CN205726551U - 调光电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种调光电路，包括电源模块，还包括：调节电路以及微控制器；所述电源模块分别连接所述调节电路以及微控制器；所述调节电路与所述微控制器连接；所述微控制器的输出端外接LED灯具；所述调节电路包括：可调信号产生单元、第一电阻、第一运算放大器、第二电阻和第三电阻；所述可调信号产生单元与所述运算放大器的同相输入端连接；所述第一电阻分别连接电源模块和第一运算放大器的同相输入端；所述第一运算放大器的反相输入端与输出端连接。可调信号产生单元产生变化的电压使得微控制器产生对应的PWM信号控制LED灯变化亮度。

Description

调光电路

技术领域

本实用新型涉及LED技术领域，尤其涉及一种调光电路。

背景技术

随着科技的发展，人们的生活越来越智能化，人们对LED灯不再仅仅满足其功耗、照明等优点，还希望能够自由调节其亮度。现有的LED调光电路通常是：微控制器内部编程，输出不同的PWM信号来驱动LED灯发出不同亮度的光。这样虽然能够实现调光，但由于是微控制器内部已经编好程序了，用户使用时并不能自由调节LED灯的发光亮度，或者需要使用配套的控制设备对微控制器进行控制，来实现LED灯的调光。

公开号为CN 102695319 A的专利文件公开了一种LED灯无极调光电路，包括：用于发出调光信号的信号发出模块；用于根据所述调光信号发出PWM信号的控制模块；用于由所述PWM信号控制接通或断开的开关电路；以及用于使用所述开关电路输出的电流对LED进行恒流驱动的恒流驱动电路；所述控制模块包括：用于接收所述调光信号的接收单元；以及用于根据所述调光信号对所述PWM信号的占空比进行调整的调光单元；所述信号发出模块包括一轻触开关；通过点击该轻触开关，控制是否开启调光模式。

上述方式能够实现自由调光，但是还是只能按控制模块内部设定的PWM进行调光，调光程度有限。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种电路结构简单、成本低、可靠性高的调光电路，能够对LED灯进行任意亮度的调光。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种调光电路，包括电源模块、调节电路以及微控制器；所述电源模块分别连接所述调节电路以及微控制器；所述调节电路与所述微控制器连接；所述微控制器的输出端外接LED灯具；所述调节电路包括：可调信号产生单元、第一电阻、第一运算放大器、第二电阻和第三电阻；所述可调信号产生单元与所述第一运算放大器的同相输入端连接；所述第一电阻分别连接电源模块和第一运算放大器的同相输入端；所述第一运算放大器的反相输入端与输出端连接；所述第一运算放大器的输出端连接串联的第二电阻和第三电阻；所述第三电阻接地；所述微控制器的输入端连接于所述第二电阻和第三电阻之间。

进一步的，所述可调信号产生单元包括可调电阻，所述可调电阻的一端连接第一运算放大器的同相输入端，另一端接地。

进一步的，所述可调信号产生单元包括0-10V的可调电压源，所述0-10V的可调电压源连接所述第一运算放大器的同相输入端。

进一步的，所述可调信号产生单元包括PWM信号发生器，所述PWM信号发生器连接所述第一运算放大器的同相输入端。

进一步的，还包括热敏电阻，所述热敏电阻一端与所述微控制器的另一输入端连接，另一端接地。

进一步的，还保护电压保护电路，所述电压保护电路分别连接所述调节电路和微控制器。

进一步的，所述电压保护电路包括：二极管、第二运算放大器、三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻以及第九电阻；所述二极管分别连接所述第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的同相输入端；所述第四电阻分别连接所述第二运算放大器的反相输入端和第七电阻；所述第七电阻再与所述三极管的基极连接；所述三极管的集电极通过第八电阻连接所述电源模块，发射极接地；所述第九电阻连接于所述三极管的集电极和发射极之间；所述第二运算放大器的同相输入端和反相输入端分别通过第五电阻和第六电阻接地。

