CN210491281U - Led调光电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LED调光电路,交流源AC导通角信号TRIAC端接TRIAC检测电路的输入;TRIAC检测电路的输出接组合控制电路的一端输入;PWM占空比信号端PWM接PWM检测电路的输入;PWM检测电路的输出接组合控制电路的另一端输入;组合控制电路的第三个输入接交流源AC导通角信号端TRIAC;组合控制电路的输出分别接驱动控制电路的输入;驱动控制电路的两个输出分别接负载的两个输入。其优点在于主要用于AC‑DC电源、LED驱动等领域及其他基于调光器或/和PWM信号或/和模拟信号控制工作的系统并实现对输出电压或电流的调节功能,能够可靠的实现多种控制模式的兼容,拓宽产品的应用范围;应用于升压boost架构、升降压buckBoost/反激flyback架构、降压buck架构和线性架构。
Description
技术领域
本实用新型公开了一种LED调光电路,主要用于AC-DC电源、LED驱动等领域及其他基于调光器或/和PWM信号或/和模拟信号控制工作的系统并实现对输出电压或电流的调节功能,能够可靠的实现多种控制模式的兼容,拓宽产品的应用范围。本实用新型可以应用于升压boost架构、升降压buckBoost/反激flyback架构、降压buck架构和线性架构。
背景技术
随着物联网和智能家居的不断发展,PWM信号和0到10V信号调光方式以其对智能控制的良好兼容性被广泛使用。
而传统的可控硅或后切调光器仍然被广泛使用。
当兼容PWM调光控制的调光电路接入存在可控硅或后切调光器的市电网络中时,会出现维持电流不足造成灯闪等调光兼容问题。
如果拆除原有的调光器,则需要进行线路改造,增加人力成本,不利于智能产品的推广。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题在于提供一种LED调光电路,能够兼容可控硅或后切调光器和PWM调光应用,避免线路改造,从而降低产品替换的人工成本,拓宽产品的应用范围。
本实用新型提供一种LED调光电路,包括:TRIAC检测电路、PWM检测电路、组合控制电路、驱动控制电路、负载;交流源AC导通角信号端TRIAC接TRIAC检测电路的输入;TRIAC检测电路的输出接组合控制电路的一端输入;TRIAC检测电路检测可控硅或/和后切调光器的切相占空比信号Qtriac;PWM占空比信号端PWM接PWM检测电路的输入;PWM检测电路的输出接组合控制电路的另一端输入;PWM检测电路检测PWM信号或/和模拟调光信号的占空比信号Qpwm;组合控制电路的第三个输入接交流源AC导通角信号端TRIAC;组合控制电路的输出端接驱动控制电路的输入;组合控制电路用于将TRIAC检测电路输出的占空比信息和PWM检测电路输出的占空比信息转换成驱动控制的基准电压信息和驱动使能信号;驱动控制电路的两个输出分别接负载的两个输入;驱动控制电路根据基准电压信息或/和驱动使能信息控制负载的输出电压或/和电流。
本实用新型提供一种LED调光电路,具有这样的特征:TRIAC检测电路包括振荡器1和计数器1;振荡器1的输出接计数器1的时钟输入端;交流源AC导通角信号端TRIAC接计数器1的使能同步输入端;计数器1的输出端接组合控制电路。
本实用新型提供一种LED调光电路,还可以具有这样的特征:PWM检测电路包括振荡器2和计数器2;振荡器2的输出接计数器2的时钟输入端;PWM占空比信号端PWM接计数器2的使能同步输入端;计数器2的输出端接组合控制电路。
本实用新型提供一种LED调光电路,还可以具有这样的特征:组合控制电路包括比例变换电路1、比例变换电路2、比较器A、选择器A、滤波器、振荡器3、计数器3;比例变换电路1的输入接TRIAC检测电路的输出;比例变换电路1的的输出分别接比较器A的一个输入端、选择器A的一个输入端;比例变换电路2的输入接PWM检测电路的输出;比例变换电路2的输出接比较器A的另一个输入端、选择器A的另一个输入端;比较器A的输出端接选择器A的选通输入端;选择器A的输出端接滤波器的输入端;滤波器的输出端接计数器3的计数控制输入端(cnt);振荡器3的输出端接计数器3的时钟输入端;交流源AC导通角信号端(TRIAC)接计数器3的同步输入端(syn),计数器3输出端(EN)接驱动控制电路的另一个输入。
本实用新型提供一种LED调光电路,还可以具有这样的特征:组合控制电路还包括数字模拟转换器DAC;滤波器的输出端接数字模拟转换器DAC的输入端;数字模拟转换器DAC的输出端(Vref)接驱动控制电路的一个输入。
