CN114679815A - 可实时改变led调光电源反馈环路响应速度的控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可实时改变LED调光电源反馈环路响应速度的控制电路,包括电源管理电路、基准电压产生电路、采样电路、比较器电路、环路补偿电路、光电耦合器电路和控制器电路;电源管理电路的输入端连接供电总电源,输出端分别输出第一电源、第二电源和第三电源,基准电压产生电路的输入端连接第二电源,输出端连接比较器电路的第一输入端,采样电路的输入端连接第一电源,采样电路的输出端连接比较器电路的第二比较输入端,光电耦合器的输出端连接至电源管理芯片的控制端,比较器电路均连接有环路补偿电路,控制器电路的输出端连接环路补偿电路的电压和/或电流的补偿输入端。本发明改变不同亮度等级下环路反馈的响应速度。
Description
技术领域
本发明涉及LED调光电源电路技术领域,具体涉及一种可实时改变LED调光电源反馈环路响应速度的控制电路。
背景技术
随着LED照明产业的快速发展,现在各家各户以及户外照明都装进了LED,也使得LED电源市场蓬勃发展,也对LED电源的要求越来越高。目前LED电源的调光方式大部分都是使用脉宽(PWM)进行调光,会产生频闪,使人头疼,眼疲劳和身心疲倦。脉宽(PWM)增大调光的频率至3.125KHZ以上可达到高频豁免,但是在调光的同时也会产生噪声。而幅值调光的方式则不会产生频闪,也不会有频率所产生的噪声。但是由于幅值调光是直接调节开关电源的输出电压或者电流,调光在最低电压(电流)和最大电压(电流)之间的时候,都保持着同样环路反馈的响应速度,会导致某个亮度等级出现闪烁或者亮度等级较大的时候会有明显的噪声。因此研发一种可实时改变LED调光电源反馈环路响应速度的控制电路十分必要。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种可实时改变LED调光电源反馈环路响应速度的控制电路。
为解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:
一种可实时改变LED调光电源反馈环路响应速度的控制电路,其特征在于:包括电源管理电路、基准电压VREF产生电路、采样电路、比较器电路、环路补偿电路、光电耦合器电路和控制器电路;所述电源管理电路的输入端连接供电总电源,所述电源管理电路的输出端分别输出为LED灯具供电的第一电源、为各芯片及器件供电的第二电源VCC和第三电源VDD,所述基准电压VREF产生电路的输入端连接第二电源VCC,用于将第二电源VCC的电压或电流转换为输入至比较器电路的第一比较输入端的电压或电流,所述采样电路的输入端连接第一电源,对第一电源进行采样,采样电路的输出端连接比较器电路的第二比较输入端,所述比较器电路对输入至其两比较端的电压或电流进行比较,并输出比较结果至光电耦合器的驱动端,光电耦合器的输出端连接至所述电源管理芯片的控制端,所述比较器电路连接有环路补偿电路,所述控制器电路的输出端连接所述环路补偿电路的电压或电流的补偿输入端,所述控制器电路通过输出脉宽调制信号来调制环路补偿电路的补偿电压或补偿电流的大小和响应速度。
进一步地,所述比较器电路包括第一比较器电路和第二比较器电路,分别用于LED灯的环路补偿及调光。
进一步地,所述电源管理电路包括整流桥、电源管理芯片、电解电容、第一电阻、第二电阻、第一三极管,变压器、第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管,所述整流桥的两个输入端分别连接供电总电源的正、负端子,所述整流桥的输出端分别连接电解电容的正向端、第一电阻的第一端和变压器的供电端,所述第一电阻的输出端连接电源管理芯片内部的高压启动电路的输入端,所述第二电阻的第一端连接电源管理芯片的驱动输出端,所述第二电阻的第二端连接第一三极管的基极,所述第一三极管的集电极连接变压器的驱动端,所述变压器分别经过第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管输出第一电源、第二电源VCC和第三电源VDD。
