由双运放组成的高性能0V‑10V调光电路的制作方法

本实用新型涉及一种LED调光电路，特别是由双运放组成的高性能0V-10V调光电路。

背景技术：

LED照明以其发光效率高，使用寿命长，亮度控制简单和环保的优势，迅速受到广大用户的欢迎。作为新型的节能光源，LED光源会逐步地取代传统的照明光源。LED照明的不断普及对调光和控制技术提出了越来越高的要求。而在LED控制电路中调光性能的好坏直接影响到后期LED的稳定性，由于调光对于光源来说很重要，不仅是可以在家居中得到一个更舒适的环境，并可以进一步实现节能减排，而且对于LED光源来说，调光也是比其他荧光灯、节能灯、高压钠灯等更容易实现，所以更应该在各种类型的LED灯具中加上调光的功能，而目前多数的调光电路虽然电路简单，但由于在调光过程中信号的波动幅度比较大，导致电压不够稳定，使得整个调光性能差，导致LED灯最终输出不稳定，特点是在弱光时经常出现频闪现象，使照明效果急剧下降。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种实现高性能调光的由双运放组成的高性能0V-10V调光电路。

为了实现上述目的，本实用新型所设计的由双运放组成的高性能0V-10V调光电路，包括调光模块以及将调光模块的输出信号转换成LED灯亮度变化的调光驱动单元，所述调光模块包括第一运算放大器U1和第二运算放大器U2，所述的第二运算放大器U2和外围电路构成电压比较器，且第一运算放大器U1的反向输入端连接第二运算放大器U2的反向输入端给第二运算放大器U2提供反向输入偏置信号，在第二运算放大器U2的同相端连接有差分电压采集电路，第二运算放大器U2的输出端输出占空比信号作为PWM调光比例输送给调光驱动单元中的PWM调光LED电源驱动芯片U4的PWM端，PWM调光LED电源驱动芯片U4的drv输出通过场效应管Q3连接变压器T1原边线圈，所述的差分电压采集电路包括正极调光输入端DIM+、负极调光输入端DIM-、第八电阻R8和第九电阻R9，所述的正极调光输入端DIM+和负极调光输入端DIM-之间输入有能够调节0V-10V的调光电压信号，该调光电压信号是由内部单片机通过将占空比由0-100%调节的PWM信号来实现的，所述的第八电阻R8和第九电阻R9串联在正极调光输入端DIM+和负极调光输入端DIM-之间，且第八电阻R8和第九电阻R9的公共端将信号传输给第二运算放大器U2的同相输入端。

为了使电路更加稳定，所述第二运算放大器U2的输出端通过两个串联的第十一电阻R11和第十电阻R10连接在+12V的供电电压VCC上，所述第十电阻R10与光电耦合器U3的光敏二极管并联，光电耦合器U3的光敏三极管输出与PWM调光LED电源驱动芯片U4的PWM端连接。

为了使电路结构更加简单，所述的第一运算放大器U1外围连接有第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第一电容C1，所述的第一电阻R1和第二电阻R2串联在+12V的供电电压VCC上，且第一电阻R1和第二电阻R2的公共端通过第三电阻R3连接第一运算放大器U1的同相输入端，第一电阻R1和第二电阻R2的公共端还通过第四电阻R4连接第一运算放大器U1的输出端，所述的第五电阻R5作为第一运算放大器U1的反馈电阻，且第一运算放大器U1的反向输入端通过第一电容C1连接电源地。

为了滤除高频杂波，同时防止输入电压过低，使得输出信号稳定而达到调光效果，在第八电阻R8上并联有第三电容C3，在第八电阻R8与负极调光输入端DIM-的连接端还设置了偏置电压，所述的偏置电压由连接于+12V的供电电压VCC与接地端GND之间并由第六电阻R6和第七电阻R7构成的分压器获得，在第七电阻R7上并联有第二电容C2。

本实用新型得到的由双运放组成的高性能0V-10V调光电路，通过在运放的同相输入端输入一个可变的直流电压，该电压是由内部单片机通过改变PWM信号的占空比来实现的，这样就能根据自己的需要调节输出亮度，实现了高性能的调光效果，满足了不同调光需求的客户。

附图说明

图1是实施例1所提供的一种由双运放组成的高性能0V-10V调光电路的整体电路原理图；

图2是实施例1中调光模块的电路原理图；

图3是实施2中调光模块的电路原理图。

图中：差分电压采集电路1、差分输入信号2、调光模块3、调光驱动单元4、输出LED灯模块5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：