进一步的，还包括基准电压电路，所述基准电压电路分别连接所述电源模块和微控制器的电源端。

进一步的，所述基准电压电路包括：第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、TL431芯片以及电容；所述TL431芯片的阴极通过所述第十电阻与所述电源模块连接；所述第十一电阻连接于所述TL431芯片的阴极与参考极之间；所述第十二电阻连接于所述TL431芯片的参考极与阳极之间；所述电容的正极连接所述TL431芯片的阴极，负极连接所述TL431芯片的阳极；所述电容的正极与所述微控制器的电源端连接，所述电容的负极与所述三极管的发射极连接。

进一步的，还包括第十三电阻，所述电容的正极通过所述第十三电阻与微控制器的电源端连接。

本实用新型的有益效果在于：第一运算放大器接成电压跟随器，同时起到阻抗转换和信号放大的作用；可调信号产生单元产生的电压信号接入电压跟随器，并经第二电阻和第三电阻分压后输入微控制器，微控制器将输入的电压信号转换成对应占空比的PWM信号后，输出到LED灯具，因此，通过控制可调信号产生单元产生不同的电压信号即可控制LED灯产生多种不同的亮度。且输入的电压经第二电阻和第三电阻降压，既能够保证微控制器的输入电压不会过高，又能保证微控制器输入的电流不会过小，确保微控制器正常工作，且输出正常的控制信号。本实用新型结构简单，能够最大化地节省成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例的调光电路的示意图；

图2为本实用新型实施例一的调光电路的电路图；

图3为本实用新型实施例二的调光电路的电路图。

标号说明：

1、电源模块；2、调节电路；21、可调信号产生单元；3、微控制器；4、电压保护电路；5、基准电压电路。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本实用新型最关键的构思在于：设置调节电路，产生不同的电压信号输入至微控制器，微控制器根据不同的电压信号产生相应占空比的PWM信号控制LED灯。

请参阅图1，本实用新型提供

一种调光电路，包括电源模块1、调节电路2以及微控制器3；所述电源模块1分别连接所述调节电路2以及微控制器3；所述调节电路2与所述微控制器3连接；所述微控制器3的输出端外接LED灯具；所述调节电路2包括：可调信号产生单元21、第一电阻R1、第一运算放大器、第二电阻R2和第三电阻R3；所述可调信号产生单元21与所述运算放大器的同相输入端连接；所述第一电阻R1分别连接电源模块1和第一运算放大器的同相输入端；所述第一运算放大器的反相输入端与输出端连接；所述第一运算放大器的输出端连接串联的第二电阻R2和第三电阻R3；所述第三电阻R3接地；所述微控制器3的输入端连接于所述第二电阻R2和第三电阻R3之间。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过控制可调信号产生单元21产生不同的电压信号，微控制器3将该电压信号转换成对应占空比的PWM信号后，输出到LED灯具，控制LED灯产生多种不同的亮度。本实用新型结构简单，能够最大化地节省成本。

进一步的，所述可调信号产生单元21包括可调电阻，所述可调电阻的一端连接第一运算放大器的同相输入端，另一端接地。

从上描述可知，变化的电压信号因可调电阻产生：可调电阻和第一电阻R1分压，由于可调电阻的阻值是可调的，因此第一运算放大器的正相输入端的电压随可调电阻的阻值变化而变化，从而输出至微控制器3的电压也是随可调电阻的阻值变化而变化，进而微控制器3根据可调电阻的阻值变化输出不同的PWM信号控制LED灯的亮度变化。因此，通过控制可调电阻即可控制LED灯产生多种不同的亮度。

进一步的，所述可调信号产生单元21包括0-10V的可调电压源，所述0-10V的可调电压源连接所述第一运算放大器的同相输入端。

从上述描述可知，变化的电压直接有0-10V的可调电压源产生：可调电压源直接产生可以在0-10V范围内的任意变化的电压，从而该任意变化的电压经第一运算放大器输入微控制器3，产生对应的PWM信号，控制LED灯的亮度变化。因此通过控制该可调电压源，即可控制LED灯的亮度变化。

