CN211128324U - 一种晶闸管led调光电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶闸管LED调光电路，所述晶闸管LED调光电路包括晶闸管调光器、LED驱动电路以及恒流控制电路，所述LED驱动电路设于所述晶闸管调光器与LED之间，所述恒流控制电路分别与LED以及LED驱动电路连接，所述LED驱动电路包括输入整流电路、辅助整流电路、输入滤波电路、反激开关电路、第一输出整流电路、第一输出滤波电路、第二输出整流电路以及第二输出滤波电路，所述恒流控制电路包括采样电路、恒流恒压控制器、光耦、PWM控制器以及周边电路。实施本实用新型，可以克服晶闸管调光器用于LED调光时存在的无法稳定工作以及调光过程中LED闪烁问题，能有效避免在调光过程中因控制芯片电源电压处在临界状态所引起的LED闪烁问题，还能避免使用晶闸管调光器对LED直接调光造成LED颜色变化的问题。

Description

一种晶闸管LED调光电路

技术领域

本实用新型涉及LED调光领域，尤其涉及一种晶闸管LED调光电路。

背景技术

传统的晶闸管调光器调光，是通过调节晶闸管的导通角改变流过负载的平均电流，从而实现对白炽灯的调光。由于白炽灯功耗较大，并且是通过热效应发光的，存在热惯性，这种调光方式可以获得不错的调光效果。

在LED照明不断普及的背景下，对LED光源进行调光的现实意义更大。晶闸管调光器配合LED光源使用时，存在负载电流小导致晶闸管调光器无法正常或无法稳定工作，或者在调光过程中因晶闸管非正常关断或LED驱动芯片非正常关断从而导致LED闪烁问题。同时，使用晶闸管调光器对LED光源直接调光，还会影响LED的颜色变化。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种晶闸管LED调光电路，能够解决现有的晶闸管LED调光方法所存在的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种晶闸管LED调光电路，所述晶闸管LED调光电路包括晶闸管调光器、LED驱动电路以及恒流控制电路，所述LED驱动电路设于所述晶闸管调光器与LED之间，所述恒流控制电路分别与LED以及LED驱动电路连接，所述LED驱动电路包括输入整流电路、辅助整流电路、输入滤波电路、反激开关电路、第一输出整流电路、第一输出滤波电路、第二输出整流电路以及第二输出滤波电路，所述恒流控制电路包括采样电路、恒流恒压控制器、光耦、PWM控制器以及周边电路；所述晶闸管调光器依次通过输入整流电路、输入滤波电路与反激开关电路的输入端连接，所述晶闸管调光器还通过所述辅助整流电路与所述PWM控制器的电源端连接；所述反激开关电路包括变压器与开关管，所述变压器包括初级线圈、次级线圈以及辅助线圈，所述初级线圈为反激开关电路的输入端，并通过开关管接地，所述次级线圈为反激开关电路的第一输出端，所述辅助线圈为反激开关电路的第二输出端，所述第一输出端依次通过第一输出整流电路、第一输出滤波电路与所述光耦的发光器的电源端、恒流恒压控制器的电源端以及LED连接，所述第二输出端依次通过第二输出整流电路、第二输出滤波电路与所述PWM控制器、所述光耦的受光器的电源端连接；所述LED通过采样电路与所述恒流恒压控制器的采样电流输入端连接，所述恒流恒压控制器的输出端通过光耦与所述PWM控制器的反馈端连接，所述PWM控制器的驱动端与所述反激开关电路中的开关管连接。

优选地，所述输入整流电路为全桥整流桥，所述全桥整流桥包括两个交流输入端、输出正极以及输出负极，所述两个交流输入端用于连接晶闸管调光器，所述输出正极与所述滤波电路的输入端连接，所述输出负极接地。

优选地，所述辅助整流电路由半桥整流桥和所述全桥整流桥中的两个整流二极管组成，所述半桥整流桥包括两个交流输入端与一个输出正极，所述半桥整流桥的两个交流输入端分别与所述全桥整流桥的两个交流输入端连接，并连接到晶闸管调光器的两个输出端；所述半桥整流桥的输出正极与所述PWM控制器的电源端连接。

优选地，所述半桥整流桥的输出正极通过分压电路与所述PWM控制器的电源端连接，所述分压电路包括第一分压电阻与第二分压电阻，所述半桥整流桥的输出正极通过所述第一分压电阻分别与所述PWM控制器的电源端和第二分压电阻的一端连接，所述第二分压电阻的另一端接地。

优选地，所述第二分压电阻的两端设有滤波电容。

优选地，所述反激开关电路还包括RCD吸收电路，所述RCD吸收电路并联在所述反激开关电路中的变压器初级线圈的两端。

优选地，所述第二输出整流电路通过限幅电路接地，所述限幅电路包括串联在一起的限流电阻和稳压二极管，所述限流电阻的一端与所述第二输出整流电路连接，另一端与所述PWM控制器的电源端连接。

