CN201995174U - 一种后沿小相角调光电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的后沿小相角调光电路，后沿调光器接收调节信号对电网电压进行斩波，将斩波后的电压输入相角检测及信号转换电路；相角检测及信号转换电路检测斩波后的电压并转换成调光控制信号，该调光控制信号和LED负载电流的采样信号共同作用于电流控制电路，电流控制电路的输出信号控制DC/DC变换器中的开关器件的导通和关断。该电路可以实现全范围的调光效果，并且该后沿调光器的最大斩波相角被限制在一个较小的角度，最大斩波相角的范围为25-45度。
Description
技术领域
本实用新型涉及调光技术领域，特别涉及一种后沿小相角调光电路。
背景技术
调光器是一种用来改变电光源的光通量、调节照度的照明配件。现有相位控制的调光器主要有：后沿调光器和前沿调光器。在此的后沿和前沿是指在每半个工频周期的进行后沿或者前沿斩波。
后沿调光器是利用可控关断器件(例如MOSFET，IGBT等)作为斩波开关进行后沿相角斩波的调光技术。目前常用的后沿调光器可以为三线制结构或两线制结构，其中三线制是指火线、零线和调光器输出线；两线制是指火线和调光器输出线。
目前，为了获得全范围(光源满功率到熄灭)的调光效果，调光器的斩波相角一般都在90度以上。如图1所示，该图为现有技术中的斩波电压的波形图。斩波相角是指在半个工频周期内电压V等于零时的角度范围。
但是，斩波相角越大，对应的电压突变越厉害，这样斩波相角处的电压突变将产生较大的电磁干扰问题，因此造成功率因数较低。
因此，如何保证既获得了全范围的调光效果，又可以将斩波相角控制在较小的范围是本领域需要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种后沿小相角调光电路，能够保证全范围的调光效果，而且斩波相角较小。
本实用新型提供一种后沿小相角调光电路，包括：后沿调光器、相角检测及信号转换电路和电流控制电路；
所述后沿调光器的输入端连接电网电压，输出端连接整流桥和相角检测及信号转换电路；相角检测及信号转换电路的输出端连接电流控制电路，电流控制电路的另一个输入端连接LED负载，电流控制电路的输出端连接DC-DC变换器，DC-DC变换器的另一个输入端连接整流桥的输出端，DC-DC变换器的输出端连接LED负载；
所述后沿调光器的输入端连接电网电压，接收调节信号，用于在每半个工频周期内对电网电压进行后沿斩波，将斩波后的电压发送给相角检测及信号转换电路；
所述后沿调光器的最大斩波相角的范围为25-45度；
所述相角检测及信号转换电路，用于检测斩波后的电压并转换为调光控制信号；
所述电流控制电路，用于采集LED的负载电流信号和接收相角检测及信号转换电路输出的调光控制信号，根据所述LED负载电流和所述调光控制信号控制DC-DC变换器中的开关器件的导通和关断；所述DC-DC变换器用于为LED负载提供稳定的电流。
优选地，所述DC-DC变换器为隔离型，所述相角检测及信号转换电路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、光耦、第一电容、第二电容、第二电阻、第三二极管、第五电阻、第三电阻和第一三极管；
所述后沿调光器的第一输出端和第二输出端分别经过第一二极管和第二二极管连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接光耦的第一输入端；
光耦的第二输入端接地；
光耦的第一输出端通过依次串联的第三二极管和第五电阻连接第一三极管的基极，第一三极管的发射极通过第三电阻接地；第一三极管的集电极连接第二参考电压；光耦的第二输出端接地；
光耦的第一输出端通过第一电容接地，通过第二电阻连接第二参考电压；
第三二极管和第五电阻的公共端和地之间接有第二电容；
第一三极管的发射极作为相角检测及信号转换电路的输出端连接所述电流控制电路的输入端。
优选地，所述DC-DC变换器为隔离型，所述相角检测及信号转换电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第五电阻、第八电阻、第九电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一电容、第二电容和光耦；
