CN116582968A - 调光电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种调光电路，包括隔离模块，被配置为根据接收到的输入电压生成调光电压；开关晶体管，被配置为控制隔离模块接收输入电压的时间，开关晶体管的一端与隔离模块电性连接，开关晶体管的另一端接地；单片机，与开关晶体管的控制端电性连接，被配置为根据接收到的调光电压控制开关晶体管的开关频率；信号调理模块包括：第二电阻，第二电阻的第一端电性连接于隔离模块；第三电阻，第三电阻的第一端电性连接于第二电阻的第二端，第三电阻的第二端接地；其中，单片机还电性连接于第二电阻和第三电阻的公共端，本申请能够改善相关技术中提供给调光器的电流在不同调光电压下的电流不一样的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种调光电路。
背景技术
LED驱动电源的外接控制线路和电源之间通常要求隔离，相关技术中的隔离传输信号的方案是采用电感隔离，通过电感起到隔离作用和供电作用，然而由于固定的激励频率，导致调光侧提供给调光器的电流在不同调光电压下的电流不一样。
发明内容
本发明的实施例提供一种调光电路，以解决提供给调光器的电流在不同调光电压下的电流不一样的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
一种调光电路，包括：隔离模块，被配置为根据接收到的输入电压生成调光电压；开关晶体管，被配置为控制所述隔离模块接收所述输入电压的时间，所述开关晶体管的一端与所述隔离模块电性连接，所述开关晶体管的另一端接地；单片机，与所述开关晶体管的控制端电性连接，被配置为根据接收到的所述调光电压控制所述开关晶体管的开关频率；以及信号调理模块，所述信号调理模块包括：第二电阻，所述第二电阻的第一端电性连接于所述隔离模块；第三电阻，所述第三电阻的第一端电性连接于所述第二电阻的第二端，所述第三电阻的第二端接地；其中，所述单片机还电性连接于所述第二电阻和所述第三电阻的公共端。
在一实施例中，所述隔离模块包括隔离电感，所述隔离电感包括：第一绕组，所述第一绕组的第一端被配置为接收所述输入电压，所述第一绕组的第二端与所述开关晶体管的一端电性连接；第二绕组，所述第二绕组被配置为根据所述第一绕组接收的所述输入电压输出所述调光电压。
在一实施例中，所述调光电路还包括尖峰吸收单元，所述尖峰吸收单元包括：第一电容，所述第一电容的第一端电性连接于所述第一绕组的第一端，所述第一电容的第二端电性连接于所述第一绕组的第二端；第一电阻，电性连接于所述第一电容的第一端和第二端之间；第一二极管，所述第一二极管的阳极电性连接于所述第一绕组的第二端，所述第一二极管的阴极电性连接于所述第一电容的第二端。
在一实施例中，所述隔离模块还包括：第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第二绕组的第一端电性连接；第二电容，所述第二电容的第一端电性连接至所述第二二极管的阴极，所述第二电容的第二端电性连接于所述第二绕组的第二端；
第六电阻，所述第六电阻的第一端电性连接于所述第二电容的第一端，所述第六电阻的第二端被配置为输出所述调光电压。
在一实施例中，所述调光电路还包括电流限制单元，所述电流限制单元被配置为感测流经所述开关晶体管的输出端的电压并发送至所述单片机。
在一实施例中，电流限制单元包括比较器，所述比较器的同相输入端被配置为接收参考电压，所述比较器的反相输入端电性连接于所述开关晶体管的另一端电性连接，所述比较器的输出端电性连接于所述单片机。
本发明的有益效果为：通过设置隔离模块输出调光电压，通过设置开关晶体管控制所述隔离模块接收输入电压的时间，通过信号调理模块得到调光电压，并通过设置单片机根据所述调光电压控制所述开关晶体管的开关频率，使得所述隔离模块在不同调光电压下均输出相同的电流，从而改善了相关技术中提供给调光器的电流在不同调光电压下的电流不一样的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本发明的一实施例中的调光电路的模块示意图；
