CN213638296U - 一种兼容可控硅调光器的色温调节电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种兼容可控硅调光器的色温调节电路及装置，色温调节电路包括可控硅调光器、整流桥、采样模块、开关检测模块、泄放模块、恒流源模块和储能模块、至少两路并联连接的LED灯串以及与LED灯串数目对应的开关模块；可控硅调光器连接整流桥，整流桥还分别连接泄放模块、采样模块、储能模块和每路LED灯串的输入端，每路LED灯串的输出端连接对应的开关模块，恒流源模块分别连接采样模块、各个开关模块、储能模块和泄放模块，采样模块还连接开关检测模块，开关检测模块分别连接各个开关模块；本实用新型通过有效简化了电路结构，降低成本并提高了电路的可靠性。

Description

一种兼容可控硅调光器的色温调节电路及装置

技术领域

本实用新型涉及LED照明技术领域，特别涉及一种兼容可控硅调光器的色温调节电路及装置。

背景技术

如图1所示,现有的色温调节电路中，每个色温的灯串都要匹配大容量电容和可控恒流源,成本高；并且,泄放电路靠流过灯串的电流流过电阻R04产生电压,然后关闭,如果流过灯串的电流越大,产生的电压越高,在浪涌来临时该电压有可能超过恒流源CS1的负荷导致CS1损坏,降低了电路的可靠性。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种兼容可控硅调光器的色温调节电路及装置,能够有效降低电路成本,提高电路的可靠性。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种兼容可控硅调光器的色温调节电路，包括可控硅调光器、整流桥、采样模块、开关检测模块、泄放模块、恒流源模块和储能模块、至少两路并联连接的LED灯串以及与LED灯串数目对应的开关模块；所述可控硅调光器连接所述整流桥，所述整流桥还分别连接所述泄放模块、所述采样模块、所述储能模块和每路LED灯串的输入端，每路LED灯串的输出端连接对应的所述开关模块，所述恒流源模块分别连接所述采样模块、各个所述开关模块、所述储能模块和所述泄放模块，所述采样模块还连接所述开关检测模块，所述开关检测模块分别连接各个所述开关模块。

所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路中，所述开关检测模块包括开关检测单元和信号输出单元；所述开关检测单元分别连接所述采样单元和所述信号输出单元，所述信号输出单元分别连接各个所述开关模块；所述开关检测单元用于根据所述采样模块输出的采样电压和预设电压输出开关动作信号；所述信号输出单元用于根据开关动作信号输出调节信号调节各个所述开关模块的工作状态，且控制至少一个所述开关模块为导通状态。

所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路中，所述开关检测单元包括比较器、计时器和逻辑判断器；所述比较器的正相输入端连接所述采样模块，所述比较器的反相输入端连接比较电压输入端，所述比较器的输出端连接所述计时器，所述计时器还连接所述逻辑判断器，所述逻辑判断器还连接所述信号输出单元。

所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路中，所述开关模块包括开关管，所述开关管的第一端连接所述信号输出单元，所述开关管的第二端连接对应的所述LED灯串的输出端，所述开关管的第三端连接所述恒流源模块。

所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路中，所述恒流源模块包括第一运算放大器、第一MOS管、第一电阻和第一电压源；所述第一运算放大器的正相输入端连接所述第一电压源的正极，所述第一运算放大器的反相输入端连接所述泄放模块、所述第一电阻的一端和所述第一MOS管的源极，所述第一MOS管的漏极连接各个所述开关管的第三端，所述第一MOS管的栅极连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一电阻的另一端接地，所述第一电压源的负极接地。

所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路中，所述采样模块包括第二电阻和第三电阻；所述第二电阻的一端连接电源输出端，所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端和所述比较器的正相输入端，所述第三电阻的另一端连接所述恒流源模块。

