CN203206530U - 调光电路和具有该调光电路的led照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种调光电路和具有该调光电路的LED照明装置。所述调光电路包括整流模块、控制模块和输出模块，其中所述控制模块接收经过所述整流模块整流的来自电网的输入信号，并且根据所述输入信号控制所述输出模块向负载提供输出信号，其特征在于，还包括补偿模块，所述补偿模块从所述控制模块和所述输出模块之间采集表征所述调光电路的调光状态的采样信号，并且根据所述采样信号向所述控制模块提供补偿信号，所述控制模块根据所述输入信号和所述补偿信号改变所述输出信号的值。

Description

调光电路和具有该调光电路的LED照明装置

技术领域

本实用新型涉及一种调光电路和具有该调光电路的LED照明装置。

背景技术

随着照明装置的飞速发展，特别是高效低能的LED照明装置的发展，采用LED技术的各种灯具已经被广泛地应用在日常生活中的各个方面、例如室内照明或公共场所的照明。于是，使用者对LED照明设备的电性能、机械性能以及照明效果的要求也随之提高。目前，由于市场对于产品成本的要求，根据切相调光原理进行工作的PSR型的LED驱动电路得到广泛应用。与此同时，在调光范围的方面，使用者对于具有该种驱动电路的LED照明装置的要求也越来越高，例如，使用者需要该LED照明装置能提供更大的调光范围，并且，具体地，能在将该LED照明装置调光至调光范围的下限时还能再继续进行深度调光。现有技术针对这种要求提供了一些改进。

现有技术的一个解决方案提出，通过添加耗能元件使得LED照明装置能在达到调光范围的下限的情况下继续深度调光，例如添加泄放电路，这样可以利用该泄放电路承担整个驱动电路的部分电能，从而达到进行深度调光的目的，其调光效果例如如图1所示。但是，在可能提供深度调光的情况下，该种解决方案产生了大量不必要的耗能，使得大量的电能被消耗浪费，并且为了实现这种目的，得在电路中添加额外的耗能元件。这样，不仅不能节省电能，而且还会在电路的设计中产生不必要的成本消耗。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种新型的调光电路。根据本实用新型，在将LED照明装置调节到已经处于较小的调光程度的基础上，进一步实现深度调光，从而满足使用者对调光的要求。此外，因为该调光电路并不采用耗能元件进行深度调光，所以调光电路自身的能耗降低，这种调光电路还具有设计简单和成本低廉等优点。此外，本实用新型还涉及一种具有上述调光电路的LED照明装置。

本实用新型的第一个目的通过这样一种调光电路实现，即该调光电路包括整流模块、控制模块和输出模块，其中控制模块接收经过整流模块整流的来自电网的输入信号，并且根据输入信号控制输出模块向负载提供输出信号，其特征在于，还包括补偿模块，补偿模块从控制模块和输出模块之间采集表征调光电路的调光状态的采样信号，并且根据采样信号向控制模块提供补偿信号，控制模块根据输入信号和补偿信号改变输出信号的值。通过在调光电路中添加补偿模块，在调光电路已经达到了调光范围的下限时、即其切相角达到最小值的情况下，实现控制驱动电路并提供进一步深度调光的可能性。“深度调光”在本实用新型的范畴中例如可以指增大调光范围，或者说进一步减小切相角的数值，或者说减小输入信号（例如电流）的数值。

在本实用新型的设计方案中，所述补偿模块在所述采样信号表征所述调光电路处于调光边界状态时向所述控制模块提供所述补偿信号。这样，该种设计向调光电路提供一种具有针对性的调光方式，这种方式可以根据采样信号表征的情况对控制模块进行相应的调节，从而实现深度调光的可能性。通过采样信号来识别出驱动电路是否已经达到了调光范围的下限，如果是这种情况，补偿模块就开始工作，并且向控制模块提供补偿信号，以便实现所期望的“深度调光”。

在根据本实用新型的一个优选的设计方案中，所述补偿模块包括采样单元和补偿信号发生单元，所述补偿信号发生单元通过所述采样单元获得表征所述采样信号的第一信号，所述补偿信号发生单元根据所述第一信号与阈值的比较结果产生所述补偿信号。这样，补偿模块有选择性地判断调光电路是否处于所述的调光边界状态，从而决定是否向控制模块发出补偿信号。

