CN203327325U

CN203327325U - 一种led恒流分段调光电路

Info

Publication number: CN203327325U
Application number: CN2013203957769U
Authority: CN
Inventors: 王彩凤; 张亚琼; 孟凡鹏; 钱根跃
Original assignee: CHONGQING NVC INDUSTRIES Co Ltd; Huizhou NVC Lighting Technology Corp
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2023-07-04

Abstract

本实用新型公开了一种LED恒流分段调光电路，包括整流滤波电路、APFC控制电路、初次级隔离变压器、次级反馈电路、恒流芯片电路、分级电阻调光电路；所述的整流滤波电路的输入端接交流电、输出端经过APFC控制电路接初次级隔离变压器原边，初次级隔离变压器副边给恒流芯片电路提供电压，次级反馈电路将初次级隔离变压器的次级信息反馈给APFC控制电路，APFC控制电路对电路整体进行控制，恒流芯片电路输出端接LED光源。本实用新型未使用LED调光芯片，构思新颖；本实用新型是采用分压电阻调节电流，无其他外围电路，因此恒流精度较好；采用隔离输出式LED模块控制装置，人体触碰不容易发生危险，本实用新型在调光整个过程中的效率与功率因数都远远高于传统可控硅调光电源。

Description

一种 LED 恒流分段调光电路

技术领域

本实用新型涉及一种调光电路，特别涉及一种LED恒流分段调光电路。

背景技术

随着现代科技的迅速发展，新产品、新技术的日新月异，LED作为一种寿命长、光效高、辐射低与功耗低的照明产品迅速的被市场接受，现有的LED驱动技术也日趋成熟。如何使用户可以随意的、方便的调节LED亮度成为技术人员的新的目标。然而如今市面上的LED调光电路总是存在这样或者那样的问题，如发光不均匀、光效差、操作繁琐、成本高等等问题，因此立即推出一款满足市场需求的产品就是十分迫切的了。

为了解决上述问题，出现了一种LED驱动电路及LED灯具的解决方法：该技术是一种LED非隔离式调光电路，此电路包括整流模块、功率因数校正及其恒流调光模块。整流模块式将电源输出的电信号整流成直流信号，功率因数校正模块主要用于对功率因数的提高，恒流调光模块通过分压电阻、可变电阻及恒流调光芯片的相互作用对电路实现调光。该发明是通过可变电阻的阻值调整采样电压的大小，从而进行调光。

但是这些方法还是存在以下不足：LED颗粒发光不均匀；结构复杂，外围电路较多、效率低、操作繁琐，需要在规定时间内达到开关次数的积累才能实现调光、驱动是非隔离的，使用范围受到限制且容易发生危险、启动速度慢，闪烁，工作不稳定、成本较高、 EMC，EMI调试困难。所以仍需寻找一些更好的解决方法。

实用新型内容

本实用新型针对上述普遍存在的问题，提出一种新的LED恒流分段调光电路。

一种LED恒流分段调光电路，包括整流滤波电路、APFC控制电路、初次级隔离变压器、次级反馈电路、恒流芯片电路、分级电阻调光电路；所述的整流滤波电路的输入端接交流电、输出端经过APFC控制电路接初次级隔离变压器原边，初次级隔离变压器副边给恒流芯片电路提供电压，次级反馈电路将初次级隔离变压器的次级信息反馈给APFC控制电路，APFC控制电路对电路整体进行控制，恒流芯片电路输出端接LED光源，分级电阻调光电路调节恒流芯片电路输出端输出电压。

优选的，还包括EMI抗电磁干扰电路。

优选的，所述的恒流芯片电路包括AP4313芯片，分级电阻调光电路包括N个串联电阻，所述的N个串联电阻接在AP4313芯片第二引脚与第四引脚之间，分级电阻调光电路还包括选择串联电阻接入的开关电路。

优选的，次级反馈电路包括光耦，光耦的输入端接AP4313芯片第三引脚与第六引脚之间，光耦的输出端接APFC控制电路的反馈信号输入端。

优选的，所述的APFC控制电路包括芯片LC5523D。

综上所述，本实用新型具有以下显著的有益效果：

（1）本实用新型未使用LED调光芯片，其是在LED恒流电路的基础上对其进行创新改进之后实现调光功能的，构思新颖；

（2）本实用新型是采用分压电阻调节电流，无其他外围电路，因此恒流精度较好；

（3）本实用新型工作稳定可靠，不会对人眼造成任何伤害，更不会使人产生眩晕或者恶心等不适感，能够最大限度的满足人们对光的需求；

（4）本实用新型采用隔离输出式LED模块控制装置，人体触碰不容易发生危险，本实用新型效率与功率因数较高。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的LED恒流分段调光电路的模块图。