所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路中，所述泄放模块包括第四电阻、第二MOS管、第二运算放大器、第二电压源和第五电阻；所述第四电阻的一端连接电源输入端，所述第四电阻的另一端连接所述第二MOS管的漏极，所述第二MOS管的源极连接所述第二运算放大器的反相输入端和所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接所述第一运算放大器的反相输入端，所述第二运算放大器的正相输入端连接所述第二电压源的正极，所述第二电压源的负极接地，所述第二运算放大器的输出端连接所述第二MOS管的栅极。

所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路中，所述储能模块包括储能电容，所述储能电容的一端连接各个所述LED灯串的输入端，所述储能电容的另一端连接各个所述开关管的第三端。

一种兼容可控硅调光器的色温调节装置，包括外壳，所述外壳内设置有PCB板，所述PCB板上设置有上述的兼容可控硅调光器的色温调节电路。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种兼容可控硅调光器的色温调节电路及装置，其中，色温调节电路包括可控硅调光器、整流桥、采样模块、开关检测模块、泄放模块、恒流源模块和储能模块、至少两路并联连接的LED灯串以及与LED灯串数目对应的开关模块；可控硅调光器连接整流桥，整流桥还分别连接泄放模块、采样模块、储能模块和每路LED灯串的输入端，每路LED灯串的输出端连接对应的开关模块，恒流源模块分别连接采样模块、各个开关模块、储能模块和泄放模块，采样模块还连接开关检测模块，开关检测模块分别连接各个开关模块；本实用新型中将每路LED灯串连接的可控恒流源简化为若干并联的LED灯串共同连接一个普通恒流源，并将原有设置的多个储能模块改为多路LED灯串共用一个储能模块，仅在每路LED灯串的输出端增加一个开关模块进行控制，简化了电路结构，有效降低了成本；与此同时，泄放模块与恒流源模块连接，即使浪涌来临也不会上升太多，提高了电路的可靠性。

附图说明

图1为现有的色温调节的电路原理图；

图2为本实用新型提供的兼容可控硅调光器的色温调节电路的结构框图；

图3为本实用新型提供的兼容可控硅调光器的色温调节电路的电路原理图；

图4为本实用新型提供的兼容可控硅调光器的色温调节电路中开关检测单元的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型提供的一种兼容可控硅调光器的色温调节电路及装置,能够有效降低成本,提高电路的可靠性。

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图2，本实用新型提供的兼容可控硅调光器的色温调节电路,包括可控硅调光器、整流桥10、采样模块20、开关检测模块30、泄放模块40、恒流源模块50和储能模块60、至少两路并联连接的LED灯串以及与LED灯串数目对应的开关模块70；可控硅调光器连接整流桥10，整流桥10还分别连接泄放模块40、采样模块20、储能模块60和每路LED灯串的输入端，每路LED灯串的输出端连接对应的开关模块70，恒流源模块50分别连接采样模块20、各个开关模块70、储能模块60和泄放模块40，采样模块20还连接开关检测模块30，开关检测模块30分别连接各个开关模块70；本实用新型将每路LED灯串连接的可控恒流源简化为普通恒流源，且若干并联连接的LED灯串共连接一个普通恒流源，并将原有设置的多个储能模块60改为多路LED灯串共用一个储能模块60，仅在每路LED灯串的输出端增加一个开关模块70进行控制，简化了电路结构，有效降低了成本；与此同时，泄放模块40与恒流源模块50连接，即使浪涌来临也不会上升太多，提高了电路的可靠性。

本实施例中以设置了两路并联连接的LED灯串为例，对该色温调节电路进行说明；具体地,输入交流电依次经可控硅调光器和整流桥10进行相位切割和整流处理后输出线电压至采样模块20、储能模块60和LED灯串；当线电压小于LED灯串的导通电压时，此时恒流源模块50没有电流流过，反馈电压为0，泄放模块40为可控硅调光器提供泄放电流，储能模块60处于放电状态为LED灯串供电；当整流桥10输出的线电压大于LED灯串导通电压时，恒流源模块50有电流流过，反馈电压为参考电压Vref2，泄放模块40关闭，恒流源模块50经过LED灯串和储能模块60为可控硅调光器提供维持电流，储能模块60处于充电状态。

