CN110545603A - 一种led灯的功率补偿电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED灯的功率补偿电路，包括整流模块、恒流驱动模块和LED灯串，所述整流模块用于将高压交流电转化为线电压后输出，所述恒流驱动模块用于调节所述LED灯串的电流值，还包括低压直流供电模块、采集模块和具有预设算法的控制模块；优点是使各个LED灯的功率不随同一型号的不同稳压二极管之间的稳定电压变化而变化，使所有LED灯之间的功率相一致，并实现单个LED灯的功率不随稳压二极管的工作温度变化而变化，一致性较好。

Description

一种LED灯的功率补偿电路

技术领域

本发明属于LED应用技术领域，尤其是涉及一种LED灯的功率补偿电路。

背景技术

在智能LED灯应用中，智能部分的控制芯片需要低压直流供电，由控制芯片生成调光信号后输出到LED灯串的恒流驱动芯片来调节LED灯串电流，以改变LED灯串的亮度。传统的控制芯片供电方法一般采用如图1所示的供电电路或者采用开关电源，由于开关电源的成本高、体积大、传导辐射等一系列问题，在负载电流比较小的地方不适用。

在图1所示的供电电路中，一般的LDO的工作温度上限只能达到70℃，品质较好的LDO的工作温度上限虽然能达到85℃但是价格不菲，且LED灯的内部温度高达100℃以上，该温度已经远超LDO适宜的工作温度范围，因此在该温度下LDO无法正常工作。

要解决该问题，常规的方法有两种：一是增加LED灯的散热面积，以将LED灯的内部温度下降到LDO适宜的工作温度范围内，但是会导致LED灯的体积增大，且需要增加额外的成本；二是不要LDO，直接使用稳压二极管给控制芯片供电，但是稳压二极管的稳定电压会随工作温度的变化而变化，这将导致同一个LED灯的功率随稳压二极管的工作温度变化而变化；并且由于制造工艺的差别，同一型号的不同稳压二极管之间的稳定电压也存在差异，这将导致各个LED灯间的功率随稳定电压而变化，导致各个LED灯间的功率一致性变差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种LED灯的功率补偿电路，使各个LED灯的功率不随同一型号的不同稳压二极管之间的稳定电压变化而变化，使所有LED灯之间的功率相一致，并实现单个LED灯的功率不随稳压二极管的工作温度变化而变化，一致性较好。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种LED灯的功率补偿电路，包括整流模块、恒流驱动模块和LED灯串，所述整流模块用于将高压交流电转化为线电压后输出，所述恒流驱动模块用于调节所述LED灯串的电流值，还包括低压直流供电模块、采集模块和具有预设算法的控制模块，

所述低压直流供电模块用于将所述整流模块输出的线电压转换为低压直流电；

所述采集模块用于采集所述低压直流供电模块输出的低压直流电，并输出模拟采样信号；

所述控制模块用于接收所述采集模块输出的模拟采样信号，将该模拟采样信号转变为数字信号，并对该数字信号进行滤波处理后得到采样值，该采样值经预设算法运算后得到调光数据，然后将该调光数据转变为PWM调光信号后输出到所述恒流驱动模块；

所述恒流驱动模块根据所述控制模块输出的PWM调光信号调节所述LED灯串的电流值。

作为优选，所述控制模块由ADC电路、运算电路及PWM生成电路组成，

所述ADC电路用于接收所述采集模块输出的模拟采样信号，并将该模拟采样信号转变为数字信号后输出；

所述运算电路用于将所述ADC电路输出的数字信号进行滤波处理并得到采样值，并将该采样值经预设算法运算后得到调光数据；

所述PWM生成电路将所述运算电路得到的调光数据转变为PWM调光信号后输出到所述恒流驱动模块。

作为优选，所述整流模块为整流桥，所述低压直流供电模块包括第一电阻、稳压二极管和第一电容，所述采集模块包括第二电阻、第三电阻和第二电容，所述控制模块上设置有VDD引脚、ADC引脚、PWM引脚和GND引脚，所述恒流驱动模块包括第四电阻、第三电容和恒流驱动芯片，所述恒流驱动芯片上设置有DIM模拟调光接口、DOUT引脚和GND引脚，所述整流桥的两个交流输入端分别与高压交流电连接，所述整流桥的正极、所述第一电阻的一端以及所述LED灯串的正极连接，所述第一电阻的另一端、稳压二极管的负极、所述第一电容的一端、所述第二电阻的一端以及所述控制模块的VDD引脚连接，所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的一端、所述第二电容的一端以及所述控制模块的ADC引脚连接，所述控制模块的PWM引脚与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端、所述第三电容的一端以及所述恒流驱动芯片的DIM模拟调光接口连接，所述LED灯串的负极与所述恒流驱动芯片的DOUT引脚连接，所述恒流驱动芯片的GND引脚、所述整流桥的负极、所述稳压二极管的正极、所述第一电容的另一端、所述第三电阻的另一端、所述第二电容的另一端、所述控制模块的GND引脚以及所述第三电容的另一端连接。