本实用新型提供一种LED调光电路,还可以具有这样的特征:比例变换电路1包括选择器1、比较器1、比较器2、比较器3、乘法器1、选择器2、减法器1和选择器3;比较器1的一个输入端接固定数字信号Nref1,另一个输入端接TRIAC检测电路的输出,输出端接选择器1的一个输入端;比较器2的一个输入端接固定数字信号Nref2,另一个输入端接TRIAC检测电路的输出,输出端分别接选择器2和选择器3的一个输入端;比较器3的一个输入端接固定数字信号Nref3,另一个输入端接TRIAC检测电路的输出,输出端分别接选择器2和选择器3的一个输入端;选择器1的一个输入端接固定数字信号Nref4、一个输入端接固定数字信号Nref5,输出端接乘法器1的一个输入端;乘法器1的另一个输入端接TRIAC检测电路的输出,输出端接减法器1的一个输入端;选择器2的一个输入端接固定数字信号Nref6、一个输入端接固定数字信号Nref7,输出端接减法器1的一个输入端;选择器3的一个输入端接减法器1的输出端,一个输入端接固定数字信号Nref8、一个输入端接固定数字信号Nref9;输出端接比较器A的一个输入端。
本实用新型提供一种LED调光电路,还可以具有这样的特征:比例变换电路2包括选择器4、比较器4和乘法器2;乘法器2的一个输入端接固定数字信号Nref10,一个输入端接PWM检测电路的输出,输出端接选择器4的一个输入端;比较器4的一个输入端接固定数字信号Nref12,一个输入端接PWM检测电路的输出,输出端接选择器4的一个输入端;选择器4的一个输入端接固定数字信号Nref11,输出端接比较器A的另一个输入端。
本实用新型提供一种LED调光电路,还可以具有这样的特征:驱动控制电路包括,误差放大器EA、电容Ccomp、压控计时器、RS触发器、驱动电路、开关M1、电流检测电阻Rcs、变压器T1、二极管Dout、输出电容Cout、整流桥、pi型滤波电容Cpi1、pi型滤波电感Lpi、pi型滤波电容Cpi2、泄放电阻Rrc和泄放电容Crc;整流桥的输入接交流源AC;pi型滤波电容Cpi1的一端接整流桥的一个输出端,另一端接地;pi型滤波电感Lpi的一端接整流桥的一个输出端,另一端接变压器T1的原边正端;pi型滤波电容Cpi2的一端接变压器T1的原边正端,另一端接地;电流检测电阻Rcs的一端接变压器T1的原边正端,另一端接泄放电容Crc的一端;泄放电容Crc的另一端接地;误差放大器EA的输入负端接开关M1源极的输出电流信号端(Ics);输入正端接组合控制电路的输出端(Vref)或基准电压Vref2,输出端接压控计时器的输入端;电容Ccomp的一端接误差放大器EA的输出端,另一端接地;RS触发器的输入S端接变压器T1的副边正端的退磁信号端(deMag);RS触发器的输入R端接压控计时器的输出端;RS触发器的EN端接组合控制电路的输出端(EN)或逻辑高电平;RS触发器的输出端接驱动电路的输入端;驱动电路的输出端接开关M1的栅极;开关M1的漏级接变压器T1的原边负端;电流检测电阻Rcs的一端接开关M1的源级,另一端接地;变压器T1的副边负端接二极管Dout的正端;输出电容Cout的一端为驱动控制电路的一个输出端,接变压器T1的副边正端;另一端为驱动控制电路的另一个输出端,接二极管Dout的负端。
本实用新型提供一种LED调光电路,还可以具有这样的特征:驱动控制电路包括,误差放大器EA、电容Ccomp、压控计时器、RS触发器、驱动电路、开关M1、电流检测电阻Rcs、变压器T1、二极管Dout、输出电容Cout、整流桥、pi型滤波电容Cpi1、pi型滤波电感Lpi、pi型滤波电容Cpi2、泄放电阻Rrc和泄放电容Crc;整流桥的输入接交流源AC;pi型滤波电容Cpi1的一端接整流桥的一个输出端,另一端接地;pi型滤波电感Lpi的一端接整流桥的一个输出端,另一端接变压器T1的原边正端;pi型滤波电容Cpi2的一端接变压器T1的原边正端,另一端接地;电流检测电阻Rcs的一端接变压器T1的原边正端,另一端接泄放电容Crc的一端;泄放电容Crc的另一端接地;误差放大器EA的输入负端接开关M1源极的输出电流信号端(Ics);输入正端接组合控制电路的输出端(Vref),输出端接压控计时器的输入端;电容Ccomp的一端接误差放大器EA的输出端,另一端接地;RS触发器的输入S端接变压器T1的副边正端的退磁信号端(deMag);RS触发器的输入R端接压控计时器的输出端;RS触发器的EN端接组合控制电路的输出端(EN)或逻辑高电平;RS触发器的输出端接驱动电路的输入端;驱动电路的输出端接开关M1的栅极;开关M1的漏级接变压器T1的原边负端;电流检测电阻Rcs的一端接开关M1的源级,另一端接地;变压器T1的副边负端接二极管Dout的正端;输出电容Cout的一端为驱动控制电路的一个输出端,接变压器T1的副边正端;另一端为驱动控制电路的另一个输出端,接二极管Dout的负端。
