CN216905392U - 一种无频闪调光电路及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种无频闪调光电路及装置，涉及调光电路领域。该无频闪调光电路包括调光器、整流模块、DC/DC变换模块、恒流输出模块、采样模块以及控制模块，整流模块的输入端与调光器、市电连接，整流模块的输出端与DC/DC变换模块、采样模块连接；DC/DC变换模块与恒流输出模块连接，恒流输出模块外接目标设备；采样模块、控制模块以及恒流输出模块依次连接；采样模块用于采集整流模块输出端的电压信号作为采样信号，并传输至控制模块；控制模块用于根据采样信号生成调制信号，并输出至恒流输出模块。在本申请可以使得调光电路的输出电流满足无频闪的要求。

Description

一种无频闪调光电路及装置

技术领域

本实用新型涉及调光电路技术领域，具体而言，涉及一种无频闪调光电路及装置。

背景技术

目前，调光电路主要用于调节LED灯的亮度，现有的调光电路首先通过整流器将交流输入电压转换为直流电压，然后再通过DC/DC变换模块将整流后的直流电压降低为低压直流电压，最后再通过恒流输出模块降低输出至LED灯的电流波纹，从而提高调光性能。

但是，在现有调光电路中，即使通过恒流输出模块降低输出至LED灯的电流波纹，其输出电流的波纹仍然比较大，无法满足当前LED灯调光的无频闪要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无频闪调光电路及装置，能够满足现有规范对LED灯的无频闪要求。

本实用新型提供一种技术方案：

第一方面，本申请提供了一种无频闪调光电路，所述无频闪调光电路包括调光器、整流模块、DC/DC变换模块、恒流输出模块、采样模块以及控制模块；

所述整流模块的输入端与所述调光器、市电连接，所述整流模块的输出端与所述DC/DC变换模块、采样模块连接；

所述DC/DC变换模块与所述恒流输出模块连接，所述恒流输出模块外接目标设备；

所述采样模块、所述控制模块以及所述恒流输出模块依次连接；

所述采样模块用于采集所述整流模块输出端的电压信号作为采样信号，并传输至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述采样信号生成调制信号，并输出至所述恒流输出模块。

可选的，所述无频闪调光电路还包括波形校正模块，所述波形校正模块连接于所述整流模块与所述采样模块之间；

所述波形校正模块用于校正所述整流模块的输出电压。

可选的，所述波形校正模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、采样电阻、场效应管、三极管、第一二极管以及第一电容；

所述第一电阻与所述第二电阻串联，所述第一电阻与所述整流模块连接，所述第二电阻接地；

所述三极管的基极连接于所述第一电阻、所述第二电阻之间，所述三极管的集电极与所述第三电阻连接，所述第三电阻与所述第一电阻、所述整流模块连接，所述三极管的发射极接地；

所述场效应管的栅极连接于所述第三电阻、所述三极管的集电极之间，所述场效应管的漏极与所述第一电阻、所述第三电阻、所述采样模块、所述整流模块连接，所述场效应管的源极与所述采样电阻连接，所述采样电阻接地；

所述第一二极管的正极与所述场效应管的源极连接，所述第一二极管的负极与所述三极管的基极连接；

所述第一电容的两端分别与所述第二电阻、所述采样电阻连接。

可选的，所述采样模块包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二电容、第三电容以及第四电容；

所述第四电阻与所述第五电阻串联，所述第四电阻与场效应管的漏极连接，所述第五电阻接地；

所述第六电阻与所述第七电阻串联，所述第六电阻连接于所述第四电阻与所述第五电阻之间，所述第七电阻与所述控制模块连接；

所述第二电容的一端连接于所述第四电阻、所述第五电阻之间，所述第二电容的另一端接地；

所述第三电容的一端连接于所述第六电阻、所述第七电阻之间，所述第三电容的另一端接地；

所述第四电容的一端与所述第七电阻、所述控制模块连接，所述第四电容的另一端接地。

可选的，所述无频闪调光电路还包括光耦模块，所述光耦模块的一端与所述控制模块的输出端连接，所述光耦模块的另一端与所述恒流输出模块连接。

可选的，所述无频闪调光电路还包括吸收模块，所述吸收模块的一端与所述整流模块连接，所述吸收模块的另一端与所述DC/DC变换模块连接；

所述吸收模块用于吸收模块用于吸收电路产生的尖峰电压，并增加所述调光器所需的维持电流。

可选的，所述吸收模块包括第八电阻、第九电阻、第五电容以及第二二极管，所述第八电阻、所述第五电容以及所述第九电阻依次串联，所述第八电阻与所述整流模块、所述DC/DC变换模块连接，所述第九电阻接地；