所述后沿调光器的第一输出端和第二输出端分别经过第一二极管和第二二极管连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接第三三极管的基极；
第三三极管的发射极接地，第三三极管的集电极通过第八电阻接Vcc；
第二三极管的基极连接第三三极管的集电极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极连接光耦的第二输入端；
光耦的第一输入端通过第一电阻连接Vcc；
光耦的第一输出端通过依次串联的第三二极管和第五电阻连接第一三极管的基极，第一三极管的发射极通过第三电阻接地，第一三极管的集电极连接第二参考电压；光耦的第二输出端接地；
光耦的第一输出端通过第二电阻连接第二参考电压，光耦的第一输出端通过第一电容接地；
第三二极管和第五电阻的公共端和地之间接有第二电容；
第一三极管的发射极作为相角检测及信号转换电路的输出端连接所述电流控制电路的输入端。
优选地，所述电流控制电路包括第七电阻、第四电阻、第六电阻、第三电容、第四电容、运算放大器和驱动控制电路；
运算放大器的第一输入端通过第四电阻连接LED负载的阴极；
运算放大器的第一输入端通过第七电阻连接相角检测及信号转换电路的输出端；
运算放大器的第二输入端连接第一参考电压；
运算放大器的输出端与所述驱动控制电路的输入端连接，控制所述驱动控制电路输出的脉冲信号的占空比大小，所述驱动控制电路的输出端连接DC-DC变换器中的开关器件的控制端；控制LED负载电流的大小。
运算放大器的第一输入端和输出端之间连接串联的第六电阻和第四电容；
运算放大器的第一输入端和输出端之间连接第三电容。
优选地，所述电流控制电路包括：第四电阻、第六电阻、第七电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第四三极管、第五三极管、第三电容、第四电容、运算放大器和驱动控制电路；
所述第四三极管的发射极通过第七电阻连接相角检测及转换电路的输出端，同时发射极通过第十一电阻连接10V电压，集电极通过第十电阻接地，同时集电极与基极连接；
第五三极管的基极连接第四三极管的基极，第五三极管的发射极通过第十二电阻连接10V电压，第五三极管的集电极连接运算放大器的第一输入端，运算放大器的第二输入端接地，运算放大器的第一输入端通过第四电阻连接LED负载；运算放大器的第一输入端和输出端之间连接有串联的第六电阻和第四电容，运算放大器的第一输入端和输出端之间连接有第三电容；
运算放大器的输出端与所述驱动控制电路的输入端连接，控制所述驱动控制电路输出的脉冲信号的占空比大小，所述驱动控制电路的输出端连接DC-DC变换器中的开关器件的控制端；控制LED负载电流的大小。
优选地，所述DC-DC变换器为非隔离型，所述相角检测及信号转换电路包括：第一二极管、第二二极管、第一电阻、第一三极管、第一电容、第二电阻、第三二极管、第二电容、第三电阻、第四电阻、第二三极管、第一运算放大器和第五电阻；
后沿调光器的第一输出端和第二输出端分别通过第一二极管和第二二极管连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第一三极管的基极；第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极通过依次串联的第三二极管和第四电阻连接第二三极管的基极；
第一三极管的集电极通过第二电容接地，同时通过第二电阻连接第二参考电压；
第三二极管和第四电阻的公共端通过第二电容接地；
第二三极管的发射极通过第三电阻接地，集电极接第二参考电压；
第二三极管的发射极连接第一运算放大器的负输入端，第一运算放大器的正输入端连接三角波信号，第一运算放大器的输出端通过第五电阻接地，第一运算放大器的输出端作为相角检测及信号转换电路的输出端。
优选地，所述DC-DC变换器为非隔离型，所述DC-DC变换器的输出端并联大电容，开关管串联于DC-DC变换器的输出端和LED负载之间，所述电流控制电路包括：滤波器、第七电阻、第六电阻、运算放大器、补偿网络、驱动电路和驱动控制电路；
滤波器的一端连接相角检测及信号转换电路的输出端，另一端通过第七电阻连接运算放大器的正输入端，运算放大器的正输入端通过第六电阻接地；
运算放大器的负输入端通过补偿网络连接运算放大器的输出端；
相角检测及信号转换电路的输出端通过驱动电路连接开关管的控制端；
