CN202587532U

CN202587532U - 单线载波调光电路结构

Info

Publication number: CN202587532U
Application number: CN2012202160035U
Authority: CN
Inventors: 罗敏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-14

Abstract

本实用新型公开一种单线载波调光电路结构，包括调光器和调光LED电源或调光镇流器；该调光器包括单线取电稳压电源、高频扼流电感、高频耦合电容、调光信号产生电路和高频调制耦合电路；该调光LED电源或调光镇流器包括低通滤波器、整流和PFC电路、开关变换及驱动电路、高频耦合电容、隔离型高频信号取出电路和调光信号解调电路；藉此，本实用新型不需用户专设调光信号线也不需对零火线两路进行控制，与目前用户较广泛使用的单火线控制电路相适应，对用户线路没特殊要求，给用户带来方便，并降低整体成本;同时，其调光线性好，一致性佳，调光泛围广可达0-100%，输入波形完整，电磁干扰小且功率因数高，杜绝低亮度下灯光易闪烁的现象，符合绿色照明的要求。

Description

单线载波调光电路结构

技术领域

本实用新型涉及LED照明和气体放电灯领域技术，尤其是指一种单线载波调光电路结构。

背景技术

LED灯和气体放电灯因其对工作电压、电流须严格控制以满足其工作特性及可靠、高效的要求，所以一般LED灯都需要配以专用的驱动电源而气体放电灯都需要配以专用镇流器。而用户在对光源照度在不同时机也有不同的需求；如有时我们需要灯具能以最大亮度工作以满足我们对照度的需要，反之有时我们则需要其能降低亮度以满足我们对较弱补光的要求，同时也节省电能的消耗。所以对LED灯和气体放电灯调光控制在满足用户更多需求的同时也对防止全球变暖作出贡献；又因用户对LED灯和气体放电灯调光要求：具有优良的线性、宽广的调光范围（亮度0-100%调节）、更高的稳定性、高效率、高功率因数、低电磁干扰、低成本实现等，因此具有优良调光特性的LED驱动或气体放电灯镇流器便显得更加重要。

目前LED灯和气体放电灯调光主要有以下几种方式：

一、传统的SCR（可控硅）相切调光。传统的SCR（可控硅）相切调光器基本电路如图1所示，电位计R2调整可控硅（TRIAC）的相位角，当VC2超过DIAC的击穿电压时，可控硅会在每个AC电压前沿导通。当可控硅电流降到其维持电流（IH）以下时，可控硅关断，且必须等到C2在下个半周期重新充电后才能再次导通。灯泡灯丝中的电压和电流与调光信号的相位角密切相关，相位角的变化范围介于0度（或接近0度）到180度之间。在调光中SCR（TRIAC）导通角的改变导致灯泡Lamp上电流的短续，而改变其平均功率最终改变灯泡发光强度。传统的SCR（可控硅）相切调光其基本原理是：由普通的SCR调光器配以专用的带相角识别功能的LED驱动电源或镇流器，调光时LED驱动电源或镇流器内部专设电路根据识别电源母线上的交流相角信号对灯电流进行控制，达到改变灯光亮度的目的。优点是：单线控制可直接采用现有的白炽灯调光线路，系统成本低廉；缺点是：调光线性不好，一致性差，输入波形不完整电磁干扰很大且功率因数很低，低亮度时灯光易闪烁等，不符合绿色照明的要求。

二、直流信号调光。基本原理如图2所示，专用的调光器输出电压可调的直流信号(如0-10V)，通过专设的调光信号线送给灯具内的LED驱动电源或镇流器，由LED驱动电源或镇流器内专设电路识别此信号后对灯电流、电压进行调节。此方法优点主要是：调光线性好，范围宽可达0～100%，电磁干扰小，线路功率因数可以做得很高，可靠性较高。缺点主要是：对用户线路有特殊要求，其调光器须220V零火两线供电，在原有线路上还需增设调光信号线；给用户带来不便及更高的费用支出，同时一些老式单线控制线路无法使用；整体成本也偏高，这也是目前未能广泛推广的主要原因。

三、两线电力线载波控制调光。基本原理如图3所示，将调光控制信号经过高频频率调制，隔离变换后通过电源零、火两线传送，然后在终端取出需要的信号；利用取出的调光控制信号控制LED灯或气体放电灯电流以达到调光的目的。该种方式依然此方法优点主要是：调光线性好，范围宽可达0～100%，电磁干扰小，线路功率因数可以做得很高，可靠性较高。缺点主要是：对用户线路有特殊要求，其调光器须220V零火两线供电，且载波信号需经由零火两线叠加传送与目前用户较广泛使用的单火线控制电路不相匹配，对用户线路有特殊要求，给用户带来不便，并增加了整体成本，限制了其推广使用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种单线载波调光电路结构，其能有效解决现有之调光电路调光线性不好、一致性差、低效率、低功率因数、成本偏高、与原有用户线路不能匹配、对新用户线路有特殊要求等问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：