图2为本发明的一实施例中的调光电路的结构示意图；
图3为本发明的另一实施例中的调光电路的结构示意图；
图4为本发明的一实施例中的开关晶体管的频率和调光电压关系示意图。
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。
LED驱动电源的外接控制线路和电源之间通常要求隔离，相关技术中的隔离传输信号的方案是采用电感隔离，通过电感起到隔离作用和供电作用，然而由于固定的激励频率，导致调光侧提供给调光器的电流在不同调光电压下的电流不一样。
为解决提供给调光器的电流在不同调光电压下的电流不一样的技术问题，本申请的实施例提供一种调光电路。
如图1所示，所述调光电路包括隔离模块、开关模块200、信号调理模块300以及控制模块100。所述隔离模块被配置为根据接收到的输入电压VIN生成调光电压VDIM。所述开关模块200电性连接于所述隔离模块与所述控制模块100，被配置为在所述控制模块100的控制下调整所述隔离模块接收所述输入电压VIN的时间。所述开关模块200包括开关晶体管Q1，所述开关晶体管Q1的一端与所述隔离模块电性连接，所述开关晶体管Q1的另一端接地。所述控制模块100电性连接于所述隔离模块和所述开关模块200，被配置为根据接收到的所述调光电压VDIM控制所述开关模块200的开关频率，所述控制模块100包括单片机U1。
所述信号调理模块包括第二电阻R2和第三电阻R3，所述第二电阻R2的第一端电性连接于所述隔离模块，所述第三电阻R3的第一端电性连接于所述第二电阻R2的第二端，所述第三电阻R3的第二端接地。
可以理解的，由于所述控制模块100能够根据接收到的所述调光电压VDIM控制所述开关模块200的开关频率，从而调整所述隔离模块接收所述输入电压VIN的时间，进而使得所述隔离模块输出的调光电流能够保持恒定。
本实施例中，通过设置隔离模块以根据输入电压VIN输出调光电压VDIM，通过设置开关模块200控制所述隔离模块接收输入电压VIN的时间，通过信号调理模块300得到调光电压VDIM，并通过设置控制模块100以根据所述调光电压VDIM控制所述开关模块200的开关频率，使得所述隔离模块在不同调光电压VDIM下均输出相同的调光电流，从而改善了相关技术中提供给调光器的电流在不同调光电压VDIM下的电流不一样的技术问题。
本申请的实施例提供一种调光电路，所述调光电路包括隔离模块、开关模块200以及控制模块100。所述隔离模块被配置为根据接收到的输入电压VIN生成调光电压VDIM。所述开关模块200电性连接于所述隔离模块与所述控制模块100，被配置为在所述控制模块100的控制下调整所述隔离模块接收所述输入电压VIN的时间。所述控制模块100电性连接于所述隔离模块和所述开关模块200，被配置为根据接收到的所述调光电压VDIM控制所述开关模块200的开关频率。
所述隔离模块包括隔离电感T1、第二二极管D2、第二电容C2。所述隔离电感T1包括第一绕组NP和第二绕组NS。所述第一绕组NP的第一端被配置为接收所述输入电压VIN，即所述第一绕组NP的第一端与提供所述输入电压VIN的电源端电性连接，所述第一绕组NP的第二端与所述开关模块200电性连接。所述第二绕组NS被配置为根据所述第一绕组NP接收的所述输入电压VIN输出所述调光电压VDIM。所述第二二极管D2的阳极与所述第二绕组NS的第一端电性连接。所述第二电容C2的第一端电性连接至所述第二二极管D2的阴极，所述第二电容C2的第二端电性连接于所述第二绕组NS的第二端。可以理解的，所述第二二极管D2用于限制所述第二绕组NS输出的电流的方向。
所述开关模块200包括开关晶体管Q1，所述开关晶体管Q1的输入端D与所述第一绕组NP的第一端电性连接，所述开关晶体管Q1的输出S端通过第五电阻R5接地，所述开关晶体管Q1的控制端F与所述控制模块100电性连接。
所述控制模块100包括单片机U1，所述开关晶体管Q1的控制端G与所述单片机U1的输出端DRV电性连接，所述单片机U1的第一接收端VCC用于接收输入电压VIN。
