CN211297034U - 一种led调光电路 - Google Patents

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胡三义
张莉
曲志华
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Abstract

本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种LED调光电路，其中，包括，一交流输入端口；一处理模块，处理模块的输入端连接至交流输入端口；一调光输出模块，调光输出模块的输入端连接处理模块的输出端；一采样模块，采样模块的输入端连接调光输出模块的输出端；一控制模块，控制模块的输入端连接采样模块的输出端，且控制模块的输出端连接调光输出模块的输入端。本实用新型的技术方案的有益效果在于：提供一种LED调光电路，只需要少量的器件就能达到精确采样电流或电压信号，且可防止负载短路，及时保护电路的正常工作状态，以及实时检测电源工作状态的效果。

Description

一种LED调光电路
技术领域
本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种LED调光电路。
背景技术
随着LED灯不断深入推广，智能调光产品应运而生。调光方式也不尽相同，有电流调光，电压调光，其中电压调光又以在输出负极串联斩波 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor金属-氧化物半导体场效应晶体管)方式为主。PWM(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor脉冲宽度调制)信号控制MOSFET从而实现调光功能。
现有技术中的电流采样及保护电路，也就是尾端采样，如果调光在1％ PWM占空比下发生负载短路，则1％电流信号通过VO+，PCB(Printed Circuit Board印制电路板)线路阻抗，共模电感LF的阻抗等衰减后变成了幅度较低，失真较大近似三角波的电流信号，很难达到精确采样及保护的目的。因此，针对上述问题，成为本领域技术人员亟待解决的难题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种LED调光电路。
具体技术方案如下：
本实用新型提供一种LED调光电路，其中，包括：
一交流输入端口；
一处理模块，所述处理模块的输入端连接至所述交流输入端口；
一调光输出模块，所述调光输出模块的输入端连接所述处理模块的输出端；
一采样模块，所述采样模块的输入端连接所述调光输出模块的输出端；
一控制模块，所述控制模块的输入端连接所述采样模块的输出端，且所述控制模块的输出端连接所述调光输出模块的输入端。
优选的，所述调光输出模块包括：
一滤波单元；
一采集电阻，所述采集电阻连接至所述滤波单元的输出端；
一共模电感，所述共模电感的第一引脚连接至所述采集电阻；
一控制保护单元，所述控制保护单元连接于所述滤波单元的输出端和所述采样电阻之间。
优选的，所述采集模块包括：
一放大器，所述放大器的正相输入端连接至所述采样电阻的第一端，所述放大器的反相输入端连接至所述采样电阻的第二端；
一比较器，所述比较器的正相输入端连接至所述放大器的输出端，所述比较器的反相输入端连接于一参考电压；
一第一电阻，所述第一电阻连接于所述放大器的输出端和所述接地端之间；
所述放大器的电源端连接至所述交流输入端口，且与所述比较器的电源端连接，所述放大器的接地端和所述比较器的接地端均连接于所述接地端。
优选的，所述控制模块包括：
一控制芯片，所述控制芯片至少包括九个引脚，所述控制芯片的第一引脚连接至所述比较器的的输出端，所述控制芯片的第二引脚连接至电压检测端，所述控制芯片的第三引脚连接于通过一第二电阻连接于所述交流输入端口，所述控制芯片的第四引脚通过一第三电阻连接于所述交流输入端口，且通过一第一电容连接至所述接地端，所述控制芯片的第五引脚连接于所述交流输入端口，所述控制芯片的第六引脚连接至所述接地端，所述控制芯片的第七引脚通过一第二电容连接于所述接地端，且连接于所述交流输入端口；