优选的是，所述补偿信号发生单元包括触发单元和补偿单元，所述触发单元通过所述采样单元获得第一信号，所述触发单元在所述第一信号小于（作为所述阈值的）直流电源电压时开启以向所述补偿单元提供触发信号，所述补偿单元根据所述触发信号向所述控制模块提供补偿信号。这样，通过触发单元和补偿单元之间的作用，可以根据采样单元的信号，向控制模块提供进一步控制的信号，从而有效并且是简单地调节驱动电路的调光效果。

优选的是，所述触发单元包括第一晶体管，所述第一晶体管在第一信号小于（作为所述阈值的）直流电源电压时导通并输出所述触发信号。第一晶体管作为触发单元的核心部件，简单地对阈值和第一信号进行比较，并且根据比较值以开关元件的形式进行工作，以便可以间断地提供触发信号。

优选的是，所述触发单元还包括分流支路，所述第一晶体管的参考极连接所述直流电源电压，控制极连接所述采样单元的输出端，工作极通过所述分流支路接地。该分流支路向触发单元提供了稳定工作的环境，保证了该单元的安全性并且同时也保证了电信号的稳定性。

优选的是，所述分流支路包括第一电阻、第二电阻和第一电容器，所述第一电阻和所述第一电容器串联地与所述第二电阻并联，其中所述触发单元的输出端位于所述第一电阻和所述第一电容器之间。该第一和第二电阻为所在单元提供了限流后的电信号，实现了晶体管的正常工作以及确保电路工作的安全性，并且第一电容器具有过滤信号以保证电信号的稳定性的作用。

优选的是，所述补偿单元包括作为放大器的第二晶体管。该第二晶体管作为补偿单元的核心部件，根据上游单元的信号，向下游单元提供合适的稳定的控制信号。

优选的是，所述补偿单元还包括稳压器件，所述稳压器件的阳极连接所述第二晶体管的控制极并且阴极连接所述触发单元的输出端。该稳压器件作为该补偿单元的另一个核心部件，稳定该补偿单元的电压，该补偿单元根据该稳定的电压向下游单元提供电信号。

优选的是，所述稳压器件是至少一个齐纳二极管。齐纳二极管是一种简单并且有效的稳压器件，因此可以根据实际情况选择一个齐纳二极管或多个彼此串联的齐纳二极管来作为稳压器件。

优选的是，所述补偿单元还包括第三电阻，所述第三电阻一端连接所述第二晶体管的参考极，另一端连接至所述控制模块提供所述补偿信号。所述第三电阻影响由所述第二晶体管向下游单元提供的电信号的强度，通过改变第三电阻的大小可以改变补偿信号的值。

优选的是，所述采样单元包括由第四电阻和第五电阻串联成的分压支路，所述分压支路的一端连接在所述控制模块和所述输出模块之间并且另一端接地。通过合理地选择第四和第五电阻的大小，可以获得所期望的调光效果。

优选的是，所述采样单元还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极连接在所述第四电阻和第五电阻之间并且所述第一二极管的阴极连接所述直流电源电压，所述第一二极管的阳极和所述第五电阻之间的节点形成所述采样单元的输出端。所述第一二极管限定了该处的电信号的流向，由此可以防止可能处于高电位的直流电源电压流向分压支路。

优选的是，所述采样单元还包括第二电容器，所述第二电容器和第五电阻并联。第二电容器可以过滤不需要的电信号，保证该采样单元的工作稳定性，从而实现使得下游的补偿单元有效且稳定地工作。

优选的是，所述控制模块包括IC控制器，其中所述输入信号和所述补偿信号分别输入所述IC控制器的第一输入端和第二输入端，所述IC控制器的输出端向所述输出模块提供控制信号。根据该控制信号，输出模块的输出电流得以进一步变化，具体地，可进一步变小。