进一步地,基准电压VREF产生电路包括与所述第二电源VCC连接的第三电阻,所述第三电阻的第二端连接第一比较器电路的一个输入端。
进一步地,基准电压VREF产生电路还包括与所述第二电源VCC连接的第四电阻,所述第四电阻的第二端连接第二比较器电路的一个输入端。
进一步地,所述采样电路包括第五电阻和第六电阻,所述第五电阻的第一端连接第一电源,所述第五电阻的第二端分别连接第六电阻的第一端和第一比较器的另一输入端或第二比较器的另一输入端。
进一步地,所述环路补偿电路包括分别跨接在所述第一比较器的负相输入端及输出端的第七电阻、第一电容,第七电阻和第一电容串联,跨接在第二比较器负相输入端及输出端的第八电阻、第二电容,第八电阻和第二电容串联。
进一步地,所述控制器电路包括微处理器MCU、第九电阻、第二三极管、第三三极管和第十电阻,所述微处理器MCU的输出控制端连接所述第九电阻的第一端,所述第九电阻的第二端连接第二三极管的基极,所述第二三极管的集电极连接第十电阻的第一端,所述第十电阻的第二端连接第二电源VCC,所述第二三极管的集电极还连接第三三极管的基极,所述第三三极管的集电极连接第三电容的第一端,第三电容的第二端连接第一比较器或第二比较器的负相端。
上述技术方案的有益效果为:可以实时改变电源芯片环路反馈的响应速度,让LED电源调光在不同亮度等级下对应着相对应环路反馈的响应速度,避免电源在某个亮度等级出现闪烁和噪声。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例的电路原理框图;
图2为本发明实施例1的电路结构原理图;
图3为本发明实施例2的电路结构原理图。
具体实施方式
如图1所示,一种可实时改变LED调光电源反馈环路响应速度的控制电路,包括电源管理电路、基准电压VREF产生电路、采样电路、比较器电路、环路补偿电路、光电耦合器电路和控制器电路;所述电源管理电路的输入端连接供电总电源,所述电源管理电路的输出端分别输出为LED灯具供电的第一电源、为各芯片及器件供电的第二电源VCC和第三电源VDD,所述基准电压VREF产生电路的输入端连接第二电源VCC,用于将第二电源VCC的电压或电流转换为输入至比较器电路的第一比较输入端的电压或电流,所述采样电路的输入端连接第一电源,对第一电源进行采样,采样电路的输出端连接比较器电路的第二比较输入端,所述比较器电路对输入至其两比较端的电压或电流进行比较,并输出比较结果至光电耦合器的驱动端,光电耦合器的输出端连接至所述电源管理芯片的控制端,所述比较器电路连接有环路补偿电路,所述控制器电路的输出端连接所述环路补偿电路的电压或电流的补偿输入端,所述控制器电路通过输出脉宽调制信号来调制环路补偿电路的补偿电压或补偿电流的大小和响应速度。
具体的,针对上述总体电路结构,可以通过以下两种具体的电路实施方式进行实现。
实施例1,如图2所示,所述电源管理电路包括整流桥DB2、电源管理芯片U4、电解电容EC4、第一电阻R10、第二电阻R12、第一三极管Q3,变压器T1、第一整流二极管D4、第二整流二极管D5、第三整流二极管D6,所述整流桥DB2的两个输入端分别连接供电总电源的交流输入端子L、交流输入端子N,所述整流桥DB2的输出端分别连接电解电容EC4的正向端、第一电阻R10的第一端和变压器T1的供电端,所述第一电阻R10的输出端连接电源管理芯片U4内部的高压启动电路的输入端,所述第二电阻R12的第一端连接电源管理芯片U4的驱动输出端,所述第二电阻R12的第二端连接第一三极管Q3的基极,所述第一三极管Q3的集电极连接变压器T1的驱动端,所述变压器分别经过第一整流二极管D4、第二整流二极管D5、第三整流二极管D6输出第一电源、第二电源VCC和第三电源VDD。