优选地，所述第一输出整流电路依次通过整流二极管、限流电阻以及稳压二极管接地，所述稳压二极管的两端并联有滤波电容，所述光耦的发光器的电源端连接至所述限流电阻与稳压二极管之间的节点。

优选地，所述反激开关电路中的开关管通过第一采样电阻接地，还通过第一缓冲电阻与所述PWM控制器连接。

优选地，所述采样电路包括第二采样电阻和第二缓冲电阻，所述LED通过所述第二缓冲电阻与恒流恒压控制器连接，所述LED通过第二采样电阻接地。

实施本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的晶闸管LED调光电路，通过将交流电输入晶闸管调光器，所述晶闸管调光器输出斩波交流电，利用斩波交流电同步控制PWM控制器的开通和关断，所述LED驱动电路输出脉冲信号至LED，再通过恒流控制电路对所述脉冲信号进行恒流处理，形成周期性的恒流方波脉冲。调节晶闸管调光器，即能够对LED进行调光。由于PWM控制器的开关频率很高，可以克服晶闸管调光器用于LED调光时存在的无法稳定工作以及调光过程中LED闪烁问题。另一方面，通过辅助整流电路给PWM控制器提供启动电压，使得PWM控制器的电源与斩波交流电同步，能有效避免在调光过程中因PWM控制器电源电压处在临界状态所引起的LED闪烁问题。此外，本实用新型将晶闸管调光器输出的模拟斩波交流电转变成恒流的方波脉冲给LED供电，还能避免使用晶闸管调光器对LED直接调光所造成的LED颜色变化问题。

附图说明

图1是本实用新型提供的调光原理图；

图2是本实用新型提供的调光电路结构图；

图3是本实用新型提供的调光电路的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。

如图1所示，本实用新型提供了一种LED调光电路，所述LED调光电路包括晶闸管调光器1、LED驱动电路2以及恒流控制电路3，所述LED驱动电路2设于所述晶闸管调光器1与LED4之间，所述恒流控制电路3分别与LED4以及LED驱动电路2连接。所述LED驱动电路2用于驱动LED4，并结合所述恒流控制电路3实现恒流驱动。

如图2所示，所述LED驱动电路2包括输入整流电路201、辅助整流电路203、输入滤波电路202、反激开关电路204、第一输出整流电路205、第一输出滤波电路206、第二输出整流电路207以及第二输出滤波电路208。所述恒流控制电路3包括采样电路301、恒流恒压控制器302、光耦303、PWM控制器304以及周边电路。

所述反激开关电路204包括变压器与开关管，所述变压器包括初级线圈、次级线圈以及辅助线圈，所述初级线圈为反激开关电路204的输入端，并通过开关管接地，所述次级线圈为反激开关电路204的第一输出端，所述辅助线圈为反激开关电路204的第二输出端。

所述晶闸管调光器1依次通过输入整流电路201、输入滤波电路202与反激开关电路204的输入端连接，对经过晶闸管调光器1的斩波交流电进行整流滤波处理，再输送至反激开关电路204。

所述晶闸管调光器1还通过所述辅助整流电路202与所述PWM控制器304的电源端连接，所述PWM控制器304的驱动输出端与所述反激开关电路204中的开关管连接，用于控制开关管的导通与截止。当电源电压满足启动电压时，启动所述PWM控制器304，控制开关管的导通和截止；当不满足启动电压时，关闭所述PWM控制器304，控制开关管完全截止。

所述反激开关电路204的第一输出端依次通过第一输出整流电路205、第一输出滤波电路206与所述光耦303的发光器的电源端、恒流恒压控制器302的电源端以及LED连接，用于驱动LED以及给所述光耦303的发光器和恒流恒压控制器302提供工作电源。

所述反激开关电路204的第二输出端依次通过第二输出整流电路207、第二输出滤波电路208与所述PWM控制器304、所述光耦303的受光器的电源端连接，用于给所述PWM控制器304和所述光耦303的受光器提供工作电源。

所述LED4通过采样电路301与所述恒流恒压控制器302的输入端连接，即将采集到的LED电流信号换算成电压信号，再输入至恒流恒压控制器302。所述恒流恒压控制器302的输出端通过光耦303与所述PWM控制器304的反馈端连接，所述恒流恒压控制器302根据采样电路301所采集的电压信号，输出一个误差信号至光耦303，进一步反馈给所述PWM控制器304，控制开关管的占空比，实现LED的恒流驱动。

