CN203859895U - 一种适用于可控硅调光的调光控制电路及led灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于可控硅调光的调光控制电路，其包括由第一电阻和第二电阻串联组成的采样支路以及由第三电阻、第一晶体管和第二晶体管组成的控制支路。采样支路和控制支路并联连接在调光控制电路的电压采样点与接地点之间。其中，电压采样点经由采样支路的第一电阻连接至第一晶体管的栅极，并且电压采样点经由控制支路的第三电阻连接至第二晶体管的栅极和第一晶体管的漏极。其中，第二晶体管的源极与第一晶体管的源极共同连接至接地点，并且第二晶体管的漏极构成了调光控制电路的输出控制点。本实用新型还涉及一种LED灯，调光控制电路应用于LED灯，使其支持可控硅调光，使用安装方便。

Description

一种适用于可控硅调光的调光控制电路及LED灯

技术领域

本实用新型涉及一种适用于可控硅调光的调光控制电路以及具有该调光控制电路的LED灯。

背景技术

LED作为一种新型固态光源，以其节能、环保和寿命长等优点有望成为新一代照明光源。由于LED是直流电压驱动的，而我们的生产生活用电却是交流电。因此，要想正常点亮LED，需要一个电源转换器来实现整流和降压的功能，以便使LED具有合适的工作条件。电源转换器的引入带来了很多负面效应。第一，电源转换器的寿命远远低于LED自身的寿命，这会使得整个LED发光装置的使用寿命变短。第二，电源转换器会降低LED发光装置的效率。第三，在小功率应用中，电源转换器会引起整个电路功率因数的下降和电流总谐波的增加，不利于LED正常工作。为了充分发挥LED的自身优势，通常采用可以用交流电直接驱动的LED发光装置。目前LED灯具调光市场上使用最多的就是传统的可控硅调光器。可控硅调光的原理就是通过可控硅器件的开关对正弦交流电进行斩波调制，按斩波位置可以分为前沿斩波和后延斩波，这种可控硅器件调光有一个特点，同时也是在LED调光应用中的难点：可控硅导通后需要一定大小的维持电流才能维持导通，否则可控硅将会关闭。

例如，中国专利申请CN201220070049.0公开了一种LED可控硅调光电源用智能维持电流电路，该电路包括电流采样电路、控制电路、恒流负载电路以及偏置电路，且需要外接功率转换器。该技术方案的电路结构复杂，在实际应用时，成本较高。

现有的交流电直接供电的支持可控硅调光的LED驱动电路方案很多。但是在实际应用时，这些支持可控硅调光的交流电直接供电的LED驱动电路方案，在可控硅调光器调整至比较暗的时候，一方面由于功率过小，不能提供足够的维持电流给可控硅，导致LED发光闪烁。另一方面由于可控硅切相以后的电压未达到LED串的导通电压，不足以导通LED串，导致在临界点的时候LED发光闪烁。

实用新型内容

为了克服现有适用于可控硅调光的LED驱动电路技术存在的上述不足，本实用新型提供了一种适用于可控硅调光的调光控制电路，其特征在于，

所述调光控制电路包括由第一电阻和第二电阻串联组成的采样支路以及由第三电阻、第一晶体管和第二晶体管组成的控制支路，

所述采样支路和所述控制支路并联连接在所述调光控制电路的电压采样点与接地点之间，

其中，所述电压采样点经由所述采样支路的第一电阻连接至所述第一晶体管的栅极，并且所述电压采样点经由所述控制支路的第三电阻连接至所述第二晶体管的栅极和所述第一晶体管的漏极，

其中，所述第二晶体管的源极与所述第一晶体管的源极共同连接至接地点，并且所述第二晶体管的漏极构成了所述调光控制电路的输出控制点。

根据一个优选实施方式，在所述采样支路中，所述第一电阻和所述第二电阻彼此串联并且所述第二电阻的一端接地，使得所述第一电阻与所述第二电阻之间的连接节点用于给所述控制支路的第一晶体管的栅极提供用于控制通断的电压，

在所述控制支路中，所述第一晶体管的源极连接至接地点，所述第一晶体管的漏极连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接至所述第一电阻，从而所述第一电阻和所述第三电阻的连接节点构成了所述调光控制电路的所述电压采样点；并且所述第二晶体管的栅极连接至所述第一晶体管的漏极。