运算放大器的输出端与所述驱动控制电路的输入端连接，控制所述驱动控制电路输出的脉冲信号的占空比大小，所述驱动控制电路的输出端连接DC-DC变换器中的开关器件的控制端；控制LED负载电流的大小。
优选地，所述后沿调光器为两线后沿调光器，包括过零检测电路、斩波开关控制电路、斩波开关和辅助电源；
斩波开关串联在电网电压和后沿调光器的输出端之间；
过零检测电路和辅助电源跨接在斩波开关的两端；斩波电源两端的压差为辅助电压充电，辅助电源为斩波开关控制电路供电；
过零检测电路检测电网电压过零时，输出信号至斩波开关控制电路来控制斩波开关导通；
斩波开关控制电路接收调节信号来控制斩波开关关断。
优选地，所述后沿调光器为三线后沿调光器，包括过零检测电路、斩波开关控制电路、斩波开关和辅助电源；
斩波开关串联在电网电压和后沿调光器的输出端之间；
过零检测电路并联在电网电压的两端检测电网电压的过零点时发送信号至斩波开关控制电路，斩波开关控制电路控制斩波开关导通；
斩波开关控制电路接收调节信号来控制斩波开关的关断；
辅助电源取电于后沿调光器的输入端和输出端之间，用于为斩波开关控制电路供电。
优选地，所述DC-DC变换器包括开关器件、变压器、第四二极管和第五电容；
所述变压器的原边绕组的同名端通过所述开关器件接地，异名端连接所述整流桥的第一端，整流桥的第二端接地；
所述变压器的副边绕组的同名端通过第四二极管连接LED负载的阳极，所述的第四二极管的阴极通过第五电容连接所述变压器的副边绕组的异名端。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型提供的后沿小相角调光电路，后沿调光器接收调节信号对电网电压进行斩波，将斩波后的电压输入相角检测及信号转换电路；相角检测及信号转换电路检测斩波后的电压并转换成调光控制信号，该调光控制信号和LED负载电流的采样信号共同作用于电流控制电路，电流控制电路的输出信号控制DC/DC变换器中的开关器件的导通和关断。该电路可以实现全范围的调光效果，并且该后沿调光器的最大斩波相角被限制在一个较小的角度。
附图说明
图1是现有技术中的斩波电压的波形图；
图2是本实用新型提供的后沿小相角调光电路实施例一结构图；
图3是本实用新型提供的一种三线后沿调光器的结构图；
图4是本实用新型提供的一种两线后沿调光器的结构图；
图5是本实用新型提供的后沿小相角调光电路实施例二结构图；
图6是图5中几个重要节点的电压波形图；
图7是本实用新型提供的后沿小相角调光电路实施例三结构图；
图8是图7中几个重要节点的电压波形图；
图9是本实用新型提供的后沿小相角调光电路实施例四结构图；
图10是本实用新型提供的后沿小相角调光电路实施例五结构图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
参见图2，该图为本实用新型提供的后沿小相角调光电路实施例一结构图。
本实施例提供的后沿小相角调光电路，包括：后沿调光器201、相角检测及信号转换电路204和电流控制电路205；
所述后沿调光器201的输入端连接电网电压，并且接收外部调节信号，用于在每半个工频周期内的对电网电压的后沿进行斩波，将斩波后的电压发送给相角检测及信号转换电路204；
所述相角检测及信号转换电路204，用于检测斩波后的电压并转换为调光控制信号；
所述电流控制电路205，用于接收采集LED的负载电流和相角检测及信号转换电路204输出的调光控制信号，根据所述LED负载电流和所述调光控制信号控制DC-DC变换器203中的开关器件的导通和关断；
本实施例中提供的调光电路中还包括整流桥202，用于将后沿调光器201输出的斩波电压转换为直流电压发送给DC-DC变换器203。
所述整流桥202的输入端连接后沿调光器201的输出端，所述整流桥202的输出端连接所述DC-DC变换器203的输入端；所述DC-DC变换器203用于为LED负载提供稳定的电源。
本实用新型提供的后沿小相角调光电路，后沿调光器接收调节信号对电网电压进行斩波，将斩波后的电压输入相角检测及信号转换电路；相角检测及信号转换电路检测斩波后的电压并转换成调光控制信号，该调光控制信号和LED负载电流的采样信号共同作用于电流控制电路，电流控制电路的输出信号控制DC/DC变换器中的开关器件的导通和关断。该电路可以实现全范围的调光效果，并且该后沿调光器的最大斩波相角被限制在一个较小的角度。
下面结合附图详细介绍本实用新型提供的两种后沿调光器，下面先介绍第一种，三线后沿调光器，参见图3，该图为本实用新型提供的一种三线后沿调光器的结构图。