本实用新型通过晶闸管调光器控制所述PWM控制器304的开通和关断，进一步控制开关管的导通与截止，经反激开关电路204，输出脉冲直流信号，驱动LED4工作，通过改变晶闸管调光器的导通角，控制所述PWM控制器304的开通(或关断)时间，改变输出的脉冲直流信号的占空比，实现LED调光，同时，所述恒流恒压控制器302根据采样电路301所采集的电压信号，输出一个误差信号至光耦303，进一步反馈给所述PWM控制器304，控制开关管的占空比，实现LED的恒流驱动。本实用新型通过所述辅助整流电路203与所述PWM控制器304的电源端连接，用于启动所述PWM控制器304的工作，而不是直接将所述PWM控制器304的电源端与输入滤波电路连接，是因为在晶闸管调光器1关断时，输入滤波电路中电容还有残留电荷，所述PWM控制器304的电源端电压无法立即变零，通过辅助整流电路203能够避免这个问题，从而使得PWM控制器的电源端电压跟随晶闸管调光器输出的电压变化，克服因PWM控制器电源电压处在临界状态所引起的LED闪烁问题。

如图3所示，所述输入整流电路201为全桥整流桥，所述全桥整流桥包括两个交流输入端、输出正极以及输出负极，所述两个交流输入端用于连接晶闸管调光器1，所述输出正极与所述输入滤波电路的输入端连接，所述输出负极接地。进一步地，所述辅助整流电路203由半桥整流桥和所述全桥整流桥中的两个整流二极管组成，所述半桥整流桥包括两个交流输入端与一个输出正极，所述半桥整流桥的两个交流输入端分别与所述全桥整流桥的两个交流输入端连接，所述半桥整流桥的输出正极通过第一分压电阻与所述PWM控制器304的电源端连接。本实用新型，通过输入整流电路201中的两个整流二极管与另外一个半桥整流桥构成辅助整流电路202，能够减少制造成本，同时又不影响整流的效果。

优选地，所述半桥整流桥的输出正极通过分压电路与所述PWM控制器304的电源端连接，所述分压电路包括第一分压电阻R7与第二分压电阻R5，所述半桥整流桥的输出正极通过所述第一分压电阻R7分别与所述PWM控制器304(U2)的电源端和第二分压电阻R5的一端连接，所述第二分压电阻R5的另一端接地。R7的电阻相对R5很大(500k～1M)，为U2提供启动电压，同时还具有限流作用。进一步地，所述第二分压电阻R5的两端设有滤波电容，用于降低纹波对所述PWM控制器304工作的干扰。

较优地，所述反激开关电路204还包括RCD吸收电路，所述RCD吸收电路并联在所述反激开关电路中的变压器初级线圈的两端，所述RCD吸收电路包括吸收电阻R1、吸收电容C2以及吸收二极管D3，防止开关管漏极上出现高尖峰电压而损坏开关管。

进一步地，所述第二输出整流电路207通过限幅电路接地，所述限幅电路包括串联在一起的限流电阻R4和稳压二极管ZD1，所述限流电阻R4的一端与所述第二输出整流电路连接，另一端与所述PWM控制器的电源端连接。所述限幅电路能够防止变压器产生高压尖峰，并对高于18V的电压进行钳位，防止PWM控制器损坏。

更佳地，所述第一输出整流电路205依次通过整流二极管D2、限流电阻R3以及稳压二极管ZD2接地，所述稳压二极管ZD2的两端并联有滤波电容C6和C9，所述光耦303的发光器的电源端连接至所述限流电阻R3与稳压二极管ZD2之间的节点，给光耦的供电过程分别提供整流、稳压以及滤波的作用，稳定光耦的工作电压。

优选地，所述反激开关电路204中的开关管通过第一采样电阻R15接地，还通过第一缓冲电阻R12与所述PWM控制器连接，所述第一采样电阻R15用于采集反激开关电路的初级线圈电流，并通过第一缓冲电阻R12输入至所述PWM控制器的采样引脚，用于控制初级线圈电流不要超过某个峰值，起限流保护作用。

进一步地，所述采样电路301包括第二采样电阻Rsense和第二缓冲电阻R17，所述LED通过所述第二缓冲电阻R17与恒流恒压控制器连接，所述LED通过第二采样电阻Rsense接地。

