一种LED可控硅相位控制调光器及其消除频闪的电路的制作方法

本实用新型涉及LED照明领域，特别涉及一种LED可控硅相位控制调光器及其消除频闪的电路。

背景技术：

在现有技术中，使用双向可控硅实现的相位控制调光器，由于双向可控硅的正向触发电流与反向触发电流不同，导致相位控制调光器输出正向调节的相位与反向调节的相位不一致；经过整流桥后转化为奇数周期与偶数周期的调节相位不一致；最终体现在LED灯上是奇数周期与偶数周期的亮度不一致，即LED会闪烁，频率与线电压一致，一般是50hz，可见频闪。

如图1所示，正向控制相位为θ1，反向控制相位为θ2，假设θ1<θ2，第一整流周期LED点亮的时间比第二整流周期LED点亮的时间较长，所以第一整流周期LED的亮度比第二整流周期LED的亮度较亮；同理，第三整流周期LED的亮度也比第二整流周期LED的亮度较亮，由此形成了可见的频闪。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

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LED可控硅相位控制调光器及其消除频闪的电路，通过比较相邻的两个整流周期的相位调节值，消除了奇数整形周期和偶数整形周期间的亮度差异，无可见频闪。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路，所述电路与LED灯串连接，所述电路包括：

用于对经过了相位调节的交流电进行整流，并给LED灯串供电的整流模块；

用于比较相邻的两个整流周期的相位调节值的大小，通过延长相位调节值小的整流周期中LED灯串的关断时间，使LED灯串在相位调节值小的整流周期中的关断时间与相位调节值大的整流周期中的关断时间一致的消频闪控制模块；

所述整流模块通过消频闪控制模块连接LED灯串。

所述的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路中，所述消频闪控制模块包括：

用于实时检测整流模块的输出电压，并比较整流模块输出电压与阈值电压之间的大小，在整流模块输出电压大于阈值电压时输出第一过压信号给电流控制单元；在整流模块输出电压小于阈值电压时输出第二过压信号给电流控制单元的线电压检测单元；所述过压信号为周期信号；

用于比较相邻的两个过压信号周期中过压信号为第二过压信号的持续时间；在第二过压信号的持续时间较短的过压信号周期中，通过延长LED灯串的关断时间，使LED灯串在该过压信号周期中的关断时间与相邻过压信号周期中的关断时间一致的电流控制单元；

所述整流模块的输出端连接所述线电压检测单元的检测输入端和LED灯串的正极，所述LED灯串的负极通过所述电流控制单元接地，所述线电压检测单元的检测输出端连接所述电流控制单元的控制端。

所述的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路中，所述电流控制单元包括：

用于根据逻辑控制器的控制，控制LED灯串电流的通断的开关子单元；

用于记录前一过压信号周期中过压信号为第二过压信号的持续时间，记为第一时间；在当前的过压信号周期中，过压信号由第一过压信号变为第二过压信号时，关断LED灯串的电流并开始计时；在过压信号由第二过压信号变为第一过压信号时停止计时，得到第二时间，并比较第二时间与第一时间的大小；在第二时间大于等于第一时间时，导通LED灯串的电流，在第二时间小于第一时间时，等待第三时间后导通LED灯串的电流的逻辑控制器；

所述逻辑控制器的输入端为电流控制单元的控制端，所述逻辑控制器的输出端连接开关子单元的控制端，所述开关子单元的输入端连接LED灯串的负极，所述开关子单元的输出端接地。

所述的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路中，所述第三时间小于或等于第一时间与第二时间之间差值的绝对值。

所述的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路中，所述线电压检测单元包括第一电阻、第二电阻、比较器和电源；所述第一电阻的一端为线电压检测单元的检测输入端、连接整流模块的输出端和LED灯串的正极，所述第一电阻的另一端连接比较器的正相输入端、并通过第二电阻接地，所述电源的正极连接比较器的反相输入端，所述电源的负极接地，所述比较器的输出端为线电压检测单元的检测输出端、连接所述电流控制单元的控制端。

所述的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路中，所述开关子单元包括MOS管，所述MOS管的漏极为开关子单元输入端、连接LED灯串的负极；所述MOS管的栅极为开关子单元的控制端、连接逻辑控制器的输出端；所述MOS管的源极为开关子单元的输出端、接地。

所述的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路中，所述整流模块包括整流桥，所述整流桥通过消频闪控制模块连接LED灯串。

一种LED可控硅相位控制调光器，其特征在于，包括如上所述的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路。

相较于现有技术，本实用新型提供一种LED可控硅相位控制调光器及其消除频闪的电路，其中，所述电路包括整流模块和消频闪控制模块。消频闪控制模块比较相邻的两个整流周期的相位调节值的大小，通过延长相位调节值小的整流周期中LED灯串的关断时间，使LED灯串在相位调节值小的整流周期中的关断时间与相位调节值大的整流周期中的关断时间一致；由此，使得相邻的整流周期中LED灯串的导通时间都相同，消除了频闪。

