CN114501699A

CN114501699A - 一种调光电路、调光器及led照明设备

Info

Publication number: CN114501699A
Application number: CN202210157704.4A
Authority: CN
Inventors: 赵海锋
Original assignee: Qingdao Yilai Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Qingdao Yilai Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2022-02-21
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2022-05-13
Anticipated expiration: 2042-02-21
Also published as: CN114501699B

Abstract

本发明公开了一种调光电路、调光器及LED照明设备，调光电路包括分流模块，并联连接于发光二极管；控制模块，具有第一控制端及第二控制端，所述第一控制端电性连接于LED驱动模块，所述第二控制端电性连接于所述分流模块；LED驱动模块，具有PWM端，所述PWM端电性连接于所述控制模块的所述第一控制端，所述LED驱动模块根据所述第一控制端的第一电平信号控制流过所述发光二极管的电流；当所述控制模块控制所述发光二极管处于低亮度模式时，所述控制模块输出第二电平信号控制所述分流模块，对流入所述发光二极管的电流进行分流。本发明通过改变LED驱动器的假负载的大小来改变通过灯珠的电流大小，从而增加了灯珠调光深度。

Description

一种调光电路、调光器及LED照明设备

技术领域

本发明涉及灯具电路技术领域，更具体地说，涉及一种调光电路、调光器及LED照明设备。

背景技术

现有技术的调光方案基本都是单芯片方案，如图2所示，为了防止输出电压飘高，一般在输出端会加一个假负载。由于假负载阻值过大会导致空载时LED两端的输出电压过高，而假负载阻值过小会影响LED正常工作时的电流，也会增大系统的待机功耗。因此，现有技术调光方案的假负载会选用一个合适的固定阻值的电阻(并联在LED负载的单路电阻作为假负载)。

由于假负载的阻值固定，LED负载的调光完全依赖于驱动IC本身，比如驱动IC本身支持1％的调光深度，一般情况下调光电路调节光深度时只会调到1％，无法实现灯具更进一步的深度调光。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提出一种调光电路、调光器及LED照明设备，其中，所述调光电路包括：

分流模块，并联连接于发光二极管；

控制模块，具有第一控制端及第二控制端，所述第一控制端电性连接于LED驱动模块，所述第二控制端电性连接于所述分流模块；

LED驱动模块，具有PWM端，所述PWM端电性连接于所述控制模块的所述第一控制端，所述LED驱动模块根据所述第一控制端的第一电平信号控制流过所述发光二极管的电流；

当所述控制模块控制所述发光二极管处于低亮度模式时，所述控制模块输出第二电平信号控制所述分流模块，对流入所述发光二极管的电流进行分流。

上述的调光电路，其中，所述分流模块包括：

MOS开关，所述MOS开关的漏极电性连接于所述发光二极管的阳极，所述MOS开关的栅极电性连接于所述第二控制端；

第一电阻，具有第一端及第二端，所述第一电阻的所述第一端电性连接于所述MOS开关的源极，所述第一电阻的所述第二端电性连接于所述发光二极管的阴极。

上述的调光电路，其中，所述控制模块的所述第二控制端输出所述第二电平信号，控制所述MOS开关的导通时间占空比。

上述的调光电路，其中，当所述发光二极管处于待机模式或正常亮度模式时，所述控制模块的所述第二控制端输出第三电平信号，控制所述MOS开关断开。

上述的调光电路，其中，所述分流模块包括：

第二电阻，具有第一端及第二端，所述第二电阻的所述第一端电性连接于所述发光二极管的所述阳极，所述第二电阻的所述第二端电性连接于所述发光二极管的所述阴极，当所述发光二极管处于所述正常亮度模式时，通过所述第二电阻对流入所述发光二极管的所述电流行进分流。

上述的调光电路，其中，所述LED驱动模块电性连接于所述分流模块及所述发光二极管的所述阴极。、

上述的调光电路，其中，第一分流电流从所述第二电阻的所述第二端、所述第一电阻的所述第二端与所述发光二极管的所述阴极流出，所述第一分流电流根据所述第一电平信号流回到所述LED驱动模块，所述LED驱动模块对所述第一分流电流进行调整后，所述LED驱动模块的HV端输出第二分流电流。