其中，由采样模块20对线电压进行采样并输出采样电压至开关检测模块30，开关检测模块30检测到采样电压小于预设电压，且采样电压小于预设电压的时间小于第一预设时间时，则表明开关闭合；若采样电压小于预设电压的时间大于第一预设时间小于第二预设时间，则开关短断开，若采样电压小于预设电压的时间大于第二预设时间，则控制开关长断开；据此，当检测到一次短断开，则通过改变两个开关模块70的导通或截止，从而改变色温或颜色，并始终保证两个开关模块70中的至少一个处于导通状态，以保证储能模块60两端的电压不高于LED灯串的导通电压，进而避免烧坏LED灯串。

进一步地，请参阅图3，开关检测模块30包括开关检测单元31和信号输出单元32；开关检测单元31分别连接采样模块20和信号输出单元32，信号输出单元32分别连接各个开关模块70；开关检测单元31用于根据采样模块20输出的采样电压和预设电压输出开关动作信号；信号输出单元32用于根据开关动作信号输出调节信号调节各个开关模块70的工作状态，且控制至少一个开关模块70为导通状态；其中，本实施例中的信号输出单元32可以选择型号为SDS3703的芯片，根据开关动作信号输出调节信号作为开关模块70的控制信号，进而有效控制开关模块70的工作状态；具体来说，当开关检测单元31检测到采样电压小于预设电压，且采样电压小于预设电压的时间大于第一预设时间小于第二预设时间时，则输出开关动作信号至信号输出单元32，由信号输出单元32根据该开关动作信号改变两个开关模块70的导通或截止状态，从而实现色温或颜色的调节，与此同时还要保证至少一个开关模块70为导通状态，确保LED灯串不被烧坏。

进一步地，请参阅图4，开关检测单元31包括比较器311、计时器312和逻辑判断器313；比较器311的正相输入端连接采样模块20，比较器311的反相输入端连接比较电压输入端，比较器311的输出端连接计时器312，计时器312还连接逻辑判断器313，逻辑判断器313还连接信号输出单元32；由比较器311将采样模块20输出的采样电压与预设电压进行比较，并由计时器312进行计时，当计时器312计时采样电压小于预设电压时，且计时器312计时得到采样电压小于预设电压的时间小于第一预设时间时，逻辑判断器313则判断开关导通，若采样电压小于预设电压的时间大于第一预设时间且小于第二预设时间，则逻辑判断器313则判断开关短断开，若采样电压小于预设电压的时间大于第二预设时间时，则逻辑判断器313判断开关长断开；当逻辑判断器313判断开关为短断开时输出开关动作信号至信号输出单元32，以便于信号输出单元32切换开关模块70的状态，来调节开关模块70的导通或截止实现色温或颜色的调节。

进一步地，开关模块70包括开关管，开关管的第一端连接信号输出单元32，开关管的第二端连接对应的LED灯串的输出端，开关管的第三端连接恒流源模块50，本实施例中的开关管为MOS管，第一端为MOS管的栅极，第二端为MOS管的漏极，第三端为MOS管的源极；由于本实施例中设置有两串LED灯串分别为LEDw和LEDc，对应的也设置有两个开关管分别为开关管Q1和Q2，通过改变开关管的导通或截止状态可实现LED灯串色温或颜色的调节。

具体来说，本实施例中若始终保持一个开关管始终导通，调节另一个开关管实现不同的比例来实现色温调节时，如要实现中性色温时，则使得两个开关管同时导通，因为灯串的总电流为恒流源模块50控制的ltot，而储能模块60的充电电流是固定的为Ic，所以流经LED灯串的电流Iled＝(Itot-Ic)，两种色温的LED灯串的电流分别为Iled/2；如要实现LED灯串LEDc和LEDw的电流比为3:1时，使得与LEDc连接的开关管Q2始终导通,与LEDw连接的开关管Q1以50％的PWM信号控制,在开关管Q1关闭时流过LEDc的电流为Iled,开关管Q1导通时流过LEDc的电流为Iled/2,所以流过LEDc的平均电流I2＝(Iled+Iled/2)*50％＝3/4Iled；在开关管Q1关闭时流过LEDw的电流为0,开关管Q1导通时流过LEDw的电流为Iled/2,所以流过LEDw的平均电流I1＝(0+Iled/2)*50％＝1/4Iled,所以I2:I1＝3:1。