系统上电时,L、N端子分别连接到整流桥DB2的AC输入两端,经过整流桥DB2整流后,对电解电容EC4进行充电,同时通过电阻R10连接开关电源芯片U4内部的高压启动电路,对电源管理芯片U4内部电路进行充电,达到启动电压后开关电源芯片U4开始启动。
电源管理芯片U4输出驱动信号通过R12导通MOS管Q3,MOS管Q3导通后驱动T1变压器。同时电阻R16将MOS管Q3流过的电流转换成电压信号,连接到电源芯片的功率检测脚。
T1变压器通过整流二极管D4,整流二极管D5,整流二极管D6,分别输出第一电源(电源供电端子V+,电源地端子V-),第二电源供电端子VCC,第三电源供电端子VDD给各个芯片和器件供电。电源供电端子V+,电源地端子V-可接上LED灯具。
基准电压VREF产生电路包括与所述第二电源VCC连接的第三电阻R24,所述第三电阻R24的第二端连接第一比较器电路的一个输入端。具体的,第二电源供电端子VCC通过第三电阻R24连接到第一比较器(运算放大器U2A)的第3脚,产生基准电压VREF。
基准电压VREF产生电路还包括与第三电阻R24的第一端连接的第四电阻R18,所述第四电阻R18的第二端分别连接第二比较器(运算放大器U2B)的一个输入端和第十一电阻R20的第一端,第十一电阻R20的第二端接地。
所述采样电路包括第五电阻R22和第六电阻R25,所述第五电阻R22的第一端连接第一电源,所述第五电阻R22的第二端分别连接第六电阻R25的第一端和第一比较器的另一输入端或第二比较器的另一输入端。
电源供电端子V+通过电阻R22和电阻R25进行分压,连接到运算放大器U2A的第2脚,与运算放大器U2A第3脚进行比较。经过比较后的运算放大器U2A第1脚输出信号通过开关二极管D9连接到光电耦合器U3的第2脚,通过光电耦合器U3的第4脚控制着电源芯片的反馈脚,从而控制着LED灯具的电流。光电耦合器U3的第1脚通过电阻R19连接到电源供电端子VDD。
另外,所述环路补偿电路包括分别跨接在所述第一比较器及第二比较器的负相输入端及输出端的第七电阻R26、第一电容C13和第八电阻R17、第二电容C11。
所述控制器电路包括微处理器MCU、第九电阻R27、第二三极管Q5、第三三极管Q4和第十电阻R14,所述微处理器MCU的输出控制端连接所述第九电阻R27的第一端,所述第九电阻R27的第二端连接第二三极管Q5的基极,所述第二三极管Q5的集电极连接第十电阻R14的第一端,所述第十电阻R14的第二端连接第二电源VCC,所述第二三极管Q5的集电极还连接第三三极管Q4的基极,所述第三三极管Q4的集电极连接第三电容C10的第一端,第三电容C10的第二端连接第二比较器的负相端。
基准电压VREF通过电阻R18和R20进行分压,连接到运算放大器U2B的第5脚。电阻R11将LED灯具流过的电流转换成电压信号,通过电阻R13连接到运算放大器U2B的第6脚,与运算放大器U2B的第5脚进行比较,经过比较后的运算放大器U2B第7脚输出信号通过开关二极管D8连接到光电耦合器U3的第2脚,通过光电耦合器U3的第4脚控制着电源芯片U4的反馈脚,从而控制着LED灯具的电流。
电源供电端子VCC通过电阻R14驱动NPN三极管Q4,NPN三极管Q4导通后将电容C10分别连接到电阻R17和电容C11两端。电阻R17,电容C10和电容C11是运算放大器U2B的环路补偿。
MCU U1输出信号通过电阻R15,经过电容C9滤波后连接到运算放大器U2B的第6脚。MCU U1输出大小不同的直流信号或不同占空比的脉宽(PWM)信号,可以对LED灯具进行调光。
同时MCU U1输出脉宽(PWM)信号通过电阻R27导通NPN三极管Q5,控制着NPN三极管Q4,从而控制着电容C10,改变了运算放大器U2B的环路补偿,从而改变电源芯片U4环路反馈的响应速度。使得LED灯具调光在不同亮度等级的时候,可以改变电源芯片U4对应着不同亮度等级下环路反馈的响应速度,从而让LED调光电源不会出现闪烁和噪声等问题。