根据一个优选实施方式，电容和第一稳压二极管按照彼此并联的方式连接在接地点与所述第一电阻与所述第二电阻的连接节点之间，其中，所述第一晶体管的栅极和所述第一稳压二极管的负极共同连接在所述第一电阻和所述第二电阻之间的连接节点上，所述第一稳压二极管的正极连接接地点。

根据一个优选实施方式，第二稳压二极管的负极连接在所述第二晶体管的栅极与所述第一晶体管的漏极之间的连接节点处，并且所述第二稳压二极管的正极连接至接地点。

根据一个优选实施方式，所述第一晶体管和所述第二晶体管为场效应管或双极型晶体管，并且所述第一晶体管的击穿电压高于所述电压采样点的最高电压，所述第一稳压二极管和所述第二稳压二极管的耐压值分别低于相应的第一晶体管和第二晶体管的栅极最高耐压。

根据一个优选实施方式，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻、所述第一晶体管和所述第二晶体管的参数是如此设定的，即，当所述电压采样点的电压高于预设电压时，所述第一晶体管导通，所述第二晶体管截止；并且当所述电压采样点的电压低于预设电压时，所述第一晶体管截止，所述第二晶体管导通，使得输出控制点输出低电平。

本实用新型还提供了一种LED灯，其包括整流电路、驱动电路和LED模组，所述LED模组由一个或多个相互串联的LED芯片组成，其特征在于，所述LED灯具有前所述的调光控制电路。

根据一个优选实施方式，所述整流电路的输出正端连接所述调光控制电路的电压采样点和所述LED模组的一个输入端。

根据一个优选实施方式，所述驱动电路包括驱动芯片，所述调光控制电路的输出控制点连接所述驱动芯片的数字调光接口端，所述驱动芯片的输出端连接所述LED模组的另一输入端。

根据一个优选实施方式，所述驱动电路包括驱动芯片和驱动场效应管，其中，所述驱动场效应管的栅极与所述调光控制电路的输出控制点共同连接至所述驱动芯片的一输出端，所述驱动场效应管的源极连接所述驱动芯片的另一输出端，所述驱动场效应管的漏极连接所述LED模组的所述另一输入端。

本实用新型的有益效果是：

调光控制电路结构简单，具有体积小、成本低的优点。调光控制电路可连接具有多种驱动芯片的驱动电路，应用广泛。调光控制电路有效避免在交流电直接驱动LED电路应用于可控硅调光时的发光闪烁问题，能有效地改善调光效果，提升了用户的生活品质。本实用新型的调光控制电路应用到LED灯中，使LED灯能支持可控硅调光，使用安装方便。

附图说明

图1是本实用新型的调光控制电路的基本电路原理图；

图2是本实用新型应用到LED灯的一种实施例的电路原理图；

图3是本实用新型应用到LED灯的另一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型。如图1所示为本实用新型的调光控制电路的电路原理图。本实用新型的调光控制电路包括由第一电阻101和第二电阻102串联组成的采样支路以及由第三电阻103、第一晶体管107和第二晶体管108组成的控制支路。采样支路和控制支路并联连接在调光控制电路的电压采样点Sample IN与接地点之间。电压采样点Sample IN经由采样支路的第一电阻101连接至第一晶体管107的栅极。电压采样点Sample IN经由控制支路的第三电阻103连接至第二晶体管108的栅极和第一晶体管107的漏极。第二晶体管108的源极与第一晶体管107的源极共同连接至接地点。第二晶体管108的漏极构成了调光控制电路的输出控制点Control OUT。在采样支路中，第一电阻101和第二电阻102彼此串联并且第二电阻的一端接地，并且第一电阻101与第二电阻102之间的连接节点用于给控制支路的第一晶体管107的栅极提供用于控制通断的电压。在控制支路中，第一晶体管107的源极连接至接地点，第一晶体管107的漏极连接第三电阻103的一端，第三电阻103的另一端连接至第一电阻101，从而第一电阻101和第三电阻103的连接节点构成了调光控制电路的电压采样点Sample IN。第二晶体管108的栅极连接至第一晶体管107的漏极。电容104和第一稳压二极管105按照彼此并联的方式连接在接地点与第一电阻101与第二电阻102的连接节点之间。第一晶体管107的栅极和第一稳压二极管105的负极共同连接在第一电阻101和第二电阻102之间的连接节点上，第一稳压二极管105的正极连接接地点。