本实施例若以两路开关管的调节信号为互补的PWM信号来调节色温时，如要实现中性色温时，则两个开关管的调节信号都是50％的PWM信号，但是必须是互补的信号，即开关管Q1的调节信号为1时，开关管Q2的调节信号为0，反之开关管Q1的调节信号为0时，开关管Q2的调节信号为1；如果要实现LEDc的电流与LEDw的电流比为3:1时,使LEDc的开关管Q2以75％的PWM信号控制,LEDw的控制开关管Q1以25％的PWM信号控制,且这两个控制信号互补。

进一步地，恒流源模块50包括第一运算放大器OP1、第一MOS管M1、第一电阻R1和第一电压源；第一运算放大器OP1的正相输入端连接第一电压源的正极，第一运算放大器OP1的反相输入端连接泄放模块40、第一电阻R1的一端和第一MOS管M1的源极，第一MOS管M1的漏极连接各个开关管的第三端，第一MOS管M1的栅极连接第一运算放大器OP1的输出端，第一电阻R1的另一端接地，第一电压源的负极接地，本实施例中通过将恒流源模块50的反馈端即第一运算放大器OP1的反相输入端与泄放模块40连接，可避免因浪涌冲击损坏泄放模块40，进而提高电路的可靠性。

进一步地，采样模块20包括第二电阻R2和第三电阻R3；第二电阻R2的一端连接电源输出端，第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端和比较器311的正相输入端，第三电阻R3的另一端连接恒流源模块50，通过第二电阻R2和第三电阻R3对线电压进行分压采样后输出采样电压至比较器311，实现对线电压的有效检测。

进一步地，泄放模块40包括第四电阻R4、第二MOS管M2、第二运算放大器OP2、第二电压源和第五电阻R5；第四电阻R4的一端连接电源输入端，第四电阻R4的另一端连接第二MOS管M2的漏极，第二MOS管M2的源极连接第二运算放大器OP2的反相输入端和第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端连接第一运算放大器OP1的反相输入端，第二运算放大器OP2的正相输入端连接第二电压源的正极，第二电压源的负极接地，第二运算放大器OP2的输出端连接第二MOS管M2的栅极，通过设置泄放模块40可在线电压小于LED灯串导通电压时，为可控硅调光器提供泄放电流。

进一步地，所述储能模块60包括储能电容C1，所述储能电容C1的一端连接所述LED灯串的输入端，所述储能电容C1的另一端连接所述开关管的第三端，所述储能电容C1用于在所述线电压小于LED灯串的导通电压时为LED灯串提供电能，在所述线电压大于LED灯串的导通电压时，可依据线电压存储电能。

基于上述的兼容可控硅调光器的色温调节电路，本实用新型还相应提供了一种兼容可控硅调光器的色温调节装置，包括外壳，所述外壳内设置有PCB板，所述PCB板上设置有如上所述兼容可控硅调光器的色温调节电路，由于上文对该兼容可控硅调光器的色温调节电路进行了详细描述，此处不再赘述。

