CN210042299U

CN210042299U - 一种后沿相位控制灯具调光器

Info

Publication number: CN210042299U
Application number: CN201920237132.4U
Authority: CN
Inventors: 姜九龙
Original assignee: Bright Ke Electric (jiaxing) Co Ltd
Current assignee: Bright Ke Electric (jiaxing) Co Ltd; Luceco Electric Jiaxing Co Ltd
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2029-02-25

Abstract

本实用新型涉及LED调光技术领域，公开了一种后沿相位控制灯具调光器。包括电源模块和控制模块，电源模块接入电源，电源模块向控制模块输出工作电压，还包括与待调光灯具连接的整流桥BD1，控制模块包括取样电路和调光电路，取样电路包括电阻R3和R4；调光电路包括单片机U2、电位器RW1和MOS管T1；单片机U2接入电阻R4上取得的电压信号和电位器RW1上的取得的中心抽头电压信号，向MOS管T1栅极输出PWM控制信号；MOS管T1漏极与控制模块输入端连接，源极接地。本实用新型能够实现无频闪、无噪音，无干扰的LED调光控制，控制过程简单、使用元件少，结构面积小，节省空间，符合能源标准要求。适用于对市场上几乎所有交流、直流负载灯具，调节过程稳定可靠。

Description

一种后沿相位控制灯具调光器

技术领域

本实用新型涉及LED调光技术领域，尤其涉及了一种后沿相位控制灯具调光器的设计。

背景技术

后沿切相控制调光器，采用场效应晶体管(FET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)设备制成。后沿切相调光器一般使用MOSFET做为开关器件，所以也称为MOSFET调光器，俗称“MOS管”。MOSFET是全控开关，既可以控制开，也可以控制关，故不存在可控硅调光器不能完全关断的现象。另MOSFET调光电路比可控硅更适合容性负载调光，后沿切相调光器应用在LED照明设备上，由于没有最低负荷要求，从而可以在单个照明设备或非常小的负荷上实现更好的性能。但是工程中经常出现用可控硅调光系统调制后切相调光驱动的情况。这种调光方式的不匹配导致调光闪烁，严重的会迅速损坏电源或调光器。

为了解决调光闪烁的问题，公开号为207251956U的实用新型专利公开了一种调光LED电子变压器，对应电路不断的在待机和工作状态之间切换的情况，待机时通过一个与电源串联接地的电容向控制芯片U1提供电压，所以控制芯片U1一直在正常电压范围内工作，不会进入欠压状态，故负载LED灯不会闪烁。这样就可以使得调光LED电子变压器在进行后沿切相调光时，避免负载LED灯闪烁。但是该方案是的电路复杂化，增大了调光器的体积，带来了散热问题，还提高了制造成本。市面上还存在采用555时基电路做单稳态触发电路去驱动MOS开关管，但是这种方案不能调节诸多交流负载灯具，再考虑到元件离散性及精度，调光范围受到一定局限。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中调光闪烁的缺点，提供了一种后沿相位控制灯具调光器。

本实用新型通过取样电路把交流电的过零点瞬间信号送入单片机，同时把电位器取得的电压信号送入单片机，单片机软件进行PWM信号处理，输出后沿控制驱动信号驱动MOS开关管工作，达到后沿相位控制的原理。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

一种后沿相位控制灯具调光器，包括电源模块和控制模块，所述电源模块的输入端接入电源，所述电源模块的输出端连接控制模块，向控制模块输出工作电压，还包括与待调光灯具连接的整流桥BD1，控制模块包括取样电路和调光电路，取样电路一端与整流桥BD1输出端连接，另一端接地；取样电路包括用于对整流桥BD1输出电压进行分压的电阻R3和R4；调光电路包括单片机U2、电位器RW1和MOS管T1；单片机U2接入电阻R4上取得的电压信号和电位器RW1上的取得的中心抽头电压信号，向MOS管T1栅极输出PWM控制信号；MOS管T1漏极与控制模块输入端连接，源极接地。整流桥BD1将交流电转换为直流电，电压过零点信号从电阻R3、R4电路的分压电阻R4上取得，并送到单片机U2的2脚AN7端口，同时把电位器RW1中心抽头的电压送入单片机U2的3脚AN6端口。两路信号经单片机U2内部软件处理，单片机U2通过5脚AN2端口输出脉宽可调PWM控制信号，驱动MOS开关管T1，这样就可以通过电位器RW1旋转准确稳定的进行后沿相位控制调节，达到负载灯具无频闪、无噪音控制调节。