一第三电容，所述第三电容连接于所述控制芯片的第七引脚和所述接地端之间，与所述第二电容并联；
一第四电容，所述第四电容连接于所述第二电阻和所述接地端之间。
优选的，所述滤波单元包括：
一第五电容，所述第五电容的负极连接至所述接地端；
一第六电容，所述第六电容的正极连接至所述第五电容的正极。
优选的，所述控制保护单元包括：
一MOS管，所述MOS管的源极连接于所述共模电感的第二引脚，所述 MOS管的漏极连接至所述第六电容的负极，所述MOS管的栅极通过一第四电阻连接至所述控制芯片的第八引脚；
一第五电阻，所述第五电阻连接于所述接地端和所述MOS管的栅极之间。
优选的，所述处理模块包括：
一滤波整流模块，所述滤波整流模块的输入端连接至所述交流输入端口；
一功率因数校正模块，所述功率因数校正模块的输入端连接所述滤波整流模块的输出端；
一DC逆变模块，所述DC逆变模块的输入端连接所述功率因数校正模块的输出端；
一DC控制模块，所述DC控制模块的输入端连接所述DC逆变模块的输出端；
一输出同步整流模块，所述输出同步整流模块的输入端连接所述DC逆变模块的输出端。
优选的，所述MOS管为N沟道MOS管。
本实用新型的技术方案的有益效果在于：提供一种LED调光电路，只需要少量的器件就能达到精确采样电流或电压信号，且可防止负载短路，及时保护电路的正常工作状态，以及实时检测电源工作状态的效果。
附图说明
图1为本实用新型的实施例的整体结构框图；
图2为本实用新型的实施例的电路图；
图3为本实用新型的实施例的处理模块框图。
具体实施方式
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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
本实用新型提供一种LED调光电路，其中，包括：
一交流输入端口1；
一处理模块2，处理模块2的输入端连接至交流输入端口1；
一调光输出模块3，调光输出模块3的输入端连接处理模块2的输出端；
一采样模块4，采样模块4的输入端连接调光输出模块3的输出端；
一控制模块5，控制模块5的输入端连接采样模块4的输出端，且控制模块5的输出端连接调光输出模块3的输入端。
调光输出模块3包括：
一滤波单元30；
一采集电阻RS，采集电阻RS连接至滤波单元30的输出端；
一共模电感LF，共模电感LF的第一引脚连接至采集电阻RS；
一控制保护单元31，控制保护单元31连接于滤波单元30的输出端和采样电阻RS之间。
采集模块4包括：
一放大器U1，放大器U1的正相输入端连接至采样电阻RS的第一端，放大器U1的反相输入端连接至采样电阻RS的第二端；
一比较器U2，比较器U2的正相输入端连接至放大器U1的输出端，比较器U2的反相输入端连接于一参考电压VREF；
一第一电阻R1，第一电阻R1连接于放大器U1的输出端和接地端GND 之间；
放大器U1的电源端连接至交流输入端口1，且与比较器U2的电源端连接，放大器U1的接地端和比较器U2的接地端均连接于接地端GND。
控制模块5包括：
一控制芯片U3，控制芯U3片至少包括九个引脚，控制芯片U3的第一引脚连接至比较器U2的的输出端，控制芯片U3的第二引脚连接至电压检测端VSENSE，控制芯片U3的第三引脚连接于通过一第二电阻R2连接于交流输入端口1，控制芯片U3的第四引脚通过一第三电阻R3连接于交流输入端口1，且通过一第一电容C1连接至接地端GND，控制芯片U3的第五引脚连接于交流输入端口1，控制芯片U3的第六引脚连接至接地端GND，控制芯片U3的第七引脚通过一第二电容C2连接于接地端GND，且连接于交流输入端口1；
一第三电容C3，第三电容C3连接于控制芯片U3的第七引脚和接地端 GND之间，与第二电容C2并联；
一第四电容C4，第四电容C4连接于第二电阻R2和接地端GND之间。
控制保护单元31包括：
