CN216017207U

CN216017207U - 一种调光低端加速启动电路

Info

Publication number: CN216017207U
Application number: CN202121676926.4U
Authority: CN
Inventors: 姚斌雄
Original assignee: Ningbo Klite Electric Manufacture Co Ltd
Current assignee: Haining Kaiyi Intelligent Lighting Co Ltd
Priority date: 2021-07-22
Filing date: 2021-07-22
Publication date: 2022-03-11
Anticipated expiration: 2031-07-22

Abstract

本实用新型涉及一种调光低端加速启动电路，包括整流滤波模块、恒流控制模块、调光模块和负载模块，整流滤波模块输出端连接恒流控制模块，恒流控制模块的电流反馈端连接调光模块，所述恒流控制模块的输出端连接负载模块，所述调光模块的PWM控制端连接控制恒流控制模块，所述调光模块的模式切换端连接控制恒流控制模块。本实用新型可以根据调光模式切换恒流控制模块的输出电容，在调光低端降低输出电容，加速LED启动，满足灯在任何调光水平时启动时间都能小于0.5S的用户需求。

Description

一种调光低端加速启动电路

技术领域

本实用新型涉及智能照明技术领域，尤其涉及一种调光低端加速启动电路。

背景技术

发光二极管被应用于多种电子应用中，相比于如白炽灯之类的常规光源，LED具有、高可靠性、长寿命等显著优点。由于LED是电流驱动设备，因此LED的驱动电流调节是调节改善LED光源的关键。

目前的LED灯具有记忆功能，下次开灯时灯的亮度是上次设定的亮度。现有的LED电流驱动电路是高PF（功率因数）电路，因此所述电路的输入电容都用得极小，一般为纳法级。然而LED驱动电流信号中会包含电流纹波，造成LED灯的频闪，危害人眼健康。为消除电流纹波，一般采用的措施是增大输出电容，使得输出电容达到微法级，但是这样带来的后果是在调光选择光照度低模式时，由于电路中的驱动电流较小，输出电容要充电到LED灯工作电压需要很长的时间，要2S以上才能启动，无法满足用户的需求，调光高端由于采用最大驱动电流启动，启动时间可以满足需求，因此需要针对调光低端作出改进，使灯在任何调光水平时启动时间都能小于0.5S。

中国专利公开号CN111163560A，公开日2020年5月15日，名称为“一种0-10V小调光快速启动的控制电路”的发明专利中公开了一种0-10V小调光快速启动的控制电路，所述控制电路定义一个阈值电压，当小调光信号到来时，所述小调光信号不进入功率电路，而采用最大电压启动，当达到阈值电压时，调光信号才接入电路，然后再利用小调光电压平衡到指定的调光电压。所述控制电路存在许多弊端，首先为了达到较好的启动效果，阈值电压的值要一直与调光信号相匹配，而且采用开环反馈回路具有较大的滞后时间，最后还需要小调光电压二次平衡，增大了启动时间，同时采用高电压启动还容易发生电流过冲。该发明的实施例中描述了采用所述控制电路也仅能达到0.9S左右的启动时间，仍然无法满足小于0.5S的用户需求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是LED灯在低照度模式下，小调光电流给输出电容充电缓慢使达到LED等启动电压的时间过长问题。本实用新型的目的在于提供一种改善小调光电流启动时间慢、小角度调光滞后且难以观察、改善驱动电流的特性、无频闪的一种调光低端加速启动电路。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种调光低端加速启动电路，所述电路包括整流滤波模块、恒流控制模块、调光模块和负载模块，所述整流滤波模块输出端连接恒流控制模块，所述恒流控制模块的电流反馈端连接调光模块，所述恒流控制模块的输出端连接负载模块，所述调光模块的PWM控制端连接恒流控制模块，所述调光模块的模式切换端连接恒流控制模块。

本实用新型中，所述恒流控制模块根据调光模块的PWM控制端输出反馈电流和负载驱动电流，同时调光模块采集所述反馈电流并以此来判断调光模式，所述调光模块根据不同的调光模式改变恒流控制模块中的输出电容大小。当所述恒流控制模块输出小调光电流给负载模块时，所述调光模块也对应的降低恒流控制模块的输出电容，减小启动时间。

