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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine LED-Antriebsschaltung, die durch eine primärseitige Modulationsstruktur und einen Double-Stage isolierten Transformator den Flickereffekt der Leuchtdioden verbessert.
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Stand der Technik
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Die LED-Antriebsschaltung ist üblicherweise eine Single-Stage Flyback LED-Antriebsschaltung und treibt durch die Eingangsspannung und einen Transformator die Leuchtdioden an. Beim Einschalten wird die elektrische Energie in magnetische Energie umgewandelt, die im Transformator gespeichert wird. Beim Ausschalten wird die magnetische Energie im Transformator in elektrische Energie umgewandelt und entlädt die Sekundärseite. Durch den sekundärseitigen Dämpfungskondensator wird die Ausgangsspannung konstant gehalten. Die Single-Stage Flyback LED-Antriebsschaltung hat eine zu hohe sekundärseitige Rippelspannung. Um den Flickereffekt zu verbessern, muss der Wert des Dämpfungskondensators erhöht werden, wodurch der Leistungsfaktor der Schaltung reduziert wird, so dass die Kosten erhöht werden.
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Um das obengenannte Problem zu lösen, taucht die LED-Antriebsschaltung mit einem sekundärseitigen Lichtkoppler auf. Der Lichtkoppler weist eine primärseitige Hochspannung und eine sekundärseitige Niederspannung auf, die isoliert werden. Die Sekundärseite sendet ein Feedbacksignal an die Primärseite, wodurch der Strom konstant gehalten werden kann, so dass der Flickereffekt verbessert wird. Durch die Anordnung des Lichtkopplers wird die Schaltung kompliziert und vergrößert. Der Leistungsfaktor ist das Produkt der Primärseite und der Sekundärseite. Daher ist es schwer, die Effizienz der Schaltung zu erhöhen.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flicker-verbessernde LED-Antriebsschaltung zu schaffen, die auf eine Plattenleuchte angewendet wird und durch eine primärseitige Modulationsstruktur und einen Double-Stage isolierten Transformator den Flickereffekt der Leuchtdioden verbessert, wodurch ein Lichtkoppler nicht erforderlich ist, so dass die Schaltung vereinfacht wird. Wenn das PWM-Dimmsignal im Bereich von 1V–10V liegt, kann die Erfindung den Flickereffekt der LED-Antriebsschaltung wirksam reduzieren.
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Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße flickerverbessernde LED-Antriebsschaltung gelöst, die durch eine primärseitige Modulationsstruktur und einen isolierten Transformator mit dem PWM-Dimmsignal von 1V-10V den Flickereffekt der Leuchtdioden verbessern kann, umfassend: einen Transformator, der eine Eingangswicklung, eine Hilfswicklung, eine Antriebswicklung und eine Dimmwicklung aufweist, wobei die Eingangswicklung an der Primärseite des Transformators angeordnet ist, wobei die Hilfswicklung an einer Seite der Eingangswicklung 41 und auch an der Primärseite des Transformators angeordnet ist, wobei die Antriebswicklung an der Sekundärseite des Transformators angeordnet ist, wobei die Dimmwicklung an einer Seite der Antriebswicklung und auch an der Sekundärseite des Transformators angeordnet ist, wobei die Eingangswicklung und die Antriebswicklung einander gegenüberliegen, wobei die Hilfswicklung