附图说明

图1为现有的LED可控硅相位控制调光器中，调光前的线电压、调光器输出电压、整流桥输出电压和LED灯的电流的波形图。

图2为本实用新型提供的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路的结构框图。

图3为本实用新型提供的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路中，整流桥输出电压、过压信号、逻辑控制器的输出信号的波形图。

图4为本实用新型提供的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路的电路图。

图5为本实用新型提供的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路中，线电压检测单元的电路图。

图6为本实用新型提供的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路中，电流控制单元的电路图。

图7为本发明提供的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路中，逻辑控制器的结构框图1。

图8为本发明提供的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路中，逻辑控制器的结构框图2。

图9为本实用新型提供的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的方法的方法流程图。

具体实施方式

本实用新型提供一种LED可控硅相位控制调光器及其消除频闪的电路。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。

本实用新型提供一种LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路，如图2所示，所述LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路包括整流模块10和消频闪控制模块20。所述整流模块10的输入端输入经过了相位调节的交流电，所述整流模块10通过消频闪控制模块20连接LED灯串30。

所述整流模块10，用于对经过了相位调节的交流电进行整流，并给LED灯串30供电。本实施例中，所述整流模块10为整流桥。

所述消频闪控制模块20，用于比较相邻的两个整流周期的相位调节值（θ1和θ2）的大小，通过延长相位调节值小的整流周期中LED灯串30的关断时间，使LED灯串30在相位调节值小的整流周期中的关断时间与相位调节值大的整流周期中的关断时间一致。由此，使得相邻的各个整流周期中LED灯串30的导通时间都相同，消除了频闪。

进一步的，所述消频闪控制模块20具体用于，实时检测整流模块10的输出电压，通过整流模块的输出电压得到相邻的两个整流周期各自的相位调节值对应的调节时间；比较相邻的两个整流周期的调节时间的长短，在调节时间短的整流周期中，通过延长调节时间短的整流周期中LED灯串30的关断时间，使LED灯串30在调节时间短的整流周期中的关断时间与调节时间长的整流周期中的关断时间一致。所述相位调节值对应的调节时间，就是指图3中，θ1和θ2对应的时间段。

本实用新型用时间来间接的代表相位调节值，时间更容易检测，因此提高了调节的准确性。

如图4所示，所述消频闪控制模块20包括线电压检测单元210和电流控制单元220。

所述线电压检测单元210，用于实时检测整流模块10的输出电压Vac，并比较整流模块输出电压Vac与阈值电压Vth之间的大小，在整流模块输出电压Vac大于阈值电压Vth时输出第一过压信号给电流控制单元220；在整流模块输出电压Vac小于阈值电压Vth时输出第二过压信号给电流控制单元220；因为整流模块输出电压Vac为周期性的，其周期为T，故所述过压信号OVH也是周期信号，具体由第一过压信号和第二过压信号组成，其周期同样为T。所述第一过压信号为高电平或低电平，第二过压信号为低电平或高电平，第一过压信号与第二过压信号不同。本实施例中，第一过压信号为高电平，所述第二过压信号为低电平。所述阈值电压Vth小于相位调节值对应的电压，且大于等于LED灯串40的导通电压，优选的，所述阈值电压Vth为LED灯串40的导通电压。由此，可以根据判断整流模块10的输出电压Vac与阈值电压Vth的大小来判断LED灯串40是否点亮。

所述电流控制单元220，用于比较相邻的两个过压信号周期中过压信号为第二过压信号的持续时间；在第二过压信号的持续时间较短的过压信号周期中，通过延长LED灯串30的关断时间，使LED灯串30在该过压信号周期中的关断时间与相邻过压信号周期中的关断时间一致。

由于频闪是整流模块10的输出电压的奇数周期和偶数周期的电压不同导致的，具有周期性。因此，所述电流控制单元220的工作原理还可以通过奇数周期和偶数周期来描述。即所述电流控制单元220，用于比较相邻的两个过压信号周期中过压信号为第二过压信号的持续时间；在奇数过压信号周期的过压信号为第二过压信号的持续时间小于偶数过压信号周期的过压信号为第二过压信号的持续时间时，在当前和/或后续的奇数过压信号周期中通过延长LED灯串30的关断时间，使LED灯串30在该过压信号周期中的关断时间与相邻过压信号周期中的关断时间一致。以及在偶数过压信号周期的过压信号为第二过压信号的持续时间小于奇数过压信号周期的过压信号为第二过压信号的持续时间时，在当前和/或后续的偶数过压信号周期中通过延长LED灯串30的关断时间，使LED灯串30在该过压信号周期中的关断时间与相邻过压信号周期中的关断时间一致。

