triac调光器，当然，该Triac调光器若未接入，那么输入交流电源Vac直接与整流桥耦合，这里不做特殊介绍。

在Triac调光器的作用下，线电压产生带切角的半波波型，并通过R1和R2分压产生VBUS，芯片30利用所述VBUS信号进行后续处理，需要说明的是，本实施例为了最接近实际应用，R1和R2设置在芯片30外部，在其他实施例中也可以在芯片30内部。

参照图4，该图展示了Triac调光器产生的基本波形。Triac调光器大致分为两种，分别为前切调光器和后切调光器，波形如图所示。

参照图5，这里以后切调光器为例，为了通过检测调光器产生的调光角来判断系统是否含有调光器以及改变输出电流值，本申请引入了一个Duty信号来反映调光器切角的情况。采样线电压的分压信号VBUS，将该分压信号与一个参考电压进行比较，从而产生Duty信号。该参考电压可以是DC固定电压，也可以是与采样线电压分压信号峰值Vpk成比例的电压信号。Duty信号的占空比即可反映线电压被调光器处理的情况。根据Duty信号的占空比信息就可以判断出系统中是否含有调光器。同样的Duty信号的占空比随调光角的变化而变化，通过Duty信号的占空比来调节决定系统输出电流大小的基准电压，进而调节系统输出电流的大小，从而得到理想的调光曲线。下面给出了几个不同切角下的Duty信号。

参照图6A，该图展示了后切165度对应的Duty信号。

参见图6B，该图展示了后切120度对应的Duty信号。

参见图6C，该图展示了后切30度对应的Duty信号。

由以上各图，可以总结出Duty与切角的关系如下：

如果Vref1是一直流固定电压，将线电压分压信号的峰值电压记Vref1对应的角度记为θ1，

则Duty与切角的关系为：

在(180-θ1)度以后，随着切角的变化，Duty信号的占空比一直变化，即Duty(θ)反映了切角的情况。而在(180-θ1)度以前，Duty信号的占空比不变，所以180-θ1度以前的切角变化不会被检测到。

如果Vref1是与VBUS采样信号的峰值Vbuspk成比例的信号，以Vref1＝0.5*Vbuspk举例，则Duty与切角的关系为：

θ＞150 Duty(θ)＝(180-30-30)/180

150>θ＞90 Duty(θ)＝(θ-30)/180

90>θ＞0 Duty(θ)＝(θ-arcsin(0.5*sinθ))/180

如上这种情况下，在150度以后，随着切角的变化，Duty信号的占空比一直变化，即Duty(θ)反映了切角的情况。而在150度以前，Duty信号的占空比不变，所以150度以前的切角变化不会被检测到。

参考图7，图7示出了本申请又一实施例的LED调光电路。

其中，LED调光电路70可与例如图4的LED驱动系统结合应用，当然，其中采样电路710可以在芯片30外，而图7中的LED调光电路其他部分集成在芯片30内部，当然还可以有其他实施例的实现方式，由于这不是本申请的发明重点，故不再赘述。

本实施例中的LED调光电路70包括：

Triac调光器检测电路71，用于从所述整流桥的输出端采样表征输入线电压的采样信号，在本实施例中，是通过R1和R2进行分压后，采样得到采样信号VBUS。然后，所述Triac调光器检测电路71将所述采样信号VBUS与第一参考信号Vref1比较，以获得反应所述Triac调光器相关信息的检测信号Duty.

调节电路72，通过所述检测信号Duty来调节决定LED驱动系统输出电流大小的基准信号Vref，进而调节系统输出电流的大小。

在较佳的实施例中，所述Triac调光器检测电路71包括线电压采样电路710和第一比较电路712，所述线电压采样电路710是由电阻R1和R2组成，其输入端耦合于所述整流桥的输出端，R1和R2的连接点作为输出端与所述第一比较电路712的正端连接；所述第一比较电路712将所述线电压采样电路710采样结果与所述第一参考信号Vref1进行比较。

在较佳的实施例中，所述Triac调光器检测电路71还包括滤波电路714，将所述第一比较电路712的输出信号Duty进行滤波，产生反应所述Triac调光器切角情况的检测信号，这时的检测信号为DIMD信号，DIMD信号是一直流信号。