所述第二二极管的正极连接于所述第五电容、所述第九电阻之间，所述第二二极管的负极接地。

可选的，所述整流模块包括第一整流桥与第二整流桥，所述第一整流桥与所述第二整流桥并联，所述第一整流桥与所述DC/DC变换模块连接，所述第二整流桥与所述采样模块连接。

可选的，所述无频闪调光电路还包括防雷模块与EMI滤波模块，所述防雷模块与所述EMI滤波模块连接，所述防雷模块与所述调光器、市电连接，所述EMI滤波模块与所述整流模块连接。

本申请还提供了一种无频闪调光装置，所述无频闪调光装置包括所述的无频闪调光电路。

本实用新型提供的一种无频闪调光电路及装置的有益效果是：

本申请提供了一种无频闪调光电路及装置，该无频闪调光电路包括：调光器、整流模块、DC/DC变换模块、恒流输出模块、采样模块以及控制模块；整流模块的输入端与调光器、市电连接，整流模块的输出端与DC/DC变换模块、采样模块连接；DC/DC变换模块与恒流输出模块连接，恒流输出模块外接目标设备；采样模块、控制模块以及恒流输出模块依次连接；采样模块用于采集整流模块输出端的电压信号作为采样信号，并传输至控制模块；控制模块用于根据采样信号生成调制信号，并输出至恒流输出模块。在本申请中控制模块根据采样模块采集到的采样信号生成对应的调制信号，恒流输出模块根据调制信号对输出电路进行调整，从而使得输出电流满足无频闪的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的无闪频调光电路的结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的无闪频调光电路的结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例提供的无闪频调光电路的结构示意图之三；

图4为本实用新型实施例提供的无闪频调光电路的结构示意图之四；

图5为本实用新型实施例提供的无闪频调光电路的结构示意图之五；

图6为本实用新型实施例提供的无闪频调光电路的结构示意图之六；

图7为本实用新型实施例提供的无闪频调光电路的结构示意图之七。

图标：100-无闪频调光电路；10-调光器；20-整流模块；30-DC/DC变换模块；40-恒流输出模块；50-采样模块；60-控制模块；70-波形校正模块；80-光耦模块；90-吸收模块；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；RS-采样电阻；Q1-场效应管；Q2-三极管；D1-第一二极管；D2-第二二极管；C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容；C4-第四电容；C5-第五电容；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R8-第八电阻；R9-第九电阻。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

正如背景技术中所记载的，在现有调光电路中，即使通过恒流输出模块降低输出至LED灯的电流波纹，其输出电流的波纹仍然比较大，无法满足当前LED灯调光的无频闪要求。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种无频闪调光电路，该电路能够使得LED等满足无频闪的要求。

请结合参阅图1，该无频闪调光电路包括调光器10、整流模块20、DC/DC变换模块30、恒流输出模块40、采样模块50以及控制模块60；整流模块20的输入端与调光器10、市电连接，整流模块20的输出端与DC/DC变换模块30、采样模块50连接；DC/DC变换模块30与恒流输出模块40连接，恒流输出模块40外接目标设备；采样模块50、控制模块60以及恒流输出模块40依次连接；采样模块50用于采集整流模块20输出端的电压信号作为采样信号，并传输至控制模块60；控制模块60用于根据采样信号生成调制信号，并输出至恒流输出模块40。

在本实施例中，调光器10用于调节外接的LED灯，整流模块20用于将输入的交流电压整流为直流电压，DC/DC变换模块30主要用于对直流电压进行降压，采样模块50用于采集整流后的直流电压并将其作为采样信号输出至控制模块60，控制模块60用于根据采样信号输出对应的调制信号至恒流输出模块40，恒流输出模块40用于根据调制信号调节输出至LED灯的电流，使其满足无频闪规范。