实施例2,如图3所示,本实施例与实施例1的原理相同,但是实施例1调节的是恒流环反馈环路的响应速度,实施例2调节的是恒压环反馈环路的响应速度,故不再重复赘述实施例2的工作原理。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种可实时改变LED调光电源反馈环路响应速度的控制电路,其特征在于:包括电源管理电路、基准电压VREF产生电路、采样电路、比较器电路、环路补偿电路、光电耦合器电路和控制器电路;所述电源管理电路的输入端连接供电总电源,所述电源管理电路的输出端分别输出为LED灯具供电的第一电源、为各芯片及器件供电的第二电源VCC和第三电源VDD,所述基准电压VREF产生电路的输入端连接第二电源VCC,用于将第二电源VCC的电压或电流转换为输入至比较器电路的第一比较输入端的电压或电流,所述采样电路的输入端连接第一电源,对第一电源进行采样,采样电路的输出端连接比较器电路的第二比较输入端,所述比较器电路对输入至其两比较端的电压或电流进行比较,并输出比较结果至光电耦合器的驱动端,光电耦合器的输出端连接至所述电源管理芯片的控制端,所述比较器电路连接有环路补偿电路,所述控制器电路的输出端连接所述环路补偿电路的电压或电流的补偿输入端,所述控制器电路通过输出脉宽调制信号来调制环路补偿电路的补偿电压或补偿电流的大小和响应速度。
2.如权利要求1所述的电路,其特征在于:所述比较器电路包括第一比较器电路和第二比较器电路,分别用于LED灯的环路补偿及调光。
3.如权利要求1或2所述的电路,其特征在于:所述电源管理电路包括整流桥、电源管理芯片、电解电容、第一电阻、第二电阻、第一三极管,变压器、第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管,所述整流桥的两个输入端分别连接供电总电源的正、负端子,所述整流桥的输出端分别连接电解电容的正向端、第一电阻的第一端和变压器的供电端,所述第一电阻的输出端连接电源管理芯片内部的高压启动电路的输入端,所述第二电阻的第一端连接电源管理芯片的驱动输出端,所述第二电阻的第二端连接第一三极管的基极,所述第一三极管的集电极连接变压器的驱动端,所述变压器分别经过第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管输出第一电源、第二电源VCC和第三电源VDD。
4.如权利要求2所述的电路,其特征在于:基准电压VREF产生电路包括与所述第二电源VCC连接的第三电阻,所述第三电阻的第二端连接第一比较器电路的一个输入端。
5.如权利要求4所述的电路,其特征在于:基准电压VREF产生电路还包括与所述第二电源VCC连接的第四电阻,所述第四电阻的第二端连接第二比较器电路的一个输入端。
6.如权利要求5所述的电路,其特征在于:所述采样电路包括第五电阻和第六电阻,所述第五电阻的第一端连接第一电源,所述第五电阻的第二端分别连接第六电阻的第一端和第一比较器的另一输入端或第二比较器的另一输入端。
7.如权利要求6所述的电路,其特征在于:所述环路补偿电路包括分别跨接在所述第一比较器的负相输入端及输出端的第七电阻、第一电容,第七电阻和第一电容串联,跨接在第二比较器负相输入端及输出端的第八电阻、第二电容,第八电阻和第二电容串联。
8.如权利要求2所述的电路,其特征在于:所述控制器电路包括微处理器MCU、第九电阻、第二三极管、第三三极管和第十电阻,所述微处理器MCU的输出控制端连接所述第九电阻的第一端,所述第九电阻的第二端连接第二三极管的基极,所述第二三极管的集电极连接第十电阻的第一端,所述第十电阻的第二端连接第二电源VCC,所述第二三极管的集电极还连接第三三极管的基极,所述第三三极管的集电极连接第三电容的第一端,第三电容的第二端连接第一比较器或第二比较器的负相端。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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