如图2所示，所述调光电路还包括信号调理模块300。所述信号调理模块300包括第二电阻R2和第三电阻R3。所述第二电阻R2的第一端电性连接于所述第一二极管D1的阴极，所述第二电阻R2的第二端电性连接于所述控制模块100。所述第三电阻R3的第一端电性连接于所述控制模块100与所述第二电阻R2的公共端，所述第三电阻R3的第二端接地。由于所述控制模块100电性连接于所述第二电阻R2和所述第三电阻R3的公共端，因此，能够检测所述第三电阻R3上的电压。具体的，所述单片机U1的第二接收端DIM电性连接于所述第二电阻R2和所述第三电阻R3的公共端。
可以理解的，如果所述第一绕组NP和所述第二绕组NS的电感匝比为1，则所述第一绕组NP的反射电压VR等于所述调光电压VDIM，则a点电压为VIN+VR，又由于所述单片机U1同时检测输入电压VIN，则根据VIN和所述第三电阻R3上的电压即可得到反射电压VR，从而得到调光电压VDIM。因此，所述单片机U1能够监测所述调光电压VDIM，进而根据所述调光电压VDIM调节所述开关晶体管Q1的开关频率，从而使所述第二绕组NS输出的调光电流保持恒定。
所述隔离模块还包括第六电阻R6和第四电阻R4，所述第六电阻R6的第一端电性连接于所述第二电容C2的第一端，所述第六电阻R6的第二端被配置为输出所述调光电压VDIM，即电性连接于所述隔离模块的正向输出端DIM+。所述第四电阻R4的第一端电性连接于所述第六电阻R6的第二端，所述第四电阻R4的第二端电性连接于所述隔离模块的负向输出端DIM-。
依据能量守恒可知：
1/2*f*Lp*IPCS^2=VDIM*IDIM
其中，f为开关模块200的开关频率，VDIM为调光电压，IDIM为调光电流，Lp为隔离电感T1的原边感量，IPCS为流过所述开关晶体管Q1的电流。
则开关晶体管Q1的开关频率和调光电压VDIM之间的关系如图4所示，当调光电压VDIM非常低时，若调光频率很低则会造成不稳定，因此，通过设置第六电阻R6来保证所述调光电压VDIM的最低值。
所述调光电路还包括尖峰吸收模块400，所述尖峰吸收模块400包括第一电容C1、第一电阻R1和第一二极管D1。所述第一电容C1的第一端电性连接于所述第一绕组NP的第一端，所述第一电容C1的第二端电性连接于所述第一绕组NP的第二端。所述第一电阻R1电性连接于所述第一电容C1的两端。所述第一二极管D1的阳极电性连接于所述第一绕组NP的第二端，所述第一二极管D1的阴极电性连接于所述第一电容C1的第二端。可以理解的，通过上述设置，能够过滤掉所述输入电压VIN中的尖峰。
所述调光电路还包括电流限制单元，所述电流限制单元被配置为感测流经所述开关模块200的输出端的电压并发送至所述控制模块100。所述电流限制单元包括比较器U2。所述比较器U2的同相输入端被配置为接收参考电压Ref，所述比较器U2的反相输入端电性连接于所述开关晶体管Q1的输出端S，所述比较器U2的输出端电性连接于所述单片机U1的第三接收端CS。
可以理解的，当所述开关晶体管Q1的输出端的电压，即所述第五电阻R5上的电压大于参考电压Ref时，所述比较器U2向所述单片机U1发出反馈信号，此时，所述单片机U1的输出端DRV向所述开关晶体管Q1发送关闭信号，使所述开关晶体管Q1关断，从而限制所述第一绕组NP的充电过程，进而控制流经所述开关晶体管Q1的电流。
本实施例中，通过设置隔离模块以根据输入电压VIN输出调光电压VDIM，通过设置开关模块200控制所述隔离模块接收输入电压VIN的时间，并通过设置控制模块100以根据所述调光电压VDIM控制所述开关模块200的开关频率，使得所述隔离模块在不同调光电压VDIM下均输出相同的电流，从而改善了相关技术中提供给调光器的电流在不同调光电压VDIM下的电流不一样的技术问题。
本申请的实施例提供一种调光电路，所述调光电路包括隔离模块、开关模块200以及控制模块100。所述隔离模块被配置为根据接收到的输入电压VIN生成调光电压VDIM。所述开关模块200电性连接于所述隔离模块与所述控制模块100，被配置为在所述控制模块100的控制下调整所述隔离模块接收所述输入电压VIN的时间。所述控制模块100电性连接于所述隔离模块和所述开关模块200，被配置为根据接收到的所述调光电压VDIM控制所述开关模块200的开关频率。