上述第一晶体管107和第二晶体管108可为场效应管或双极型晶体管BJT。第一晶体管107的击穿电压高于电压采样点的最高电压，以避免损坏。第一稳压二极管105和第二稳压二极管106要求其耐压值分别低于第一晶体管107和第二晶体管108的栅极最高耐压，以避免损坏。

在具体描述时，上述晶体管具体采用场效应管来进行描述说明。如图1所示，当电压采样点Sample IN的电压处于相对较高的状态，即高于预设电压时，此时场效应管107的栅极电压较高，场效应管107导通。使得场效应管108栅极电压较低，导致场效应管108截止，输出控制点Control OUT无动作。此时场效应管108呈高阻状态。当电压采样点SampleIN电压过低时，即低于预设电压时，导致场效应管107栅极电压过低，场效应管107截止，场效应管108栅极则为高电压，使得场效应管108导通，使得输出控制点Control OUT的输出信号呈低电平状态。

本实用新型提供的技术方案通过外部电路采样可控硅切相以后的电压有效值，控制电路回路的通断。当功率较小不足以提供可控硅的维持电流或者当电压降低至LED灯串的导通电压以下的时候，及时关断电路主回路，使得LED停止发光，能够有效改善用户对调光效果的体验，提升用户的生活品质。并且调光控制电路结构简单，具有体积小、成本低的优点。

如图2为本实用新型应用到LED灯的一种实施例的电路原理图。本实施例中驱动电路部分驱动芯片带有数字调光接口端DIM，默认状态下通过内部电平上拉为高电平。LED灯还包括整流电路、驱动电路和LED模组，LED模组由一个或多个相互串联的LED芯片组成。在图2中，该LED灯的驱动电路为图中所示的驱动芯片。整流电路的输出正端连接调光控制电路的电压采样点Sample IN和LED模组的一个输入端LED+。调光控制电路的输出控制点Control OUT连接驱动芯片的数字调光接口端DIM，驱动芯片的输出端连接LED模组的另一输入端LED-。在接入本实用新型提供的调光控制单元以后，当电压采样点Sample IN的电压较低时，场效应管207的栅极电压较低，场效应管207处于截止状态。此时场效应管208的栅极电位为高电平，场效应管208导通。从而将驱动电路的数字调光端口电平下拉至低电平，驱动芯片停止输出，LED停止发光。当采样电压点电压较高时，场效应管207的栅极电压较高，场效应管208处于导通状态。此时场效应管208的栅极电位为低电平，场效应管208截止处于高阻状态。此时调光控制电路不影响驱动电路的工作，驱动电路正常工作，LED发光正常。

如图3为本实用新型应用到LED灯的另一种实施例的电路原理图。作为本实施例驱动电路的驱动芯片没有数字调光端口端DIM。为此，直接将调光控制电路的输出控制点Control OUT接到驱动方案驱动场效应管的栅极和驱动芯片的一输出端GATE。驱动场效应管的源极连接驱动芯片的另一输出端。驱动场效应管的漏极连接LED模组的另一输入端LED-。调光控制电路的具体工作方式同上，当电压采样点Sample IN电压较低时候，场效应管308处于导通状态，从而将驱动芯片的输出端GATE下拉至低电平，使得驱动芯片的另一输出端的输出被截止，进而使得LED停止发光。当电压采样点Sample IN电压较高时，场效应管308处于截止高阻状态，不影响驱动电路的正常工作，LED正常发光。

本实用新型的调光控制电路应用到LED灯中，根据上述工作原理，可以有效避免在交流电直接驱动LED电路方案应用于可控硅调光时的发光闪烁问题，有效地改善调光效果，提升了用户对调光的生活品质。采用该技术方案的LED灯能支持可控硅调光，并且使用安装方便。

本实用新型至少具有以下优点：

1、调光控制电路有效避免在交流电直接驱动LED电路应用于可控硅调光时的发光闪烁问题，能有效地改善调光效果，提升了用户的生活品质。

2、调光控制电路结构简单，具有体积小、成本低的优点。

3、调光控制电路可连接具有多种驱动芯片的驱动电路，应用广泛。

4、本实用新型的调光控制电路应用到LED灯中，使LED灯能支持可控硅调光，使用安装方便。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种适用于可控硅调光的调光控制电路，其特征在于， 

所述调光控制电路包括由第一电阻(101)和第二电阻(102)串联组成的采样支路以及由第三电阻(103)、第一晶体管(107)和第二晶体管(108)组成的控制支路， 

