CN206865789U - 一种亮度可自动均衡的大功率高压交流led控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种亮度可自动均衡的大功率高压交流LED控制电路，属于应用电子技术领域，解决了传统高压交流LED灯电流驱动模块电路设计不合理，LED灯易产生闪烁现象，易受电网电压波动影响。主要包括整流稳压电源模块、功率调节模块、电压测量反馈模块、高频正弦斩波电源驱动模块以及高压LED灯模块。本实用新型采用高频正弦斩波原理，针对电流驱动模块进行全新电路设计，实现对输出电压的精确控制，无论电网电压如何波动，高压LED灯的输出亮度能够保持一致；电路设计简单可行，稳定性高，具有很强地实用性，可广泛应用于照明行业技术领域。
Description
技术领域
本实用新型属于应用电子技术领域，具体地说，尤其涉及一种亮度可自动均衡的大功率高压交流LED控制电路。
背景技术
高压交流LED灯是直接利用市电220V进行驱动的方案，相比较与传统的直流低压LED灯具，其具有无需恒流源、成本低、可靠性高的特点，在路灯、室内照明灯场所得到广泛应用。其主要由整流稳压电源模块、功率调节模块、电压测量反馈模块以及电流驱动等模块组成，传统技术方案中的电流驱动模块主要采用可控硅调压驱动方法，虽然可控硅电流驱动的方法电路设计相对简单，但在实际应用过程中发现，传统可控硅调压驱动在输出电压较低的情况下，LED灯产生闪烁现象；也就是说，LED灯的亮度会因电网电压的波动而发生波动。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种亮度可自动均衡的大功率高压交流LED控制电路。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种亮度可自动均衡的大功率高压交流LED控制电路，包括整流稳压电源模块、功率调节模块、电压测量反馈模块、电源驱动模块以及高压LED灯模块；
所述整流稳压电源模块输入端接入220V市电，其输出端为电流驱动模块、功率调节模块、电压测量反馈模块提供工作电源；
所述电压测量反馈模块输入端接入220V市电，输出端与所述功率调节模块电信号连接，用于采集电网上的电压参数，通过模数转换，将电网电压转换为数字量后传输至所述功率调节模块；
所述功率调节模块根据电压测量反馈模块传输过来的数字电压值，获得PWM占空比，并向所述电流驱动模块输出固定频率PWM波；
所述电流驱动模块根据输入的固定频率的PWM波，利用高频正弦斩波原理，将电路进行控制，以恒流输出的方式驱动所述高压LED灯模块进行电光转换，实现亮度均衡输出。
优选地，所述电流驱动模块包括光耦合器IC5、光耦合器IC6、快速逻辑闸IC4、MOSFET管Q1、MOSFET管Q2，所述快速逻辑闸IC4的11管脚与所述功率调节模块的输出端导线相连，其10管脚与其13管脚导线连接，其12管脚分别与所述光耦合器IC5的3管脚、所述光耦合器IC6的3管脚导线连接；所述光耦合器IC5的2管脚、光耦合器IC6的2管脚均经电阻R12接入电源电压；所述光耦合器IC5的5管脚一方面与电阻R10的一端导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q1的S端导线连接，所述电阻R10的另一端一方面经电阻R8与所述光耦合器IC5的6管脚导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q1的G端连接；所述光耦合器IC6的5管脚一方面与电阻R11的一端导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q2的S端导线连接，所述电阻R11的另一端一方面经电阻R9与所述光耦合器IC6的6管脚导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q2的G端导线连接，所述MOSFET管Q2的D端与所述MOSFET管Q1的D端导线连接；所述光耦合器IC5的5管脚、光耦合器IC6的5管脚还均与所述整流稳压电源模块中的整流桥的负极输出端相连，所述光耦合器IC5的8管脚、光耦合器IC6的8管脚均与所述整流稳压电源模块中的整流桥正极输出端导线相连；所述光耦合器IC6的5管脚还与所述高压LED灯模块的阴极端导线连接，所述高压LED灯模块的阳极端与市电220V的零线导线连接。
优选地，所述光耦合器IC5、光耦合器IC6的型号均为TLP250。
优选地，所述快速逻辑闸IC4的型号为74F14。
优选地，所述MOSFET管Q1、MOSFET管Q2的型号为IRF840。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型采用高频正弦斩波原理，针对电流驱动模块进行全新电路设计，实现对输出电压的精确控制，无论电网电压如何波动，高压LED灯的输出亮度能够保持一致；本实用新型电路设计简单可行，稳定性高，具有很强地实用性，可广泛应用于照明行业技术领域。
附图说明
图1是本实用新型系统框图；
图2是本实用新型电流驱动模块电路原理图。
图中：1.整流稳压电源模块；2.功率调节模块；3.电压测量反馈模块；4.电流驱动模块；5.高压LED灯模块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明：
