CN207022253U - 一种基于直流电平自动转换脉宽调制的led驱动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于直流电平自动转换脉宽调制的LED驱动电源。采用双运放电路和MOS管，实现直流电平到脉宽调制波形的自动变换，从而实现对LED驱动的电流调节。采用本方案，可以方便的将直流电平自动转换为脉宽调制波形，输出占空比反比于0‑10V直流电平正极和负极间的输入电压的波形，而且，当VCC发生异常超过设定值时，可以关闭脉宽调制波形，使电路无输出，保证被控电路的安全。

Description

一种基于直流电平自动转换脉宽调制的LED驱动电源

技术领域

本实用新型涉及LED电源技术领域，具体涉及一种基于直流电平自动转换脉宽调制的LED驱动电源。

背景技术

传统的0-10V调光技术存在15年以上，其简单，方便，低价的特点，使用到现在。0-10V调光装置内有两条独立电路，一条为普通的电压电路，用于接通或关断至照明设备的电源；另一条是低压电路，它提供参考电压，告诉照明设备调光级别，0-10V调光控制器之前常用在对荧光灯的调光控制上。

而LED照明灯具愈加普及，广泛的应用于各种领域，不管是家里，工厂，还是商铺，随处可见很多的LED灯具产品，让人们感受到LED照明灯具带给大家的实惠。要想LED灯具能替换传统的荧光灯，必须调整LED驱动接口，使得其能兼容0-10V调光器，而现在主流IC均提供脉宽调制来调节输出电流，故此直流电平自动转换脉宽调制电路在电源的设计和推广方面显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于直流电平自动转换脉宽调制的LED驱动电源。

采用的技术方案如下：

一种基于直流电平自动转换脉宽调制的LED驱动电源，包括：

反接于0-10V直流电平正极和负极之间的二极管D2，一端与0-10V直流电平正极连接的电阻RX；一端连接于电源VCC的电阻R4、R2、R1、R7、R10、R8，以及负极连接于电源VCC的稳压二极管DZ3；电阻R4的另一端与二极管D1的正极以及电阻RX连接；二极管D1的负极与稳压二极管DZ1的负极、电容C2的一端、电阻R12的一端以及运放电路U1B的同相输入脚5连接；电阻R2的另一端与电阻R3、R5以及运放电路U1A的同相输入脚3连接，电阻R1的另一端与电阻R3的另一端、电阻R6的一端以及运放电路U1A的输出脚1连接；电阻R5的另一端与电容C1的一端连接并接地，电阻R6的另一端与电容C1的另一端、运放电路U1A的反相输入脚2以及运放电路U1B的反相输入脚6连接；电阻R7的另一端与运放电路U1B的输出脚7、电阻R11的一端连接；稳压二极管DZ3的正极与电阻R13连接，电阻R13的另一端与电阻R11的另一端、电阻R10的另一端、稳压二极管DZ2的负极、以及Q1的G极连接；电阻R8的另一端与电阻R9的一端以及MOS管Q1的D极连接，电阻R9的另一端连接脉宽调制正极输出端；稳压二极管DZ1的正极、电容C2的另一端、电阻R12的另一端、稳压二极管DZ2的正极、MOS管的S极与0-10V直流电平负极以及脉宽调制负极输出端连接并接地。

其中，MOS管的G极处形成的脉宽调制波形的占空比正比于0-10V直流电平正极和负极间的输入电压；脉宽调制正极输出端处形成的脉宽调制波形的占空比反比于0-10V直流电平正极和负极间的输入电压。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

可以方便的将直流电平自动转换为脉宽调制波形，输出占空比反比于0-10V直流电平正极和负极间的输入电压的波形，而且，当VCC发生异常超过设定值时，可以关闭脉宽调制波形，电路无输出，保证被控电路的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型一个实施例提供的一种基于直流电平自动转换脉宽调制的LED驱动电源的电路图；

图2是图1所示电路中的主要工作波形示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。

请参考图1，本实用新型的一个实施例提供一种基于直流电平自动转换脉宽调制的LED驱动电源，主要由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻RX、电阻R13、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、稳压二极管DZ1、稳压二极管DZ2、稳压二极管DZ3、MOS管Q1、集成双运算放大电路（简称运放电路）U1构成，其中，双运放电路分为U1A和U1B两个单运放电路组件。

具体来说，该LED驱动电源包括：

反接于0-10V直流电平正极和负极之间的二极管D2，一端与0-10V直流电平正极连接的电阻RX；

一端连接于电源VCC的电阻R4、R2、R1、R7、R10、R8，以及负极连接于电源VCC的稳压二极管DZ3；

电阻R4的另一端与二极管D1的正极以及电阻RX连接；

二极管D1的负极与稳压二极管DZ1的负极、电容C2的一端、电阻R12的一端以及运放电路U1B的同相输入脚5连接；

电阻R2的另一端与电阻R3、R5以及运放电路U1A的同相输入脚3连接，电阻R1的另一端与电阻R3的另一端、电阻R6的一端以及运放电路U1A的输出脚1连接；

电阻R5的另一端与电容C1的一端连接并接地，电阻R6的另一端与电容C1的另一端、运放电路U1A的反相输入脚2以及运放电路U1B的反相输入脚6连接；

电阻R7的另一端与运放电路U1B的输出脚7、电阻R11的一端连接；

稳压二极管DZ3的正极与电阻R13连接，电阻R13的另一端与电阻R11的另一端、电阻R10的另一端、稳压二极管DZ2的负极、以及MOS管的G极连接；

电阻R8的另一端与电阻R9的一端以及MOS管Q1的D极连接，电阻R9的另一端连接脉宽调制正极输出端；

稳压二极管DZ1的正极、电容C2的另一端、电阻R12的另一端、稳压二极管DZ2的正极、MOS管Q1的S极与0-10V直流电平负极以及脉宽调制负极输出端连接并接地。