本实用新型提供一种LED调光电路,还可以具有这样的特征:组合控制电路中的比例变换电路1和比例变换电路2被模拟电压转换电路替换;比较器A和/或选择器A被加权加法器或模拟比较器A或选通开关替代;振荡器3和计数器3被压控计时器替代。
本实用新型提供一种LED调光电路,还可以具有这样的特征:组合控制电路中的滤波器为数字滤波器或模拟滤波器。
本实用新型提供一种LED调光电路,还可以具有这样的特征:驱动控制电路中的误差放大器EA和电容Ccomp被用数字误差放大器替代。
本实用新型提供一种LED调光电路,还可以具有这样的特征:LED调光电路可以应用于升压boost架构、升降压buckBoost/反激flyback架构、降压buck架构和线性架构。
本实用新型提供的一种LED调光电路,由于增加了调光器和PWM混合控制功能,动态调节电路的基准和/或开关工作时间,能够兼容可控硅和/或后切调光器和/或PWM调光应用,避免产品替换时进行线路改造,从而降低产品替换的人工成本,拓宽产品的应用范围。
附图说明
图1为实施例中的LED调光电路的框图。
图2为实施例中的LED调光电路的一种实现方式。
图3为实施例中的比例变换电路1的一种实现方式。
图4为实施例中的比例变换电路2的一种实现方式。
图5为本实用新型中的LED调光电路的一种实现方式的工作波形。
图6为本实用新型中的LED调光电的一种实现方式中比例变换电路1的一种比例变换曲线。
图7为本实用新型中的LED调光电的一种实现方式中比例变换电路2的一种比例变换曲线。
具体实施方式:
以下结合附图,对本实用新型做进一步说明。
图1为本实用新型中的LED调光电路的框图。
如图1所示,一种LED调光电路,包括:TRIAC检测电路、PWM检测电路、组合控制电路、驱动控制电路、负载。
交流源AC导通角信号端TRIAC接TRIAC检测电路的输入。TRIAC检测电路的输出接组合控制电路的一端输入。PWM占空比信号端PWM接PWM检测电路的输入。PWM检测电路的输出接组合控制电路的另一端输入。组合控制电路的第三个输入接交流源AC导通角信号端TRIAC。组合控制电路的两个输出端Vref、EN分别接驱动控制电路的两个输入。驱动控制电路的两个输出分别接负载的两个输入。
TRIAC检测电路用于检测可控硅或/和后切调光器的切相占空比信息。
PWM检测电路用于检测PWM信号或/和模拟调光信号的占空比信息。
组合控制电路用于将TRIAC检测电路输出的占空比信息和PWM检测电路输出的占空比信息转换成用于驱动控制的基准电压信息和驱动使能信息。
驱动控制电路用于根据基准电压信息或/和驱动使能信息控制负载的输出电压或/和电流。
图2为本实用新型中的LED调光电路的一种实现方式。
如图2所示,TRIAC检测电路的一种实现方式,包括振荡器1、计数器1。振荡器1的输出接计数器1的时钟输入端。交流源AC导通角信号端TRIAC接计数器1的使能同步输入端。计数器1的输出端作为TRIAC检测电路的输出端,接组合控制电路中比例变换电路1的输入端。
PWM检测电路的一种实现方式,包括振荡器2、计数器2。振荡器2的输出接计数器2的时钟输入端。PWM占空比信号端PWM接计数器2的使能同步输入端。计数器2的输出端作为PWM检测电路的输出端,接组合控制电路中比例变换电路2的输入端。
组合控制电路的一种实现方式,包括比例变换电路1、比例变换电路2、比较器A、选择器A、数字滤波器、振荡器3、计数器3、数字模拟转换器DAC。
组合控制电路包括比例变换电路1、比例变换电路2、比较器A、选择器A、数字滤波器、振荡器3、计数器3、数字模拟转换器DAC。
比例变换电路1的输入接TRIAC检测电路的输出。即接计数器1的输出端。比例变换电路1的的输出分别接比较器A的一个输入端、选择器A的一个输入端。比例变换电路2的输入接PWM检测电路的输出,即接计数器1的输出端。比例变换电路2的输出接比较器A的另一个输入端、选择器A的另一个输入端。比较器A的输出端接选择器A的选通输入端。选择器A的输出端接数字滤波器的输入端。
数字滤波器的输出端接计数器3的计数控制输入端cnt、数字模拟转换器DAC的输入端。数字模拟转换器DAC的输出端Vref作为组合控制电路的输出端,接驱动控制电路的一个输入。振荡器3的输出端接计数器3的时钟输入端。