优选的是，所述输出模块包括第三晶体管和变压器，所述第三晶体管的控制极连接所述IC控制器的输出端，工作极连接所述变压器的初级线圈，参考极一方面经过第八电阻连接所述第二输入端，另一方面经过第六电阻接地。该第三晶体管可以是场效应管，作为该输出模块的一个核心部件，控制着该模块的信号输出的大小，从而可以实现驱动电路的输出电流的变化。

本实用新型的最后一个目的通过一种LED照明装置实现，该LED照明装置包括作为负载的LED器件，还包括根据以上所述的调光电路。该调光电路允许LED照明装置可以在达到调光范围的下限时，进一步地进行深度调光。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本实用新型。这些附图图解了本实用新型的实施例，并与说明书一起用来说明本实用新型的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1是未使用所述补偿单元的调光电路的输出电流示意图（现有技术）；

图2是根据本实用新型的调光电路的示意性框图；

图3是根据本实用新型的调光电路的一个实施例的电路图；

图4是本实用新型的调光电路的输出电流示意图。

具体实施方式

图2示出了根据本实用新型的调光电路100的示意性框图。如图2所示，该新型的调光电路100可模块化为多个实现不同功能的单元，例如：整流模块1、控制模块2、输出模块3以及补偿模块4。控制模块2接收经过整流模块1整流的来自电网的输入信号S1，并且根据输入信号S1控制输出模块3向负载提供输出信号S2。此外，为了实现本实用新型的目的，该调光电路100还包括补偿模块4，该补偿模块4从控制模块2和输出模块3之间采集表征调光电路100的调光状态的采样信号S3，并且根据采样信号S3向控制模块2提供补偿信号S4，控制模块2根据输入信号S1和补偿信号S4改变输出信号S2的值。这样，实现了对调光电路100进行深度调光的目的。

图3示出了根据本实用新型的调光电路100的一个实施例的电路图。如图3所示，补偿模块4包括采样单元41和补偿信号发生单元42。其中，该采样单元41包括第一二极管D1、第四电阻R4、第五电阻R5以及第二电容器C2。第二电容器C2和第五电阻R5并联后形成旁路电路，可以达到过滤不需要的交流信号的作用，保证采样单元41的工作稳定性。第一二极管D1的阳极连接在第四电阻R4和第五电阻R5之间并且第一二极管D1的阴极连接直流电源电压VCC，第一二极管D1的阳极和第五电阻R5之间的节点形成采样单元41的输出端K41。同时，第四电阻R4和第五电阻R5串联后形成分压支路，该分压支路的一端连接在控制模块2和输出模块3之间并且另一端接地。

这样，补偿信号发生单元42通过上述的采样单元41获得表征采样信号S3的第一信号S6，补偿信号发生单元42根据第一信号S6与阈值的比较结果产生补偿信号S4。补偿模块4在采样信号S3表征调光电路100处于调光边界状态时、即达到调光范围的下限时向控制模块2提供补偿信号S4。

图3中还示出，补偿信号发生单元42还包括触发单元421和补偿单元422。触发单元421包括第一晶体管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电容器C1。第一晶体管Q1在第一信号S6小于作为阈值的直流电源电压VCC时导通，并输出触发信号S7。此外，第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容器C1形成了分流支路，具体地，第一电阻R1和第一电容器C1串联地与第二电阻R2并联，其中触发单元421的输出端K421位于第一电阻R1和第一电容器C1之间。第一晶体管Q1的参考极连接直流电源电压VCC，控制极连接采样单元41的输出端K41，工作极通过所述分流支路接地。触发单元421通过采样单元41获得第一信号S6，触发单元421在所述第一信号S6小于作为所述阈值的直流电源电压VCC时开启以向所述补偿单元422提供触发信号S7，补偿单元422根据触发信号S7向控制模块2提供补偿信号S4。

补偿单元422如图3所示包括第二晶体管Q2、稳压器件以及第三电阻R3。第二晶体管Q2作为放大器来根据上游单元、即触发单元42的触发信号S7，向下游单元、即控制模块2提供合适的稳定的补偿信号S4。此外，在此使用了一个齐纳二极管D5作为稳压器件，该稳压器件的阳极连接第二晶体管Q2的控制极，并且，阴极连接触发单元421的输出端K421。同时，作为限流作用的第三电阻R3的一端与第二晶体管Q2的参考极连接，另一端与控制模块2连接并且提供补偿信号S4。

