一种LED无频闪调光控制电路的制作方法

本发明涉及LED灯具领域，尤其涉及一种LED无频闪调光控制电路。

背景技术：

LED灯的出现，极大地降低照明所需要的电力，同样瓦数的LED灯，所需电力只有白炽灯的1/10，同时LED灯具具有寿命长、环保、免维护等优点，而可控硅调光器广泛使用于白炽灯等传统照明市场，简单容易被消费者所使用，符合人们的使用习惯，如果LED灯想要取代可控硅调光的白炽灯等传统照明灯具的位置，就需要和可控硅调光器兼容。

目前市场上的LED可控硅调光控制电路在进行调光时破坏了正弦波的波形，导致LED灯出现各种问题。具体的，可控硅调光控制电路因控制可控硅的导通角，会使电压波形变为不规则的正弦波，而白炽灯的热惯性使得人眼根本看不出这种不规则引起的振荡，但是对于LED的驱动电源就会产生音频噪声和闪烁，导致在开关切换状态下该LED灯会出现灯闪的问题，也降低了电路的功率因数(PF)值，而且导通角越小时功率因数值越低。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供了一种LED无频闪调光控制电路，以避免LED灯出现灯闪的问题，且该电路具有高功率因数，易于实现控制调节，结构简单，所需成本较低。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

一种LED无频闪调光控制电路，包括：LED光源，可控硅调光器，整流处理模块，第一LED恒流控制器处理模块，第二LED恒流控制器处理模块，电解电容器处理模块，以及第一调光控制模块；其中，所述可控硅调光器用于调节LED光源的亮度；所述第一调光控制模块，用于保证所述LED光源正极电压波形变化时流过所述LED光源的电流为恒定值。

优选的，所述整流处理模块，通过所述可控硅调光器与外接电源相连，用于对输入外接电源进行整流；

所述第一LED恒流控制器处理模块，与所述整流处理模块相连，用于提供维持所述可控硅调光器导通所需的阳极正向电流；

所述第二LED恒流控制器处理模块，与所述电解电容器处理模块以及所述第一调光控制模块相连，用于为所述LED光源提供恒流驱动；

所述电解电容器处理模块，所述LED光源和第一调光控制模块的组合与其电解电容器并联，用于在整流后的母线电压小于LED光源的导通压降时，向所述LED光源供电；

所述第一调光控制模块，其第一端与所述LED光源串联，其第二端与所述电解电容器的负极相连接，用于控制所述LED光源电流恒定。

优选的，所述第一调光控制模块包括第一调光控制器、第二电容、第三采样电阻、第四采样电阻和第五采样电阻，所述第三采样电阻和所述第四采样电阻串联，所述第三采样电阻一端连接所述第一调光控制器的第一端，所述第三采样电阻和第四采样电阻的连接点与所述第一调光控制器的第三端连接，所述第四采样电阻的另一端连接所述第一调光控制器的第二端；所述第二电容与所述第四采样电阻并联；当所述第一调光控制器第三端的电压小于第一设定值时，流过所述第一调光控制器第一端的电流与其第一端的电压成对应关系，当所述第一调光控制器第三端的电压大于等于第一设定值时，流过所述第一调光控制器第一端的电流为第一恒定值；所述第五采样电阻一端连接所述第一调光控制器第四端，另一端连接所述第一调光控制器第二端，其阻值大小决定所述第一恒定值的大小。

优选的，所述第四采样电阻的阻值远小于所述第三采样电阻的阻值；所述第四采样电阻与所述第二电容用于保证所述第一调光控制器第三端的电压为第二恒定值。

优选的，所述电解电容器处理模块具体包括电解电容器和整流二极管，所述整流二极管的阳极连接所述整流处理模块的正相输出端，所述整流二极管的阴极连接所述电解电容器的正极以及所述LED光源的阳极。