交流源AC导通角信号端TRIAC接计数器3的同步输入端syn,计数器3输出端EN作为组合控制电路的另一个输出端,接驱动控制电路的另一个输入。
如图3所示,本实施例中,比例变换电路1包括:选择器1、比较器1、比较器2、比较器3、乘法器1、选择器2、减法器1和选择器3。
比较器1的一个输入端接固定数字信号Nref1,另一个输入端接TRIAC检测电路的输出,输出端接选择器1的一个输入端。比较器2的一个输入端接固定数字信号Nref2,另一个输入端接TRIAC检测电路的输出,输出端分别接选择器2和选择器3的一个输入端。比较器3的一个输入端接固定数字信号Nref3,另一个输入端接TRIAC检测电路的输出,输出端分别接选择器2和选择器3的一个输入端。选择器1的一个输入端接固定数字信号Nref4、一个输入端接固定数字信号Nref5,输出端接乘法器1的一个输入端。乘法器1的另一个输入端接TRIAC检测电路的输出,输出端接减法器1的一个输入端。选择器2的一个输入端接固定数字信号Nref6、一个输入端接固定数字信号Nref7,输出端接减法器1的一个输入端。选择器3的一个输入端接减法器1的输出端,一个输入端接固定数字信号Nref8、一个输入端接固定数字信号Nref9;输出端接比较器A的一个输入端。
比例变换电路1用于将可控硅或/和后切调光器的切相占空比信息Qtriac比例转换成对应驱动控制的基准信息Qref_triac,以实现最佳的调光器调光效果。Qtriac和Qref_triac的比例关系可以是线性关系、折线关系、指数关系、平方关系等或者其中2种或多种关系的组合。
如图4所示,本实施例中,比例变换电路2包括:选择器4、比较器4和乘法器2。乘法器2的一个输入端接固定数字信号Nref10,一个输入端接PWM检测电路的输出,输出端接选择器4的一个输入端。比较器4的一个输入端接固定数字信号Nref12,一个输入端接PWM检测电路的输出,输出端接选择器4的一个输入端。选择器4的一个输入端接固定数字信号Nref11,输出端接比较器A的另一个输入端。
比例变换电路2用于将PWM占空比信息Qpwm比例转换成对应驱动控制的基准信息Qref_pwm,以实现最佳的PWM调光效果。Qpwm和Qref_pwm的比例关系可以是线性关系、折线关系、指数关系、平方关系等或者其中2种或多种关系的组合。
数字滤波器用于对基准信息Qref0进行滤波,滤除基准信息Qref0的高频波动,防止调光抖动和/或灯闪。
数字滤波器的一种实现方式,比较基准信息Qref0和基准信息Qref,连续N个周期(N=0,1,2,3,4……)基准信息Qref0大于/小于现在的基准信息Qref,新的基准信息Qref更新为M(M=0,1,2,3,4……)个周期的基准信息Qref0的加权平均值,否则基准信息Qref保持不变。
数字滤波器的另一种实现方式,比较基准信息Qref0和基准信息Qref,连续N个周期(N=0,1,2,3,4……)基准信息Qref0大于/小于现在的基准信息Qref,新的基准信息Qref更新为M(M=0,1,2,3,4……)个周期的基准信息Qref0和现在的基准信息Qref的加权平均值,否则基准信息Qref保持不变。
数字滤波器的第三种实现方式,比较基准信息Qref0和基准信息Qref,连续N个周期(N=0,1,2,3,4……)基准信息Qref0大于/小于现在的基准信息Qref,新的基准信息Qref更新为M(M=0,1,2,3,4……)个周期的基准信息Qref0、现在的基准信息Qref和新的基准信息Qref的加权平均值,否则基准信息Qref保持不变。
驱动控制电路的的一种实现方式,包括误差放大器EA、电容Ccomp、压控计时器、RS触发器、驱动电路、开关M1、电流检测电阻Rcs、变压器T1、二极管Dout、输出电容Cout、整流桥、pi型滤波电容Cpi1、pi型滤波电感Lpi、pi型滤波电容Cpi2、泄放电阻Rrc、泄放电容Crc。
整流桥的输入接交流源AC。pi型滤波电容Cpi1的一端接整流桥的一个输出端,另一端接地。pi型滤波电感Lpi的一端接整流桥的一个输出端,另一端接变压器T1的原边正端。pi型滤波电容Cpi2的一端接变压器T1的原边正端,另一端接地。电流检测电阻Rcs的一端接变压器T1的原边正端,另一端接泄放电容Crc的一端。泄放电容Crc的另一端接地。
