CN203027566U - 一种调光驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种调光驱动电路，包括主要用于对输入电压信号进行整流、滤波的电源输入模块，将电源输入模块输出的电压信号进行降压的变压器，根据变压后的电压信号驱动电流输出的电流输出驱动模块，根据控制中心的控制信号调整电流输出驱动模块输出功率的PWM模块，对输入电压信号进行采样、并输入至控制中心的输入电压采样模块，对输出电压进行采样、并输入至控制中心的输出电压采样模块以及根据输入电压采样信号、输出电压采样信号和输入电流信号控制PWM信号的控制中心。控制中心通过电压采样信号、输出电压采样信号和输入电流信号控制PWM信号，使电流输出驱动模块的输出功率均匀变化，实现无闪烁调光、恒流输出以及调光范围宽。

Description

一种调光驱动电路

技术领域

本实用新型涉及调光领域，具体涉及一种调光驱动电路，尤其适用于LED灯的调光驱动。

背景技术

随着全球范围内能源危机的日益严重，低碳和环保已成为焦点议题，越来越为人们所重视，照明作为电力能源消耗的一大方面也备受关注。LED作为全新概念固体光源，因其具有节能、环保、寿命长、无污染、易控制以及效率高等显著优点，被公认为是21世纪全球最具发展前景的高新技术之一。

LED灯具的寿命长短很大部分取决于驱动电源的性能，LED照明系统的节能性能由LED芯片的功耗和电源的效率决定，LED调光控制的方便程度依赖于驱动电源智能控制的程度。因此LED驱动电源性能是充分发挥LED照明优势的根本特征。

目前LED调光的方式主要有三种：线性调光、可控硅调光和PWM调光。线性调光应用简单，不产生干扰，但不灵活，且效率低，而且在降低LED电流的时候会引起LED光谱偏移，同时还会因为分压产生过多的热量，从而影响LED的寿命。可控硅调光破坏了正弦波的波形，从而降低了功率因素值，同时加大了谐波系数，在线路上会产生严重的干扰信号；且可控硅导通后需要一个维持电流来保持导通，维持电流通常在几毫安至几十毫安之间，如果电流不够，则导通角不稳定，输出的波形也会不均匀，而且会产生颤动和尖峰，将这样不稳定的电源输出加到LED灯上时LED灯会出现闪烁。目前PWM调光的应用更为广泛，但是纯模拟电路的PWM调光是跳跃性的，调光过程LED会出现闪烁，而且纯模拟电路的PWM调光范围有限，控制中心采用集成芯片成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种调光驱动电路，实现无闪烁调光。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种调光驱动电路，包括主要用于对输入电压信号进行整流、滤波的电源输入模块，将电源输入模块输出的电压信号进行降压的变压器，根据变压后的电压信号驱动电流输出的电流输出驱动模块，根据控制中心的控制信号控制电流输出驱动模块输出功率的PWM模块，对输入电压信号进行采样、并将输入电压采样信号输入至控制中心的输入电压采样模块，对输出电压进行采样、并将输出电压采样信号输入至控制中心的输出电压采样模块以及根据输入电压采样信号、输出电压采样信号和输入电流信号控制PWM模块输出的控制中心，PWM模块输出PWM信号，所述电源输入模块的输出端与变压器的初级连接，变压器的次级与电流输出驱动模块连接，所述控制中心分别与输入电压采样模块、输出电压采样模块以及电流输出驱动模块连接，PWM模块分别与控制中心和变压器的初级连接。

控制中心通过电压采样信号、输出电压采样信号和输入电流信号控制PWM模块的开关管的开和关，从而逐级改变PWM信号的占空比和/或频率，使电流输出驱动模块的输出功率均匀变化，实现无闪烁调光和恒流输出，而且增大调光范围，调光范围可达1%-100%。

作为优选，所述调光驱动电路还包括一PFC电路模块，所述PFC电路模块的输入端与电源输入模块的输出端连接，输出端与变压器的初级连接。电路损耗小，通过调整PFC电路模块的参数可使功率因数高达0.92以上。

作为优选，所述调光驱动电路还包括一吸收保护模块，所述吸收保护模块的输入端与PFC电路模块的输出端连接，输出端与PWM模块连接，用于保护PWM模块中的开关管，确保调光驱动电路安全和稳定性。

作为优选，所述调光驱动电路还包括一过流保护模块，所述过流保护模块输入端与电源输入模块连接，输出端与PWM模块连接。通过电源输入模块的输入电流控制PWM模块的开或关，当过流保护模块检测到电源输入模块的输入电流偏大时控制PWM模块的开关管处于关闭状态，调光驱动电路不工作，从而保护整个调光驱动电路。