进一步的，所述可调信号产生单元21包括PWM信号发生器，所述PWM信号发生器连接所述第一运算放大器的同相输入端。

从上述描述可知，变化的电压直接以PWM信号的形式输入：PWM信号发生器产生不同的PWM脉宽调制信号，经第一运算放大器和微控制器3输出对应占空比的PWM信号，从而控制LED灯产生不同的亮度。

进一步的，还包括热敏电阻，所述热敏电阻一端与所述微控制器3的另一输入端连接，另一端接地。

从上述描述可知，热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，从而微控制器3的另一输入端输入的电压产生变化，微控制器3输出对应的PWM信号对LED灯进行再次控制，保证产品不会因过热而损坏。

进一步的，还保护电压保护电路4，所述电压保护电路4分别连接所述调节电路2和微控制器3。

进一步的，所述电压保护电路4包括：二极管、第二运算放大器、三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻以及第九电阻；所述二极管分别连接所述第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的同相输入端；所述第四电阻分别连接所述第二运算放大器的反相输入端和第七电阻；所述第七电阻再与所述三极管的基极连接；所述三极管的集电极通过第八电阻连接所述电源模块1，发射极接地；所述第九电阻连接于所述三极管的集电极和发射极之间；所述第二运算放大器的同相输入端和反相输入端分别通过第五电阻和第六电阻接地。

从上述描述可知，接入二极管的电压经第二运算放大器放大信号后输入到三极管的基极，控制三极管的导通和关断；当接入二极管的电压为较低的正常值时，三极管关断，较低的电压接入微控制器3，微控制器3正常工作；当接入二极管的电压过高时，三极管导通接地，高电压不会接入微控制器3，防止微控制器3接入过高电压而损坏。

进一步的，还包括基准电压电路5，所述基准电压电路5分别连接所述电源模块1和微控制器3的电源端。

进一步的，所述基准电压电路5包括：第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、TL431芯片以及电容；所述TL431芯片的阴极通过所述第十电阻与所述电源模块1连接；所述第十一电阻连接于所述TL431芯片的阴极与参考极之间；所述第十二电阻连接于所述TL431芯片的参考极与阳极之间；所述电容的正极连接所述TL431芯片的阴极，负极连接所述TL431芯片的阳极；所述电容的正极与所述微控制器3的电源端连接，所述电容的负极与所述三极管的发射极连接。

从上述描述可知，基准电压电路5产生一个能够使微控制器3正常工作的电压为微控制器3供电。

进一步的，还包括第十三电阻，所述电容的正极通过所述第十三电阻与微控制器3的电源端连接。

从上述描述可知，基准电压电路产生的电压经第十三电阻降压后接入微控制器3，确保微控制器3接入的电压不会过高。

请参照图2，本实用新型的实施例一为：

一种调光电路，包括电源模块1、调节电路2、微控制器3以及电压保护电路4；所述电源模块1包括一输出为+11V的电源和一输出为+5V的电源；所述调节电路2包括：可调信号产生单元21、第一电阻R1、第一运算放大器IC2B、第二电阻R2和第三电阻R3；所述可调信号产生单元21为一可调电阻，所述可调电阻R一端与所述第一运算放大器IC2B的同相输入端连接；另一端接地；所述第一电阻R1分别连接上述+11V的电压和第一运算放大器IC2B的同相输入端；所述第一运算放大器IC2B的反相输入端与输出端连接；所述第一运算放大器IC2B的输出端连接串联的第二电阻R2和第三电阻R3；所述第三电阻R3接地；所述微控制器的输入端连接于所述第二电阻R2和第三电阻R3之间；所述电压保护电路包括：二极管D1、第二运算放大器IC2A、三极管Q1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8以及第九电阻R9；所述二极管D1分别连接所述第一运算放大器IC2B的同相输入端和第二运算放大器IC2A的同相输入端；所述第四电阻R4分别连接所述第二运算放大器IC2A的反相输入端和第七电阻R7；所述第七电阻R7再与所述三极管Q1的基极连接；所述三极管Q1的集电极通过第八电阻R8连接+11V的电压，发射极接地；所述第九电阻R9连接于所述三极管Q1的集电极和发射极之间；上述+5V的电源与微控制器的电源端连接；微控制器的输出端通过接口模块输出至LED灯具。