在一个未示出的实施例中，也可以使用多个彼此串联的齐纳二极管来用作稳压器件。

图3还示出了控制模块2和输出模块3的细节图。控制模块2包括IC控制器IC，其中输入信号S1和补偿信号S4分别输入IC控制器IC的第一输入端K1和第二输入端K2，IC控制器IC的输出端K3向输出模块3提供控制信号S5。输出模块3包括第三晶体管Q3和变压器TX1，第三晶体管Q3的控制极连接IC控制器IC的输出端K3，工作极连接变压器TX1的初级线圈P1，参考极一方面经过第八电阻R8连接第二输入端K2，另一方面经过第六电阻R6接地。这样，通过第三电阻R3，补偿单元422可以结合第八电阻R8向控制模块2提供补偿信号S4，从而实现对输出模块3的进一步控制的作用，具体地，例如，可以影响输出模块3的晶体管Q3的主电流。

$\mathrm{Ip}=\frac{(V2-\mathrm{VD}5-\mathrm{Vsense})*\frac{R8}{R3}+\mathrm{Vsense}}{R6},$

其中V2为节点K421上的电压，VD5为稳压器件D5上的电压，Vsense、即补偿信号S4为第八电阻R8和第三电阻R3之间的电压。

通过对比图1（现有技术）和图4（根据本实用新型）中示出的调光电路100的输出电流示意图可以清楚地识别出根据本实用新型的调光电路100所实现的“深度调光”的效果。例如在调光过程中，在输入电压相同的情况下，如图1所示，根据现有技术的调光电路的输出电流Io1的值较大；而如图4所示，根据本实用新型的、具有补偿模块4的调光电路100的输出电流Io2的值相对于Io1而言较小，由图1和图4的输出电流Io1和Io2比较可以看出，本实用新型的调光电路100的实施例可以获得比未使用补偿模块的调光电路更小的输出电流。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

参考标号

1   整流模块

2   控制模块

3   输出模块

4   补偿模块

41  采样单元

42  补偿信号发生单元

421 触发单元

422 补偿单元

R1  第一电阻

R2  第二电阻

R3  第三电阻

R4  第四电阻

R5  第五电阻

R6  第六电阻

R8  第八电阻

C1  第一电容器

C2  第二电容器

Q1  第一晶体管

Q2  第二晶体管

Q3  第三晶体管

D1  第一二极管

D5  稳压器件/齐纳二极管

S1   输入信号

S2   输出信号

S3   采样信号

S4   补偿信号

S5   控制信号

S6   第一信号

S7   触发信号

K1   控制模块的第一输入端

K2   控制模块的第二输入端

K3   控制模块的输出端

K41  采样单元的输出端

K421 触发单元的输出端

P1   初级线圈

IC   IC控制器

TX1  变压器

VCC  直流电源电压。

Claims (17)

1.一种调光电路（100），包括整流模块（1）、控制模块（2）和输出模块（3），其中所述控制模块（2）接收经过所述整流模块（1）整流的来自电网的输入信号（S1），并且根据所述输入信号（S1）控制所述输出模块（3）向负载提供输出信号（S2），其特征在于，还包括补偿模块（4），所述补偿模块（4）从所述控制模块（2）和所述输出模块（3）之间采集表征所述调光电路（100）的调光状态的采样信号（S3），并且根据所述采样信号（S3）向所述控制模块（2）提供补偿信号（S4），所述控制模块（2）根据所述输入信号（S1）和所述补偿信号（S4）改变所述输出信号（S2）的值。

2.根据权利要求1所述的调光电路，其特征在于，所述补偿模块（4）在所述采样信号（S3）表征所述调光电路（100）处于调光边界状态时向所述控制模块（2）提供所述补偿信号（S4）。