作为优选，所述调光驱动电路还包括一输出电流反馈模块，所述输出电流反馈模块的输入端与电流输出驱动模块连接，输出端与输入电压采样模块连接。通过输出电流反馈模块将输出电流反馈回输入电压采样模块，确保电流输出驱动模块输出恒流信号，提高调光驱动电路的恒流精度。

作为优选，所述输出电流反馈模块通过光耦将输出电流输入至输入电压采样模块。光耦对输入、输出电信号起隔离作用，具有信号单向传输性，输入端与输出端实现了电气隔离、抗干扰能力强、工作稳定、无触点、使用寿命长、传输效率高等优点，通过光耦接收反馈电流，使反馈更准确。

作为优选，所述电源输入模块包括依次连接的全桥整流电路和π型滤波电路。对输入电压信号进行全波整流，经全波整流后的电压信号输入至π型滤波电路滤去整流输出电压中的纹波。

作为优选，所述电源输入模块还包括一前沿切相调光器，所述前沿切相调光器的输入端为电源输入模块的输入端，输出端与全桥整流电路的输入端连接。采用前沿切相调光器调节输入电压信号的电压值，从而调节调光驱动电路的输出功率，实现照度可调，同时，前沿切相调光器相比后沿切相调光器，更加廉价，节约生产成本。

作为优选，所述电源输入模块还设置一串联在前沿切相调光器和全桥整流电路之间的共模电感。通过共模电感增加电路的电磁兼容性。

作为优选，所述控制中心采用单片机。采用单片机作为控制中心，与模拟集成芯片相比成本更低。

本实用新型相比现有技术具有以下优点及有益效果：

（1）控制中心通过电压采样信号、输出电压采样信号和输入电流信号控制PWM模块的开关管的开和关，从而逐级改变PWM信号的占空比和/或频率，使电流输出驱动模块的输出功率均匀变化，实现无闪烁调光和恒流输出，而且增大调光范围，调光范围可达1%-100%。

（2）通过设置PFC电路模块，使电路损耗小，功率因数高达0.92以上。

（3）通过设置吸收保护模块保护PWM模块中的开关管，确保调光驱动电路安全和稳定性。

（4）过流保护模块检测电源输入模块的输入电流，当过流保护模块检测到电源输入模块的输入电流偏大时控制PWM模块的开关管处于关闭状态，调光驱动电路不工作，从而保护整个调光驱动电路。

（5）通过输出电流反馈模块将输出电流反馈回输入电压采样模块，确保电流输出驱动模块输出恒流信号，提高调光驱动电路的恒流精度。

（6）通过光耦接收反馈电流，使反馈更准确。进一步确保提高调光驱动电路的恒流精度。

（7）通过前沿切相调光器，调节输入电压信号的电压值，从而调节调光驱动电路的输出功率，实现照度可调，且前沿切相调光器相比后沿切相调光器，更加廉价，节约生产成本。

（8）设置在电源输入模块的共模电感增加电路的电磁兼容性。

（9）采用单片机作为控制中心，与模拟集成芯片相比成本更低。

附图说明

图1为本实用新型一种调光驱动电路实施例的原理框图。

图2为本实用新型一种调光驱动电路实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型创造的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，一种调光驱动电路，包括主要用于对输入电压信号进行整流、滤波的电源输入模块，将电源输入模块输出的电压信号进行降压的变压器，根据变压后的电压信号驱动电流输出的电流输出驱动模块，根据控制中心的控制信号控制电流输出驱动模块输出功率的PWM模块，对输入电压信号进行采样、并将输入电压采样信号输入至控制中心的输入电压采样模块，对输出电压进行采样、并将输出电压采样信号输入至控制中心的输出电压采样模块以及根据输入电压采样信号、输出电压采样信号和输入电流信号控制PWM模块输出的控制中心，PWM模块输出PWM信号，所述电源输入模块的输出端与变压器的初级连接，变压器的次级与电流输出驱动模块连接，所述控制中心分别与输入电压采样模块、输出电压采样模块以及电流输出驱动模块连接，PWM模块分别与控制中心和变压器的初级连接。

如图2所示，在本实施例中采用8位的单片机MCU51作为控制中心。

如图2所示，电源输入模块的输入端接收220V的市电作为输入电压信号，在电源输入模块设置有一前沿切相调光器，可根据实际需要调节前沿切相调光器来改变输入电压信号的电压值，从而改变电路的照度水平。220V的市电经过共模电感T2防止电磁干扰，并将从共模电感输出端输出的电压信号输入至全波整流电路进行全波整流，经全波整流后的电压信号输入至π型滤波电路滤去整流输出电压中的纹波，经过π型滤波电路滤波的电压信号通过电感L2输入至PFC电路模块，从PFC电路模块输出的电压信号从变压器的初级输入，从变压器的次级输出后进入电流输出驱动模块，电流输出驱动模块输出恒流信号。从PFC电路模块输出的电压信号同时引入吸收保护模块（RCD），通过吸收保护模块控制PWM模块。