如图1、图2所示，本实施例提供的由双运放组成的高性能0V-10V调光电路，包括调光模块3以及将调光模块3的输出信号转换成LED灯亮度变化的调光驱动单元4，所述调光模块3包括第一运算放大器U1和第二运算放大器U2，所述的第二运算放大器U2和外围电路构成电压比较器，且第一运算放大器U1的反向输入端连接第二运算放大器U2的反向输入端给第二运算放大器U2提供反向输入偏置信号，在第二运算放大器U2的同相端连接有差分电压采集电路1，第二运算放大器U2的输出端输出占空比信号作为PWM调光比例输送给调光驱动单元4中的PWM调光LED电源驱动芯片U4的PWM端，PWM调光LED电源驱动芯片U4的drv输出通过场效应管Q3连接变压器T1原边线圈，所述的差分电压采集电路1包括正极调光输入端DIM+、负极调光输入端DIM-、第八电阻R8和第九电阻R9，所述的正极调光输入端DIM+和负极调光输入端DIM-之间输入有能够调节0V-10V的调光电压信号2，该调光电压信号2是由内部单片机通过将占空比由0-100%调节的PWM信号来实现的，所述的第八电阻R8和第九电阻R9串联在正极调光输入端DIM+和负极调光输入端DIM-之间，且第八电阻R8和第九电阻R9的公共端将信号传输给第二运算放大器U2的同相输入端；且本实施例中所述的PWM调光LED电源驱动芯片U4的型号为SY5802A，由于SY5802A是一颗PWM调光LED电源驱动芯片，调光范围更宽，性能更高。SY5802A是AC/DC电源管理调光IC，兼容PWM于0-10V上，综合性能更加优异，性价比更好，从而使得调光效果更好。在实施例中PWM调光LED电源驱动芯片U4的DRV端通过第十九电阻19连接场效应管Q3的G端，场效应管Q3的S端通过第三十四电阻R34连接接地端GND端，场效应管Q3的D端连接变压器T1的原边线圈的3脚，PWM调光LED电源驱动芯片U4的ISEN端通过第二十七电阻R27和第三十二电阻R32连接接地端GND，在第三十二电阻R32上并联有第九电容C9，PWM调光LED电源驱动芯片U4的GND端通过第八稳压管D8连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极连接供电电压VCC，三极管Q1的集电极与变压器T1的原边线圈的6脚之间串联有第五二极管D5和十四电阻R14， PWM调光LED电源驱动芯片U4的PWM端和供电电压VCC之间串联有第六二极管D6和第二十九电阻R29，且第六二极管D6和第二十九电阻R29的公共端与PWM调光LED电源驱动芯片U4的VIN端连接，PWM调光LED电源驱动芯片U4的ZCS端与接地端GND之间通过第十一电容C11和第四十一电阻R41并联，从而将第二运算放大器U2的输出的PWM信号进行检测后驱动控制输出LED灯模块5的输出电流，且PWM调光LED电源驱动芯片U4的ISEN作为电流检测端检测电流变化以起到保护的作用，PWM调光LED电源驱动芯片U4的ZCS端起到过零检测保护的作用。

为了使电路更加稳定，所述第二运算放大器U2的输出端通过两个串联的第十一电阻R11和第十电阻R10连接在+12V的供电电压VCC上，所述第十电阻R10与光电耦合器U3的光敏二极管并联，光电耦合器U3的光敏三极管输出与PWM调光LED电源驱动芯片U4的PWM端连接。

为了使电路结构更加简单，所述的第一运算放大器U1外围连接有第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第一电容C1，所述的第一电阻R1和第二电阻R2串联在+12V的供电电压VCC上，且第一电阻R1和第二电阻R2的公共端通过第三电阻R3连接第一运算放大器U1的同相输入端，第一电阻R1和第二电阻R2的公共端还通过第四电阻R4连接第一运算放大器U1的输出端，所述的第五电阻R5作为第一运算放大器U1的反馈电阻，且第一运算放大器U1的反向输入端通过第一电容C1连接电源地。在本实施例中所述的第一运算放大器U1和第二运算放大器U2由一块型号为LM2904D的低功耗双运算放大器集成芯片构成。

本实施例的工作原理是：首先如图2所示，调光模块3采用双比较器构成的占空比可调电路，电路使用一片双比较器，第一运算放大器U1为一个方波振荡器，在其振荡电容上引出锯齿波送到第二运算放大器U2的反相输入端，第二运算放大器U2的同相输入端连接能够调节0V-10V的调光电压信号2的控制电压，该调光电压信号2是由内部单片机通过将占空比由0-100%调节的PWM信号来实现的，通过该控制电压即可调节输出的占空比（即输出脉宽）即PWM信号， 由于控制电压的直流电压越高，输出脉宽越宽，占空比越大；反之，脉宽变窄、占空比变小，而输出频率由锯齿波的频率决定，在工作时，通过内部的单片机将占空比由0-100%调节的PWM信号实现一个可调直流电压的调光电压信号2，然后将调光电压信号2输送给第二运算放大器U2的同相输入端，然后与第二运算放大器U2的反向输入端进行比较，使得输出为一个占空比信号，如图1所示，将得到的信号输送给PWM调光LED电源驱动芯片U4的pwm端，并由PWM调光LED电源驱动芯片U4控制输出的场效应管Q3的导通时间后并输送给变压器T的原边，从而控制输出LED灯模块5的电流，从而达到调光的目的。

实施例2：

如图3所示，本实施例提供的由双运放组成的高性能0V-10V调光电路的大致结构与实施例1相同，不同的是：为了滤除高频杂波，同时防止输入电压过低，使得输出信号无变化而影响调光效果，在第八电阻R8上并联有第三电容C3，在第八电阻R8与负极调光输入端DIM-的连接端还设置了偏置电压，所述的偏置电压由连接于+12V的供电电压VCC与接地端GND之间并由第六电阻R6和第七电阻R7构成的分压器获得，在第七电阻R7上并联有第二电容C2；上述电路中为了在工作过程中过滤掉高频杂波信号，在第八电阻R8增加第三电容C3，同时为了防止差分输入电压太低，无法与第二运算放大器U2d的反向基准电压比较，从而不足以使输出做出改变，因此在第八电阻R8上增加偏置电压；从而提高工作时的调光性能。