一种亮度可自动均衡的大功率高压交流LED控制电路，包括整流稳压电源模块1、功率调节模块2、电压测量反馈模块3、电源驱动模块4以及高压LED灯模块5；
所述整流稳压电源模块1输入端接入220V市电，其输出端为电流驱动模块4、功率调节模块2、电压测量反馈模块3提供工作电源；
所述电压测量反馈模块3输入端接入220V市电，输出端与所述功率调节模块2电信号连接，用于采集电网上的电压参数，通过模数转换，将电网电压转换为数字量后传输至所述功率调节模块2；
所述功率调节模块2根据电压测量反馈模块3传输过来的数字电压值，获得PWM占空比，并向所述电流驱动模块4输出固定频率PWM波；
所述电流驱动模块4根据输入的固定频率的PWM波，利用高频正弦斩波原理，将电路进行控制，以恒流输出的方式驱动所述高压LED灯模块5进行电光转换，实现亮度均衡输出。
优选地，所述电流驱动模块4包括光耦合器IC5、光耦合器IC6、快速逻辑闸IC4、MOSFET管Q1、MOSFET管Q2，所述快速逻辑闸IC4的11管脚与所述功率调节模块2的输出端导线相连，其10管脚与其13管脚导线连接，其12管脚分别与所述光耦合器IC5的3管脚、所述光耦合器IC6的3管脚导线连接；所述光耦合器IC5的2管脚、光耦合器IC6的2管脚均经电阻R12接入电源电压；所述光耦合器IC5的5管脚一方面与电阻R10的一端导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q1的S端导线连接，所述电阻R10的另一端一方面经电阻R8与所述光耦合器IC5的6管脚导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q1的G端连接；所述光耦合器IC6的5管脚一方面与电阻R11的一端导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q2的S端导线连接，所述电阻R11的另一端一方面经电阻R9与所述光耦合器IC6的6管脚导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q2的G端导线连接，所述MOSFET管Q2的D端与所述MOSFET管Q1的D端导线连接；所述光耦合器IC5的5管脚、光耦合器IC6的5管脚还均与所述整流稳压电源模块1中的整流桥的负极输出端相连，所述光耦合器IC5的8管脚、光耦合器IC6的8管脚均与所述整流稳压电源模块1中的整流桥正极输出端导线相连；所述光耦合器IC6的5管脚还与所述高压LED灯模块5的阴极端导线连接，所述高压LED灯模块6的阳极端与市电220V的零线导线连接。
优选地，所述光耦合器IC5、光耦合器IC6的型号均为TLP250。
优选地，所述快速逻辑闸IC4的型号为74F14。
优选地，所述MOSFET管Q1、MOSFET管Q2的型号为IRF840。
结合说明书附图图1可知，本实用新型主要由整流稳压电源模块1、功率调节模块2、电压测量反馈模块3、电源驱动模块4以及高压LED灯模块5。所述整流稳压电源模块1输入端接入220V市电，其输出端为电流驱动模块4、功率调节模块2、电压测量反馈模块3提供工作电源；电压测量反馈模块3输入端接入220V市电，输出端与所述功率调节模块2电信号连接，用于采集电网上的电压参数，通过模数转换，将电网电压转换为数字量后传输至所述功率调节模块2；功率调节模块2根据电压测量反馈模块3传输过来的数字电压值，获得PWM占空比，并向所述电流驱动模块4输出固定频率PWM波；电流驱动模块4根据输入的固定频率的PWM波，利用高频正弦斩波原理，将电路进行控制，以恒流输出的方式驱动所述高压LED灯模块5进行电光转换，实现亮度均衡输出。
本实用新型PWM占空比的计算方法为首先计算占空比和正弦波的面积关系，然后根据LED亮度和电流的对数关系，映射成输入电压和LED亮度的关系，获得电压和PWM占空比的关系式。最后通过局部线性化处理，降低算法的复杂度，提供系统实时性。通过对电网电压的采集获取当前电压值，根据所述关系式计算得到PWM的占空比，电压测量反馈模块输出计算好的PWM波形，作为功率调节模块的输入，输出恒功率波形。通过高频正弦斩波电流驱动模块实现恒流输出，实现高压LED灯的亮度闭环控制，实现亮度可自动均衡输出的效果。电压测量反馈模块主要采集电网上的电压参数，通过模数转换，将电网电压转换为数字量，并传输给功率调节模块。功率调节模块根据电压测量反馈模块传输过来的数字电压值，并根据上述电压和LED亮度的计算公式，计算获得PWM的占空比，并向电流驱动模块输出PWM波。电流驱动模块，根据固定频率的PWM，利用高频正弦斩波方法，将电路进行控制，因为LED是恒流驱动，为了保护前端交流LED灯珠采用大功率LED恒流芯片，以恒流输出方式传给LED灯头，驱动LED进行电光转换。其中，整流稳压电源模块1、功率调节模块2、电压测量反馈模块3以及高压LED灯模块5均与传统设计一样，为现有技术，是本领域技术人员所熟悉的，所以在此不一一赘述。