优选的，所述第一LED恒流控制器处理模块具体包括：第一LED恒流控制器和第一采样电阻，所述第二LED恒流控制器处理模块具体包括：第二LED恒流控制器和第二采样电阻；所述第一LED恒流控制器一端与所述整流处理模块的正相输出端以及所述整流二极管的阳极相连，另一端接地，其控制端A通过所述第一采样电阻和所述第二采样电阻接地，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻之间通过B点相连；所述第二LED恒流控制器的一端与所述电解电容器的负极及第一调光控制模块的第二端相连，另一端接地，其控制端D通过第二电阻接地。

一种LED无频闪调光控制电路，包括：LED光源、整流处理模块、可控硅调光器、第一LED恒流控制器、第二LED恒流控制器、电解电容器、整流二极管、第一采样电阻、第二采样电阻、第一调光控制器；其中，所述可控硅调光器用于调节LED光源的亮度；所述第一调光控制器，用于调节流过所述LED光源的电流，保证在所述LED光源输入端的电压波形变化时流过所述LED光源的电流为恒定值。

优选的，所述整流处理模块通过所述可控硅调光器与外接电源相连，所述整流处理模块的正相输出端连接所述第一LED恒流控制器的一端及所述整流二极管的阳极，所述整流处理模块的负相输出端与所述第一LED恒流控制器的另一端相连后接地，所述第一LED恒流控制器的控制端A通过第一采样电阻和第二采样电阻接地，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻通过B点相连，所述整流二极管的阴极连接所述LED光源的阳极，同时所述整流二极管的阴极也连接所述电解电容器的正极，所述电解电容器的负极连接所述第二LED恒流控制器的一端，所述第二LED恒流控制器的另一端接地，同时所述第二LED恒流控制器的控制端D通过所述第二采样电阻接地；所述LED光源与所述第一调光控制器串联，其串联组合与所述电解电容器并联；

其中，当所述第一LED恒流控制器控制端A点电压大于B点电压时，所述第一LED恒流控制器导通以提供维持所述可控硅调光器导通所需的阳极正向电流；当整流后的母线电压小于所述LED光源的导通压降时，所述电解电容器向所述LED光源供电；所述第一调光控制器根据其第一端的电压调节流过其第一端的电流，即调节流过所述LED光源的电流。

优选的，所述控制电路还包括：第二电容、第三采样电阻、第四采样电阻和第五采样电阻，所述第三采样电阻和第四采样电阻串联后与所述第一调光控制器并联，所述第三采样电阻和所述第四采样电阻的连接点同时连接所述第一调光控制器的控制端F；当所述第一调光控制器控制端F的电压小于第一设定值时，流过所述第一调光控制器的电流与所述LED光源的阴极电压成对应关系，当所述第一调光控制器控制端F的电压大于等于第一设定值时，流过所述第一调光控制器的电流为第一恒定值；所述第二电容与所述第四采样电阻并联；所述第五采样电阻一端连接所述第一调光控制器电流设定端，另一端连接所述第一调光控制器第二端，其阻值大小决定所述第一恒定值的大小；第三采样电阻与第四采样电阻及第二电容用于保证所述第一调光控制器控制端F的电压稳定，从而实现流过所述LED光源的电流稳定。

优选的，所述第三采样电阻的阻值远大于所述第四采样电阻的阻值。

综上可见，本发明提供了一种LED无频闪调光控制电路，主要包括LED光源、可控硅调光器、整流处理模块、第一LED恒流控制器处理模块、第二LED恒流控制器处理模块、电解电容器处理模块、第一调光控制模块。其中，所述第一调光控制模块根据电压变化调节流过LED光源的电流，其控制端电压的稳定决定了流过LED光源电流的恒定，从而克服了现有技术中存在的灯闪等种种问题。