一MOS管Q1，MOS管Q1的源极连接于共模电感LF的第二引脚，MOS 管Q1的漏极连接至第六电容C6的负极，MOS管Q1的栅极通过一第四电阻R4连接至控制芯片U3的第八引脚；
一第五电阻R5，第五电阻R5连接于接地端GND和MOS管Q1的栅极之间。
通过上述提供的LED调光电路，结合图1、2所示，交流输入端口1向整个电路提供3.3V的交流电源，本实施例以12V，12.5A的调光产品为例，处理模块2为现有技术，在处理模块2的输出端连接调光输出模块3的输入端，调光输出模块3包括滤波单元30、采样电阻RS、共模电感LF以及控制保护单元31，其中采样电阻RS用来采集第一电压信号传输至采样模块4，共模电感LF用于降低其它信号的干扰。
进一步地，采样电阻RS将采集到的第一电压信号通过差分输入方式传输至采样模块4中的放大器U1，本实施例中的放大器U1为运放放大器，型号为INA169，其正相输入端和反相输入端分别连接至采样电阻RS的第一端和第二端，经过放大器U1的内部运放后，在第一电阻R1处产生第二电压信号，并将该第二电压信号传输至采样模块4的比较器U2的正相输入端，并将该第二电压信号与比较器U2的反相输入端连接的参考电压VREF进行比较，当参考电压VREF大于第二电压信号时，则比较器U2输出高电平，该比较器U2为电压比较器，型号为LM258。
进一步地，将上述比较器U2输出的高电平传输至控制芯片U3，本实施例中的控制芯片U3的型号为STM32F051，经过控制芯片U3的内部运算，再从控制芯片U3的第八引脚处输出PWM信号，当电路发生异常时，经过第四电阻R4和第五电阻R5的限流之后来控制MOS管Q1的关断，从而达到保护调光的MOS管Q1不损坏，又能实现检测到实时调光的状态，且元器件少，成本较低。
在一种较优的实施例中，滤波单元30包括：
一第五电容C5，第五电容C5的负极连接至接地端GND；
一第六电容C6，第六电容C6的正极连接至第五电容C5的正极。
具体地，如图2所示，第五电容C5和第六电容C6是输出滤波储能电容，均为有极性电容。
在一种较优的实施例中，处理模块2包括：
一滤波整流模块20，滤波整流模块20的输入端连接至交流输入端口1；
一功率因数校正模块21，功率因数校正模块21的输入端连接滤波整流模块20的输出端；
一DC逆变模块22，DC逆变模块22的输入端连接功率因数校正模块 21的输出端；
一DC控制模块23，DC控制模块23的输入端连接DC逆变模块22的输出端；
一输出同步整流模块24，输出同步整流模块24的输入端连接DC逆变模块22的输出端。
本实施例为现有技术，具体地，如图3所示，处理模块2包括滤波整流模块20、功率因数校正模块21、DC逆变模块22、DC控制模块23、输出同步整流模块24，其中，滤波整流模块20用于对交流电源进行滤波，使之满足电磁兼容标准，阻隔外部干扰信号进入产品电路内部，同时阻止交流电源内部产生的干扰污染电源系统，整流部分将交流电压整流成单向脉动的DC (直流)电压。
进一步，功率因数校正模块21的输入端连接滤波整流模块20的输出端，使得本产品满足相关行业安规标准，使之达到高功率因数，低谐波的要求，净化电网系统。
进一步地，DC逆变模块22的输入端连接功率因数校正模块21的输出端，DC控制模块23的输入端连接DC逆变模块22的输出端，通过DC控制模块23把功率因数校正模块21输出的直流高压通过DC逆变模块22变换转换成用户需要的DC电压，并起到和电网隔离作用，减少用户触电风险。
进一步地，DC控制模块23向DC逆变模块22提供PWM驱动信号，同时接收DC逆变模块22反馈过来的电压电流信号，有效控制DC逆变模块 22正常工作。
进一步地，输出同步整流模块24的输入端连接DC逆变模块22的输出端，将DC逆变模块22逆变出来的交流电压整流成直流电压，采用输出同步整流模块24可有效提高相关电路效率，减少整体产品发热量，使产品寿命显著提高。(需要说明的是，处理模块2中的滤波整流模块20、功率因数校正模块21、DC逆变模块22、DC控制模块23、输出同步整流模块24均属于现有技术，处理模块2的电路结构并不是本实用新型所要保护的点，该本实用新型保护的点应该是调光输出模块3、采样模块4、控制模块5的电路结构图，因此，处理模块2的电路结构图在此不再赘述)