作为优选，所述恒流控制模块包括电容CS61、电容CD42、电阻RS41、电感L41、二极管DS41和芯片US31，所述芯片US31的HV引脚连接所述整流滤波模块，芯片US31的VCC引脚连接电容CS61的第一端，电容CS61的第二端连接所述整流滤波模块，芯片US31的DIM引脚与调光模块无线通信连接，芯片US31的D引脚连接二极管DS41的阳极，所述二极管DS41的阴极连接所述整流滤波模块，芯片US31的NC引脚连接所述D引脚，芯片US31的CS引脚作为恒流控制模块的电流反馈端连接到调光模块，芯片US31的CS引脚串联电阻RS41后接地，芯片US31的GND引脚接地；所述二极管DS41的阴极连接电容CD42的第一端，二极管DS41的阳极连接电感L41的第一端，电感L41的第二端连接电容CD42的第二端，所述电容CD42的两端作为恒流控制模块的模式切换端连接调光模块。所述恒流控制模块中的芯片US31的CS引脚为电流反馈端，所述电流反馈端发出的电流分别发送给调光模块进行模式判断和通过IC供电电容再送至芯片US31的VCC端进行负反馈调节。所述电阻RS41为峰值电流检测电阻，当峰值电流过大，使得峰值电压达到阀值时，芯片US31 的内部功率MOS关断，避免了电流过冲，损坏LED灯组及其相关驱动电路。所述二极管DS41为续流二极管，当US31内部功率MOS关断时，二极管DS41为电感L41提供电流回路，防止LED的瞬间熄灭。所述电容CD41为输出滤波电容，用于降低输出电缆的纹波，改善LED灯的频闪现象。

作为优选，所述调光模块包括电容CD41、可控开关QS41、可控开关QS42、电阻RS52、电阻RS31以及芯片US51，所述芯片US51的ADC引脚串联电阻RS31后连接芯片US31的CS引脚，芯片US51的3.3V引脚连接3.3V正电压，芯片US51的GND引脚接地，芯片US51的CCT WW PWM2引脚连接可控开关QS42的控制端，所述可控开关QS42的第一端接地，所述可控开关QS42的第二端串联电阻RS52后连接可控开关QS41的控制端，所述可控开关QS41的第一端连接所述电容CD42的第二端，所述可控开关QS41的第二端连接电容CD41的第二端，所述电容CD41的第一端连接电容CD42的第一端，所述芯片US51的DIM CW PWM1引脚作为恒流控制模块的PWM控制端连接恒流控制模块。所述调光模块中的芯片US51为无线控制器，可以为BLE、ZIGBEE等，芯片US51的CCT WW PWM2引脚与所述恒流控制模块中芯片US31的DIM引脚无线通信连接，通过改变PWM信号的占空比以达到调光的效果，所述芯片US51的ADC引脚用于采集恒流控制模块的反馈电流值，根据反馈电流值确定LED灯组的工作模式，改变恒流控制模块中的电路输出电容。在调光高端时，电流为额定电流的90%-100%，CCT WW PWM2引脚输出高电平，此时可控开关QS41和可控开关QS42导通，电容CD41接入电路中，电容CD41为几十微法的大电容，电容CD42约为1微法，电路输出电容为并联的电容CD41和电容CD42，大输出电容有利于降低光波动；在调光低端时，电流为额定电流的1%-10%，CCT WW PWM2引脚输出低电平，此时可控开关QS41和可控开关QS42关断，电容CD41未接入电路中，电路输出电容只有电容CD41 ，输出电容小，电荷容量小，输出电容充电至LED工作电压的时间缩短，加速LED灯启动。

作为优选，所述整流滤波模块包括整流桥BS11和与整流桥BS11串联的滤波电路，所述滤波电路包括电容C21、电容C22和电感L21，所述整流桥BS11输入端连接市电，整流桥BS11的输出端正极连接电感L21的第一端，整流桥BS11的输出端负极接地；电感L21的第一端连接电容C21的第一端，电感L21的第二端连接电容C22的第一端，电容C21以及电容C22的第二端均接地；所述电容C22的第二端与电感L21的第二端组合作为整流滤波模块的输出端连接到恒流控制模块，电容C22的第二端连接恒流控制模块中电容CS61的第二端，电感L21的第二端连接恒流控制模块中芯片US31的HV引脚、二极管DS41的阴极、电容CD42的第一端以及调光模块中电容CD41的第一端。所述整流桥BS11为全桥整流回路，整流滤波模块用于将电网电压整流滤波成直流的输入电压。