作为优选，所述控制模块的预设算法为根据输入的低压直流电的变化，相应的调节PWM调光信号的占空比以保持LED灯功率不变，

当低压直流电升高时，PWM调光信号的幅度变大，同比例减小PWM调光信号的占空比以抵消PWM信号幅度变大引起的功率偏差；同样的当低压直流电降低时，PWM调光信号的幅度变小，同比例增大PWM调光信号的占空比以抵消PWM信号幅度变小引起的功率偏差。

作为优选，所述控制模块的预设算法如下

A＝(refA/samA)*duty

其中,A为调光数据，refA为所述稳压二极管的最小稳定电压值对应的ADC采样信号经滤波处理后的采样值，samA为采样值，duty为refA对应的占空比基数。

作为优选，所述LED灯串由LED1～LEDn组成，其中n≥2。

与现有技术相比，本发明的优点在于采集模块采集低压直流供电模块输出的低压直流电，并输出模拟采样信号，控制模块持续或者周期性地接收该模拟采样信号并将该模拟采样信号转变为数字信号，以及对该数字信号进行滤波处理后得到采样值，该采样值经预设算法运算后得到调光数据，然后将该调光数据转变为PWM调光信号后输出到恒流驱动模块，恒流驱动模块根据该PWM调光信号调节LED灯串的电流值，即本补偿电路能够实时监测低压直流供电模块输出的低压直流电值，并通过恒流驱动模块做适应性的补偿，以使各个LED灯的功率不随同一型号的不同稳压二极管之间的稳定电压变化而变化，使所有LED灯之间的功率相一致，并实现单个LED灯的功率不随稳压二极管的工作温度变化而变化，一致性较好。

附图说明

图1为控制芯片传统的供电电路的电路示意图；

图2为本发明中LED灯的功率补偿电路的电路示意图；

图3为本发明中控制模块的电路示意图。

图中：1、整流模块；2、恒流驱动模块；3、LED灯串；4、低压直流供电模块；5、采集模块；6、控制模块。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：如图所示，一种LED灯的功率补偿电路，包括整流模块1、恒流驱动模块2、LED灯串3、低压直流供电模块4、采集模块5和具有预设算法的控制模块6，整流模块1用于将高压交流电转化为线电压后输出；恒流驱动模块2用于调节LED灯串3的电流值；低压直流供电模块4用于将整流模块1输出的线电压转换为低压直流电；采集模块5用于采集低压直流供电模块4输出的低压直流电，并输出模拟采样信号；控制模块6用于接收采集模块5输出的模拟采样信号，将该模拟采样信号转变为数字信号，并对该数字信号进行滤波处理后得到采样值，该采样值经预设算法运算后得到调光数据，然后将该调光数据转变为PWM调光信号后输出到恒流驱动模块2；恒流驱动模块2根据控制模块6输出的PWM调光信号调节LED灯串3的电流值。

本实施例中，控制模块6由ADC电路、运算电路及PWM生成电路组成，其中，ADC电路用于接收采集模块5输出的模拟采样信号，并将该模拟采样信号转变为数字信号后输出；运算电路用于将ADC电路输出的数字信号进行滤波处理并得到采样值，并将该采样值经预设算法运算后得到调光数据；PWM生成电路将运算电路得到的调光数据转变为PWM调光信号后输出到恒流驱动模块2。

本实施例中，LED灯串3由LED1～LEDn组成，其中n≥2。

实施例二：其余部分与实施例一相同，其不同之处在于整流模块1为整流桥VC，低压直流供电模块4包括第一电阻R1、稳压二极管DZ和第一电容C1，采集模块5包括第二电阻R2、第三电阻R3和第二电容C2，控制模块6采用型号为PFC232的控制芯片，该控制芯片上设置有VDD引脚、ADC引脚、PWM引脚和GND引脚，恒流驱动模块2包括第四电阻R4、第三电容C3和恒流驱动芯片DRV，恒流驱动芯片DRV上设置有DIM模拟调光接口、DOUT引脚和GND引脚，整流桥VC的两个交流输入端分别与高压交流电AC连接，整流桥VC的正极、第一电阻R1的一端以及LED灯串3的正极连接，第一电阻R1的另一端、稳压二极管DZ的负极、第一电容C1的一端、第二电阻R2的一端以及控制模块6的VDD引脚连接，第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的一端、第二电容C2的一端以及控制模块6的ADC引脚连接，控制模块6的PWM引脚与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端、第三电容C3的一端以及恒流驱动芯片的DIM模拟调光接口连接，LED灯串3的负极与恒流驱动芯片的DOUT引脚连接，恒流驱动芯片的GND引脚、整流桥VC的负极、稳压二极管DZ的正极、第一电容C1的另一端、第三电阻R3的另一端、第二电容C2的另一端、控制模块6的GND引脚以及第三电容C3的另一端连接。

本实施例中，高压交流电为市电。

本实施例中，DIM模拟调光接口用于将PWM调光信号转换为模拟电压信号，LED灯串3的电流与模拟电压信号的电压成正比例关系，即当模拟电压信号对应的电压值较高时，LED灯串电流较高；当模拟电压信号对应的电压值较低时，LED灯串电流较小；当模拟电压信号对应的电压值为0时，LED灯串没有电流流过，此时LED灯灭灯。