误差放大器EA的输入负端接开关M1源极的输出电流信号端(Ics)输出电流信号端Ics的信号是M1源极的输出的峰值电流。输入正端接组合控制电路的输出端(Vref),即接数字模拟转换器的输出端Vref;输出端接压控计时器的输入端。电容Ccomp的一端接误差放大器EA的输出端,另一端接地。
RS触发器的输入S端接变压器T1的副边正端的退磁信号端deMag。退磁信号端deMag RS触发器的输入R端接压控计时器的输出端。RS触发器的EN端接组合控制电路的输出端(EN),即接计数器3的输出端。RS触发器的输出端接驱动电路的输入端。
驱动电路的输出端接开关M1的栅极。开关M1的漏级接变压器T1的原边负端。电流检测电阻Rcs的一端接开关M1的源级,另一端接地。变压器T1的副边负端接二极管Dout的正端。
输出电容Cout的一端为驱动控制电路的一个输出端,接变压器T1的副边正端。另一端为驱动控制电路的另一个输出端,接二极管Dout的负端。负载的两端接输出电容Cout的两端。
组合控制电路中的比例变换1和比例变换2可以用模拟电压转换电路替代。
组合控制电路中的比较器A和选择器A可以用加权加法器替代。
组合控制电路中的比较器A和选择器A可以用模拟比较器A和选通开关替代。
组合控制电路中的数字滤波器可以用模拟滤波器替代。
组合控制电路中的振荡器3和计数器3可以用压控计时器替代。
驱动控制电路中的误差放大器正输入端可以接基准电压Vref2,代替与组合控制电路的输出端Vref的连接。
驱动控制电路中的RS触发器的使能输入端可以接逻辑高电平,代替与组合控制电路的输出端EN的连接。
驱动控制电路中的误差放大器EA和电容Ccomp可以用数字误差放大器替代。
LED调光电路可以应用于升压boost架构、升降压buckBoost/反激flyback架构、降压buck架构和线性架构。
本实用新型提供的一种LED调光电路,由于增加了调光器和PWM混合控制功能,动态调节电路的基准和/或开关工作时间,能够兼容可控硅和/或后切调光器和/或PWM调光应用,避免产品替换时进行线路改造,从而降低产品替换的人工成本,拓宽产品的应用范围。
一种LED调光电路的具体工作原理为:
如图5所示,一个工频周期内,调光器导通时交流源AC导通角信号端TRIAC为高电平。反之,调光器关断时交流源AC导通角信号端TRIAC为低电平。TRIAC检测电路中,交流源AC导通角信号端TRIAC从低电平变为高电平时,振荡器1产生时钟clk1作为计数器1的时钟进行计数。交流源AC导通角信号端TRIAC从高电平变为低电平时,计数器1计数结束。从而将交流源AC导通角信号端TRIAC的占空比信息转换成数字信息Qtriac。
同理,PWM检测电路中,一个PWM开关周期内,PWM占空比信号端从低电平变为高电平时,振荡器2产生时钟clk2作为计数器2的时钟进行计数。PWM占空比信号端从高电平变为低电平时,计数器2计数结束。从而将PWM占空比信号端的占空比信息转换成数字信息Qpwm。
组合控制电路中,比例变换电路1将调光器占空比信息Qtriac进行比例转换成对应基准信息Qref_triac。Qtriac和Qref_triac的比例关系可以是线性关系、折线关系、指数关系、平方关系等或者其中2种或多种关系的组合。如图6所示,为折线关系的比例变换电路1的一种实现方式。调光器占空比信息Qtriac较大时,基准信息Qref_triac保持最大,保证调光时最大导通角时初始功率足够大。调光器占空比信息Qtriac中等时,基准信息Qref_triac为折线关系,保证调光时的调光深度,实现调光时最小导通角时剩余功率足够小。调光器占空比信息Qtriac较小时,基准信息Qref_triac保持在一个较小值,保证快调调光器时不会出现电流的上过冲和下过冲。
同理,比例变换电路2将PWM占空比信息Qpwm进行比例转换成对应基准信息Qref_pwm。Qpwm和Qref_pwm的比例关系可以是线性关系、折线关系、指数关系、平方关系等或者其中2种或多种关系的组合。如图5所示,为折线关系的比例变换电路2的一种实现方式。PWM占空比信息Qpwm较大时,基准信息Qref_pwm保持最大,保证某些应用(如0~10V调光应用等)中PWM占空比信号端无法实现100%占空比时,能够实现满输出功率输出。pwm占空比信息Qpwm中等时,基准信息Qref_pwm为线性关系,方便计算PWM占空比和输出电流的比例关系。pwm占空比信息Qpwm较小时,基准信息Qref_pwm增加迟滞控制,防止PWM调光灯灭时出现灯闪。
比较器A比较基准信息Qref_triac和基准信息Qref_pwm,产生选通信号AS控制选择器A输出较小的信号作为输出基准信息Qref0。