同时，恒流恒压控制器优选为TSM1052,但不限于此，所述TSM1052包括引脚：OUT、VCC、Vctrl、Ictrl、Vsense、GND。其周边电路包括由C7和R9的负反馈网络，并联在OUT和Vctrl之间，用于稳定U3工作；还包括限流电阻R8，其一端与OUT相连，另一端连接至光耦，用于保护光耦的正常工作；还包括恒流恒压控制器工作所必须的C8和R16，OUT依次通过C8和R16接地；还包括R6和R14，R6一端与整流二极管D2的正极连接，另一端连接至Vctrl，Vctrl通过R14接地，与恒流恒压控制器内部的电压环运放构成稳压电路，用于稳定恒流恒压控制器的工作电压。所述PWM控制器优选为NCP1606，但不限于此，所述NCP1606包括引脚：FB、CTRL、CT、VCC、GND、DRV、ZCD、CS。其周边电路包括栅极电阻R10，其与开关管的栅极连接，另一端与DRV连接，用于调节控制脉冲的前后沿陡度和防止震荡；还包括工作时必须的R11和R13，R11一端与FB连接，另一端分别与光耦的输出端连接、通过R13接地。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶闸管LED调光电路，所述晶闸管LED调光电路包括晶闸管调光器、LED驱动电路以及恒流控制电路，所述LED驱动电路设于所述晶闸管调光器与LED之间，所述恒流控制电路分别与LED以及LED驱动电路连接，其特征在于，所述LED驱动电路包括输入整流电路、辅助整流电路、输入滤波电路、反激开关电路、第一输出整流电路、第一输出滤波电路、第二输出整流电路以及第二输出滤波电路，所述恒流控制电路包括采样电路、恒流恒压控制器、光耦、PWM控制器以及周边电路；

所述反激开关电路包括变压器与开关管，所述变压器包括初级线圈、次级线圈以及辅助线圈，所述初级线圈为反激开关电路的输入端，并通过开关管接地，所述次级线圈为反激开关电路的第一输出端，所述辅助线圈为反激开关电路的第二输出端，所述第一输出端依次通过第一输出整流电路、第一输出滤波电路与所述光耦的发光器的电源端、恒流恒压控制器的电源端以及LED连接，所述第二输出端依次通过第二输出整流电路、第二输出滤波电路与所述PWM控制器、所述光耦的受光器的电源端连接；

所述晶闸管调光器依次通过输入整流电路、输入滤波电路与反激开关电路的输入端连接，所述晶闸管调光器还通过所述辅助整流电路与所述PWM控制器的电源端连接；

所述LED通过采样电路与所述恒流恒压控制器的采样电流输入端连接，所述恒流恒压控制器的输出端通过光耦与所述PWM控制器的反馈端连接，所述PWM控制器的驱动端与所述反激开关电路中的开关管连接。

2.如权利要求1所述的晶闸管LED调光电路，其特征在于，所述输入整流电路为全桥整流桥，所述全桥整流桥包括两个交流输入端、输出正极以及输出负极，所述两个交流输入端用于连接晶闸管调光器，所述输出正极与所述滤波电路的输入端连接，所述输出负极接地。

3.如权利要求2所述的晶闸管LED调光电路，其特征在于，所述辅助整流电路由半桥整流桥和所述全桥整流桥中的两个整流二极管组成，所述半桥整流桥包括两个交流输入端与一个输出正极，所述半桥整流桥的两个交流输入端分别与所述全桥整流桥的两个交流输入端连接，所述半桥整流桥的输出正极与所述PWM控制器的电源端连接。

4.如权利要求3所述的晶闸管LED调光电路，其特征在于，所述半桥整流桥的输出正极通过分压电路与所述PWM控制器的电源端连接，所述分压电路包括第一分压电阻与第二分压电阻，所述半桥整流桥的输出正极通过所述第一分压电阻分别与所述PWM控制器的电源端和第二分压电阻的一端连接，所述第二分压电阻的另一端接地。

5.如权利要求4所述的晶闸管LED调光电路，其特征在于，所述第二分压电阻的两端设有滤波电容。

6.如权利要求1所述的晶闸管LED调光电路，其特征在于，所述反激开关电路还包括RCD吸收电路，所述RCD吸收电路并联在所述反激开关电路中的变压器初级线圈的两端。

7.如权利要求1所述的晶闸管LED调光电路，其特征在于，所述第二输出整流电路通过限幅电路接地，所述限幅电路包括串联在一起的限流电阻和稳压二极管，所述限流电阻的一端与所述第二输出整流电路连接，另一端与所述PWM控制器的电源端连接。

8.如权利要求1所述的晶闸管LED调光电路，其特征在于，所述第一输出整流电路依次通过整流二极管、限流电阻以及稳压二极管接地，所述稳压二极管的两端并联有滤波电容，所述光耦的发光器的电源端连接至所述限流电阻与稳压二极管之间的节点。

9.如权利要求1所述的晶闸管LED调光电路，其特征在于，所述反激开关电路中的开关管通过第一采样电阻接地，还通过第一缓冲电阻与所述PWM控制器连接。

10.如权利要求1所述的晶闸管LED调光电路，其特征在于，所述采样电路包括第二采样电阻和第二缓冲电阻，所述LED通过所述第二缓冲电阻与恒流恒压控制器连接，所述LED通过第二采样电阻接地。

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