所述后沿调光器为三线后沿调光器，包括过零检测电路201a、斩波开关控制电路201d、斩波开关201c和辅助电源201b；
斩波开关201c串联在电网电压和后沿调光器的输出端之间；
过零检测电路201a并联在电网电压的两端检测电网电压的过零点时发送信号至斩波开关控制电路201d，斩波开关控制电路201d控制斩波开关201c导通；
斩波开关控制电路201d接收调节信号来控制斩波开关201c的关断；
辅助电源201b取电于后沿调光器的输入端和输出端之间，用于为斩波开关控制电路201d供电。
下面介绍第二种，两线后沿调光器，参见图4，该图为本实用新型提供的一种两线后沿调光器的结构图。
本实施例提供的后沿调光器为两线后沿调光器，包括过零检测电路201a、斩波开关控制电路201d、斩波开关201c和辅助电源201b；
斩波开关201c串联在电网电压和后沿调光器的输出端之间；
过零检测电路201a和辅助电源跨接在斩波开关201c的两端；斩波开关201c两端的压差为辅助电源201b充电，辅助电源201b为斩波开关控制电路201d供电；
过零检测电路201a检测电网电压过零时，输出信号至斩波开关控制电路201d来控制斩波开关201c导通；
斩波开关控制电路201d接收调节信号来控制斩波开关201c关断。
下面结合附图详细介绍本实用新型提供的后沿小相角调光电路中的相角检测及信号转换电路和电流控制电路。
参见图5，该图为本实用新型提供的后沿小相角调光电路实施例二结构图。
本实施例中的相角检测及信号转换电路204包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、光耦U1、第一电容C1、第二电容C2、第二电阻R2、第三二极管D3、第五电阻R5、第三电阻R3和第一三极管Q1；
所述后沿调光器201的第一输出端和第二输出端分别经过第一二极管D1和第二二极管D2连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接光耦U1的第一输入端；
光耦U1的第二输入端接地；
光耦U1的第一输出端通过依次串联的第三二极管D3和第五电阻R5连接第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的发射极通过第三电阻R3接地；第一三极管Q1的集电极连接第二参考电压Vref2；光耦U1的第二输出端接地；
光耦U1的第一输出端通过第一电容C1接地，通过第二电阻R2连接第二参考电压Vref2；
第三二极管D3和第五电阻R5的公共端和地之间接有第二电容C2；
第一三极管Q1的发射极作为相角检测及信号转换电路204的输出端连接所述电流控制电路205的输入端。
下面介绍电流控制电路，如图5所示。
所述电流控制电路205包括第七电阻R7、第四电阻R4、第六电阻R6、第三电容C3、第四电容C4、运算放大器IC1和驱动控制电路205a；
运算放大器IC1的第一输入端通过第四电阻R4连接LED负载的阴极；
运算放大器IC1的第一输入端通过第七电阻R7连接相角检测及信号转换电路204的输出端；
运算放大器IC1的第二输入端连接第一参考电压Vref1；
运算放大器IC1的输出端与所述驱动控制电路205a的输入端连接，控制所述驱动控制电路205a输出的脉冲信号的占空比大小，所述驱动控制电路205a的输出端连接DC-DC变换器203中的开关器件Q4的控制端；控制LED负载电流的大小。
DC-DC变换器203为LED负载提供稳定的电流IO。
运算放大器IC1的第一输入端和输出端之间连接串联的第六电阻R6和第四电容C4；
运算放大器IC1的第一输入端和输出端之间连接第三电容C3。
本实施例中，优选地，所述DC-DC变换器203包括开关器件Q4、变压器T1、第四二极管D4和第五电容C5；
所述变压器T1的原边绕组的同名端通过所述开关器件Q4接地，异名端连接所述整流桥202的第一端，整流桥202的第二端接地；
所述变压器T1的副边绕组的同名端通过第四二极管D4连接LED负载的阳极，异名端通过第五电容C5连接LED负载的阳极。
下面结合图6介绍图5中的相角检测及信号转换电路的工作原理。
相角检测及信号转换电路204的输入波形是后沿调光器的输出电压V1。相角检测及信号转换电路204中的中间转换波形V2以及输出波形V3如图6所示。