und die Dimmwicklung einander gegenüberliegen, wobei der Transformator ein primärseitiges Signal und ein sekundärseitiges Signal erzeugen kann; ein primärseitiges Modulationsmodul, das mit der Eingangswicklung elektrisch verbunden ist und eine Eingangsspannung an die Eingangswicklung anlegt; eine Feedbackeinheit, die mit der Hilfswicklung und auch mit dem primärseitigen Modulationsmodul elektrisch verbunden ist und durch die Hilfswicklung für die Eingangsspannung der Eingangswicklung ein Feedbacksignal erzeugt, das an das primärseitigen Modulationsmodul gesendet wird, um die Eingangsspannung konstant zu halten; ein Antriebsmodul, das mit der Antriebswicklung und einer Vielzahl von Leuchtdioden elektrisch verbunden ist und durch die Antriebswicklung für die Eingangsspannung der Eingangswicklung ein Antriebssignal erzeugt, um die Leuchtdioden anzutreiben; und eine Dimmeinheit, die mit der Dimmwicklung und dem Antriebsmodul elektrisch verbunden ist, ein Dimmsignal von 1V–10V empfängt und ein Steuersignal an das Antriebsmodul sendet, wobei wenn die Eingangsspannung an die Eingangswicklung angelegt wird, die Hilfswicklung ein Feedbacksignal für die Eingangsspannung der Eingangswicklung empfängt und das Feedbacksignal an das primärseitige Modulationsmodul sendet, um die Eingangsspannung konstant zu halten, wobei wenn das Dimmsignal an die Dimmeinheit gesendet wird, die Dimmeinheit ein Steuersignal an das Antriebsmodul sendet, wodurch eine Kompensation erzeugt wird, so dass ein Flicker der Leuchtdioden vermieden wird.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das primärseitige Modulationsmodul einen Leistungsfaktorkontroller auf, der mit einem Umschalter elektrisch verbunden ist, der mit der Eingangswicklung elektrisch verbunden ist, wodurch der Leistungsfaktorkontroller durch den Umschalter die Eingangsspannung konstant halten kann.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält die Feedbackeinheit einen Feedbackkondensator, einen ersten Feedbackwiderstand und einen zweiten Feedbackwiderstand, wobei der erste Feedbackwiderstand und der zweite Feedbackwiderstand reihengeschaltet sind, wodurch ein Feedbackknoten gebildet ist, wobei der Feedbackkondensator mit dem ersten Feedbackwiderstand und dem zweiten Feedbackwiderstand parallelgeschaltet ist, wobei der Feedbackknoten mit dem Leistungsfaktorkontroller elektrisch verbunden ist, wodurch das Feedbacksignal durch den Feedbackknoten an den Leistungsfaktorkontroller gesendet wird.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Antriebsmodul einen Antriebskontroller auf, der mit einem Antriebskondensator elektrisch verbunden ist, wobei der Antriebskondensator mit der Dimmeinheit elektrisch verbunden ist.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Dimmsignal ein PWM-Dimmsignal.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält die Dimmeinheit einen ersten Dimmwiderstand, einen zweiten Dimmwiderstand und einen Dimmkondensator, wobei der erste Dimmwiderstand und der zweite Dimmwiderstand reihengeschaltet sind, wobei der zweite Dimmwiderstand mit dem Dimmkondensator parallelgeschaltet ist, wodurch ein Dimmknoten gebildet ist, wobei der Dimmknoten mit dem Antriebskondensator elektrisch verbunden ist, wobei das PWM-Dimmsignal an die Dimmeinheit gesendet wird, die durch den Dimmknoten ein Steuersignal an den Antriebskondensator sendet.