作为优选，电源模块包括直流降压电路、过流保护电路和滤波稳压电路，直流降压电路接入整流桥BD1输出电压，直流降压电路与过流保护电路连接，过流保护电路与滤波稳压电路连接，滤波稳压电路向外输出工作电压。工作电压用于为单片机U2提供工作电源。

作为优选，直流降压电路包括电阻R1和R5，三极管Q1和稳压二极管ZD1，电阻R1和R5分别与二极管D1负极连接，电阻R1另一端与三极管Q1集电极连接，三极管Q1基极分别与电阻R5和稳压二极管ZD1的负极连接，稳压二极管ZD1正极接地。

作为优选，过流保护电路包括三极管Q2和电阻R2，三极管Q2集电极与三极管Q1基极连接，三极管Q2基极与三极管Q1发射极连接，电阻R2连接在三极管Q2基极和发射极之间。电阻R2和三极管Q2对输出的直流5V工作电压起到过流保护作用。

作为优选，滤波稳压电路包括电容C2和C3、稳压芯片U1，电容C2一端三极管Q2发射极连接，另一端接地，稳压芯片U1输入端与三极管Q2发射极连接，输出端向外输出工作电压，电容C3一端与稳压芯片U1输出端连接，另一端接地。

作为优选，取样电路包括依次串联的二极管D1、电阻R3和R4，电阻R4接地，二极管D1正极与整流桥BD1输出端连接，电阻R3和R4之间引出接线与单片机U2连接。通过二极管D1、电阻R3和R4取得交流电经过整流后的过零点信号。

作为优选，调光电路包括电位器RW1、单片机U2、电阻R7和MOS管T1，电位器RW1一端接入工作电压，另一端接地，中间抽头与单片机U2连接，MOS管T1栅极与单片机U2连接，MOS管T1源极串联电阻R7后接地，漏极与整流桥BD1输出端连接。

作为优选，调光电路还包括三极管Q3、电阻R8、R9、R10和R11，电阻R8与MOS管T1源极连接，电阻R8另一端与三极管Q3基极连接，三极管Q3发射极接地，集电极串联电阻R11后接入工作电压，电阻R8和三极管Q3基极之间引出接线连接电阻R8和R9后与单片机U2连接，电阻R9和R10之间引出接线与三极管Q3集电极连接。电阻R7是过载采样电阻。过载时，晶体管Q3导通，R10通过R11、R9、R8、R7组成的分压电路，得到低电平送入单片机U2的4脚AN5端口，单片机软件处理后，5脚AN2端口输出低电平，MOS开关管T1停止工作。电阻R10是限流电阻。

作为优选，调光电路还包括电阻R6、二极管D2、电容C4、C5、C6和C7，电阻R6串联在单片机U2和MOS管T1栅极之间，二极管D2正极与MOS管T1栅极连接，负极接入工作电压，电容C6一端与MOS管T1栅极连接，另一端接地；电容C4一端与电位器RW1中间抽头连接，另一端接地，电容C5一端与单片机U2上接入工作电压的引脚连接，另一端接地，电容C7一端与三极管Q3基极连接，另一端接地；采样电路还包括电容C1，电阻R3和R4之间引出接线与电容C1连接，电容C1另一端接地。电阻R6、电容C6、二极管D2分别对MOS开关管T1起到限流、抗干扰、保护作用，提高MOS开关管T1的工作可靠性。电容C1、C4、C5、C7分别是抗干扰电容，保证该电路的控制过程稳定可靠，正常工作。

作为优选，整流桥BD1并联有压敏电阻MOV1。设置MOV1压敏电阻是为了防止雷电、浪涌对控制电路的影响。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：能够实现无频闪、无噪音，无干扰的LED调光控制，控制过程简单、使用元件少，结构面积小，节省空间，符合能源标准要求。适用于对市场上几乎所有交流、直流负载灯具，调节过程稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型实施例3的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

一种后沿相位控制灯具调光器，包括电源模块和控制模块，所述电源模块的输入端接入电源，所述电源模块的输出端连接控制模块，向控制模块输出工作电压，还包括与待调光灯具连接的整流桥BD1，控制模块包括取样电路和调光电路，取样电路一端与整流桥BD1输出端连接，另一端接地；取样电路包括用于对整流桥BD1输出电压进行分压的电阻R3和R4；调光电路包括单片机U2、电位器RW1和MOS管T1；单片机U2接入电阻R4上取得的电压信号和电位器RW1上的取得的中心抽头电压信号，向MOS管T1栅极输出PWM控制信号；MOS管T1漏极与控制模块输入端连接，源极接地。