另外，检测信号DIMD信号以及第二参考信号Vref_CC输入调节电路72(即影响系统基准信号Vref产生的电路)，输出用于决定系统输出电流的基准信号Vref。Vref_CC信号是一个固定的基准电压，当系统不带调光器或者调光角度比较大时，Vref＝Vref_CC，系统输出电流由Vref_CC决定；当调光角小于某一角度时引入DIMD信号来调节Vref_CC信号，产生的Vref信号随调光角度的减小而减小，进而使得系统输出电流随着调光角的减小而减小，从而得到一条理想的调光曲线。

具体的，在一实施例中，所述调节电路72包括第二比较电路(未示出)，将所述检测信号DIMD与第二参考信号Vref_CC进行比较，若所述检测信号小于所述第二参考信号Vref_CC，则利用所述检测信号DIMD来影响所述基准信号Vref，使得LED驱动系统的输出电流大小受所述检测信号DIMD所调节。

在一实施例中，所述第一参考信号Vref1是一直流固定电压信号。

在一实施例中，所述第一参考信号Vref1是一与采样信号VBUS峰值成比例的电压信号。

优选的，所述调光电路还包括第三比较电路74，接收所述检测信号DIMD，并与第三参考信号Vref2进行比较，输出使能信号dim_det，用于判断LED驱动系统中Triac调光器是否正常接入，若被认定为系统中没有Triac调光器或未接入，则所述使能信号dim_det使耗能电路76不工作，注，该耗能电路在系统中没有调光器时被屏蔽，被视为耗能电路，并非其在系统中的作用。若被认定系统中有Triac调光器，则所述耗能电路76继续其原本工作，这样可以优化系统的效率。

参考图8和图9，两图分别是实施例中带有/不带Triac调光器时各节点的波形图，从图示中可以看出，本申请能够有效够判断系统是否有调光器，在没有调光器时优化系统效率。

本申请还提供应用上述技术方案的一种LED驱动系统，该系统包括如上述所述的LED调光电路。

参考图10，是应用本申请的LED调光电路在LED驱动系统实现的LED调光曲线图。理想的调光曲线特点在大的调光角下，系统输出电流与不带调光器想时的电流相当，在调光角比较小时，系统可以实现深度调光。对比图10与图2的曲线A，基本吻合。

上述通过采样线电压VBUS，进而检测调光角的大小，然后通过调光角的相关量DIMD来判断系统中是否含有调光器(或者调光器是否在使用)，同时根据调光角大小来改变输出电流值，最终产生一个相对理想的调光曲线，解决了现有技术的问题。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种LED调光电路，应用于LED驱动系统中，所述LED驱动系统包括AC电源，整流桥，以及耦合在所述AC电源和整流桥之间的Triac调光器，其特征在于，所述LED调光电路包括：

Triac调光器检测电路，用于从所述整流桥的输出端采样表征输入线电压的采样信号，将所述采样信号与第一参考信号比较，以获得反应所述Triac调光器相关信息的检测信号；

调节电路，通过所述检测信号来调节决定LED驱动系统输出电流大小的基准信号，进而调节系统输出电流的大小。

2.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述Triac调光器检测电路包括线电压采样电路和第一比较电路，所述线电压采样电路耦合于所述整流桥的输出端；所述第一比较电路将所述线电压采样电路采样结果与所述第一参考信号进行比较。

3.根据权利要求1或2所述的LED调光电路，其特征在于，所述Triac调光器检测电路还包括滤波电路，将所述第一比较电路的输出进行滤波，产生反应所述Triac调光器切角情况的检测信号。

4.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述第一参考信号是一直流固定电压信号。

5.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述第一参考信号是一与采样信号峰值成比例的电压信号。

6.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述调节电路包括第二比较电路，将所述检测信号与第二参考信号进行比较，若所述检测信号小于所述第二参考信号，则利用所述检测信号来影响所述基准信号，使得LED驱动系统的输出电流大小受所述检测信号所调节。

7.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述调光电路还包括第三比较电路，接收所述检测信号，并与第三参考信号进行比较，输出使能信号，用于判断LED驱动系统中Triac调光器是否正常接入。

8.一种LED驱动系统，其特征在于，包括如权利要求1-7所述的LED调光电路。