一种单线载波调光电路结构，包括有调光器以及与LED灯连接的调光LED电源或与气体放电灯相连的调光镇流器；该调光器采用一火线输入一火线输出方式；该调光LED电源或调光镇流器的一电源输入端与电源零线相连接，而另一电源输入端则与调光器之输出火线端相连接，调光器输出端的火线经由调光LED电源或调光镇流器与电源零线形成回路；

该调光器包括有单线取电稳压电源、调光信号产生电路和高频调制耦合电路；该单线取电稳压电源的输入端和输出端分别连接火线输入端和火线输出端，火线输入端与单线取电稳压电源之间以及火线输出端与单线取电稳压电源之间均设置有高频扼流电感，该调光信号产生电路和高频调制耦合电路均与单线取电稳压电源连接，且调光信号产生电路和高频调制耦合电路彼此连接，该高频调制耦合电路与火线输入端之间以及高频调制耦合电路与火线输出端之间均设置有高频耦合电容；

该调光LED电源或调光镇流器包括有低通滤波器、整流和PFC电路、开关变换及驱动电路、隔离型高频信号取出电路和调光信号解调电路；该低通滤波器、整流和PFC电路、开关变换及驱动电路串联连接，该低通滤波器均与前述两电源输入端连接，该隔离型高频信号取出电路和调光信号解调电路串联连接，该隔离型高频信号取出电路与前述两电源输入端连接，且该隔离型高频信号取出电路与两电源输入端之间均设置有高频耦合电容，该调光信号解调电路的输出端与开关变换及驱动电路连接，该开关变换及驱动电路的输出端连接LED灯或气体放电灯。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

通过配合利用调光器和调光LED电源或调光镇流器对LED灯或气体放电灯进行调光，本实用新型不需用户专设调光信号线也不需对零火线两路进行控制，与目前用户较广泛使用的单火线控制电路相适应，对用户线路没有特殊要求，给用户带来方便，并降低了整体成本，同时，本实用新型的调光线性好，一致性佳，输入波形完整，电磁干扰小且功率因数高，杜绝了低亮度灯光易闪烁的现象，符合绿色照明的要求。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是传统之SCR（可控硅）相切调光器基本电路的结构示意图；

图2是直流信号调光基本结构示意图；

图3是两线载波调光基本结构示意图；

图4是本实用新型之较佳实施例的结构示意图；

图5是本实用新型之较佳实施例中调光器的电路结构示意图；

图6是本实用新型之较佳实施例中调光LED电源的电路结构示意图。

附图标识说明：

10、调光器 11、单线取电稳压电源

12、调光信号产生电路 13、高频调制耦合电路

14、高频扼流电感 15、高频耦合电容

20、调光LED电源或调光镇流器 21、低通滤波器

22、整流和PFC电路 23、开关变换及驱动电路

24、隔离型高频信号取出电路 25、调光信号解调电路

26、高频耦合电容 101、LED灯或气体放电灯

具体实施方式

请参照图4至图6所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，包括有调光器10以及与LED灯或气体放电灯101连接的调光LED电源或调光镇流器20。

该调光器10采用一火线输入一火线输出方式；该调光LED电源或调光镇流器20的一电源输入端与电源零线相连接，而另一电源输入端则与调光器10之输出火线端相连接，调光器10输出端的火线经由调光LED电源或调光镇流器20与电源零线形成回路。

具体而说，该调光器10包括有单线取电稳压电源11、调光信号产生电路12和高频调制耦合电路13；该单线取电稳压电源11的输入端和输出端分别连接火线输入端和火线输出端，火线输入端与单线取电稳压电源11之间以及火线输出端与单线取电稳压电源11之间均设置有高频扼流电感14，该调光信号产生电路12和高频调制耦合电路13均与单线取电稳压电源11连接，且调光信号产生电路12和高频调制耦合电路13彼此连接，该高频调制耦合电路13与火线输入端之间以及高频调制耦合电路13与火线输出端之间均设置有高频耦合电容15。