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Dadurch kann die Erfindung den Flickereffekt wirksam verbessern, wenn das PWM-Dimmsignal im Bereich von 1V–10V liegt. Daher ist ein Lichtkoppler nicht erforderlich, so dass die Schaltung vereinfacht wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine Blockschaltung der Erfindung,
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2 zeigt eine Blockschaltung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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3A zeigt einen Schaltplan des Gleichrichtermoduls der Erfindung,
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3B zeigt einen Schaltplan des primärseitigen Modulations moduls der Erfindung,
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3C zeigt einen Schaltplan des Transformators und der Feedbackeinheit der Erfindung,
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3D zeigt einen Schaltplan der Dimmeinheit der Erfindung,
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3E zeigt einen Schaltplan des Antriebsmoduls der Erfindung,
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4 zeigt ein Ausgangsspannung-Ausgangsstrom-Wellenbild der Leuchtdioden bei einer Eingangsspannung von 120V,
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5 zeigt ein Ausgangsspannung-Ausgangsstrom-Wellenbild der Leuchtdioden bei einer Eingangsspannung von 230V.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
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Wie aus den 1, 3B, 3C, 3D und 3E ersichtlich ist, verwendet die erfindungsgemäße flicker-verbessernde LED-Antriebsschaltung 1 eine primärseitige Modulationsstruktur und einen isolierten Transformator und umfasst: einen Transformator 4, der eine Eingangswicklung 41, eine Hilfswicklung 42, eine Antriebswicklung 43 und eine Dimmwicklung 44 aufweist, wobei die Eingangswicklung 41 an der Primärseite des Transformators 4 angeordnet ist, wobei die Hilfswicklung 42 an einer Seite der Eingangswicklung 41 und auch an der Primärseite des Transformators 4 angeordnet ist, wobei die Antriebswicklung 43 an der Sekundärseite des Transformators 4 angeordnet ist, wobei die Dimmwicklung 44 an einer Seite der Antriebswicklung 43 und auch an der Sekundärseite des Transformators 4 angeordnet ist, wobei die Eingangswicklung 41 und die Antriebswicklung 43 einander gegenüberliegen, wobei die Hilfswicklung 42 und die Dimmwicklung 44 einander gegenüberliegen, wobei der Transformator 4 das primärseitige Signal und das sekundärseitige Signal isolierenen kann; ein primärseitiges Modulationsmodul 2, das mit der Eingangswicklung 41 elektrisch verbunden ist und eine Eingangsspannung an die Eingangswicklung 41 anlegt; eine Feedbackeinheit 3, die mit der Hilfswicklung 42 und auch mit dem primärseitigen Modulationsmodul 2 elektrisch verbunden ist und durch die Hilfswicklung 42 für die Eingangsspannung der Eingangswicklung 41 ein Feedbacksignal erzeugt, das an das primärseitige Modulationsmodul 2 gesendet wird, um die Eingangsspannung konstant zu halten; ein Antriebsmodul 5, das mit der Antriebswicklung 43 und einer Vielzahl von Leuchtdioden 7 elektrisch verbunden ist und durch die Antriebswicklung 43 für die Eingangsspannung der Eingangswicklung 41 ein Antriebssignal erzeugt, um die Leuchtdioden 7 anzutreiben; und eine Dimmeinheit 6, die mit der Dimmwicklung 44 und dem Antriebsmodul 5 elektrisch verbunden ist, ein Dimmsignal von 1V–10V empfängt und ein Steuersignal an das Antriebsmodul 5 sendet. Wenn ein Gleichrichtermodul 11 ein Gleichrichtungssignal an das primärseitige Modulationsmodul 2 senden und die Eingangsspannung erzeugt, die an die Eingangswicklung 41 angelegt wird, empfängt die Hilfswicklung 42 ein Feedbacksignal für die Eingangsspannung der Eingangswicklung 41 und sendet das Feedbacksignal an das primärseitige Modulationsmodul 2, um die Eingangsspannung konstant zu halten. Wenn das Dimmsignal an die Dimmeinheit 6 gesendet wird, sendet die Dimmeinheit 6 ein Steuersignal an das Antriebsmodul 5, wodurch eine Kompensation erzeugt wird, so dass ein Flicker der Leuchtdioden 7 vermieden wird.
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3B und 3C zeigen ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das primärseitige Modulationsmodul 2 einen Leistungsfaktorkontroller 20 aufweist, der mit einem Umschalter 21 elektrisch verbunden ist, der mit der Eingangswicklung 41 elektrisch verbunden ist, wodurch der Leistungsfaktorkontroller 20 durch den Umschalter 21 die Eingangsspannung konstant halten kann.