整流桥BD1将交流电转换为直流电，电压过零点信号从电阻R3、R4电路的分压电阻R4上取得，并送到单片机U2的2脚AN7端口，同时把电位器RW1中心抽头的电压送入单片机U2的3脚AN6端口。两路信号经单片机U2内部软件处理，单片机U2通过5脚AN2端口输出脉宽可调PWM控制信号，驱动MOS开关管T1。

取样电路包括依次串联的二极管D1、电阻R3和R4，电阻R4接地，二极管D1正极与整流桥BD1输出端连接，电阻R3和R4之间引出接线与单片机U2连接。通过二极管D1、电阻R3和R4取得交流电经过整流后的过零点信号。

调光电路包括电位器RW1、单片机U2、电阻R7和MOS管T1，电位器RW1一端接入工作电压，另一端接地，中间抽头与单片机U2连接，MOS管T1栅极与单片机U2连接，MOS管T1源极串联电阻R7后接地，漏极与整流桥BD1输出端连接。

调光电路还包括三极管Q3、电阻R8、R9、R10和R11，电阻R8与MOS管T1源极连接，电阻R8另一端与三极管Q3基极连接，三极管Q3发射极接地，集电极串联电阻R11后接入工作电压，电阻R8和三极管Q3基极之间引出接线连接电阻R8和R9后与单片机U2连接，电阻R9和R10之间引出接线与三极管Q3集电极连接。电阻R7是过载采样电阻。过载时，晶体管Q3导通，R10通过R11、R9、R8、R7组成的分压电路，得到低电平送入单片机U2的4脚AN5端口，单片机软件处理后，5脚AN2端口输出低电平，MOS开关管T1停止工作。电阻R10是限流电阻。

调光电路还包括电阻R6、二极管D2、电容C6，电阻R6串联在单片机U2和MOS管T1栅极之间，二极管D2正极与MOS管T1栅极连接，负极接入工作电压，电容C6一端与MOS管T1栅极连接，另一端接地；电容C4一端与电位器RW1中间抽头连接，另一端接地，电容C5一端与单片机U2上接入工作电压的引脚连接，另一端接地，电容C7一端与三极管Q3基极连接，另一端接地；采样电路还包括电容C1，电阻R3和R4之间引出接线与电容C1连接，电容C1另一端接地。电阻R6、电容C6、二极管D2分别对MOS开关管T1起到限流、抗干扰、保护作用，提高MOS开关管T1的工作可靠性。电容C1、C4、C5、C7分别是抗干扰电容，保证该电路的控制过程稳定可靠，正常工作。

整流桥BD1并联有压敏电阻MOV1。设置MOV1压敏电阻是为了防止雷电、浪涌对控制电路的影响。

实施例2

电源模块包括直流降压电路、过流保护电路和滤波稳压电路。直流降压电路包括电阻R1和R5，三极管Q1和稳压二极管ZD1，电阻R1和R5分别与二极管D1负极连接，电阻R1另一端与三极管Q1集电极连接，三极管Q1基极分别与电阻R5和稳压二极管ZD1的负极连接，稳压二极管ZD1正极接地。

过流保护电路包括三极管Q2和电阻R2，三极管Q2集电极与三极管Q1基极连接，三极管Q2基极与三极管Q1发射极连接，电阻R2连接在三极管Q2基极和发射极之间。电阻R2和三极管Q2对输出的直流5V工作电压起到过流保护作用。

滤波稳压电路包括电容C2和C3、稳压芯片U1，电容C2一端三极管Q2发射极连接，另一端接地，稳压芯片U1输入端与三极管Q2发射极连接，输出端向外输出工作电压，电容C3一端与稳压芯片U1输出端连接，另一端接地。

取样电路包括依次串联的二极管D1、电阻R3和R4，电阻R4接地，二极管D1正极与整流桥BD1输出端连接，电阻R3和R4之间引出接线与单片机U2连接。

调光电路还包括电阻R6、二极管D2、电容C6，电阻R6串联在单片机U2和MOS管T1栅极之间，二极管D2正极与MOS管T1栅极连接，负极接入工作电压，电容C6一端与MOS管T1栅极连接，另一端接地；整流桥BD1并联有压敏电阻MOV1。

实施例3

调光电路还包括电阻R6、二极管D2、电容C4、C5、C6和C7，电阻R6串联在单片机U2和MOS管T1栅极之间，二极管D2正极与MOS管T1栅极连接，负极接入工作电压，电容C6一端与MOS管T1栅极连接，另一端接地；电容C4一端与电位器RW1中间抽头连接，另一端接地，电容C5一端与单片机U2上接入工作电压的引脚连接，另一端接地，电容C7一端与三极管Q3基极连接，另一端接地；采样电路还包括电容C1，电阻R3和R4之间引出接线与电容C1连接，电容C1另一端接地。电阻R6、电容C6、二极管D2分别对MOS开关管T1起到限流、抗干扰、保护作用，提高MOS开关管T1的工作可靠性。电容C1、C4、C5、C7分别是抗干扰电容，保证该电路的控制过程稳定可靠，正常工作。