过流保护模块检测电源输入模块的电流，若电源输入模块的电流过大，则拉低三极管Q3的基极电压，使三极管Q3截止，进而导致PWM模块的开关管（场效应管SVD2N70F）截止，故调光驱动电路不工作，保护了调光驱动电路的原件；若电源输入模块的电流正常，则三极管Q3导通，PWM模块的开关管也导通，PWM模块输出的PWM信号的占空比和频率由单片机输入至PWM模块的信号控制，单片机接收电压采样信号、输出电压采样信号和输入电流信号，并根据电压采样信号、输出电压采样信号和输入电流信号调整输入至PWM模块的信号，从而控制PWM信号的占空比和频率。调光驱动电路在调光过程中，当输入电压升高时，单片机逐级增大PWM信号的占空比，从而逐级增大电流输出驱动模块的输出功率，使连接在电流输出驱动模块输出端的LED灯逐渐变亮，反之，单片机逐级减小PWM信号的占空比，从而逐级减小电流输出驱动模块的输出功率，使连接在电流输出驱动模块输出端的LED灯逐渐变暗，使电流输出驱动模块的输出功率均匀变化，实现无闪烁调光；调光驱动电路在正常工作过程中，当输入电流偏大时，单片机逐级减小PWM信号的占空比，反之，单片机逐级增大PWM信号的占空比，确保电流输出驱动模块输出恒定功率；当输出电压增大时，逐级减小PWM信号的频率，反之，逐级增大PWM信号的频率，确保电流输出驱动模块输出恒定功率，从而确保连接在电流输出驱动模块输出端的LED灯亮度稳定。

为确保调光驱动电路在正常工作过程中，电流输出驱动模块恒流输出，在电流输出驱动模块输出端设置一输出电流反馈模块，所述输出电流反馈模块通过光耦将输出电流反馈至输入电压采样模块，改变输入电压采样信号，当反馈的输出电流偏大时，输入电压采样信号的电压值减小，单片机逐级减小PWM信号的占空比，当反馈电流偏小时，输入电压采样信号的电压值增大，单片机逐级增大PWM信号的占空比，当输出电流改变时，通过单片机控制PWM信号的占空比，从而控制电流输出驱动模块恒流输出，进而确保电流输出驱动模块输出功率恒定。本实施例中采用光耦对输入、输出信号起隔离作用，输入端与输出端实现了电气隔离、抗干扰能力强、工作稳定、无触点、使用寿命长、传输效率高等优点，通过光耦接收反馈电流，使反馈更准确。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种调光驱动电路，包括电源输入模块，变压器以及电流输出驱动模块，电源输入模块的输出端与变压器的初级连接，变压器的次级与电流输出驱动模块连接，其特征在于：还包括输入电压采样模块、输出电压采样模块、根据控制中心的控制信号控制电流输出驱动模块的PWM模块以及根据输入电压采样信号、输出电压采样信号和输入电流信号控制PWM模块的控制中心，所述控制中心分别与输入电压采样模块、输出电压采样模块以及电流输出驱动模块连接，PWM模块分别与控制中心和变压器的初级连接。

2.根据权利要求1所述的调光驱动电路，其特征在于：还包括一PFC电路模块，所述PFC电路模块的输入端与电源输入模块的输出端连接，输出端与变压器的初级连接。

3.根据权利要求2所述的调光驱动电路，其特征在于：还包括一吸收保护模块，所述吸收保护模块的输入端与PFC电路模块的输出端连接，输出端与PWM模块连接。

4.根据权利要求3所述的调光驱动电路，其特征在于：还包括一过流保护模块，所述过流保护模块输入端与电源输入模块连接，输出端与PWM模块连接。

5.根据权利要求4所述的调光驱动电路，其特征在于：还包括一输出电流反馈模块，所述输出电流反馈模块的输入端与电流输出驱动模块连接，输出端与输入电压采样模块连接。

6.根据权利要求5所述的调光驱动电路，其特征在于：所述输出电流反馈模块通过光耦与输入电压采样模块连接。

7.根据权利要求6所述的调光驱动电路，其特征在于：所述电源输入模块包括依次连接的全桥整流电路和π型滤波电路。

8.根据权利要求7所述的调光驱动电路，其特征在于：所述电源输入模块还包括一前沿切相调光器，所述前沿切相调光器的输入端为电源输入模块的输入端，输出端与全桥整流电路的输入端连接。

9.根据权利要求8所述的调光驱动电路，其特征在于：所述电源输入模块还设置一串联在切相调光器和全桥整流电路之间的共模电感。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的调光驱动电路，其特征在于：所述控制中心为单片机。

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