具体来讲，通过旋转调光器10，可以调节电源的输入电压，电源输入电压的变化使得采样模块50所采集的采样信号跟同比例变化，采样模块50与控制模块60连接，控制模块60可以是单片机，采样模块50与单片机的输入引脚连接，单片机根据采样信号生成调制信号，在本实施例中，调制信号为PWM信号，单片机调整根据采样信号调整PWM信号的工作频率及占空比，将PWM信号传输至恒流输出模块40，恒流输出模块40根据接收到的PWM信号调节输出至LED等的电流使其满足无频闪规范的要求。

需要说明的是，在本实施例中，PWM信号频率范围调节为1～8kHz，在亮度较低时，为了兼容调光深度，将PWM信号频率降低至1kHz，随着亮度的提高，提PWM信号频率，使之能够满足IEEE Std 1789-2015无频闪规范，在PWM信号达到3kHz以上时，可获得频闪赦免。

需要说明的是，本实施例中调光器包括可控硅调光器。

在另外一种可选的实施方式中，请结合参阅图2，无频闪调光电路还包括波形校正模块70，波形校正模块70连接于整流模块20与采样模块50之间；所述波形校正模块70用于校正所述整流模块20的输出电压。

在本实施例中，波形校正模块70用于当调光器10关闭后再次启动前(即调光器10待机时)，对整流模块20的输出电压进行波形校正，可以提高采样信号的质量实现调光电路的稳定。同时，波形校正模块70还可以用于控制DC/DC变换模块30的启动电压点。

在另外一种可选的实施方式中，请结合参阅图3，波形校正模块70包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、采样电阻RS、场效应管Q1、三极管Q2、第一二极管D1以及第一电容C1，第一电阻R1与第二电阻R2串联，第一电阻R1与整流模块20连接，第二电阻R2接地，三极管Q2的基极连接于第一电阻R1、第二电阻R2之间，三极管Q2的集电极与第三电阻R3连接，第三电阻R3与第一电阻R1、整流模块20连接，三极管Q2的发射极接地；

场效应管Q1的栅极连接于第三电阻R3、三极管Q2的集电极之间，场效应管Q1的漏极与第一电阻R1、第三电阻R3、采样模块50、整流模块20连接，场效应管Q1的源极与采样电阻RS连接，采样电阻RS接地，第一二极管D1的正极与场效应管Q1的源极连接，第一二极管D1的负极与三极管Q2的基极连接，第一电容C1的两端分别与第二电阻R2、采样电阻RS连接。

在本实施例中，由于整流模块20的输出端分别与DC/DC变换模块30和波形校正模块70连接，具体来讲，整流模块20包括第一整流桥与第二整流桥，第一整流桥与第二整流桥并联，第一整流桥与DC/DC变换模块30连接，第二整流桥与采样模块50连接。

通过改变第一电阻R1和第二电阻R2的阻值，便可以调节DC/DC变换模块30的启动电压点。

当调光器10打开后，整流模块20的输出电压高于第一阈值时，三极管Q2保持长期导通，场效应管Q1断开(场效应管Q1为N沟道)，DC/DC变换模块30工作。而当整流模块20的输出电压低于第一阈值时，三极管Q2关闭，场效应管Q1导通，将整流模块20的输出电压拉至低电压，采样电阻RS两端电压随着场效应管Q1上通过电流的增加而上升，当采样电阻RS两端电压超过第二阈值时，三极管Q2的基极和发射极两端电压超过导通电压，使三极管Q2导通，从而使得场效应管Q1的栅极和源极的电压拉低至0V，场效应管Q1关闭，场效应管Q1关闭后，整流模块20的输出电压至高电压，采样电阻RS两端电压降低，使三极管Q2关闭，场效应管Q1导通，从而行成负反馈电路，在这个循环中，若整流模块20的输出电压一直维持在较低电压，无法达到DC/DC变换模块30启动电压，则DC/DC变换模块30无法工作。