所述可调信号产生单元21还可以包括一0-10V的可调电压源，输入0-10V的可调电源至第一运算放大器IC2B的正相输入端。

所述可调信号产生单元21还可以包括一PWM信号发生器，产生不同PWM脉宽调制信号输入至第一运算放大器IC2B的正相输入端。还可以设置一个接口模块，上述可调电阻R、0-10V电压或PWM脉宽调制信号通过该接口模块接入该第一运算放大器IC2B。

请参照图3，本实用新型的实时例二为：

一种调光电路，包括电源模块1、调节电路2、微控制器3、电压保护电路4以及基准电压电路5；所述电源模块1的输出电压为+11V；所述调节电路2包括：可调电阻R、第一电阻R1、第一运算放大器IC2B、第二电阻R2和第三电阻R3；所述可调电阻R一端与所述第一运算放大器IC2B的同相输入端连接；另一端接地；所述第一电阻R1分别连接上述+11V的电源和第一运算放大器IC2B的同相输入端；所述第一运算放大器IC2B的反相输入端与输出端连接；所述第一运算放大器IC2B的输出端连接串联的第二电阻R2和第三电阻R3；所述第三电阻R3接地；所述微控制器3的输入端连接于所述第二电阻R2和第三电阻R3之间；

所述电压保护电路4包括：二极管D1、第二运算放大器IC2A、三极管Q1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8以及第九电阻R9；所述二极管D1分别连接所述第一运算放大器IC2B的同相输入端和第二运算放大器IC2A的同相输入端；所述第四电阻R4分别连接所述第二运算放大器IC2A的反相输入端和第七电阻R7；所述第七电阻R7再与所述三极管Q1的基极连接；所述三极管Q1的集电极通过第八电阻R8连接上述+11V的电源，发射极接地；所述第九电阻R9连接于所述三极管Q1的集电极和发射极之间；所述第二运算放大器IC2A的同相输入端和反相输入端分别通过第五电阻R5和第六电阻R6接地；

所述基准电压电路5包括：第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、TL431芯片以及电容C1；所述TL431芯片的阴极通过所述第十电阻R10与所述+11V的电源连接；所述第十一电阻R11连接于所述TL431芯片的阴极与参考极之间；所述第十二电阻R12连接于所述TL431芯片的参考极与阳极之间；所述电容C1的正极连接所述TL431芯片的阴极，负极连接所述TL431芯片的阳极；所述电容C1的正极通过所述第十三电阻R13与所述微控制器3的电源端连接，所述微控制器3的电源端还通过一NTC热敏电阻R0接地；所述电容C1的负极与所述三极管Q1的发射极连接。微控制器的输出端通过接口模块输出至LED灯具。

优选的，还可对微控制器3进行编程，使得控制器在不同时间段输出不同占空比的PWM信号，起到定时的作用。

上述实施例的调光电路原理如下：

+11V的电压为调节电路2、电压保护电路4、基准电压电路供电；基准电压电路在电容C1的正极产生一个+5V的电压为微控制器供电。可调电阻R与第一电阻R1分压，+11V的电压经第一电阻R1降压后经第二电阻R2和第三电阻R3再次分压，使得接入微控制器的电压不会过大；同时，由于可调电阻R的阻值是变化的，因此其分得的电压也是变化的，进而接入微控制器的电压随可调电阻R的变化而变化。微控制器再根据该电压产生对应占空比的PWM信号，通过接口模块CON2接入LED灯具，控制LED灯的亮度变化。NTC热敏电阻R0的阻值随温度变化而变化，从而引起通过其输入微控制器的电压也随温度变化，进而微控制器产生不同的PWM信号经接口模块CON3接入LED灯具，再次控制LED灯的亮度变化，保证产品不会因过热而损坏。另外，当二极管D1接入的电压为一较低的正常电压时，三极管Q1关断，较低的电压接入微控制器；当二极管D1接入的电压过高时，三极管Q1导通接地，高电压不会接入微控制器，对微控制器进行保护。