附图说明

附图1为本发明一个实施例中LED无频闪调光控制电路的电路结构图；

附图2为附图1所述实施例中调光控制模块的电压电流特性曲线图；

附图3为附图1所述实施例中G点电压、K点电压、及LED灯串电流的波形图；

附图4为本发明另一个实施例中LED无频闪调光控制电路的电路结构图。

具体实施方式

现有技术中，由于LED光源在电压大于导通电压时才有电流，当其两端的电压小于导通电压时无电流通过；可控硅LED灯调光控制电路中导通角的大小对于白炽灯影响较小因而是无所谓的，但是对于LED的驱动电源就会产生音频噪声和闪烁，导致该LED灯具会出现灯闪的问题，也降低了电路的功率因数(PF)值。

为了解决上述问题，本发明的核心在于LED无频闪调光控制电路，附图1为本发明一个实施例中LED无频闪调光控制电路的电路结构图，该LED无频闪调光控制电路主要包括LED光源、可控硅调光器、整流处理模块、第一LED恒流控制器处理模块、第二LED恒流控制器处理模块、电解电容器处理模块、第一调光控制模块。

该电路中上述各个模块具有其相应的功能：所述LED光源，用于提供LED光源；所述可控硅调光器，用于控制外接电源的导通角大小以调节LED光源的亮度；所述整流处理模块，通过所述可控硅调光器与外接电源相连，用于对输入外接电源进行整流；所述第一LED恒流控制器处理模块，与所述整流处理模块相连，用于提供维持所述可控硅调光器导通所需的阳极正向电流；所述第二LED恒流控制器处理模块，与所述电解电容器处理模块以及所述第一调光控制模块相连，用于为所述LED光源提供恒流驱动；所述电解电容器处理模块包括电解电容器，所述LED光源和所述第一调光控制模块的组合与该电解电容器并联，用于在整流后的母线电压小于LED光源的导通压降时，向所述LED光源供电；所述第一调光控制模块包括调光控制器，其第一端与所述LED光源串联，其第二端与所述电解电容器的负极相连接，所述第一调光控制模块用于控制流过所述LED光源的电流为不随电压波形变化的恒定值。

在具体的实施方式中，会对上述各个模块的具体组成和电连接进行进一步设计，具体的，所述LED光源为LED灯串结构，所述电解电容器处理模块具体包括电解电容器和整流二极管，所述整流二极管的阳极连接所述整流处理模块的正相输出端，所述整流二极管的阴极连接所述电解电容器的正极以及所述LED光源的阳极。所述第一LED恒流控制器处理模块具体包括：第一LED恒流控制器和第一采样电阻。所述第二LED恒流控制器处理模块具体包括：第二LED恒流控制器和第二采样电阻。所述第一LED恒流控制器一端与所述整流处理模块的正相输出端以及所述整流二极管的阳极相连，另一端接地，同时，所述第一LED恒流控制器的控制端A通过所述第一采样电阻和所述第二采样电阻接地，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻之间通过B点相连，所述第二LED恒流控制器的一端与所述电解电容器的负极及第一调光控制模块的第二端相连，另一端接地，同时所述第二LED恒流控制器的控制端D通过第二采样电阻接地。

其中，所述LED无频闪调光控制电路的供电控制工作主要有：通过可控硅调光器控制外接电源的导通角大小以调节LED灯串的亮度；通过整流处理模块对输入外接供电电源进行整流；通过第一LED恒流控制器处理模块提供维持所述可控硅调光器导通所需的阳极正向电流；通过第二LED恒流控制器处理模块为所述LED灯串提供恒流驱动；通过电解电容器处理模块，在整流后的母线电压小于LED灯串的导通压降时，向所述LED灯串供电；以及通过第一调光控制模块，控制所述LED灯串的电流恒定。

所述第一调光控制模块是本发明的重点之一，其包括具有控制端的调光控制器，其控制端的电压决定其流过的电流，其电压电流特性曲线如图2所示，在调光控制模块控制端的电压从零开始增大时，流过调光控制模块的电流也相应的增大，当控制端的电压增大到大于等于设定值V0时，流过调光控制模块的电流达到恒定值I₀，此后控制端的电压增大流过调光控制模块的电流不再发生变化，因而只要确保调光控制模块控制端的电压恒定就可以保证流过调光控制模块的电流恒定，即流过所述LED灯串的电流恒定。