其中，V1中的零电平使光耦U1关断，第二参考电压Vref2通过第二电阻R2对第一电容C1充电。当光耦U1导通时，第一电容C1通过光耦U1迅速放电，第一电容C1的充放电波形为图6中的V2。
V3为第一电容C1上的充电峰值电平经转换得到。
LED负载电流的采样信号经第四电阻R4和相角检测及信号转换电路204的输出波形V3经第八电阻R8共同作为运算放大器IC1的第一输入端的输入信号，运算放大器IC1的第二输入端接第一参考电压Vref1，使得斩波相角越小，V3的电平越低，DC-DC变换器203的输出电流I0越大，从而LED负载越亮。
本实用新型还提供一种相角检测及信号转换电路，如图7所示，该图为本实用新型提供的后沿小相角调光电路实施例三结构图。
本实施例提供的相角检测及信号转换电路包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻R5、第八电阻R8、第九电阻R9、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一电容C1、第二电容C2和光耦U1；
所述后沿调光器的第一输出端和第二输出端分别经过第一二极管D1和第二二极管D2连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端连接第三三极管Q3的基极；
第三三极管Q3的发射极接地，第三三极管Q3的集电极通过第八电阻R8接Vcc；
第二三极管Q2的基极连接第三三极管Q3的集电极，第二三极管Q2的发射极接地，第二二极管Q2的集电极连接光耦U1的第二输入端；
光耦U1的第一输入端通过第一电阻连接Vcc；
光耦U1的第一输出端通过依次串联的第三二极管D3和第五电阻R5连接第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的发射极通过第三电阻R3接地，第一三极管Q1的集电极连接第二参考电压Vref2；
光耦U1的第一输出端通过第二电阻R2连接第二参考电压Vref2，光耦U1的第一输出端通过第一电容C1接地；
第三二极管D3和第五电阻R5的公共端和地之间接有第二电容C2。
第一三极管Q1的发射极作为相角检测及信号转换电路204的输出端连接所述电流控制电路205的输入端。
参见图8，该图为图7中几个重要节点的电压波形图。
图7中的相角检测及信号转换电路实现的斩波相角大小与照明亮度之间的关系与图5所示的恰好相反。
斩波相角越小，V3的电平越高，IO越小，LED负载越暗。
具体的工作原理为：当V1为低电平时，Q3关断，Q2导通，光耦U1导通，电容C1迅速放电，反之，Vref2通过R2对C1充电。V3为C1上的充电峰值电平经转换得到的电压。LED负载电流的采样信号经R4和相角检测及信号转换电路的输出V3经R8共同作为运算放大器IC1的第一输入端的输入信号，IC1的第二输入端接第一参考电压Vref1，使得斩波相角越小，V3电平越高，IO越小，LED负载越暗。
需要说明的是，图5和图7所示实施例的DC-DC变换器为隔离型，当DC-DC变换器变为非隔离型时，相角检测及信号转换电路中的可删去光耦，适当改变其中各器件的连接关系即可。
当图5和图7所示实施例中的相角检测及信号转换电路随后沿调光器斩波相角的大小变化，其输出的控制信号为0到10V的标准调光控制信号时，电流控制电路如图9所示。所述电流控制电路包括：第四电阻R4、第六电阻R6、第七电阻R7、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第三电容C3、第四电容C4、运算放大器IC1和驱动控制电路205a；
所述第四三极管Q4的发射极通过第七电阻R7连接相角检测及转换电路204的输出端，同时发射极通过第十一电阻R11连接10V电压，集电极通过第十电阻R10接地，同时集电极与基极连接；
第五三极管Q5的基极连接第四三极管Q4的基极，第五三极管Q5的发射极通过第十二电阻连接10V电压，第五三极管Q5的集电极连接运算放大器IC1的第一输入端，运算放大器IC1的第二输入端接地，运算放大器IC1的第一输入端通过第四电阻R4连接LED负载；运算放大器IC1的第一输入端和输出端之间连接有串联的第六电阻R6和第四电容C4，运算放大器IC1的第一输入端和输出端之间连接有第三电容C3；
运算放大器IC1的输出端与所述驱动控制电路205a的输入端连接，控制所述驱动控制电路205a输出的脉冲信号的占空比大小，所述驱动控制电路205a的输出端连接DC-DC变换器203中的开关器件的控制端；控制LED负载电流的大小。