上述的调光电路，其中，第三分流电流从所述第二电阻的所述第二端与所述发光二极管的所述阴极流出，所述第三分流电流根据所述第一电平信号流回到所述LED驱动模块，所述LED驱动模块对所述第三分流电流进行调整后，等待所述发光二极管切换工作模式。

上述的调光电路，其中，所述调光电路还包括：

电容，电容的正极与所述第二电阻的所述第一端电性连接；

电感，具有第一端及第二端，所述电感的所述第一端电性连接于所述电容的负极；

所述电容与所述电感串联。

上述的调光电路，其中，所述调光电路还包括：

整流二极管，所述整流二极管的阳极与所述电感的所述第二端电性连接，所述整流二极管的负极电性连接于所述电容的所述正极。

本发明还提供一种调光器，所述调光器包括上述所述的调光电路。

本发明还提供一种LED照明设备，所述LED照明设备包括上述所述的调光电路。

相比于相关技术，本发明提出的一种调光电路、调光器及LED照明设备，通过调节低亮度模式下假负载的大小来调节通过灯珠的电流大小，增加了灯珠调光深度；本发明中灯具进入待机模式时，由于假负载大小恢复到原始大小，因此灯具处于待机模式时的功耗也不会增加。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的调光电路电路图；

图2为现有技术中的调光方案电路图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本发明在空载或轻载时，假负载起到了稳定电压的作用，并且通过分流的方式增加了灯具调光深度。

下面结合具体实施例对本发明进行说明。

实施例一

请参阅图1，图1为本发明的调光电路电路图。如图1所示，调光电路主要由发光二极管LED、分流模块U3、控制模块U2、电容Ce1、电感L1、整流二极管D1及LED驱动模块U1构成；

请参阅图1，图1为本发明的调光电路电路图。如图1所示，分流模块U3包括第一电阻R1、MOS开关Q1及第二电阻R2；

调光电路电路连接如下，发光二极管LED的阳极与第二电阻R2的第一端11电性连接，发光二极管LED的阴极与第二电阻R2的第二端12电性连接，第二电阻R2的第一端11接入MOS开关Q1的漏极，MOS开关Q1的源极电性连接于第一电阻R1的第一端21，第一电阻R1的第二端22与第二电阻R2的第二端12电性连接，MOS开关Q1的栅极电性连接于控制模块U2的第二控制端端，控制模块U2的第一控制端端与LED驱动模块U1的PWM端电性连接，电容Ce1的正极与第二电阻R2的第一端11电性连接，电容Ce1的负极与第二电阻R2的第二端12电性连接，电感L1与电容Ce1串联，电感L1的第一端31电性连接于整流二极管D1的阳极，LED驱动模块U1的Drain端与发光二极管LED的阴极及分流模块U3电性连接。

请参阅图1，图1为本发明的调光电路电路图。如图1所示，通过控制模块可以确定灯具的工作模式，其中，灯具的工作模式包括低亮度模式、正常亮度模式及待机模式；

根据灯具的工作模式调节灯具的调光深度，例如，当灯具打开且处于正常亮度模式时，灯具的调光深度为大于等于N％且小于等于100％，当灯具打开且灯具处于低亮度模式时，灯具的调光深度为小于N％，灯具达到最低亮度时，调光深度达到M％；当灯具关闭时，灯具工作模式为待机模式，灯具处于待机模式时，灯具不亮，但是依旧可以在线工作等待下一步控制指令。