产生基准信息Qref0的另一种实现方式为采用加权加法器替换比较器A和选择器A,通过加权加法器对基准信息Qref_triac和基准信息Qref_pwm加权求和作为输出基准信息Qref0。
Qref0=a×Qref_triac+b×Qref_pwm (1)。
其中a、b为实数。
基准信息Qref0通过数字滤波器进行滤波,滤除高频分量,从而防止基准信息Qref0的抖动造成输出电流的波动,防止灯闪。
数字滤波器的一种实现方式为:比较基准信息Qref0和基准信息Qref,连续N个周期(N=0,1,2,3,4……)基准信息Qref0大于/小于现在的基准信息Qref,新的基准信息Qref更新为M(M=0,1,2,3,4……)个周期的基准信息Qref0的加权平均值,否则基准信息Qref保持不变。
数字滤波器的另一种实现方式为:比较基准信息Qref0和基准信息Qref,连续N个周期(N=0,1,2,3,4……)基准信息Qref0大于/小于现在的基准信息Qref,新的基准信息Qref更新为M(M=0,1,2,3,4……)个周期的基准信息Qref0和现在的基准信息Qref的加权平均值,否则基准信息Qref保持不变。
数字滤波器的第三种实现方式为:比较基准信息Qref0和基准信息Qref,连续N个周期(N=0,1,2,3,4……)基准信息Qref0大于/小于现在的基准信息Qref,新的基准信息Qref更新为M(M=0,1,2,3,4……)个周期的基准信息Qref0、现在的基准信息Qref和新的基准信息Qref的加权平均值,否则基准信息Qref保持不变。
图5为本实用新型中的LED调光电路的一种实现方式的工作波形。
如图5所示,为数字滤波器的一种实现方式的一种实例。比较基准信息Qref0和基准信息Qref,连续2个周期基准信息Qref0大于/小于现在的基准信息Qref,新的基准信息Qref更新为1个周期的基准信息Qref0的加权(加权比例为1)平均值,否则基准信息Qref保持不变。
基准信息Qref经过DAC转换成模拟信号基准电压Vref。
驱动控制电路中,基准电压Vref通过误差放大器控制电压Vcomp,进而控制压控计时器计时,从而调节驱动信号drv的导通时间,进而调节负载电流。当基准电压Vref变低时,电压Vcomp变低,驱动信号drv的导通时间变短,降低负载电流。反之,当基准电压Vref变高时,电压Vcomp变高,驱动信号drv的导通时间变长,增大负载电流。
同时,组合控制电路中,计数器3的输出EN控制驱动控制电路中RS触发器的输出。计数器3的输出EN为高电平时,RS触发器正常输出驱动信号drv,维持正常的输出电流。计数器3的输出EN为低电平时RS触发器的输出驱动信号drv常低,开关M1常关,输出电流降低。
计数器3的输出EN的控制方式为:交流源AC导通角信号端TRIAC为低电平时,计数器3输出EN为高电平。驱动控制电路中,RS触发器正常输出驱动信号drv。交流源AC导通角信号端TRIAC从低电平变为高电平时,振荡器3产生时钟clk3作为计数器3的时钟进行计数,计数器3输出EN保持高电平。当计数器3计数数值达到基准信息Qref时,计数器3输出EN变为低电平,RS触发器的输出驱动信号drv常低,开关M1常关。当交流源AC导通角信号端TRIAC从高电平变为低电平后计数器3输出EN重新变为高电平。驱动控制电路中,RS触发器正常输出驱动信号drv。
基准信息Qref越大,RS触发器正常输出驱动信号drv的时间越多,输出电流越大。反之基准信息Qref越小,RS触发器正常输出驱动信号drv的时间越少,输出电流越小。
通过基准信息Qref调节一个工频周期内触发器的输出驱动信号drv正常开关的时间,使得输入电流集中在调光器前沿以及调光器关断部分,从而保证了调光器调光和/或PWM调光时,前切调光器满足可控硅维持电流,后切调光器能够正常检测母线过零,保证PWM调光的调光深度,提高调光器的兼容性。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。任何不超出本实用新型实质精神范围的实用新型创造,包括但不限于驱动控制电流恒压/恒流启动控制方式如临界连续模式替换成定频模式或DCM模式等的改变、对元器件的类型或型号的替换如将M1替换成三极管、将数字滤波器替换成模拟滤波器等、电路局部构造的变更如去掉比例变换电路1或比例变换电路2、驱动控制电路中的或非门改为与非门实现、去掉数字滤波器、外围架构由反激flyback架构改为升压boost架构、升降压buckBoost架构、降压buck架构或者线性架构等,以及其他非实质性的替换、变形或修改,均落入本实用新型保护范围之内。