所述采样支路和所述控制支路并联连接在所述调光控制电路的电压采样点(Sample IN)与接地点之间， 

其中，所述电压采样点(Sample IN)经由所述采样支路的第一电阻(101)连接至所述第一晶体管(107)的栅极，并且所述电压采样点(Sample IN)经由所述控制支路的第三电阻(103)连接至所述第二晶体管(108)的栅极和所述第一晶体管(107)的漏极， 

其中，所述第二晶体管(108)的源极与所述第一晶体管(107)的源极共同连接至接地点，并且所述第二晶体管(108)的漏极构成了所述调光控制电路的输出控制点(Control OUT)。 

2.根据权利要求1所述的调光控制电路，其特征在于， 

在所述采样支路中，所述第一电阻(101)和所述第二电阻(102)彼此串联并且所述第二电阻的一端接地，使得所述第一电阻(101)与所述第二电阻(102)之间的连接节点用于给所述控制支路的第一晶体管(107)的栅极提供用于控制通断的电压， 

在所述控制支路中，所述第一晶体管(107)的源极连接至接地点，所述第一晶体管(107)的漏极连接所述第三电阻(103)的一端，所述第三电阻(103)的另一端连接至所述第一电阻(101)，从而所述第一电阻(101)和所述第三电阻(103)的连接节点构成了所述调光控制电路的所述电压采样点(Sample IN)；并且所述第二晶体管(108)的栅极连接至所述第一晶体管(107)的漏极。 

3.根据权利要求1所述的调光控制电路，其特征在于，电容(104) 和第一稳压二极管(105)按照彼此并联的方式连接在接地点与所述第一电阻(101)与所述第二电阻(102)的连接节点之间，其中，所述第一晶体管(107)的栅极和所述第一稳压二极管(105)的负极共同连接在所述第一电阻(101)和所述第二电阻(102)之间的连接节点上，所述第一稳压二极管(105)的正极连接接地点。 

4.根据权利要求3所述的调光控制电路，其特征在于，第二稳压二极管(106)的负极连接在所述第二晶体管(108)的栅极与所述第一晶体管(107)的漏极之间的连接节点处，并且所述第二稳压二极管(106)的正极连接至接地点。 

5.根据权利要求4所述的调光控制电路，其特征在于，所述第一晶体管(107)和所述第二晶体管(108)为场效应管或双极型晶体管(BJT)，并且所述第一晶体管(107)的击穿电压高于所述电压采样点(Sample IN)的最高电压，所述第一稳压二极管(105)和所述第二稳压二极管(106)的耐压值分别低于相应的第一晶体管(107)和第二晶体管(108)的栅极最高耐压。 

6.根据权利要求1至4之一所述的调光控制电路，其特征在于， 

所述第一电阻(101)、所述第二电阻(102)、所述第三电阻(103)、所述第一晶体管(107)和所述第二晶体管(108)的参数是如此设定的，即，当所述电压采样点(Sample IN)的电压高于预设电压时，所述第一晶体管(107)导通，所述第二晶体管(108)截止；并且当所述电压采样点(Sample IN)的电压低于预设电压时，所述第一晶体管(107)截止，所述第二晶体管(108)导通，使得输出控制点(Control OUT)输出低电平。 

7.一种LED灯，其包括整流电路、驱动电路和LED模组，所述LED模组由一个或多个相互串联的LED芯片组成，其特征在于，所述LED灯 具有如权利要求1至6之一所述的调光控制电路。 

8.根据权利要求7所述的LED灯，其特征在于，所述整流电路的输出正端连接所述调光控制电路的电压采样点(Sample IN)和所述LED模组的一个输入端(LED+)。 

9.根据权利要求8所述的LED灯，其特征在于，所述驱动电路包括驱动芯片，所述调光控制电路的输出控制点(Control OUT)连接所述驱动芯片的数字调光接口端(DIM)，所述驱动芯片的输出端连接所述LED模组的另一输入端(LED-)。 

10.根据权利要求9所述的LED灯，其特征在于，所述驱动电路包括驱动芯片和驱动场效应管，其中，所述驱动场效应管的栅极与所述调光控制电路的输出控制点(Control OUT)共同连接至所述驱动芯片的一输出端(GATE)，所述驱动场效应管的源极连接所述驱动芯片的另一输出端，所述驱动场效应管的漏极连接所述LED模组的所述另一输入端(LED-)。