在本实施例中，控制模块U2通过第一控制端PWM1调节灯具的亮度；控制模块U2同时可以确定灯具的工作模式，并根据灯具的工作模式，通过第二控制端PWM2调节灯具的调光深度。例如，在正常亮度模式下，灯具的亮度在100％-1％之间变动，调光深度为1％,正常亮度模式下的最低亮度为1％；当控制模块U2通过第一控制端PWM1调节灯具的亮度降低至1％时，控制模块U2确定灯具的工作模式由正常亮度模式切换为低亮度模式，通过第二控制端PWM2调节灯具在低亮度模式下的调光深度，此时如果继续调低灯具亮度，则调光深度降低至0.1％,低亮度模式下的最低亮度可降低至0.1％。即在本实施例中，LED的亮度低于1％即认为灯具的工作模式为低亮度模式，在不同的类型的灯具中或应用场景中，可以根据实际需求，设置低亮度模式的边界值。

下面提供调光电路在灯具处于不同工作模式下的工作原理：

当控制模块U2控制发光二极管LED处于低亮度模式时，控制模块U2的第二控制端端输出第二电平信号，使MOS开关Q1导通，从VBUS端进入的电流分流，分别流入第二电阻R2、第一电阻R1及发光二极管LED后，第一分流电流分别从第二电阻R2的第二端12、第一电阻R1的第二端22及发光二极管LED的阴极流出，第一分流电流根据LED驱动模块U1发出的第一电平信号，通过LED驱动模块U1的Drain端流回到LED驱动模块U1，LED驱动模块U1对第一分流电流进行调整后，LED驱动模块U1的HV端输出调整后的第一分流电流；

当所述发光二极管处于待机模式时，控制模块U2的第二控制端输出第三电平信号，使MOS开关Q1断开，从VBUS端进入的电流分流，分别流入第二电阻R2及发光二极管LED后，第三分流电流分别从第二电阻R2的第二端12及发光二极管LED的阴极流出后，第三分流电流根据LED驱动模块U1发出的第一电平信号，通过LED驱动模块U1的Drain端流回到LED驱动模块U1，LED驱动模块U1对第三分流电流进行调整后，等待灯具切换工作模式，调整后的电流不会从LED驱动模块U1的HV端流出；

当所述发光二极管处于正常亮度模式时，控制模块U2的第二控制端端输出第三电平信号，使MOS开关Q1断开，从VBUS端进入的电流分流，分别流入第二电阻R2及发光二极管LED后，第三分流电流分别从第二电阻R2的第二端12及发光二极管LED的阴极流出后，第三分流电流根据LED驱动模块U1发出的第一电平信号，通过LED驱动模块U1的Drain端流回到LED驱动模块U1，LED驱动模块U1对第三分流电流进行调整后，调整后的电流从LED驱动模块U1的HV端流出。

请参阅图1，图1为本发明的调光电路电路图。如图1所示，在灯具处于正常亮度模式时，控制模块U2的第二控制端端输出低电平信号，使MOS开关Q1断开，当MOS开关Q1处于断开状态时，只有第二电阻R2发挥作用，稳定LED驱动模块U1输出端的电压，使灯具正常工作，其中，电流电感等组成一个开关电源。

在低亮度模式下，控制模块U2的第二控制端输出较高的占空比信号，控制MOS开关Q1的导通时间占空比较高，此时MOS开关Q1、第一电阻R1及第二电阻R2同时发挥作用，由于第一电阻R1的阻值较小，即第一电阻R1的阻值相比发光二极管LED的阻抗较小，所以大部分电流从VBUS端流入到MOS开关Q1,经过第一电阻R1及第二电阻R2回到LED驱动模块U1的Drain端,由于分流增大，发光二极管LED分流较小，只有极少数电流通过发光二极管LED回到Drain端；因为前级LED驱动模块U1输出的电流是一定的，所以电阻分流的越多，通过发光二极管的电流就越少，灯具的亮度就越低；因此，在低亮度模式下，对灯具亮度调的越低，MOS开关Q1的导通时间占空比越高，第二电阻R2的导通时间越长，分流模块的灯效电阻越大，分流模块的分流越多，发光二极管LED的分流越少，灯具的亮度越低，灯具的调光深度越高；其中，调光深度最小的时候，MOS开关Q1的导通时间占空比为1，系统的负载功耗会非常小即发光二极管支路负载功耗非常小，所以此时减小假负载的大小即减少R2支路和R1Q1支路的等效负载后，第二电阻R2还是会起到稳定电压的作用，对于灯具来说没有影响；