Claims (13)
1.一种LED调光电路,其特征在于:包括,TRIAC检测电路、PWM检测电路、组合控制电路、驱动控制电路、负载;
交流源AC导通角信号端TRIAC接TRIAC检测电路的输入;TRIAC检测电路的输出接组合控制电路的一端输入;TRIAC检测电路检测可控硅或/和后切调光器的切相占空比信号Qtriac;
PWM占空比信号端PWM接PWM检测电路的输入;PWM检测电路的输出接组合控制电路的另一端输入;PWM检测电路检测PWM信号或/和模拟调光信号的占空比信号Qpwm;
组合控制电路的第三个输入接交流源AC导通角信号端TRIAC;组合控制电路的输出接驱动控制电路的输入;组合控制电路用于将TRIAC检测电路输出的占空比信息和PWM检测电路输出的占空比信息转换成驱动控制的基准电压信息和驱动使能信号;
驱动控制电路的两个输出分别接负载的两个输入;驱动控制电路根据基准电压信息或/和驱动使能信息控制负载的输出电压或/和电流。
2.如权利要求1所述的LED调光电路,其特征在于:
其中,TRIAC检测电路包括振荡器1和计数器1;
振荡器1的输出接计数器1的时钟输入端;交流源AC导通角信号端TRIAC接计数器1的使能同步输入端;计数器1的输出端接组合控制电路。
3.如权利要求1所述的LED调光电路,其特征在于:
其中,PWM检测电路包括振荡器2和计数器2;
振荡器2的输出接计数器2的时钟输入端;PWM占空比信号端PWM接计数器2的使能同步输入端;计数器2的输出端接组合控制电路。
4.如权利要求1所述的LED调光电路,其特征在于:
其中,组合控制电路包括比例变换电路1、比例变换电路2、比较器A、选择器A、滤波器、振荡器3、计数器3;
比例变换电路1的输入接TRIAC检测电路的输出;比例变换电路1的输出分别接比较器A的一个输入端、选择器A的一个输入端;
比例变换电路2的输入接PWM检测电路的输出;比例变换电路2的输出接比较器A的另一个输入端、选择器A的另一个输入端;
比较器A的输出端接选择器A的选通输入端;选择器A的输出端接滤波器的输入端;
滤波器的输出端接计数器3的计数控制输入端cnt;
振荡器3的输出端接计数器3的时钟输入端;
交流源AC导通角信号端TRIAC接计数器3的同步输入端syn,计数器3输出端EN接驱动控制电路的另一个输入。
5.如权利要求4所述的LED调光电路,其特征在于:
其中,组合控制电路还包括数字模拟转换器DAC;
滤波器的输出端接数字模拟转换器DAC的输入端;
数字模拟转换器DAC的输出端Vref接驱动控制电路的一个输入。
6.如权利要求4或5所述的LED调光电路,其特征在于:
其中,比例变换电路1包括选择器1、比较器1、比较器2、比较器3、乘法器1、选择器2、减法器1和选择器3;
比较器1的一个输入端接固定数字信号Nref1,另一个输入端接TRIAC检测电路的输出,输出端接选择器1的一个输入端;
比较器2的一个输入端接固定数字信号Nref2,另一个输入端接TRIAC检测电路的输出,输出端分别接选择器2和选择器3的一个输入端;
比较器3的一个输入端接固定数字信号Nref3,另一个输入端接TRIAC检测电路的输出,输出端分别接选择器2和选择器3的一个输入端;
选择器1的一个输入端接固定数字信号Nref4、一个输入端接固定数字信号Nref5,输出端接乘法器1的一个输入端;
乘法器1的另一个输入端接TRIAC检测电路的输出,输出端接减法器1的一个输入端;
选择器2的一个输入端接固定数字信号Nref6、一个输入端接固定数字信号Nref7,输出端接减法器1的一个输入端;
选择器3的一个输入端接减法器1的输出端,一个输入端接固定数字信号Nref8、一个输入端接固定数字信号Nref9;输出端接比较器A的一个输入端。
7.如权利要求4或5所述的LED调光电路,其特征在于:
其中,比例变换电路2包括选择器4、比较器4和乘法器2;
乘法器2的一个输入端接固定数字信号Nref10,一个输入端接PWM检测电路的输出,输出端接选择器4的一个输入端;
比较器4的一个输入端接固定数字信号Nref12,一个输入端接PWM检测电路的输出,输出端接选择器4的一个输入端;
选择器4的一个输入端接固定数字信号Nref11,输出端接比较器A的另一个输入端。
8.如权利要求1所述的LED调光电路,其特征在于:
其中,驱动控制电路包括,误差放大器EA、电容Ccomp、压控计时器、RS触发器、驱动电路、开关M1、电流检测电阻Rcs、变压器T1、二极管Dout、输出电容Cout、整流桥、pi型滤波电容Cpi1、pi型滤波电感Lpi、pi型滤波电容Cpi2、泄放电阻Rrc和泄放电容Crc;