本电路中所述第一调光控制模块根据控制端的电压变化调节流过LED灯串的电流，当控制端的电压恒定时流过LED灯串的电流恒定，从而克服了现有技术中存在的灯闪等种种问题。

该LED无频闪调光控制电路的具体工作过程如下：

如图3所示，当电源开关闭合，在T1周期内，调节可控硅调光器BG1在t1时刻触发导通，当电源电压增大时，电解电容器C1通过母线进行充电，流过LED光源与电解电容器C1的电流之和由LED恒流控制器2控制，其大小等于VD/R2，其中VD表示D点的电压，；当电解电容器C1上的电压大于母线电压时，电解电容器C1通过LED灯串、调光控制器3放电；不论在电解电容器C1充电还是放电的过程中，流过LED灯串的电流由调光控制器3控制；同时，LED恒流控制器1检测控制端A点电压，当A点电压小于等于D点电压时，LED恒流控制器1关断，LED恒流控制器2导通，当A点电压大于D点电压时，LED恒流控制器1导通，LED恒流控制器2关断，在t3时刻，可控硅调光器BG1关断，LED恒流控制器1提供用于维持可控硅调光器BG1导通所必需的阳极正向电流；图中波形101表示整流二极管D1正极的电压波形，波形102表示整流二极管D1负极、电解电容器C1正极的电压波形。

此外，本发明中另一个实施例中还对所述第一调光控制模块进行了相应的设计，如附图4所示。在该实施例中，所述第一调光控制模块1包括第一调光控制器3、第二电容C2、第三采样电阻R3、第四采样电阻R4和第五采样电阻R5，所述第三采样电阻R3和第四采样电阻R4串联后与所述第一调光控制器3的第一端与第二端并联，所述第三采样电阻R3和第四采样电阻R4的连接点同时连接所述第一调光控制器3的控制端F；所述第二电容C2与所述第四采样电阻R4并联，其一端连接控制端F，另一端连接第一调光控制器3的第二端；第五采样电阻R4一端连接第一调光控制器3的第四端，另一端第一调光控制器3的第二端；控制端F的电压与流过第一调光控制器3的第一端与第二端的电流的关系如图2所示，控制端F的电压由零开始增大时，流过第一调光控制器3的第一端与第二端的电流逐渐增大，当控制端F的电压增大到大于等于设定值V0时，流过第一调光控制器3的第一端与第二端的电流达到恒定值I0，随后控制端F的电压增大而流过第一调光控制器3的第一端与第二端的电流保持恒定值I0不变，而恒定值I0的大小由第五采样电阻R5的大小决定；由图2可以看出，只要保持控制端F的电压恒定，流过第一调光控制器3的第一端与第二端的电流也就恒定，即流过LED灯串的电流恒定。

合理设定第三采样电阻R3和第四采样电阻R4的阻值，使第三采样电阻R3的阻值远大于第四采样电阻R4的阻值，此时第一调光控制器3控制端F的电压很小，比如小于10V，由于第二电容C2的存在，那么控制端F的电压纹波就很小，不足以引起流过第一调光控制器3的第一端与第二端的电流变化，从而实现流过LED灯串的电流恒定。

合理设定第二电容C2的电容值，可适当的减小电解电容器C1的电容值，从而减小电解电容器C1体积，降低成本。

综上所述，本发明提供了一种LED无频闪调光控制电路，主要包括LED光源、可控硅调光器、整流处理模块、第一LED恒流控制器处理模块、第二LED恒流控制器处理模块、电解电容器处理模块、第一调光控制模块。其中，所述第一调光控制模块控制流过LED光源的电流，保证LED光源的电流不随电压波形变化保持恒定，从而克服了现有技术中存在的灯闪等种种问题。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替代；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。