本实施例中，控制模块6的预设算法为根据输入的低压直流电的变化，相应的调节PWM调光信号的占空比以保持LED灯功率不变，当低压直流电升高时，PWM调光信号的幅度变大，同比例减小PWM调光信号的占空比以抵消PWM信号幅度变大引起的功率偏差；同样的当低压直流电降低时，PWM调光信号的幅度变小，同比例增大PWM调光信号的占空比以抵消PWM信号幅度变小引起的功率偏差。

实施例三：其余部分与实施例二相同，其不同之处在于控制模块6的预设算法如下

A＝(refA/samA)*duty

其中,A为调光数据，refA为稳压二极管DZ的最小稳定电压值对应的ADC采样信号经滤波处理后的采样值，samA为采样值，duty为refA对应的占空比基数。

Claims (6)

1.一种LED灯的功率补偿电路，包括整流模块(1)、恒流驱动模块(2)和LED灯串(3)，所述整流模块(1)用于将高压交流电转化为线电压后输出，所述恒流驱动模块(2)用于调节所述LED灯串(3)的电流值，其特征在于还包括低压直流供电模块(4)、采集模块(5)和具有预设算法的控制模块(6)，

所述低压直流供电模块(4)用于将所述整流模块(1)输出的线电压转换为低压直流电；

所述采集模块(5)用于采集所述低压直流供电模块(4)输出的低压直流电，并输出模拟采样信号；

所述控制模块(6)用于接收所述采集模块(5)输出的模拟采样信号，将该模拟采样信号转变为数字信号，并对该数字信号进行滤波处理后得到采样值，该采样值经预设算法运算后得到调光数据，然后将该调光数据转变为PWM调光信号后输出到所述恒流驱动模块(2)；

所述恒流驱动模块(2)根据所述控制模块(6)输出的PWM调光信号调节所述LED灯串(3)的电流值。

2.根据权利要求1所述的一种LED灯的功率补偿电路，其特征在于所述控制模块(6)由ADC电路、运算电路及PWM生成电路组成，

所述ADC电路用于接收所述采集模块(5)输出的模拟采样信号，并将该模拟采样信号转变为数字信号后输出；

所述运算电路用于将所述ADC电路输出的数字信号进行滤波处理并得到采样值，并将该采样值经预设算法运算后得到调光数据；

所述PWM生成电路将所述运算电路得到的调光数据转变为PWM调光信号后输出到所述恒流驱动模块(2)。

3.根据权利要求1所述的一种LED灯的功率补偿电路，其特征在于所述整流模块(1)为整流桥，所述低压直流供电模块(4)包括第一电阻、稳压二极管和第一电容，所述采集模块(5)包括第二电阻、第三电阻和第二电容，所述控制模块(6)上设置有VDD引脚、ADC引脚、PWM引脚和GND引脚，所述恒流驱动模块(2)包括第四电阻、第三电容和恒流驱动芯片，所述恒流驱动芯片上设置有DIM模拟调光接口、DOUT引脚和GND引脚，所述整流桥的两个交流输入端分别与高压交流电连接，所述整流桥的正极、所述第一电阻的一端以及所述LED灯串(3)的正极连接，所述第一电阻的另一端、稳压二极管的负极、所述第一电容的一端、所述第二电阻的一端以及所述控制模块(6)的VDD引脚连接，所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的一端、所述第二电容的一端以及所述控制模块(6)的ADC引脚连接，所述控制模块(6)的PWM引脚与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端、所述第三电容的一端以及所述恒流驱动芯片的DIM模拟调光接口连接，所述LED灯串(3)的负极与所述恒流驱动芯片的DOUT引脚连接，所述恒流驱动芯片的GND引脚、所述整流桥的负极、所述稳压二极管的正极、所述第一电容的另一端、所述第三电阻的另一端、所述第二电容的另一端、所述控制模块(6)的GND引脚以及所述第三电容的另一端连接。

4.根据权利要求3所述的一种LED灯的功率补偿电路，其特征在于所述控制模块(6)的预设算法为根据输入的低压直流电的变化，相应的调节PWM调光信号的占空比以保持LED灯功率不变，

当低压直流电升高时，PWM调光信号的幅度变大，同比例减小PWM调光信号的占空比以抵消PWM信号幅度变大引起的功率偏差；同样的当低压直流电降低时，PWM调光信号的幅度变小，同比例增大PWM调光信号的占空比以抵消PWM信号幅度变小引起的功率偏差。

5.根据权利要求4所述的一种LED灯的功率补偿电路，其特征在于所述控制模块(6)的预设算法如下

A＝(refA/samA)*duty

其中,A为调光数据，refA为所述稳压二极管的最小稳定电压值对应的ADC采样信号经滤波处理后的采样值，samA为采样值，duty为refA对应的占空比基数。

6.根据权利要求1所述的一种LED灯的功率补偿电路，其特征在于所述LED灯串(3)由LED1～LEDn组成，其中n≥2。