本方案的工作原理如下：

VCC为整个电路工作提供能量，由于0-10V内有无限组数据，本文假设0-10VDC+对0-10VDC-输入5V电压时为例进行说明。

当VCC上电时，通过电阻R1与电阻R6为单运放电路U1A 2脚提供电平的电容C1充电，通过电阻R1与电阻R3串联再与电阻R2并联为单运放电路U1A 3脚提供电平，由于单运放电路U1A 2脚无放电电阻，单运放电路U1A 3脚存在放电电阻R5，最终单运放电路U1A 2脚电压高于单运放电路U1A 3脚电压，单运放电路U1A 1脚输出低电平，单运放电路U1A 3脚电压通过电阻R3被迅速拉低，但因电阻R2和R5在单运放电路U1A 3脚设置了分压值，所以单运放电路U1A 3脚是不为0V的较低电平，而单运放电路U1A 2脚因存在电容C1，又因存在电阻R6,单运放电路U1A 2脚电压按RC常数下降，最终单运放电路U1A 2脚电压小于单运放电路U1A3脚电压时，单运放电路U1A 1脚输出高电平，不断重复以上过程得到如图2所示的“U1 3脚波形”“U1 2脚波形”。

其中，D2为防反接二极管，当发生反接时D2导通，电压被钳位在0.7V左右，保护后端电路安全；R4为上拉电阻，确保0-10VDC+无接入电压时，电路按当0-10VDC+对0-10VDC-输入10V电压时工作。

0-10VDC+对0-10VDC-输入的5V电压，接限流电阻RX，通过单向隔离二极管D1后通稳压二极管过DZ1限压，电容C2滤波，放电电阻R12，得到较平滑的直流电平进入单运放电路U1B 5脚,与单运放电路U1B 2连通的单运放电路U1B 6进行比较，同理不难得出如图2所示的“U1 7脚波形”，通过上拉电阻R7，上拉电阻R10，限流电阻R11及稳压管DZ1在MOS管Q1 G极型成脉宽调制波形，此处脉宽调制波形的占空比正比于0-10VDC+对0-10VDC-输入电压，通过限流电阻R8与MOS管Q1,再通过输出限流电阻R9得到占空比反比于0-10VDC+对0-10VDC-输入电压的波形。

当VCC发生异常超过设定值时，通过稳压管DZ3及限流电阻R13，关闭脉宽调制波形，电路无输出，保证被控电路的安全。

可见，MOS管Q1的G极处形成的脉宽调制波形的占空比正比于0-10V直流电平正极和负极间的输入电压；脉宽调制正极输出端处形成的脉宽调制波形的占空比反比于0-10V直流电平正极和负极间的输入电压。

如上所述，本实用新型实施例公开了一种基于直流电平自动转换脉宽调制的LED驱动电源，具有以下优点：可以方便的将直流电平自动转换为脉宽调制波形，输出占空比反比于0-10V直流电平正极和负极间的输入电压的波形，而且，当VCC发生异常超过设定值时，可以关闭脉宽调制波形，电路无输出，保证被控电路的安全。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

上述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种基于直流电平自动转换脉宽调制的LED驱动电源，其特征在于，包括：

反接于0-10V直流电平正极和负极之间的二极管D2，一端与0-10V直流电平正极连接的电阻RX；

一端连接于电源VCC的电阻R4、R2、R1、R7、R10、R8，以及负极连接于电源VCC的稳压二极管DZ3；

电阻R4的另一端与二极管D1的正极以及电阻RX连接；

二极管D1的负极与稳压二极管DZ1的负极、电容C2的一端、电阻R12的一端以及运放电路U1B的同相输入脚5连接；

电阻R2的另一端与电阻R3、R5以及运放电路U1A的同相输入脚3连接，电阻R1的另一端与电阻R3的另一端、电阻R6的一端以及运放电路U1A的输出脚1连接；

电阻R5的另一端与电容C1的一端连接并接地，电阻R6的另一端与电容C1的另一端、运放电路U1A的反相输入脚2以及运放电路U1B的反相输入脚6连接；

电阻R7的另一端与运放电路U1B的输出脚7、电阻R11的一端连接；

稳压二极管DZ3的正极与电阻R13连接，电阻R13的另一端与电阻R11的另一端、电阻R10的另一端、稳压二极管DZ2的负极、以及MOS管Q1的G极连接；

电阻R8的另一端与电阻R9的一端以及MOS管Q1的D极连接，电阻R9的另一端连接脉宽调制正极输出端；

稳压二极管DZ1的正极、电容C2的另一端、电阻R12的另一端、稳压二极管DZ2的正极、MOS管Q1的S极与0-10V直流电平负极以及脉宽调制负极输出端连接并接地。

2.根据权利要求1所述的LED驱动电源，其特征在于，

MOS管Q1的G极处形成的脉宽调制波形的占空比正比于0-10V直流电平正极和负极间的输入电压；

脉宽调制正极输出端处形成的脉宽调制波形的占空比反比于0-10V直流电平正极和负极间的输入电压。