整流桥的输入接交流源AC;pi型滤波电容Cpi1的一端接整流桥的一个输出端,另一端接地;pi型滤波电感Lpi的一端接整流桥的一个输出端,另一端接变压器T1的原边正端;pi型滤波电容Cpi2的一端接变压器T1的原边正端,另一端接地;电流检测电阻Rcs的一端接变压器T1的原边正端,另一端接泄放电容Crc的一端;泄放电容Crc的另一端接地;
误差放大器EA的输入负端接开关M1源极的输出电流信号端Ics;输入正端接组合控制电路的输出端Vref或基准电压Vref2,输出端接压控计时器的输入端;
电容Ccomp的一端接误差放大器EA的输出端,另一端接地;
RS触发器的输入S端接变压器T1的副边正端的退磁信号端deMag;RS触发器的输入R端接压控计时器的输出端;RS触发器的EN端接组合控制电路的输出端EN或逻辑高电平;RS触发器的输出端接驱动电路的输入端;
驱动电路的输出端接开关M1的栅极;开关M1的漏级接变压器T1的原边负端;
电流检测电阻Rcs的一端接开关M1的源级,另一端接地;
变压器T1的副边负端接二极管Dout的正端;
输出电容Cout的一端为驱动控制电路的一个输出端,接变压器T1的副边正端;另一端为驱动控制电路的另一个输出端,接二极管Dout的负端。
9.如权利要求1所述的LED调光电路,其特征在于:
其中,驱动控制电路包括,误差放大器EA、电容Ccomp、压控计时器、RS触发器、驱动电路、开关M1、电流检测电阻Rcs、变压器T1、二极管Dout、输出电容Cout、整流桥、pi型滤波电容Cpi1、pi型滤波电感Lpi、pi型滤波电容Cpi2、泄放电阻Rrc和泄放电容Crc;
整流桥的输入接交流源AC;pi型滤波电容Cpi1的一端接整流桥的一个输出端,另一端接地;pi型滤波电感Lpi的一端接整流桥的一个输出端,另一端接变压器T1的原边正端;pi型滤波电容Cpi2的一端接变压器T1的原边正端,另一端接地;电流检测电阻Rcs的一端接变压器T1的原边正端,另一端接泄放电容Crc的一端;泄放电容Crc的另一端接地;
误差放大器EA的输入负端接开关M1源极的输出电流信号端Ics;输入正端接组合控制电路的输出端Vref,输出端接压控计时器的输入端;
电容Ccomp的一端接误差放大器EA的输出端,另一端接地;
RS触发器的输入S端接变压器T1的副边正端的退磁信号端deMag;RS触发器的输入R端接压控计时器的输出端;RS触发器的EN端接组合控制电路的输出端EN或逻辑高电平;RS触发器的输出端接驱动电路的输入端;
驱动电路的输出端接开关M1的栅极;开关M1的漏级接变压器T1的原边负端;
电流检测电阻Rcs的一端接开关M1的源级,另一端接地;
变压器T1的副边负端接二极管Dout的正端;
输出电容Cout的一端为驱动控制电路的一个输出端,接变压器T1的副边正端;另一端为驱动控制电路的另一个输出端,接二极管Dout的负端。
10.如权利要求4或5所述的LED调光电路,其特征在于:组合控制电路中的比例变换电路1和比例变换电路2被模拟电压转换电路替换;
比较器和/或选择器被加权加法器或模拟比较器或选通开关替代;
振荡器3和计数器3被压控计时器替代。
11.如权利要求4或5所述的LED调光电路,其特征在于:组合控制电路中的滤波器为数字滤波器或模拟滤波器。
12.如权利要求8或9所述的LED调光电路,其特征在于:驱动控制电路中的误差放大器EA和电容Ccomp被用数字误差放大器替代。
13.如权利要求1所述的LED调光电路,其特征在于:LED调光电路可以应用于升压boost架构、升降压buckBoost/反激flyback架构、降压buck架构和线性架构。
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CN110099484A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-08-06 | 上海登芯微电子科技有限公司 | 一种led调光电路 |
EP4280820A1 (en) * | 2022-05-17 | 2023-11-22 | Diodes Incorporated | Led color and brightness control apparatus and method |
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