作为优选，所述恒流控制模块还包括电阻RS51，所述电阻RS51的第一端连接所述电容CD42的第一端，电阻RS51的第二端连接电容CD42的第二端，所述电阻RS51的两端作为恒流控制模块的输出端连接负载模块。所述电阻RS51为假负载，假负载可以稳定电路空载时输出电压，同时还能在断电时泄放余电；假负载的另一个好处是可以提供输出开路保护检测，在发生故障时判断是电源问题还是负载问题。

作为优选，所述负载模块为若干个串联的LED灯形成的LED灯组，所述LED灯组的正极连接电阻RS51的第一端，负极连接电阻RS51的第二端。所述调光模块中的电阻RS31为分压电阻，可以为LED灯组提供电压检测。

作为优选，所述可控开关QS41和可控开关QS42可以是三极管、MOS管、晶闸管、可控硅、IGBT和继电器中的任意一种或多种组合而成。

作为优选，所述芯片US31为恒流调光控制器，芯片US51为无线控制器，可以是Wi-Fi、Zigbee、Lora、BLE、蓝牙中的任意一种通信方式。

本实用新型的有益效果是：1、调光灯具有记忆功能，下次开灯时刻的灯亮度为上次设定值；在调光低端时，减小恒流控制模块的输出电容，加快了小输出电流给充电输出电容至LED灯工作电压的过程，获得了更快的启动速度。

2、调光高端时恒流控制模块的输出电容大，有利于改善输出电流中的纹波，降低LED灯光波动。

3、恒流控制模块的输出端自带假负载，可以稳定电路空载时输出电压，还能在电路断电时释放余电；同时假负载还可以提供输出开路保护检测，出现故障时判断是电源问题还是负载问题。

附图说明

图1 本实用新型的模块连接结构框图。

图2 本实用新型的电路原理连接图。

图中：1-整流滤波模块，2-恒流控制模块，3-调光模块，4-负载模块。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图1所示，本实施例为一种调光低端加速启动电路，包括整流滤波模块1、恒流控制模块2、调光模块3和负载模块4，所述整流滤波模块1输出端连接恒流控制模块2，所述恒流控制模块2的电流反馈端连接调光模块3，所述恒流控制模块2的输出端连接负载模块4，所述调光模块3的PWM控制端连接恒流控制模块2，所述调光模块3的模式切换端连接恒流控制模块2。本实施例中，所述恒流控制模块根据调光模块的PWM控制端输出反馈电流和驱动电流，同时所述调光模块采集到反馈电流并判断调光模式，根据不同的调光模式改变所述恒流控制模块中的输出电容大小。

如图2所示，本实施例中所述恒流控制模块2包括电容CS61、电容CD42、电阻RS41、电感L41、二极管DS41和芯片US31，所述芯片US31的HV引脚连接所述整流滤波模块1，芯片US31的VCC引脚连接电容CS61的第一端，电容CS61的第二端连接所述整流滤波模块1，芯片US31的DIM引脚连接调光模块3，芯片US31的D引脚连接二极管DS41的阳极，所述二极管DS41的阴极连接所述整流滤波模块1，芯片US31的NC引脚连接所述D引脚，芯片US31的CS引脚作为恒流控制模块2的电流反馈端连接到调光模块3，芯片US31的CS引脚串联电阻RS41后接地，芯片US31的GND引脚接地；所述二极管DS41的阴极连接电容CD42的第一端，二极管DS41的阳极连接电感L41的第一端，电感L41的第二端连接电容CD42的第二端，所述电容CD42的两端作为恒流控制模块2的模式切换端连接调光模块3。所述恒流控制模块2中的芯片US31的CS引脚为电流反馈端，所述电流反馈端发出的电流分别发送给调光模块3进行调光模式判断和通过IC供电电容CS61再送至芯片US31的VCC端进行负反馈调节。所述电阻RS41为峰值电流检测电阻，当峰值电流达到阀值电压时，芯片US31 的内部功率MOS关断，避免了电流过冲导致的输出电压大幅度变动和超限，损坏LED灯组及其相关驱动电路。所述二极管DS41为续流二极管，当芯片US31内部功率MOS关断时，二极管DS41为电感L41提供续流电流回路，防止LED的瞬间熄灭。所述电容CD41为输出滤波电容，用于降低输出电缆的纹波，改善LED灯的频闪现象。