图2为图1中LED恒流分段调光电路的第一部分电路图。

图3为图1中LED恒流分段调光电路的第二部分电路图。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

如图1所示，一种LED恒流分段调光电路，包括EMI抗电磁干扰电路、整流滤波电路、APFC控制电路、初次级隔离变压器、次级反馈电路、恒流芯片电路、分级电阻调光电路。

EMI抗电磁干扰电路、整流滤波电路、APFC控制电路、初次级隔离变压器、次级反馈电路、恒流芯片电路依次相接，EMI抗电磁干扰电路另一端接220V交流电、恒流芯片电路输出电压给led芯片，恒流芯片电路另接分级电阻调光电路，次级反馈电路另接APFC控制电路。所述的整流滤波电路的输入端接交流电、输出端经过APFC控制电路接初次级隔离变压器原边，初次级隔离变压器副边给恒流芯片电路提供电压，次级反馈电路将初次级隔离变压器的次级信息反馈给APFC控制电路，APFC控制电路对电路整体进行控制，恒流芯片电路输出端接LED光源，分级电阻调光电路调节恒流芯片电路输出端输出电压。

如图2所示，所述EMI抗电磁干扰电路主要由电容C1与共模电感L1连接组成，实现对电磁干扰的遏制。

所述整流滤波电路包括整流芯片BD1，其输入端与共模电感相连，输出端通过L4与RL-2连接、L3与RL-1连接、且分别与C2组成T型滤波电路，实现低通滤波，且输出电流较大、负载能力好的目的。

所述APFC控制电路主要由控制芯片实现，控制芯片可以是LC5523D、iP7302、LC5521等，电路图中控制芯片为LC5523D，1脚是控制部分的GND，其通过Rocp接地。2脚VCC是芯片的供电脚起动电路内置于IC，在IC 内部与D/ST 端子(8号脚)相连。起动电流在IC 内部被定电流化后，以ICC(STARTUP)= 3.0mA(TYP)的电流给连接与VCC 端子的电解电容C4 充电，当VCC 端子电压上升到动作开始电源电压VCC(ON)= 5.1V(TYP)后，IC 开始动作。电源启动后，当VCC 端子电压达到起动电流供给门槛电VCC(BIAS)= 16.6V(TYP)以上时，起动电路切断，起动电路无功率消耗。4脚FB是反馈信号输入端，一旦发生过负载状态，输出电压下降，2 次侧误差放大器关断，不产生反馈电流。反馈电流消失后，由FB 端子内部的定电流源给FB 外接的电容C6 充电。所述过压保护信号输入是LC5523D的6脚OVP。随着2 次侧输出电流I_OUT的变化，VCC 端子电压会发生变化，有可能出现过电压保护动作(OVP)，这是由功率MOSFET 管关断瞬间所产生的浪涌电压对C4 进行峰值充电所致。为防止浪涌充电导致过电压保护动作，与整流二极管D1 串联电阻R1，可有效防止此现象。所述过电流保护功能由LC5523D的3脚OCP决定。过电流保护电路(OCP)，通过逐个脉冲方式检测功率OSFET 的Drain 电流的峰值，从而限制功率。功率MOSFET 的Drain 电流由S/OCP 端子与GND 端子间的电流检测电阻ROCP 检测,通过IC 内部电阻将内部Reg 电压和Rocp 电压分压可得到检测电压V_ROCP。V_ROCP 的压降一旦达到过电流检测门槛电压(V_ROCP= −0.60V(TYP))，功率MOSFET 即关断。

初次级隔离变压器，可由一般具有隔离功能的变压器实现即可。

所述次级反馈电路由光耦组成，当二次侧定电流检测电阻的压降减小时，流经光耦的电流便增大，通过光耦反馈至一次侧的电流也就增大，平均化的FB 端子电压随之减小，由FB 比较器产生的ON 幅宽变窄，这样形成与输入电压成比例的漏极电流峰值波形。因此光耦能够将二次侧的信息反馈到一次侧，从而对电路进行调节。

如图3所示芯片U3第3管脚经过电容C13、电子R10接芯片U3第5管脚，芯片U3第5管脚经电阻R17接输出端负极LED-,芯片U3第2管脚接输出端负极LED-,芯片U3第6管脚经过二极管ZD1接输出端正极LED+，输出端正极LED+与输出端负极LED-之间串联接有电阻R19、电阻R20，芯片U3第3管脚经电容C12、电阻R13接电阻R19与电阻R20两者之间，电阻R19与电阻R20两者之间接芯片U3第1管脚，芯片U3第3管脚经电阻R8、光耦输入端U2A接芯片U3第6管脚；芯片U3第4管脚经N个电阻RS1-RSn后接输出端负极LED-，芯片U3第4管脚二极管D6接输出端负极LED-,芯片U3第4管脚电阻R16接输出端负极LED-,N个电阻RS1-RSn相邻两个电阻之间经过一个开关后接芯片U3第4管脚。