所述隔离模块包括隔离电感T1、第二二极管D2、第二电容C2。所述隔离电感T1包括第一绕组NP和第二绕组NS。所述第一绕组NP的第一端被配置为接收所述输入电压VIN，即所述第一绕组NP的第一端与提供所述输入电压VIN的电源端电性连接，所述第一绕组NP的第二端与所述开关模块200电性连接。所述第二绕组NS被配置为根据所述第一绕组NP接收的所述输入电压VIN输出所述调光电压VDIM。所述第二二极管D2的阳极与所述第二绕组NS的第一端电性连接。所述第二电容C2的第一端电性连接至所述第二二极管D2的阴极，所述第二电容C2的第二端电性连接于所述第二绕组NS的第二端。可以理解的，所述第二二极管D2用于限制所述第二绕组NS输出的电流的方向。
所述开关模块200包括开关晶体管Q1，所述开关晶体管Q1的输入端D与所述第一绕组NP的第一端电性连接，所述开关晶体管Q1的输出S端通过第五电阻R5接地，所述开关晶体管Q1的控制端F与所述控制模块100电性连接。
所述控制模块100包括单片机U1，所述开关晶体管Q1的控制端G与所述单片机U1的输出端DRV电性连接，所述单片机U1的第一接收端VCC用于接收输入电压VIN。
如图3所示，与上述实施例不同的是，所述隔离模块还包括第三绕组NB、第三二极管D3以及第三电容C3。所述第三绕组NB的线圈匝数与所述第二绕组NS的线圈匝数相同，所述第三绕组NB根据所述第一绕组NP接收的所述输入电压VIN输出所述调光电压VDIM，即所述第二绕组NS和所述第三绕组NB的功能相同。所述第三二极管D3的阳极与所述第三绕组NB的第一端电性连接，所述第三二极管D3的阴极与所述单片机U1的第二接收端DIM电性连接。所述第三电容C3的第一端电性连接于所述第三二极管D3的阴极，所述第三电容C3的第二端接地。可以理解的，由于所述第三绕组NB的线圈匝数与所述第二绕组NS相同，故所述第三绕组NB的输出电压与所述第二绕组NS输出的所述调光电压VDIM相同。从而所述单片机U1通过感测所述第三绕组NB的输出电压即可检测所述调光电压VDIM，因此，所述单片机U1能够检测所述调光电压VDIM，从而根据所述调光电压VDIM调节所述开关晶体管Q1的开关频率，进而使所述第二绕组NS输出的调光电流保持恒定。
所述隔离模块还包括第六电阻R6和第四电阻R4，所述第六电阻R6的第一端电性连接于所述第二电容C2的第一端，所述第六电阻R6的第二端被配置为输出所述调光电压VDIM，即电性连接于所述隔离模块的正向输出端DIM+。所述第四电阻R4的第一端电性连接于所述第六电阻R6的第二端，所述第四电阻R4的第二端电性连接于所述隔离模块的负向输出端DIM-。
依据能量守恒可知：
1/2*f*Lp*IPCS^2=VDIM*IDIM
其中，f为开关模块200的开关频率，VDIM为调光电压，IDIM为调光电流，Lp为隔离电感T1的原边感量，IPCS为流过所述开关晶体管Q1的电流。
则开关晶体管Q1的开关频率和调光电压VDIM之间的关系如图4所示，当调光电压VDIM非常低时，若调光频率很低则会造成不稳定，因此，通过设置第六电阻R6来保证所述调光电压VDIM的最低值。
所述调光电路还包括尖峰吸收模块400，所述尖峰吸收模块400包括第一电容C1、第一电阻R1和第一二极管D1。所述第一电容C1的第一端电性连接于所述第一绕组NP的第一端，所述第一电容C1的第二端电性连接于所述第一绕组NP的第二端。所述第一电阻R1电性连接于所述第一电容C1的两端。所述第一二极管D1的阳极电性连接于所述第一绕组NP的第二端，所述第一二极管D1的阴极电性连接于所述第一电容C1的第二端。可以理解的，通过上述设置，能够过滤掉所述输入电压VIN中的尖峰。
所述调光电路还包括电流限制单元，所述电流限制单元被配置为感测流经所述开关模块200的输出端的电压并发送至所述控制模块100。所述电流限制单元包括比较器U2。所述比较器U2的同相输入端被配置为接收参考电压Ref，所述比较器U2的反相输入端电性连接于所述开关晶体管Q1的输出端S，所述比较器U2的输出端电性连接于所述单片机U1的第三接收端CS。