在一种较优的实施例中，MOS管Q1为N沟道MOS管，具体为金属 (metal)-氧化物(oxide)-半导体(semiconductor)场效应晶体管。
以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种LED调光电路，其特征在于，包括：
一交流输入端口；
一处理模块，所述处理模块的输入端连接至所述交流输入端口；
一调光输出模块，所述调光输出模块的输入端连接所述处理模块的输出端；
一采样模块，所述采样模块的输入端连接所述调光输出模块的输出端；
一控制模块，所述控制模块的输入端连接所述采样模块的输出端，且所述控制模块的输出端连接所述调光输出模块的输入端。
2.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述调光输出模块包括：
一滤波单元；
一采样电阻，所述采样电阻连接至所述滤波单元的输出端；
一共模电感，所述共模电感的第一引脚连接至所述采样电阻；
一控制保护单元，所述控制保护单元连接于所述滤波单元的输出端和所述采样电阻之间。
3.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，所述采样模块包括：
一放大器，所述放大器的正相输入端连接至所述采样电阻的第一端，所述放大器的反相输入端连接至所述采样电阻的第二端；
一比较器，所述比较器的正相输入端连接至所述放大器的输出端，所述比较器的反相输入端连接于一参考电压；
一第一电阻，所述第一电阻连接于所述放大器的输出端和接地端之间；
所述放大器的电源端连接至所述交流输入端口，且与所述比较器的电源端连接，所述放大器的接地端和所述比较器的接地端均连接于所述接地端，所述放大器的输出端连接所述控制模块的输入端。
4.根据权利要求3所述的LED调光电路，其特征在于，所述控制模块包括：
一控制芯片，所述控制芯片至少包括九个引脚，所述控制芯片的第一引脚连接至所述比较器的输出端，所述控制芯片的第二引脚连接至电压检测端，所述控制芯片的第三引脚连接于通过一第二电阻连接于所述交流输入端口，所述控制芯片的第四引脚通过一第三电阻连接于所述交流输入端口，且通过一第一电容连接至所述接地端，所述控制芯片的第五引脚连接于所述交流输入端口，所述控制芯片的第六引脚连接至所述接地端，所述控制芯片的第七引脚通过一第二电容连接于所述接地端，且连接于所述交流输入端口；
一第三电容，所述第三电容连接于所述控制芯片的第七引脚和所述接地端之间，与所述第二电容并联；
一第四电容，所述第四电容连接于所述第二电阻和所述接地端之间。
5.根据权利要求3所述的LED调光电路，其特征在于，所述滤波单元包括：
一第五电容，所述第五电容的负极连接至所述接地端；
一第六电容，所述第六电容的正极连接至所述第五电容的正极。
6.根据权利要求3所述的LED调光电路，其特征在于，所述控制保护单元包括：
一MOS管，所述MOS管的源极连接于所述共模电感的第二引脚，所述MOS管的漏极连接至第六电容的负极，所述MOS管的栅极通过一第四电阻连接至控制芯片的第八引脚；
一第五电阻，所述第五电阻连接于所述接地端和所述MOS管的栅极之间。
7.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述处理模块包括：
一滤波整流模块，所述滤波整流模块的输入端连接至所述交流输入端口；
一功率因数校正模块，所述功率因数校正模块的输入端连接所述滤波整流模块的输出端；
一DC逆变模块，所述DC逆变模块的输入端连接所述功率因数校正模块的输出端；
一DC控制模块，所述DC控制模块的输入端连接所述DC逆变模块的输出端；
一输出同步整流模块，所述输出同步整流模块的输入端连接所述DC逆变模块的输出端。
8.根据权利要求6所述的LED调光电路，其特征在于，所述MOS管为N沟道MOS管。
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