如图2所示，本实施例中所述调光模块3包括电容CD41、可控开关QS41、可控开关QS42、电阻RS52、电阻RS31以及芯片US51，所述芯片US51的ADC引脚串联电阻RS31后连接芯片US31的CS引脚，芯片US51的3.3V引脚连接3.3V正电压，芯片US51的GND引脚接地，芯片US51的CCT WW PWM2引脚连接可控开关QS42的控制端，所述可控开关QS42的第一端接地，所述可控开关QS42的第二端串联电阻RS52后连接可控开关QS41的控制端，所述可控开关QS41的第一端连接所述电容CD42的第二端，所述可控开关QS41的第二端连接电容CD41的第二端，所述电容CD41的第一端连接电容CD42的第一端，所述芯片US51的DIM CW PWM1引脚作为恒流控制模块2的PWM控制端连接恒流控制模块2。所述调光模块3中的芯片US51为无线控制器，可以为BLE、ZIGBEE等，芯片US51的CCT WW PWM2引脚与所述恒流控制模块2中芯片US31的DIM引脚无线通信连接，通过改变PWM信号的占空比以达到调光的效果，所述芯片US51的ADC引脚用于采集恒流控制模块的反馈电流值，根据反馈电流值确定LED灯组的工作模式，改变恒流控制模块2中的电路输出电容。在调光高端时，电流为额定电流的90%-100%，CCTWW PWM2引脚输出高电平，此时可控开关QS41和可控开关QS42导通，电容CD41接入电路中，电容CD41为几十微法的大电容，电容CD42约为1微法，电路输出电容为并联的电容CD41和电容CD42，大输出电容有利于降低光波动；在调光低端时，电流为额定电流的1%-10%，CCT WWPWM2引脚输出低电平，此时可控开关QS41和可控开关QS42关断，电容CD41未接入电路中，电路输出电容只有电容CD41 ，输出电容小，缩短了输出电容充电至LED工作电压的时间，加速LED灯启动。

如图2所示，本实施例中所述整流滤波模块1包括整流桥BS11和与整流桥BS11串联的滤波电路，所述滤波电路包括电容C21、电容C22和电感L21，所述整流桥BS11输入端连接市电，整流桥BS11的输出端正极连接电感L21的第一端，整流桥BS11的输出端负极接地；电感L21的第一端连接电容C21的第一端，电感L21的第二端连接电容C22的第一端，电容C21以及电容C22的第二端均接地；所述电容C22的第二端与电感L21的第二端组合作为整流滤波模块1的输出端连接到恒流控制模块2，电容C22的第二端连接恒流控制模块2中电容CS61的第二端，电感L21的第二端连接恒流控制模块2中芯片US31的HV引脚、二极管DS41的阴极、电容CD42的第一端以及调光模块3中电容CD41的第一端。所述整流桥BS11为全桥整流回路，整流滤波模块1用于将电网电压整流滤波成直流的输入电压。

如图2所示，本实施例中所述恒流控制模块2还包括电阻RS51，所述电阻RS51的第一端连接所述电容CD42的第一端，电阻RS51的第二端连接电容CD42的第二端，所述电阻RS51的两端作为恒流控制模块2的电压输出端连接负载模块4。所述电阻RS51为假负载，假负载可以稳定电路空载时的输出电压，同时还能起到电路断电后自动泄放余电的作用；假负载的另一个好处是可以提供输出开路保护检测，在发生故障时用于判断是电源问题还是负载问题。

如图2所示，本实施例中负载模块4为若干个串联的LED灯形成的LED灯组，所述LED灯组的正极连接电阻RS51的第一端，负极连接电阻RS51的第二端。本实施例中所述可控开关QS41和可控开关QS42可以是三极管、MOS管、晶闸管、可控硅、IGBT和继电器中的任意一种或多种组合而成；所述芯片US31为恒流调光控制器，芯片US51为无线控制器，可以是Wi-Fi、Zigbee、Lora、BLE、蓝牙中的任意一种通信方式。

本实施例中，所述恒流调光控制器芯片US31的型号为BP2306X，所述无线控制器芯片US51的型号为BWZBM02；所述可控开关QS41和可控开关QS42采用MOS管。在调光高端时，芯片US31的反馈电流为额定电流的90%-100%，US51的CCT WW PWM2引脚输出高电平，此时MOS管QS41和MOS管QS42导通，电容CD41接入电路中，电容CD41为几十微法的大电容，电容CD42约为1微法，电路输出电容为并联的电容CD41和电容CD42，大输出电容有利于降低光波动；在调光低端时，电流为额定电流的1%-10%，CCT WW PWM2引脚输出低电平，此时MOS管QS41和MOS管QS42关断，电容CD41未接入电路中，电路输出电容只有电容CD41 ，输出电容小，缩短了输出电容充电至LED工作电压的时间，加速LED灯启动。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种调光低端加速启动电路，其特征在于，包括整流滤波模块（1）、恒流控制模块（2）、调光模块（3）和负载模块（4），所述整流滤波模块（1）输出端连接恒流控制模块（2），所述恒流控制模块（2）的电流反馈端连接调光模块（3），所述恒流控制模块（2）的电压输出端连接负载模块（4），所述调光模块（3）的PWM控制端连接恒流控制模块（2），所述调光模块（3）的模式切换端连接恒流控制模块（2）。