其中，第二电阻R2的阻值是按照LED驱动模块正常的设计要求来确定的阻值，第一电阻R1的阻值是通过由下面方法计算获取：

步骤1：假设LED驱动模块支持的最小调光深度下的输出电流是I1，产品要求的调光深度下通过灯珠的电流是I2，Q1导通时的等效阻抗为Rds，最低调光深度下灯珠两端的电压为V1。

步骤2：通过下面公式计算最低调光深度下我们需要的分流电阻大小：R＝V1/(I1-I2)；

步骤3：通过下面公式计算通过并联电阻电流大小：

R＝1/(1/(Rds+R1)+1/R2)

步骤4：通过下面公式计算第二电阻R1大小：

R1＝V1R2/((I1-I2)R2-V1)-Rds。

在待机模式下，控制模块U2的第二控制端输出低电平信号，使Q1关断保证第一电阻R1上不消耗功耗后，只有第二电阻R2发挥作用；由于只有第二电阻R2发挥作用，第一电阻R1不消耗功耗，因此整个系统在待机状态下的功耗是不会增加的；其中，在待机模式下，LED驱动模块U1无输出电流；其中，在待机模式或低亮度模式时，虽然减小了假负载的阻值，但是假负载还是会起到稳定电压的作用。

综上所述，本发明的一种调光电路、调光器及LED照明设备，通过调节低亮度下假负载的大小来调节低亮度下通过灯珠的电流大小，增加了调光深度，解决了现有技术中无法深度调光的问题。由于本发明中灯具处于正常亮度模式时假负载大小不变，不会影响正常工作时候的输出电压和电路性能，只有在灯具处于低亮度模式时才会减小假负载的大小，因此避免了假负载太小引起的带载能力不够等问题。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种调光电路，其特征在于，所述调光电路包括：

分流模块，并联连接于发光二极管；

2.根据权利要求1所述的调光电路，其特征在于，所述分流模块包括：

3.根据权利要求2所述的调光电路，其特征在于：

所述控制模块的所述第二控制端输出所述第二电平信号，控制所述MOS开关的导通时间占空比。

4.根据权利要求2所述的调光电路，其特征在于：

当所述发光二极管处于待机模式或正常亮度模式时，所述控制模块的所述第二控制端输出第三电平信号，控制所述MOS开关断开。

5.根据权利要求2所述的调光电路，其特征在于，所述分流模块包括：

6.根据权利要求2所述的调光电路，其特征在于，所述LED驱动模块电性连接于所述分流模块及所述发光二极管的所述阴极。

7.根据权利要求5所述的调光电路，其特征在于：

第一分流电流从所述第二电阻的所述第二端、所述第一电阻的所述第二端与所述发光二极管的所述阴极流出，所述第一分流电流根据所述第一电平信号流回到所述LED驱动模块，所述LED驱动模块对所述第一分流电流进行调整后，所述LED驱动模块的HV端输出第二分流电流。

8.根据权利要求5所述的调光电路，其特征在于：

第三分流电流从所述第二电阻的所述第二端与所述发光二极管的所述阴极流出，所述第三分流电流根据所述第一电平信号流回到所述LED驱动模块，所述LED驱动模块对所述第三分流电流进行调整后，等待所述发光二极管切换工作模式。

9.根据权利要求5所述的调光电路，其特征在于，所述调光电路还包括：

电容，所述电容的正极与所述第二电阻的所述第一端电性连接；

所述电容与所述电感串联。

10.根据权利要求9所述的调光电路，其特征在于，所述调光电路还包括：

11.一种调光器，其特征在于，包括所述调光器包括权1至权10任一项所述的调光电路。

12.一种LED照明设备，其特征在于，包括LED照明设备包括权1至权10任一项所述的调光电路。