所述相角检测及信号转换电路204输出越大，第四三极管Q4的反射极电位越高，第四三极管Q4和第五三极管Q5的基极电位越高，Q5的基极电流越小，Q5的集电极输出电流越小，经第一运算放大器IC1的闭环调节，LED负载电流越大，因此LED灯便越亮。
参见图10为本实用新型的又一实施例，DC-DC变换器为非隔离型
本实施例中的相角检测及信号转换电路204包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第一三极管Q1、第一电容C1、第二电阻R2、第三二极管D3、第二电容C2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二三极管Q2、第一运算放大器U1和第五电阻R5；
后沿调光器201的第一输出端和第二输出端分别通过第一二极管D1和第二二极管D2连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接第一三极管Q1的基极；第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极通过依次串联的第三二极管D3和第四电阻R4连接第二三极管Q2的基极；
第一三极管Q1的集电极通过第二电容C2接地，同时通过第二电阻R2连接第二参考电压Vref2；
第三二极管D3和第四电阻R4的公共端通过第二电容C2接地；
第二三极管Q2的发射极通过第三电阻R3接地，集电极接第二参考电压Vref2；
第二三极管Q2的发射极连接第一运算放大器U1的负输入端，第一运算放大器U1的正输入端连接三角波信号，第一运算放大器U1的输出端通过第五电阻R5接地，第一运算放大器U1的输出端作为相角检测及信号转换电路204的输出端。
本实施例提供的DC-DC变换器为非隔离型，所述DC-DC变换器的输出端并联大电容，开关管串联于DC-DC变换器的输出端和LED负载之间，所述电流控制电路包括：滤波器205a、第七电阻R7、第六电阻R6、运算放大器IC1、补偿网络205d、驱动电路205d和驱动控制电路205a；
滤波器205c的一端连接相角检测及信号转换电路204的输出端，另一端通过第七电阻R7连接运算放大器IC1的正输入端，运算放大器IC1的正输入端通过第六电阻R6接地；
运算放大器IC1的负输入端通过补偿网络205d连接运算放大器IC1的输出端；
相角检测及信号转换电路204的输出端通过驱动电路205d连接开关管S1的控制端；
运算放大器IC1的输出端与所述驱动控制电路205a的输入端连接，控制所述驱动控制电路205a输出的脉冲信号的占空比大小，所述驱动控制电路205a的输出端连接DC-DC变换器203中的开关器件的控制端；控制LED负载电流的大小。
相角检测及信号转换电路204输出V4为PWM信号，其具体的电路为，将图5和图7中的相角检测及信号转换电路的输出信号V3输入到第一运算放大器U1的负输入端，U1的正输入端接三角波信号，则U1的输出为方波信号，且方波信号的占空比随V3的增大而变大。
相角检测及信号转换电路204输出V4作为电流控制电路205的输入信号，分为两路，一路通过接驱动电路后控制开关管S1的控制端，另一路通过滤波器滤波且经第六电阻R6和第七电阻R7分压后作为运算放大器IC1的第二输入端的输入信号，运算放大器IC1的第一输入端采样LED负载的电流信号，实现LED负载的PWM调光。
本实用新型提供的后沿小相角调光电路可以将后沿调光器的最大斩波相角限制在一个较小的范围内，例如最大斩波相角的范围为25-45度。相角检测及信号转换电路检测后沿调光器输出的斩波电压并转换为调光控制信号发送给电流控制电路，电流控制电路控制DC-DC变换器中的开关器件的导通和关断，实现LED负载从灭到光源额定电流的全范围调光。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种后沿小相角调光电路，其特征在于，包括：后沿调光器、相角检测及信号转换电路和电流控制电路；
所述后沿调光器的输入端连接电网电压，输出端连接整流桥和相角检测及信号转换电路；相角检测及信号转换电路的输出端连接电流控制电路，电流控制电路的另一个输入端连接LED负载，电流控制电路的输出端连接DC-DC变换器，DC-DC变换器的另一个输入端连接整流桥的输出端，DC-DC变换器的输出端连接LED负载；