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2 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Feedbacksignal ein erstes Feedbacksignal 314, ein zweites Feedbacksignal 315 und ein drittes Feedbacksignal 316 beinhaltet.
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Wie aus den 2, 3B und 3C ersichtlich ist, enthält die Feedbackeinheit 3 in einem weiteren Ausführungsbeispiel einen ersten Spannungsteilungswiderstand 31, einen zweiten Spannungsteilungswiderstand, einen Feedbackkondensator 35, einen ersten Feedbackwiderstand 36, einen zweiten Feedbackwiderstand 37, eine erste Leuchtdiode 33 und eine zweite Leuchtdiode 34. Der erste Spannungsteilungswiderstand 31 ist an einem Anschluss mit der Hilfswicklung 42 reihengeschaltet, wodurch ein erster Knoten 311 gebildet ist. Der erste Knoten 311 ist mit einem Anschluss des zweiten Spannungsteilungswiderstands 32 reihengeschaltet. Der andere Anschluss des zweiten Spannungsteilungswiderstands 32 ist mit dem Leistungsfaktorkontroller 20 elektrisch verbunden, um das erste Feedbacksignal 314 zur Steuerung des Umschalters 21 zu übertragen. Der erste Anschluss des ersten Spannungsteilungswiderstands 31 ist mit der ersten Leuchtdiode 33 und der zweiten Leuchtdiode 34 reihengeschaltet. Der andere Anschluss der ersten Leuchtdiode 33 bildet einen zweiten Knoten 312. Der zweite Knoten 312 ist mit dem Leistungsfaktorkontroller 20 elektrisch verbunden, um das zweite Feedbacksignal 315 an den Leistungsfaktorkontroller 20 zu senden, damit eine Arbeitsspannung an den Leistungsfaktorkontroller 20 angelegt wird. Die zweite Leuchtdiode 34 ist mit dem Feedbackkondensator 35 und dem ersten Feedbackwiderstand 36 reihengeschaltet. Ein Anschluss des ersten Feedbackwiderstands 36 ist mit dem zweiten Feedbackwiderstand 37 reihengeschaltet, wodurch ein dritter Knoten 313 gebildet ist. Der dritte Knoten 313 ist mit dem Leistungsfaktorkontroller 20 elektrisch verbunden und überträgt das dritte Feedbacksignal 316, um die Eingangsspannung konstant zu halten.
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Wie aus den 3D und 3E ersichtlich ist, weist das Antriebsmodul 5 in einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Antriebskontroller 51 und einen Stromdetektor 53 auf. Der Antriebskontroller 51 ist mit einem Antriebskondensator 52 elektrisch verbunden. Der Antriebskondensator 52 ist mit der Dimmeinheit 6 elektrisch verbunden. Der Stromdetektor 53 ist mit dem Antriebskontroller 51 und den Leuchtdioden 7 elektrisch verbunden und dient zur Detektion, ob die von dem Antriebskontroller 51 an die Leuchtdioden 7 angelegte Spannung konstant ist.
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Wie aus 3D ersichtlich ist, ist das Dimmsignal in einem weiteren Ausführungsbeispiel ein PWM-Dimmsignal 60.