综上所述，本实用新型提供的一种兼容可控硅调光器的色温调节电路及装置，其中，色温调节电路包括可控硅调光器、整流桥、采样模块、开关检测模块、泄放模块、恒流源模块和储能模块、至少两路并联连接的LED灯串以及与LED灯串数目对应的开关模块；可控硅调光器连接整流桥，整流桥还分别连接泄放模块、采样模块、储能模块和每路LED灯串的输入端，每路LED灯串的输出端连接对应的开关模块，恒流源模块分别连接采样模块、各个开关模块、储能模块和泄放模块，采样模块还连接开关检测模块，开关检测模块分别连接各个开关模块；本实用新型中将每路LED灯串连接的可控恒流源简化为若干并联的LED灯串共同连接一个普通恒流源，并将原有设置的多个储能模块改为多路LED灯串共用一个储能模块，仅在每路LED灯串的输出端增加一个开关模块进行控制，简化了电路结构，有效降低了成本；与此同时，泄放模块与恒流源模块连接，即使浪涌来临也不会上升太多，提高了电路的可靠性。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种兼容可控硅调光器的色温调节电路，其特征在于，包括可控硅调光器、整流桥、采样模块、开关检测模块、泄放模块、恒流源模块和储能模块、至少两路并联连接的LED灯串以及与LED灯串数目对应的开关模块；所述可控硅调光器连接所述整流桥，所述整流桥还分别连接所述泄放模块、所述采样模块、所述储能模块和每路LED灯串的输入端，每路LED灯串的输出端连接对应的所述开关模块，所述恒流源模块分别连接所述采样模块、各个所述开关模块、所述储能模块和所述泄放模块，所述采样模块还连接所述开关检测模块，所述开关检测模块分别连接各个所述开关模块。

2.根据权利要求1所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路，其特征在于，所述开关检测模块包括开关检测单元和信号输出单元；所述开关检测单元分别连接所述采样模块和所述信号输出单元，所述信号输出单元分别连接各个所述开关模块；所述开关检测单元用于根据所述采样模块输出的采样电压和预设电压输出开关动作信号；所述信号输出单元用于根据开关动作信号输出调节信号调节各个所述开关模块的工作状态，且控制至少一个所述开关模块为导通状态。

3.根据权利要求2所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路，其特征在于，所述开关检测单元包括比较器、计时器和逻辑判断器；所述比较器的正相输入端连接所述采样模块，所述比较器的反相输入端连接比较电压输入端，所述比较器的输出端连接所述计时器，所述计时器还连接所述逻辑判断器，所述逻辑判断器还连接所述信号输出单元。

4.根据权利要求2所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路，其特征在于，所述开关模块包括开关管，所述开关管的第一端连接所述信号输出单元，所述开关管的第二端连接对应的所述LED灯串的输出端，所述开关管的第三端连接所述恒流源模块。

5.根据权利要求4所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路，其特征在于，所述恒流源模块包括第一运算放大器、第一MOS管、第一电阻和第一电压源；所述第一运算放大器的正相输入端连接所述第一电压源的正极，所述第一运算放大器的反相输入端连接所述泄放模块、所述第一电阻的一端和所述第一MOS管的源极，所述第一MOS管的漏极连接各个所述开关管的第三端，所述第一MOS管的栅极连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一电阻的另一端接地，所述第一电压源的负极接地。

6.根据权利要求3所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路，其特征在于，所述采样模块包括第二电阻和第三电阻；所述第二电阻的一端连接电源输出端，所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端和所述比较器的正相输入端，所述第三电阻的另一端连接所述恒流源模块。

7.根据权利要求5所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路，其特征在于，所述泄放模块包括第四电阻、第二MOS管、第二运算放大器、第二电压源和第五电阻；所述第四电阻的一端连接电源输入端，所述第四电阻的另一端连接所述第二MOS管的漏极，所述第二MOS管的源极连接所述第二运算放大器的反相输入端和所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接所述第一运算放大器的反相输入端，所述第二运算放大器的正相输入端连接所述第二电压源的正极，所述第二电压源的负极接地，所述第二运算放大器的输出端连接所述第二MOS管的栅极。

8.根据权利要求4所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路，其特征在于，所述储能模块包括储能电容，所述储能电容的一端连接各个所述LED灯串的输入端，所述储能电容的另一端连接各个所述开关管的第三端。

9.一种兼容可控硅调光器的色温调节装置，包括外壳，所述外壳内设置有PCB板，其特征在于，所述PCB板上设置有权利要求1-8任意一项所述的兼容可控硅调光器的色温调节电路。

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