所述后沿调光器的输入端连接电网电压，接收调节信号，用于在每半个工频周期内对电网电压进行后沿斩波，将斩波后的电压发送给相角检测及信号转换电路；
所述后沿调光器的最大斩波相角的范围为25-45度；
所述相角检测及信号转换电路，用于检测斩波后的电压并转换为调光控制信号；
所述电流控制电路，用于采集LED的负载电流信号和接收相角检测及信号转换电路输出的调光控制信号，根据所述LED负载电流和所述调光控制信号控制DC-DC变换器中的开关器件的导通和关断；所述DC-DC变换器用于为LED负载提供稳定的电流。
2.根据权利要求1所述的后沿小相角调光电路，其特征在于，所述DC-DC变换器为隔离型，所述相角检测及信号转换电路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、光耦、第一电容、第二电容、第二电阻、第三二极管、第五电阻、第三电阻和第一三极管；
所述后沿调光器的第一输出端和第二输出端分别经过第一二极管和第二二极管连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接光耦的第一输入端；
光耦的第二输入端接地；
光耦的第一输出端通过依次串联的第三二极管和第五电阻连接第一三极管的基极，第一三极管的发射极通过第三电阻接地；第一三极管的集电极连接第二参考电压；光耦的第二输出端接地；
光耦的第一输出端通过第一电容接地，通过第二电阻连接第二参考电压；
第三二极管和第五电阻的公共端和地之间接有第二电容；
第一三极管的发射极作为相角检测及信号转换电路的输出端连接所述电流控制电路的输入端。
3.根据权利要求1所述的后沿小相角调光电路，其特征在于，所述DC-DC变换器为隔离型，所述相角检测及信号转换电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第五电阻、第八电阻、第九电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一电容、第二电容和光耦；
所述后沿调光器的第一输出端和第二输出端分别经过第一二极管和第二二极管连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接第三三极管的基极；
第三三极管的发射极接地，第三三极管的集电极通过第八电阻接Vcc；
第二三极管的基极连接第三三极管的集电极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极连接光耦的第二输入端；
光耦的第一输入端通过第一电阻连接Vcc；
光耦的第一输出端通过依次串联的第三二极管和第五电阻连接第一三极管的基极，第一三极管的发射极通过第三电阻接地，第一三极管的集电极连接第二参考电压；光耦的第二输出端接地；
光耦的第一输出端通过第二电阻连接第二参考电压，光耦的第一输出端通过第一电容接地；
第三二极管和第五电阻的公共端和地之间接有第二电容；
第一三极管的发射极作为相角检测及信号转换电路的输出端连接所述电流控制电路的输入端。
4.根据权利要求2或3所述的后沿小相角调光电路，其特征在于，所述电流控制电路包括第七电阻、第四电阻、第六电阻、第三电容、第四电容、运算放大器和驱动控制电路；
运算放大器的第一输入端通过第四电阻连接LED负载的阴极；
运算放大器的第一输入端通过第七电阻连接相角检测及信号转换电路的输出端；
运算放大器的第二输入端连接第一参考电压；
运算放大器的输出端与所述驱动控制电路的输入端连接，控制所述驱动控制电路输出的脉冲信号的占空比大小，所述驱动控制电路的输出端连接DC-DC变换器中的开关器件的控制端；控制LED负载电流的大小。
运算放大器的第一输入端和输出端之间连接串联的第六电阻和第四电容；
运算放大器的第一输入端和输出端之间连接第三电容。
5.根据权利要求2或3所述的后沿小相角调光电路，其特征在于，所述电流控制电路包括：第四电阻、第六电阻、第七电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第四三极管、第五三极管、第三电容、第四电容、运算放大器和驱动控制电路；
所述第四三极管的发射极通过第七电阻连接相角检测及转换电路的输出端，同时发射极通过第十一电阻连接10V电压，集电极通过第十电阻接地，同时集电极与基极连接；