该调光LED电源或调光镇流器20包括有低通滤波器21、整流和PFC电路22、开关变换及驱动电路23、隔离型高频信号取出电路24和调光信号解调电路25；该低通滤波器21、整流和PFC电路22、开关变换及驱动电路23串联连接，该低通滤波器21均与前述两电源输入端连接，该隔离型高频信号取出电路24和调光信号解调电路25串联连接，该隔离型高频信号取出电路24与前述两电源输入端连接，且该隔离型高频信号取出电路24与两电源输入端之间均设置有高频耦合电容26，该调光信号解调电路25的输出端与开关变换及驱动电路23连接，该开关变换及驱动电路23的输出端连接LED灯或气体放电灯101。

详述本实施例的工作原理工作过程如下：

调光器10安装在用户灯具火线控制回路之中，其采用一火线输入一火线输出方式；调光LED电源或调光镇流器20安装在LED灯或气体放电灯101内或附近，其一电源输入端直接与电源零线相连接，而另一电源输入端则与调光器之输出火线端相连接；调光器10输出端的火线经由调光LED电源20与电源零线形成回路；不需用户专设调光信号线也不需对零火线两路进行控制，与目前用户较广泛使用的单火线控制电路相适应。调光器工作时单线取电稳压电源11产生一稳定低压直流电源对整个调光器内各电路工作供电，通过调光器10内的调光信号产生电路12产生一个连续的调光脉冲信号，该调光脉冲信号经由高频调制耦合电路13处理后，转换为高频（100KHz-500KHz）调制信号并通过高频耦合电容15耦合至调光器10输入、输出端后，经由电源火线传送到调光LED电源或调光镇流器20、电源零线、电源零火线间其他通路（电力变压器、零火间其他电器、零火间分部电容等）形成信号通路；该调光器10内的高频扼流电感14起到既不信响50-60Hz工频电流通路的同时，又能有效阻隔高频调制信号进入的作用，至此调光信号产生及发送任务完成。

电源零线与调光器10送来的电源火线同送到调光LED电源或调光镇流器20的输入端；因调光LED电源或调光镇流器的低通滤波器21的作用，50Hz-60Hz电源直接送到整流和PFC（功率因数校正）电路22，其输出直流电又送到开关变换及驱动电路23产生驱动电流LED灯或气体放电灯101发光。同时又因调光LED电源或调光镇流器20内的低通滤波器21具有阻碍高频信号通过的作用，将调光器10产生并送来的高频调光信号阻隔在整流和PFC（功率因数校正）电路22之前。而调光器10内的高频耦合电容15因其阻低频通高频的作用，对50Hz-60Hz其输入零火线上的高频调制信号提供通路，该信号被送到隔离型高频信号取出电路24处理后，输出高频调制信号后又送给后面的调光信号解调电路25，该电路负责将包含在高频调制信号中的调光信号取出还原，还原后的调光信号将控制开关变换及驱动电路输出的电流、电压值或脉冲占空比，以达到调节、控制LED灯或气体放电灯发光亮度的目的。

本实用新型的设计重点在于：通过配合利用调光器和调光LED电源或镇流器对LED灯或气体放电灯进行调光，本实用新型不需用户专设调光信号线也不需对零火线两路进行控制，与目前用户较广泛使用的单火线控制电路相适应，对用户线路没有特殊要求，给用户带来方便，并降低了整体成本，同时，本实用新型的调光线性好，一致性佳，输入波形完整，电磁干扰小且功率因数高，杜绝了低亮度灯光易闪烁的现象，符合绿色照明的要求。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种单线载波调光电路结构，其特征在于：包括有调光器以及与LED灯连接的调光LED电源或与气体放电灯连接的调光镇流器；该调光器采用一火线输入一火线输出方式；该调光LED电源或调光镇流器的一电源输入端与电源零线相连接，而另一电源输入端则与调光器之输出火线端相连接，调光器输出端的火线经由调光LED电源或调光镇流器与电源零线形成回路；

该调光LED电源或调光镇流器包括有低通滤波器、整流和PFC电路、开关变换及驱动电路、隔离型高频信号取出电路和调光信号解调电路；该低通滤波器、整流和PFC电路、开关变换及驱动电路串联连接，该低通滤波器均与前述两电源输入端连接，该隔离型高频信号取出电路和调光信号解调电路相连接，该隔离型高频信号取出电路与前述两电源输入端连接，且该隔离型高频信号取出电路与两电源输入端之间均设置有高频耦合电容，该调光信号解调电路的输出端与开关变换及驱动电路连接，该开关变换及驱动电路的输出端连接LED灯或气体放电灯。