所述整流模块10（整流桥）的输入端连接交流电提供端，即，所述整流模块10（整流桥）的输入端输入经过了相位调节的交流电AC；所述整流模块10（整流桥）的输出端连接所述线电压检测单元210的检测输入端1和LED灯串30的正极，所述LED灯串30的负极通过所述电流控制单元220接地，所述线电压检测单元210的检测输出端2连接所述电流控制单元220的控制端。

请参阅图5，所述线电压检测单元210包括第一电阻R1、第二电阻R2、比较器Q1和电源V1；所述第一电阻R1的一端为线电压检测单元210的检测输入端、连接整流模块10的输出端和LED灯串30的正极，所述第一电阻R1的另一端连接比较器Q1的正相输入端、并通过第二电阻R2接地，所述电源V1的正极连接比较器Q1的反相输入端，所述电源V1的负极接地，所述比较器Q1的输出端为线电压检测单元210的检测输出端、连接所述电流控制单元220的控制端。所述电源V1的电压就是阈值电压Vth。

请参阅图6，所述电流控制单元220包括逻辑控制器221和开关子单元222。所述逻辑控制器221的输入端为电流控制单元220的控制端，所述逻辑控制器221的输出端连接开关子单元222的控制端，所述开关子单元222的输入端连接LED灯串30的负极，所述开关子单元222的输出端接地。

所述开关子单元222用于根据逻辑控制器221的控制，控制LED灯串电流的通断，具体的，通过自身的通断控制LED灯串30电流的通断，从而调节LED灯串30的亮度。

优选的，所述开关子单元222包括 MOS管M1。所述MOS管的漏极为开关子单元输入端、连接LED灯串的负极；所述MOS管的栅极为开关子单元的控制端、连接逻辑控制器的输出端；所述MOS管的源极接地。换而言之，所述逻辑控制器221的输入端为电流控制单元220的控制端，所述逻辑控制器221的输出端连接MOS管M1的栅极，所述MOS管M1的漏极连接LED灯串30的负极，所述MOS管M1的源极接地。所述MOS管M1作为开关管使用，本实施例中为NMOS管，控制LED灯串30电流的通断，从而调节LED灯串30的亮度。当然，所述开关子单元222还可以采用PMOS管、可控硅等其他有开关功能的元器件。

所述逻辑控制器221内置有计时器，所述逻辑控制器221用于记录前一过压信号周期中过压信号OVH为第二过压信号的持续时间，记为第一时间t1；在当前的过压信号周期中，过压信号OVH由第一过压信号变为第二过压信号时，关断LED灯串的电流（输出低电平信号给MOS管M1的栅极）并清除计时值重新开始计时；在过压信号OVH由第二过压信号变为第一过压信号时，停止计时并记录计时值，得到第二时间t2，并比较第二时间t2与第一时间t1的大小；在第二时间t2大于等于第一时间t1时，立即导通LED灯串的电流（输出高电平信号给MOS管M1的栅极），在第二时间t2小于第一时间t1时，等待第三时间t3（让计时器继续计时到第三时间）后输出高电平信号给MOS管M1的栅极（导通LED灯串30的电流）。所述第三时间t3小于或等于第一时间与第二时间之间差值的绝对值。所述第三时间t3等于第一时间与第二时间之间差值的绝对值效果最好，当然，考虑到精度误差等因素，第三时间t3与所述绝对值存在一定范围的偏差也应认为是相等。所述逻辑控制器221优选为单片机，如8051单片机。

请参阅图7，在本实施例中，所述逻辑控制器221包括第一计时器2211、存储器2212和比较逻辑子单元2213。

所述第一计时器2211，用于记录前一过压信号周期中过压信号OVH为第二过压信号的持续时间，将其记为第一时间t1并存储在存储器2212中。比较逻辑子单元2213则在当前的过压信号周期中，过压信号OVH由第一过压信号变为第二过压信号时，关断LED灯串的电流（输出低电平信号给MOS管M1的栅极）并清除第一计时器2211的计时值，让第一计时器2211重新开始计时；在过压信号OVH由第二过压信号变为第一过压信号时，停止第一计时器2211的计时。第一计时器2211得到第二时间t2，并将其存储在存储器2212中。比较逻辑子单元2213比较第二时间t2与第一时间t1的大小；在第二时间t2大于等于第一时间t1时，立即导通LED灯串的电流，在第二时间t2小于第一时间t1时，等待第三时间t3后输出高电平信号给MOS管M1的栅极（导通LED灯串30的电流）。