综上所述，本实用新型提供的调光电路，通过调节可调信号产生单元的可调电阻、可调电压源或PWM信号发生器控制输入微控制器的电压信号，从而微控制器输出相应占空比的PWM信号控制LED灯进行多种不同程度的亮度变化；同时供电电源还通过一热敏电阻输入微控制器，微控制器输出的PWM信号还随温度变化，保证产品不会因过热而损坏。此外，本实用新型的调光电路还具有结构简单，成本低的优点。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种调光电路，包括电源模块，其特征在于，还包括：调节电路以及微控制器；所述电源模块分别连接所述调节电路以及微控制器；所述调节电路与所述微控制器连接；所述微控制器的输出端外接LED灯具；所述调节电路包括：可调信号产生单元、第一电阻、第一运算放大器、第二电阻和第三电阻；所述可调信号产生单元与所述第一运算放大器的同相输入端连接；所述第一电阻分别连接电源模块和第一运算放大器的同相输入端；所述第一运算放大器的反相输入端与输出端连接；所述第一运算放大器的输出端连接串联的第二电阻和第三电阻；所述第三电阻接地；所述微控制器的输入端连接于所述第二电阻和第三电阻之间。

2.根据权利要求1所述的调光电路，其特征在于，所述可调信号产生单元包括可调电阻，所述可调电阻的一端连接第一运算放大器的同相输入端，另一端接地。

3.根据权利要求1所述的调光电路，其特征在于，所述可调信号产生单元包括0-10V的可调电压源，所述0-10V的可调电压源连接所述第一运算放大器的同相输入端。

4.根据权利要求1所述的调光电路，其特征在于，所述可调信号产生单元包括PWM信号发生器，所述PWM信号发生器连接所述第一运算放大器的同相输入端。

5.根据权利要求1所述的调光电路，其特征在于，还包括热敏电阻，所述热敏电阻一端与所述微控制器的另一输入端连接，另一端接地。

6.根据权利要求1所述的调光电路，其特征在于，还保护电压保护电路，所述电压保护电路分别连接所述调节电路和微控制器。

7.根据权利要求6所述的调光电路，其特征在于，所述电压保护电路包括：二极管、第二运算放大器、三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻以及第九电阻；所述二极管分别连接所述第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的同相输入端；所述第四电阻分别连接所述第二运算放大器的反相输入端和第七电阻；所述第七电阻再与所述三极管的基极连接；所述三极管的集电极通过第八电阻连接所述电源模块，发射极接地；所述第九电阻连接于所述三极管的集电极和发射极之间；所述第二运算放大器的同相输入端和反相输入端分别通过第五电阻和第六电阻接地。

8.根据权利要求7所述的调光电路，其特征在于，还包括基准电压电路，所述基准电压电路分别连接所述电源模块和微控制器的电源端。

9.根据权利要求8所述的调光电路，其特征在于，所述基准电压电路包括：第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、TL431芯片以及电容；所述TL431芯片的阴极通过所述第十电阻与所述电源模块连接；所述第十一电阻连接于所述TL431芯片的阴极与参考极之间；所述第十二电阻连接于所述TL431芯片的参考极与阳极之间；所述电容的正极连接所述TL431芯片的阴极，负极连接所述TL431芯片的阳极；所述电容的正极与所述微控制器的电源端连接，所述电容的负极与所述三极管的发射极连接。

10.根据权利要求9所述的调光电路，其特征在于，还包括第十三电阻，所述电容的正极通过所述第十三电阻与微控制器的电源端连接。