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Wie aus den 3C, 3D und 3E ersichtlich ist, enthält die Dimmeinheit 6 in einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel eine erste Durchlassdiode 61, einen ersten Durchlasswiderstand 62, einen zweiten Durchlasswiderstand 63, einen ersten Dimmwiderstand 64, einen zweiten Dimmwiderstand 65, einen Dimmkondensator 66, einen ersten Begrenzungswiderstand 67 und einen zweiten Begrenzungswiderstand 68. Die Durchlassdiode 61 ist mit der Dimmwicklung 44 elektrisch verbunden. Der andere Anschluss der Durchlassdiode 61 ist mit dem ersten Durchlasswiderstand 62 elektrisch verbunden. Der andere Anschluss des ersten Durchlasswiderstands 62 ist mit dem zweiten Durchlasswiderstand 63 reihengeschaltet, wodurch ein vierter Knoten 611 gebildet ist. Der vierte Knoten 611 ist mit dem Antriebskontroller 51 elektrisch verbunden. Der andere Anschluss des zweiten Durchlasswiderstands 63 ist mit dem ersten Dimmwiderstand 64 elektrisch verbunden. Der erste Dimmwiderstand 64 und der zweite Dimmwiderstand 65 sind reihengeschaltet. Der zweite Dimmwiderstand 65 ist mit dem Dimmkondensator 66 verbunden, wodurch ein Dimmknoten 69 gebildet ist. Der erste Begrenzungswiderstand 67 ist mit dem ersten Dimmwiderstand 64 reihengeschaltet. Der zweite Begrenzungswiderstand 68 ist mit dem Dimmkondensator 66 elektrisch verbunden. Der Dimmknoten 69 ist mit dem Antriebskondensator 52 elektrisch verbunden. Wenn das PWM-Dimmsignal 60 an den ersten Begrenzungswiderstand 67 und den zweiten Begrenzungswiderstand 68 gesendet wird, wird es durch den Dimmknoten 69 an den Antriebskondensator 52 geleitet. Wenn das PWM-Dimmsignal 60 im Bereich von 1V–10V liegt, wird das Dimmsignal von dem Dimmknoten 69 an den Antriebskondensator 52 gesendet, wodurch der Antriebskontroller 51 eine Kompensation durchführt, so dass der Ausgangsstrom konstant gehalten wird.
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Die
4 und
5 zeigen ein Ausgangsspannung-Ausgangsstrom-Wellenbild der Leuchtdioden bei einer Eingangsspannung von 120V und einer Eingangsspannung von 230V. Wenn die Eingangsspannung 120V beträgt, besitzen die Leuchtdioden einen Ausgangsstrom
80 und eine Ausgangsspannung
81. Wenn die Eingangsspannung 230V beträgt, besitzen die Leuchtdioden einen Ausgangsstrom
82 und eine Ausgangsspannung
83. Die Spannung und der Strom, die von dem Antriebsmodul
5 an die Leuchtdioden
7 angelegt werden, werden stets konstant gehalten. D.h. die Leuchtdioden
7 erzeugt keinen Flicker. Wie aus der folgenden Tabelle, die eine Analyse des Wirkungsgrads der Verbesserung des Flickereffekts der LED-Antriebsschaltung, zu entnehmen ist, wenn die Eingangsspannung im Bereich von 90V–277V liegt, beträgt der Messstrom an der Leuchtdioden 1,3–1,29A, der Spitzenstrom 1,39–1,42A, die Spannung 32,8V–33,3V und die Effizienz 85,9%–87.2%. Dadurch kann die Erfindung den Flickereffekt wirksam verbessern, wenn das PWM-Dimmsignal im Bereich von 1V–10V und die Eingangsspannung im Bereich von 90V–277V liegt. Daher ist ein Lichtkoppler nicht erforderlich, so dass die Schaltung vereinfacht wird. Tabelle 1: Analyse des Wirkungsgrads der Verbesserung des Flickereffekts der LED-Antriebsschaltung
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Bezugszeichenliste
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- 1
- flicker-verbessernde LED-Antriebsschaltung
- 2
- primärseitiges Modulationsmodul
- 3
- Feedbackeinheit
- 4
- Transformator
- 5
- Antriebsmodul
- 6
- Dimmeinheit
- 41
- Eingangswicklung
- 42
- Hilfswicklung
- 43
- Antriebswicklung
- 44
- Dimmwicklung
- 60
- Dimmsignal
- 20
- Leistungsfaktorkontroller
- 21
- Umschalter
- 314
- erstes Feedbacksignal
- 315
- zweites Feedbacksignal
- 316
- drittes Feedbacksignal
- 51
- Antriebskontroller
- 53
- Stromdetektor
- 69
- Dimmknoten