整流桥BD1并联有压敏电阻MOV1。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims

1.一种后沿相位控制灯具调光器，包括电源模块和控制模块，所述电源模块的输入端接入电源，所述电源模块的输出端连接控制模块，向控制模块输出工作电压，其特征在于：还包括与待调光灯具连接的整流桥BD1，控制模块包括取样电路和调光电路，取样电路一端与整流桥BD1输出端连接，另一端接地；取样电路包括用于对整流桥BD1输出电压进行分压的电阻R3和R4；调光电路包括单片机U2、电位器RW1和MOS管T1；单片机U2接入电阻R4上取得的电压信号和电位器RW1上的取得的中心抽头电压信号，向MOS管T1栅极输出PWM控制信号；MOS管T1漏极与控制模块输入端连接，源极接地。

2.根据权利要求1所述的一种后沿相位控制灯具调光器，其特征在于：电源模块包括直流降压电路、过流保护电路和滤波稳压电路，直流降压电路接入整流桥BD1输出电压，直流降压电路与过流保护电路连接，过流保护电路与滤波稳压电路连接，滤波稳压电路向外输出工作电压。

3.根据权利要求2所述的一种后沿相位控制灯具调光器，其特征在于：直流降压电路包括电阻R1和R5，三极管Q1和稳压二极管ZD1，电阻R1和R5分别与二极管D1负极连接，电阻R1另一端与三极管Q1集电极连接，三极管Q1基极分别与电阻R5和稳压二极管ZD1的负极连接，稳压二极管ZD1正极接地。

4.根据权利要求3所述的一种后沿相位控制灯具调光器，其特征在于：过流保护电路包括三极管Q2和电阻R2，三极管Q2集电极与三极管Q1基极连接，三极管Q2基极与三极管Q1发射极连接，电阻R2连接在三极管Q2基极和发射极之间。

5.根据权利要求4所述的一种后沿相位控制灯具调光器，其特征在于：滤波稳压电路包括电容C2和C3、稳压芯片U1，电容C2一端三极管Q2发射极连接，另一端接地，稳压芯片U1输入端与三极管Q2发射极连接，输出端向外输出工作电压，电容C3一端与稳压芯片U1输出端连接，另一端接地。

6.根据权利要求1所述的一种后沿相位控制灯具调光器，其特征在于：取样电路包括依次串联的二极管D1、电阻R3和R4，电阻R4接地，二极管D1正极与整流桥BD1输出端连接，电阻R3和R4之间引出接线与单片机U2连接。

7.根据权利要求1所述的一种后沿相位控制灯具调光器，其特征在于：调光电路包括电位器RW1、单片机U2、电阻R7和MOS管T1，电位器RW1一端接入工作电压，另一端接地，中间抽头与单片机U2连接，MOS管T1栅极与单片机U2连接，MOS管T1源极串联电阻R7后接地，漏极与整流桥BD1输出端连接。

8.根据权利要求7所述的一种后沿相位控制灯具调光器，其特征在于：调光电路还包括三极管Q3、电阻R8、R9、R10和R11，电阻R8与MOS管T1源极连接，电阻R8另一端与三极管Q3基极连接，三极管Q3发射极接地，集电极串联电阻R11后接入工作电压，电阻R8和三极管Q3基极之间引出接线连接电阻R8和R9后与单片机U2连接，电阻R9和R10之间引出接线与三极管Q3集电极连接。

9.根据权利要求8所述的一种后沿相位控制灯具调光器，其特征在于：调光电路还包括电阻R6、二极管D2、电容C4、C5、C6和C7，电阻R6串联在单片机U2和MOS管T1栅极之间，二极管D2正极与MOS管T1栅极连接，负极接入工作电压，电容C6一端与MOS管T1栅极连接，另一端接地；电容C4一端与电位器RW1中间抽头连接，另一端接地，电容C5一端与单片机U2上接入工作电压的引脚连接，另一端接地，电容C7一端与三极管Q3基极连接，另一端接地；采样电路还包括电容C1，电阻R3和R4之间引出接线与电容C1连接，电容C1另一端接地。

10.根据权利要求1所述的一种后沿相位控制灯具调光器，其特征在于：整流桥BD1并联有压敏电阻MOV1。