2.根据权利要求1所述的一种调光低端加速启动电路，其特征是，所述恒流控制模块（2）包括电容CS61、电容CD42、电阻RS41、电感L41、二极管DS41和芯片US31，所述芯片US31的HV引脚连接所述整流滤波模块（1），芯片US31的VCC引脚连接电容CS61的第一端，电容CS61的第二端连接所述整流滤波模块（1），芯片US31的DIM引脚连接调光模块（3），芯片US31的D引脚连接二极管DS41的阳极，所述二极管DS41的阴极连接所述整流滤波模块（1），芯片US31的NC引脚连接所述D引脚，芯片US31的CS引脚作为恒流控制模块（2）的电流反馈端连接到调光模块（3），芯片US31的CS引脚串联电阻RS41后接地，芯片US31的GND引脚接地；所述二极管DS41的阴极连接电容CD42的第一端，二极管DS41的阳极连接电感L41的第一端，电感L41的第二端连接电容CD42的第二端，所述电容CD42的两端作为恒流控制模块（2）的模式切换端连接调光模块（3）。

3.根据权利要求1或2所述的一种调光低端加速启动电路，其特征是，所述调光模块（3）包括电容CD41、可控开关QS41、可控开关QS42、电阻RS52、电阻RS31以及芯片US51，所述芯片US51的ADC引脚串联电阻RS31后连接芯片US31的CS引脚，芯片US51的3.3V引脚连接3.3V正电压，芯片US51的GND引脚接地，芯片US51的CCT WW PWM2引脚连接可控开关QS42的控制端，所述可控开关QS42的第一端接地，所述可控开关QS42的第二端串联电阻RS52后连接可控开关QS41的控制端，所述可控开关QS41的第一端连接所述电容CD42的第二端，所述可控开关QS41的第二端连接电容CD41的第二端，所述电容CD41的第一端连接电容CD42的第一端，所述芯片US51的DIM CW PWM1引脚作为恒流控制模块（2）的PWM控制端连接恒流控制模块（2）。

4.根据权利要求1或2所述的一种调光低端加速启动电路，其特征是，所述整流滤波模块（1）包括整流桥BS11和与整流桥BS11串联的滤波电路，所述滤波电路包括电容C21、电容C22和电感L21，所述整流桥BS11输入端连接市电，整流桥BS11的输出端正极连接电感L21的第一端，整流桥BS11的输出端负极接地；电感L21的第一端连接电容C21的第一端，电感L21的第二端连接电容C22的第一端，电容C21以及电容C22的第二端均接地；所述电容C22的第二端与电感L21的第二端组合作为整流滤波模块（1）的输出端连接到恒流控制模块（2），电容C22的第二端连接恒流控制模块（2）中电容CS61的第二端，电感L21的第二端连接恒流控制模块（2）中芯片US31的HV引脚、二极管DS41的阴极、电容CD42的第一端以及调光模块（3）中电容CD41的第一端。

5.根据权利要求2所述的一种调光低端加速启动电路，其特征是，所述恒流控制模块（2）还包括电阻RS51，所述电阻RS51的第一端连接所述电容CD42的第一端，电阻RS51的第二端连接电容CD42的第二端，所述电阻RS51的两端作为恒流控制模块（2）的电压输出端连接负载模块（4）。

6.根据权利要求1或5所述的一种调光低端加速启动电路，其特征是，所述负载模块（4）为若干个串联的LED灯形成的LED灯组，所述LED灯组的正极连接电阻RS51的第一端，负极连接电阻RS51的第二端。

7.根据权利要求3所述的一种调光低端加速启动电路，其特征是，所述可控开关QS41和可控开关QS42是三极管、MOS管、晶闸管、可控硅、IGBT和继电器中的任意一种或多种组合而成。

8.根据权利要求2所述的一种调光低端加速启动电路，其特征是，所述芯片US31为恒流调光控制器，芯片US51为无线控制器，是Wi-Fi、Zigbee、Lora、BLE、蓝牙中的任意一种通信方式。