在另一实施例中，所述图8所示，所述逻辑控制器221除包括第一计时器2211、存储器2212、比较逻辑子单元2213外，还包括第二计时器2214。所述比较逻辑子单元2213在第二时间t2小于第一时间t1时，启动第二计时器2214计时，在所述第二计时器2214计时第三时间t3后输出高电平信号给MOS管M1的栅极（导通LED灯串30的电流）。

结合图3可更好的进行说明，以图3中第三个整流周期作为当前周期，已知整流周期为T，Vac从Vth下降到0V的时间Toffset，由三角函数的性质可知：

(t1-Toffset)/T=θ2/180°，(t2-Toffset)/T=θ1/180°；因此对角度的计算可以转换成对时间的计算。

比较器Q1检测整流桥输出电压Vac大于阈值电压Vth则输出的过压信号OVH为高电平，否则为低电平。逻辑控制器测量相邻两个过压信号周期（T1和T2）的OVH为低的时间分别为t1和t2，逻辑控制器比较本过压信号周期T2的OVH为低的时间t2与前一过压信号周期T1的OVH为低的时间t1，如果t2≥t1，则在OVH为高时，逻辑控制器输出的信号EN为高电平，导通LED灯串，如图3中的T3周期；否则 t2< t1，则在OVH为高时，逻辑控制器的EN信号保持为低电平，断开LED灯串，等待t3（t3=t1-t2）的时间后再改变EN信号为高电平，导通LED灯串，如图3的T2周期。这样使得前后两个周期（T1和T2）的灯串点亮的时间相等，即，各个周期内灯串点亮的时间均为T-t1。在相位控制调光器调暗LED灯时，即，控制相位θ变大，本电路可以立即响应；在相位控制调光器调亮LED灯时，即，控制相位θ变小，本电路需要延迟1个整流周期响应，但是1个整流周期的时间不会被人眼捕捉，因此调亮和调暗均不会影响本实用新型消除频闪的效果。

基于上述实施例中的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路，本实用新型还提供一种LED可控硅相位控制调光器，所述调光器包括PCB板，所述PCB板上设置有上述的消除频闪的电路。由于所述LED可控硅相位控制调光器的具体原理和详细技术特征在上述实施例中已详细阐述，在此不再赘述。

基于上述实施例中的LED可控硅相位控制调光器消除频闪的电路，本实用新型还提供一种LED可控硅相位控制调光器消除频闪的方法，请参阅图7，所述方法包括如下步骤：

S10、整流模块对经过了相位调节的交流电进行整流，并给LED灯串供电。

S20、消频闪控制模块比较相邻的两个整流周期的相位调节值的大小，通过延长相位调节值小的整流周期中LED灯串的关断时间，使LED灯串在相位调节值小的整流周期中的关断时间与相位调节值大的整流周期中的关断时间一致。

所述步骤S20具体包括：消频闪控制模块实时检测整流模块的输出电压，通过整流模块的输出电压得到相邻的两个整流周期各自的相位调节值对应的调节时间；比较相邻的两个整流周期的调节时间的长短，在调节时间短的整流周期中，通过延长调节时间短的整流周期中LED灯串的关断时间，使LED灯串在调节时间短的整流周期中的关断时间与调节时间长的整流周期中的关断时间一致。

进一步的，所述消频闪控制模块包括线电压检测单元和电流控制单元；所述步骤S20具体包括如下步骤：

S210、线电压检测单元实时检测整流模块的输出电压，并比较整流模块输出电压与阈值电压之间的大小，在整流模块输出电压大于阈值电压时输出第一过压信号给电流控制单元；在整流模块输出电压小于阈值电压时输出第二过压信号给电流控制单元；所述过压信号为周期信号。

S220、电流控制单元比较相邻的两个过压信号周期中过压信号为第二过压信号的持续时间；在第二过压信号的持续时间较短的过压信号周期中，通过延长LED灯串的关断时间，使LED灯串在该过压信号周期中的关断时间与相邻过压信号周期中的关断时间一致。

进一步的，所述步骤S220具体包括：逻辑控制器记录前一过压信号周期中过压信号为第二过压信号的持续时间，记为第一时间；在当前的过压信号周期中，过压信号由第一过压信号变为第二过压信号时，关断LED灯串的电流并开始计时；在过压信号由第二过压信号变为第一过压信号时停止计时，得到第二时间，并比较第二时间与第一时间的大小；在第二时间大于等于第一时间时，导通LED灯串的电流，在第二时间小于第一时间时，等待第三时间后导通LED灯串的电流。

由于所述LED可控硅相位控制调光器消除频闪的方法的具体原理和详细技术特征在上述实施例中已详细阐述，在此不再赘述。

上述功能模块的划分仅用以举例说明，在实际应用中，可以根据需要将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即划分成不同的功能模块，来完成上述描述的全部或部分功能。

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。