3.根据权利要求1或2所述的调光电路，其特征在于，所述补偿模块（4）包括采样单元（41）和补偿信号发生单元（42），所述补偿信号发生单元（42）通过所述采样单元（41）获得表征所述采样信号（S3）的第一信号（S6），所述补偿信号发生单元（42）根据所述第一信号（S6）与阈值的比较结果产生所述补偿信号（S4）。

4.根据权利要求3所述的调光电路，其特征在于，所述补偿信号发生单元（42）包括触发单元（421）和补偿单元（422），所述触发单元（421）通过所述采样单元（41）获得第一信号（S6），所述触发单元（421）在所述第一信号（S6）小于作为所述阈值的直流电源电压（VCC）时开启以向所述补偿单元（422）提供触发信号（S7），所述补偿单元（422）根据所述触发信号（S7）向所述控制模块（2）提供补偿信号（S4）。

5.根据权利要求4所述的调光电路，其特征在于，所述触发单元（421）包括第一晶体管（Q1），所述第一晶体管（Q1）在第一信号（S6）小于直流电源电压（VCC）时导通并输出所述触发信号（S7）。

6.根据权利要求5所述的调光电路，其特征在于，所述触发单元（421）还包括分流支路，所述第一晶体管（Q1）的参考极连接所述直流电源电压（VCC），控制极连接所述采样单元（41）的输出端（K41），工作极通过所述分流支路接地。

7.根据权利要求6所述的调光电路，其特征在于，所述分流支路包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）和第一电容器（C1），所述第一电阻（R1）和所述第一电容器（C1）串联地与所述第二电阻（R2）并联，其中所述触发单元（421）的输出端（K421）位于所述第一电阻（R1）和所述第一电容器（C1）之间。

8.根据权利要求4所述的调光电路，其特征在于，所述补偿单元（422）包括作为放大器的第二晶体管（Q2）。

9.根据权利要求8所述的调光电路，其特征在于，所述补偿单元（422）还包括稳压器件，所述稳压器件的阳极连接所述第二晶体管（Q2）的控制极并且阴极连接所述触发单元（421）的输出端（K421）。

10.根据权利要求9所述的调光电路，其特征在于，所述稳压器件是至少一个齐纳二极管（D5）。

11.根据权利要求8所述的调光电路，其特征在于，所述补偿单元（422）还包括第三电阻（R3），所述第三电阻（R3）一端连接所述第二晶体管（Q2）的参考极，另一端连接至所述控制模块（2）提供所述补偿信号（S4）。

12.根据权利要求4所述的调光电路，其特征在于，所述采样单元（41）包括由第四电阻（R4）和第五电阻（R5）串联成的分压支路，所述分压支路的一端连接在所述控制模块（2）和所述输出模块（3）之间并且另一端接地。

13.根据权利要求12所述的调光电路，其特征在于，所述采样单元（41）还包括第一二极管（D1），所述第一二极管（D1）的阳极连接在所述第四电阻（R4）和第五电阻（R5）之间并且所述第一二极管（D1）的阴极连接所述直流电源电压（VCC），所述第一二极管（D1）的阳极和所述第五电阻（R5）之间的节点形成所述采样单元（41）的输出端（K41）。

14.根据权利要求12所述的调光电路，其特征在于，所述采样单元（41）还包括第二电容器（C2），所述第二电容器（C2）和第五电阻（R5）并联。

15.根据权利要求4所述的调光电路，其特征在于，所述控制模块（2）包括IC控制器（IC），其中所述输入信号（S1）和所述补偿信号（S4）分别输入所述IC控制器（IC）的第一输入端（K1）和第二输入端（K2），所述IC控制器（IC）的输出端（K3）向所述输出模块（3）提供控制信号（S5）。

16.根据权利要求15所述的调光电路，其特征在于，所述输出模块（3）包括第三晶体管（Q3）和变压器（TX1），所述第三晶体管（Q3）的控制极连接所述IC控制器（IC）的输出端（K3），工作极连接所述变压器（TX1）的初级线圈（P1），参考极一方面经过第八电阻（R8）连接所述第二输入端（K2），另一方面经过第六电阻（R6）接地。

17.一种LED照明装置，包括作为负载的LED器件，其特征在于，还包括根据权利要求1-16中任一项所述的调光电路（100）。

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