可以理解的，当所述开关晶体管Q1的输出端的电压，即所述第五电阻R5上的电压大于参考电压Ref时，所述比较器U2向所述单片机U1发出反馈信号，此时，所述单片机U1的输出端DRV向所述开关晶体管Q1发送关闭信号，使所述开关晶体管Q1关断，从而限制所述第一绕组NP的充电过程，进而控制流经所述开关晶体管Q1的电流。
本实施例中，通过设置隔离模块以根据输入电压VIN输出调光电压VDIM，通过设置开关模块200控制所述隔离模块接收输入电压VIN的时间，并通过设置控制模块100以根据所述调光电压VDIM控制所述开关模块200的开关频率，使得所述隔离模块在不同调光电压VDIM下均输出相同的电流，从而改善了相关技术中提供给调光器的电流在不同调光电压VDIM下的电流不一样的技术问题。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (6)
1.一种调光电路，其特征在于，包括：
隔离模块，被配置为根据接收到的输入电压生成调光电压；
开关晶体管，被配置为控制所述隔离模块接收所述输入电压的时间，所述开关晶体管的一端与所述隔离模块电性连接，所述开关晶体管的另一端接地；
单片机，与所述开关晶体管的控制端电性连接，被配置为根据接收到的所述调光电压控制所述开关晶体管的开关频率；以及
信号调理模块，所述信号调理模块包括：
第二电阻，所述第二电阻的第一端电性连接于所述隔离模块；
第三电阻，所述第三电阻的第一端电性连接于所述第二电阻的第二端，所述第三电阻的第二端接地；
其中，所述单片机还电性连接于所述第二电阻和所述第三电阻的公共端。
2.根据权利要求1所述的调光电路，其特征在于，所述隔离模块包括隔离电感，所述隔离电感包括：
第一绕组，所述第一绕组的第一端被配置为接收所述输入电压，所述第一绕组的第二端与所述开关晶体管的一端电性连接；
第二绕组，所述第二绕组被配置为根据所述第一绕组接收的所述输入电压输出所述调光电压。
3.根据权利要求2所述的调光电路，其特征在于，所述调光电路还包括尖峰吸收单元，所述尖峰吸收单元包括：
第一电容，所述第一电容的第一端电性连接于所述第一绕组的第一端，所述第一电容的第二端电性连接于所述第一绕组的第二端；
第一电阻，电性连接于所述第一电容的第一端和第二端之间；
第一二极管，所述第一二极管的阳极电性连接于所述第一绕组的第二端，所述第一二极管的阴极电性连接于所述第一电容的第二端。
4.根据权利要求3所述的调光电路，其特征在于，所述隔离模块还包括：
第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第二绕组的第一端电性连接；
第二电容，所述第二电容的第一端电性连接至所述第二二极管的阴极，所述第二电容的第二端电性连接于所述第二绕组的第二端；
第六电阻，所述第六电阻的第一端电性连接于所述第二电容的第一端，所述第六电阻的第二端被配置为输出所述调光电压。
5.根据权利要求1至4任一项所述的调光电路，其特征在于，所述调光电路还包括电流限制单元，所述电流限制单元被配置为感测流经所述开关晶体管的电压并发送至所述单片机。
6.根据权利要求5所述的调光电路，其特征在于，电流限制单元包括比较器，所述比较器的同相输入端被配置为接收参考电压，所述比较器的反相输入端电性连接于所述开关晶体管的另一端电性连接，所述比较器的输出端电性连接于所述单片机。
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- 2023-07-12 CN CN202310847798.2A patent/CN116582968B/zh active Active
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Also Published As
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