本实用新型电流驱动模块4包括光耦合器IC5、光耦合器IC6、快速逻辑闸IC4、MOSFET管Q1、MOSFET管Q2，所述快速逻辑闸IC4的11管脚与所述功率调节模块2的输出端导线相连，其10管脚与其13管脚导线连接，其12管脚分别与所述光耦合器IC5的3管脚、所述光耦合器IC6的3管脚导线连接；所述光耦合器IC5的2管脚、光耦合器IC6的2管脚均经电阻R12接入电源电压；所述光耦合器IC5的5管脚一方面与电阻R10的一端导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q1的S端导线连接，所述电阻R10的另一端一方面经电阻R8与所述光耦合器IC5的6管脚导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q1的G端连接；所述光耦合器IC6的5管脚一方面与电阻R11的一端导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q2的S端导线连接，所述电阻R11的另一端一方面经电阻R9与所述光耦合器IC6的6管脚导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q2的G端导线连接，所述MOSFET管Q2的D端与所述MOSFET管Q1的D端导线连接；所述光耦合器IC5的5管脚、光耦合器IC6的5管脚还均与所述整流稳压电源模块1中的整流桥的负极输出端相连，所述光耦合器IC5的8管脚、光耦合器IC6的8管脚均与所述整流稳压电源模块1中的整流桥正极输出端导线相连；所述光耦合器IC6的5管脚还与所述高压LED灯模块5的阴极端导线连接，所述高压LED灯模块6的阳极端与市电220V的零线导线连接。根据固定频率的PWM，利用高频正弦斩波方法，将电路进行控制，因为LED是恒流驱动，为了保护前端交流LED灯珠采用大功率LED恒流芯片，以恒流输出方式传给LED灯头，驱动LED进行电光转换。
本实用新型采用高频正弦斩波原理，针对电流驱动模块进行全新电路设计，实现对输出电压的精确控制，无论电网电压如何波动，高压LED灯的输出亮度能够保持一致；本实用新型电路设计简单可行，稳定性高，具有很强地实用性，可广泛应用于照明行业技术领域。
综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。
Claims (5)
1.一种亮度可自动均衡的大功率高压交流LED控制电路，其特征在于：包括整流稳压电源模块(1)、功率调节模块(2)、电压测量反馈模块(3)、电源驱动模块(4)以及高压LED灯模块(5)；
所述整流稳压电源模块(1)输入端接入220V市电，其输出端为电流驱动模块(4)、功率调节模块(2)、电压测量反馈模块(3)提供工作电源；
所述电压测量反馈模块(3)输入端接入220V市电，输出端与所述功率调节模块(2)电信号连接，用于采集电网上的电压参数，通过模数转换，将电网电压转换为数字量后传输至所述功率调节模块(2)；
所述功率调节模块(2)根据电压测量反馈模块(3)传输过来的数字电压值，获得PWM占空比，并向所述电流驱动模块(4)输出固定频率PWM波；
所述电流驱动模块(4)根据输入的固定频率的PWM波，利用高频正弦斩波原理，将电路进行控制，以恒流输出的方式驱动所述高压LED灯模块(5)进行电光转换，实现亮度均衡输出。
2.根据权利要求1所述的一种亮度可自动均衡的大功率高压交流LED控制电路，其特征在于：所述电流驱动模块(4)包括光耦合器IC5、光耦合器IC6、快速逻辑闸IC4、MOSFET管Q1、MOSFET管Q2，所述快速逻辑闸IC4的11管脚与所述功率调节模块(2)的输出端导线相连，其10管脚与其13管脚导线连接，其12管脚分别与所述光耦合器IC5的3管脚、所述光耦合器IC6的3管脚导线连接；所述光耦合器IC5的2管脚、光耦合器IC6的2管脚均经电阻R12接入电源电压；所述光耦合器IC5的5管脚一方面与电阻R10的一端导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q1的S端导线连接，所述电阻R10的另一端一方面经电阻R8与所述光耦合器IC5的6管脚导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q1的G端连接；所述光耦合器IC6的5管脚一方面与电阻R11的一端导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q2的S端导线连接，所述电阻R11的另一端一方面经电阻R9与所述光耦合器IC6的6管脚导线连接，另一方面与所述MOSFET管Q2的G端导线连接，所述MOSFET管Q2的D端与所述MOSFET管Q1的D端导线连接；所述光耦合器IC5的5管脚、光耦合器IC6的5管脚还均与所述整流稳压电源模块(1)中的整流桥的负极输出端相连，所述光耦合器IC5的8管脚、光耦合器IC6的8管脚均与所述整流稳压电源模块(1)中的整流桥正极输出端导线相连；所述光耦合器IC6的5管脚还与所述高压LED灯模块(5)的阴极端导线连接，所述高压LED灯模块(6)的阳极端与市电220V的零线导线连接。
3.根据权利要求2所述的一种亮度可自动均衡的大功率高压交流LED控制电路，其特征在于：所述光耦合器IC5、光耦合器IC6的型号均为TLP250。
4.根据权利要求2所述的一种亮度可自动均衡的大功率高压交流LED控制电路，其特征在于：所述快速逻辑闸IC4的型号为74F14。
5.根据权利要求2所述的一种亮度可自动均衡的大功率高压交流LED控制电路，其特征在于：所述MOSFET管Q1、MOSFET管Q2的型号为IRF840。
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