在本实施例中，第一阈值第二阈值跟三极管Q2的导通电压以及第一电阻R1和第二电阻R2的阻值有关。

需要说明的是，在本实施例中，三极管Q2可以替换为比较器、TL431等电压检测元件，同样的，场效应管Q1也可以替换其他开关半导体元件。上述元件的替换方案均应当纳入本申请的保护范围之中。

在另外一种可选的实施方式中，请结合参阅图4，采样模块50包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第二电容C2、第三电容C3以及第四电容C4；第四电阻R4与第五电阻R5串联，第四电阻R4与场效应管Q1的漏极连接，第五电阻R5接地；第六电阻R6与第七电阻R7串联，第六电阻R6连接于第四电阻R4与第五电阻R5之间，第七电阻R7与控制模块60连接；第二电容C2的一端连接于第四电阻R4、第五电阻R5之间，第二电容C2的另一端接地；第三电容C3的一端连接于第六电阻R6、第七电阻R7之间，第三电容C3的另一端接地；第四电容C4的一端与第七电阻R7、控制模块60连接，第四电容C4的另一端接地。

在本实施例中，采样模块50用于采集电压信号作为采样信号，同时还可以对电压信号进行滤波处理，使得采样信号更加稳定。

具体的，波形校正模块70输出的电压通过第四电阻R4和第五电阻R5进行分压，第二电阻R2对其进行第一次滤波后，再经过第六电阻R6和第三电容C3组成的一级RC滤波电路以及第七电阻R7和第四电容C4组成的二级RC滤波电路两级滤波后传输至控制模块60，从而提高采样信号的稳定性。

需要说明的是，在具体的应用中，采样模块50可以包括一级RC滤波电路也可以包括更多级的RC滤波电路。

在另外一种可选的实施方式中，请结合参阅图5，无频闪调光电路还包括光耦模块80，光耦模块80的一端与控制模块60的输出端连接，光耦模块80的另一端与恒流输出模块40连接。

在本实施例中，通过光耦模块80传输调制信号，可以提高实现控制模块60与恒流输出模块40之间的电器隔离，提高整个电路的抗干扰能力。

在另外一种可选的实施方式中，请结合参阅图6，无频闪调光电路还包括吸收模块90，吸收模块90的一端与整流模块20连接，吸收模块90的另一端与DC/DC变换模块30连接，吸收模块90用于吸收模块90用于吸收电路产生的尖峰电压，并增加调光器10所需的维持电流。

可选的，吸收模块90包括第八电阻R8、第九电阻R9、第五电容C5以及第二二极管D2，第八电阻R8、第五电容C5以及第九电阻R9依次串联，第八电阻R8与整流模块20、DC/DC变换模块30连接，第九电阻R9接地，第二二极管D2的正极连接于第五电容C5、第九电阻R9之间，第二二极管D2的负极接地。

可选的，整流模块20包括第一整流桥与第二整流桥，第一整流桥与第二整流桥并联，第一整流桥与DC/DC变换模块30连接，第二整流桥与采样模块50连接。

可选的，请结合参阅图7，无频闪调光电路还包括防雷模块与EMI滤波模块，防雷模块与EMI滤波模块连接，防雷模块与调光器10、市电连接，EMI滤波模块与整流模块20连接。

防雷模块用于保护电路免受雷电过压、操作过电压、工频暂态过电压冲击等。EMI滤波模块不仅可以方式EMI信号对设备的污染，同时还可以控制设备自身产生的EMI信号浸入电网中，污染电网环境，危害其他设备。

需要说明的是，本申请中的DC/DC变换模块30包括PFC+反激、PFC+正激、PFC+LLC、PFC+全桥、PFC+半桥等电源变换架构。

PWM信号的频率可以设置为其他频率范围，例如1kHz～3kHz，能满足无频闪标准即可。

同时，控制模块60可以增设其他检测功能，例如增加电压检测、电流检测等。

本申请还提供了一种无闪频调光装置，包括无闪频调光电路100。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (10)