第五三极管的基极连接第四三极管的基极，第五三极管的发射极通过第十二电阻连接10V电压，第五三极管的集电极连接运算放大器的第一输入端，运算放大器的第二输入端接地，运算放大器的第一输入端通过第四电阻连接LED负载；运算放大器的第一输入端和输出端之间连接有串联的第六电阻和第四电容，运算放大器的第一输入端和输出端之间连接有第三电容；
运算放大器的输出端与所述驱动控制电路的输入端连接，控制所述驱动控制电路输出的脉冲信号的占空比大小，所述驱动控制电路的输出端连接DC-DC变换器中的开关器件的控制端；控制LED负载电流的大小。
6.根据权利要求1所述的后沿小相角调光电路，其特征在于，所述DC-DC变换器为非隔离型，所述相角检测及信号转换电路包括：第一二极管、第二二极管、第一电阻、第一三极管、第一电容、第二电阻、第三二极管、第二电容、第三电阻、第四电阻、第二三极管、第一运算放大器和第五电阻；
后沿调光器的第一输出端和第二输出端分别通过第一二极管和第二二极管连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第一三极管的基极；第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极通过依次串联的第三二极管和第四电阻连接第二三极管的基极；
第一三极管的集电极通过第二电容接地，同时通过第二电阻连接第二参考电压；
第三二极管和第四电阻的公共端通过第二电容接地；
第二三极管的发射极通过第三电阻接地，集电极接第二参考电压；
第二三极管的发射极连接第一运算放大器的负输入端，第一运算放大器的正输入端连接三角波信号，第一运算放大器的输出端通过第五电阻接地，第一运算放大器的输出端作为相角检测及信号转换电路的输出端。
7.根据权利要求6所述的后沿小相角调光电路，其特征在于，所述DC-DC变换器为非隔离型，所述DC-DC变换器的输出端并联大电容，开关管串联于DC-DC变换器的输出端和LED负载之间，所述电流控制电路包括：滤波器、第七电阻、第六电阻、运算放大器、补偿网络、驱动电路和驱动控制电路；
滤波器的一端连接相角检测及信号转换电路的输出端，另一端通过第七电阻连接运算放大器的正输入端，运算放大器的正输入端通过第六电阻接地；
运算放大器的负输入端通过补偿网络连接运算放大器的输出端；
相角检测及信号转换电路的输出端通过驱动电路连接开关管的控制端；
运算放大器的输出端与所述驱动控制电路的输入端连接，控制所述驱动控制电路输出的脉冲信号的占空比大小，所述驱动控制电路的输出端连接DC-DC变换器中的开关器件的控制端；控制LED负载电流的大小。
8.根据权利要求1所述的后沿小相角调光电路，其特征在于，所述后沿调光器为两线后沿调光器，包括过零检测电路、斩波开关控制电路、斩波开关和辅助电源；
斩波开关串联在电网电压和后沿调光器的输出端之间；
过零检测电路和辅助电源跨接在斩波开关的两端；斩波电源两端的压差为辅助电压充电，辅助电源为斩波开关控制电路供电；
过零检测电路检测电网电压过零时，输出信号至斩波开关控制电路来控制斩波开关导通；
斩波开关控制电路接收调节信号来控制斩波开关关断。
9.根据权利要求1所述的后沿小相角调光电路，其特征在于，所述后沿调光器为三线后沿调光器，包括过零检测电路、斩波开关控制电路、斩波开关和辅助电源；
斩波开关串联在电网电压和后沿调光器的输出端之间；
过零检测电路并联在电网电压的两端检测电网电压的过零点时发送信号至斩波开关控制电路，斩波开关控制电路控制斩波开关导通；
斩波开关控制电路接收调节信号来控制斩波开关的关断；
辅助电源取电于后沿调光器的输入端和输出端之间，用于为斩波开关控制电路供电。
10.根据权利要求2或3所述的后沿小相角调光电路，其特征在于，所述DC-DC变换器包括开关器件、变压器、第四二极管和第五电容；
所述变压器的原边绕组的同名端通过所述开关器件接地，异名端连接所述整流桥的第一端，整流桥的第二端接地；
所述变压器的副边绕组的同名端通过第四二极管连接LED负载的阳极，所述的第四二极管的阴极通过第五电容连接所述变压器的副边绕组的异名端。
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| TR01 | Transfer of patent right |
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20110928 |