所述恒流芯片电路可以是AP4313、TSM1052、iP7700等芯片及其外围电路组成实现其功能，图中使用的是AP4313芯片，当6脚VCC电压达到12V时芯片开始工作。其内部包含一个精度为±1%的1.21V 基准电压，其能够保证在经过运算放大器之后输出的电压和电流达到一个稳定值，使输出恒流恒压。

所述分级电阻调光电路。主要由RS₁-RS_n串联连接在AP4313芯片的2脚与4脚之间，第四脚为电流控制端Ictrl由于2脚信号地与地之间有200mV的微小电压，通过n个电阻对这个电压分压，再通过一个开关电路选择接入AP4313芯片的2脚与4脚之间的电阻个数，图中，每个电阻并联一个开关，这些开关连同回路组成开关电路。通过不同的接入电阻，调节每档对应的电压，控制灯的亮度，实现每档所采样的电压值的不同实现电路的调档功能。

本申请提供的一种LED恒流分段调光电路是一种高效率高功率因数高恒流精度的电源。当220VAC输入电源时首先经过EMI抗电磁干扰电路，然后依次通过整流滤波电路对波形进行整流，APFC控制芯片LC5523D对整体电路进行控制，同时实现电路的开路保护、短路保护，次级反馈电路主要实现将次级的信息反馈到初级以便对电路整体进行调控，最后通过恒流芯片电路及分压电阻调节电路最终使电路在LED发光均匀的同时也能够工作稳定，无闪烁的实现多级调光。

本申请提供的一种LED恒流分段调光电路只使用副边反馈的恒流电路，与其他调光电路最大的不同点是，其既不需要使用单片机控制，也不需要增加斩波发生器，更不需要可控硅调光器去实现调光，只是简单的用数字拨码器或类似的开关器件通过改变副边反馈电路的VSENSE电压来改变LED电流从而实现调光。在以副边反馈恒流电路的基础上，通过对副边反馈电路增加分压电阻,使每一档所代表的电压值的不同来达到调光的目的。该设计的优点是既不会产生由于LED发光颗粒数的不同而造成的发光不均匀，也不会由于导通角的改变对电路造成污染，更不会存在恒压电路的电流不均匀问题。

现在大多数的LED调光电路如脉宽式、数字式这些都是非隔离式电路，人体接触可能会发生危险，且这些电路只是简单的脉宽调压电路，由于没有反馈电路，其根本无法实现恒流输出，而该实用新型电源采用隔离输出式LED模块控制装置，LED灯工作电源和220输入是隔离的，其工作电压是处于安全电压范围内的，人体接触，不容易发生触电危险，并且可以承受短暂性4000V雷击，可广泛使用于室内及其户外照明，安全可靠。

本申请并未使用专门的调光芯片来达到调光的目的，其是在基本的LED恒流电路的基础上通过添加调光电路来达到调光的，使用范围更加广泛。本申请电源高效节能，整个调光过程中效率与功率因数都较一般调光电路高很多，EMC和EMI也很容易调试，实现了真正使能量最大化使用的目的。

需要说明的是，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实施例作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims

1. 一种LED恒流分段调光电路，其特征在于：

包括整流滤波电路、APFC控制电路、初次级隔离变压器、次级反馈电路、恒流芯片电路、分级电阻调光电路；

所述的整流滤波电路的输入端接交流电、输出端经过APFC控制电路接初次级隔离变压器原边，初次级隔离变压器副边给恒流芯片电路提供电压，次级反馈电路将初次级隔离变压器的次级信息反馈给APFC控制电路，APFC控制电路对电路整体进行控制，恒流芯片电路输出端接LED光源，分级电阻调光电路调节恒流芯片电路输出端输出电压。

2. 根据权利要求1所述的一种LED恒流分段调光电路，其特征在于：还包括EMI抗电磁干扰电路。

3. 根据权利要求2所述的一种LED恒流分段调光电路，其特征在于：所述的恒流芯片电路包括AP4313芯片，分级电阻调光电路包括N个串联电阻，所述的N个串联电阻接在AP4313芯片第二引脚与第四引脚之间，分级电阻调光电路还包括选择串联电阻接入的开关电路。

4. 根据权利要求3所述的一种LED恒流分段调光电路，其特征在于：次级反馈电路包括光耦，光耦的输入端接AP4313芯片第三引脚与第六引脚之间，光耦的输出端接APFC控制电路的反馈信号输入端。

5. 根据权利要求4所述的一种LED恒流分段调光电路，其特征在于：所述的APFC控制电路包括芯片LC5523D。