1.一种无频闪调光电路，其特征在于，所述无频闪调光电路包括调光器、整流模块、DC/DC变换模块、恒流输出模块、采样模块以及控制模块；

所述整流模块的输入端与所述调光器、市电连接，所述整流模块的输出端与所述DC/DC变换模块、采样模块连接；

所述DC/DC变换模块与所述恒流输出模块连接，所述恒流输出模块外接目标设备；

所述采样模块、所述控制模块以及所述恒流输出模块依次连接；

所述采样模块用于采集所述整流模块输出端的电压信号作为采样信号，并传输至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述采样信号生成调制信号，并输出至所述恒流输出模块。

2.根据权利要求1所述的无频闪调光电路，其特征在于，所述无频闪调光电路还包括波形校正模块，所述波形校正模块连接于所述整流模块与所述采样模块之间；

所述波形校正模块用于校正所述整流模块的输出电压。

3.根据权利要求2所述的无频闪调光电路，其特征在于，所述波形校正模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、采样电阻、场效应管、三极管、第一二极管以及第一电容；

所述第一电阻与所述第二电阻串联，所述第一电阻与所述整流模块连接，所述第二电阻接地；

所述三极管的基极连接于所述第一电阻、所述第二电阻之间，所述三极管的集电极与所述第三电阻连接，所述第三电阻与所述第一电阻、所述整流模块连接，所述三极管的发射极接地；

所述场效应管的栅极连接于所述第三电阻、所述三极管的集电极之间，所述场效应管的漏极与所述第一电阻、所述第三电阻、所述采样模块、所述整流模块连接，所述场效应管的源极与所述采样电阻连接，所述采样电阻接地；

所述第一二极管的正极与所述场效应管的源极连接，所述第一二极管的负极与所述三极管的基极连接；

所述第一电容的两端分别与所述第二电阻、所述采样电阻连接。

4.根据权利要求3所述的无频闪调光电路，其特征在于，所述采样模块包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二电容、第三电容以及第四电容；

所述第四电阻与所述第五电阻串联，所述第四电阻与场效应管的漏极连接，所述第五电阻接地；

所述第六电阻与所述第七电阻串联，所述第六电阻连接于所述第四电阻与所述第五电阻之间，所述第七电阻与所述控制模块连接；

所述第二电容的一端连接于所述第四电阻、所述第五电阻之间，所述第二电容的另一端接地；

所述第三电容的一端连接于所述第六电阻、所述第七电阻之间，所述第三电容的另一端接地；

所述第四电容的一端与所述第七电阻、所述控制模块连接，所述第四电容的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的无频闪调光电路，其特征在于，所述无频闪调光电路还包括光耦模块，所述光耦模块的一端与所述控制模块的输出端连接，所述光耦模块的另一端与所述恒流输出模块连接。

6.根据权利要求1所述的无频闪调光电路，其特征在于，所述无频闪调光电路还包括吸收模块，所述吸收模块的一端与所述整流模块连接，所述吸收模块的另一端与所述DC/DC变换模块连接；

所述吸收模块用于吸收模块用于吸收电路产生的尖峰电压，并增加所述调光器所需的维持电流。

7.根据权利要求6所述的无频闪调光电路，其特征在于，所述吸收模块包括第八电阻、第九电阻、第五电容以及第二二极管，所述第八电阻、所述第五电容以及所述第九电阻依次串联，所述第八电阻与所述整流模块、所述DC/DC变换模块连接，所述第九电阻接地；

所述第二二极管的正极连接于所述第五电容、所述第九电阻之间，所述第二二极管的负极接地。

8.根据权利要求1所述的无频闪调光电路，其特征在于，所述整流模块包括第一整流桥与第二整流桥，所述第一整流桥与所述第二整流桥并联，所述第一整流桥与所述DC/DC变换模块连接，所述第二整流桥与所述采样模块连接。

9.根据权利要求1所述的无频闪调光电路，其特征在于，所述无频闪调光电路还包括防雷模块与EMI滤波模块，所述防雷模块与所述EMI滤波模块连接，所述防雷模块与所述调光器、市电连接，所述EMI滤波模块与所述整流模块连接。

10.一种无频闪调光装置，其特征在于，所述无频闪调光装置包括权利要求1-9任一项所述的无频闪调光电路。

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