一种led调光控制电路和led照明系统的制作方法

文档序号:10772246
一种led调光控制电路和led照明系统的制作方法
【专利摘要】本申请提供一种LED调光控制电路,应用于LED调光供电系统中,包括:调光深度检测电路和调光深度控制电路;所述调光深度检测电路用于采样LED负载的输出信号;所述调光深度控制电路内具有一与所述LED负载并联的调光深度调节支路,所述调光深度控制电路用于将所述输出信号与一设定阈值比较,根据比较结果,在所述调光深度调节支路中产生分流电流。从而使得搭配有本申请实施例公开的LED调光控制电路的LED调光供电系统的调光曲线调光深度更低。
【专利说明】
一种LED调光控制电路和LED照明系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉调光电路技术领域,具体涉及一种LED调光控制电路和LED照明系 统。
【背景技术】
[0002] 目前,LED作为第四代光源,具有环保、寿命长、光效高等特点,已被作为照明光源 广泛的应用在各个领域中。
[0003] 由于可控硅调光器在白炽灯、卤素灯照明系统在现有的有着广泛的应用,占据了 很大的调光市场,人们用惯了白炽灯可控硅调光器,所以LED光源想要快速取代采用可控硅 调光的白炽灯和卤素灯灯具的位置,就也要求LED官员能够兼容可控硅调光方式。
[0004] 为了充分利用现有的白炽灯可控硅调光器,LED调光系统和可控硅调光器能很好 地配合使用。在LED照明系统中,LED调光供电系统已被广泛的应用,在LED调光供电系统中, 调光深度的表现成为考量所述LED调光供电系统优劣的重要性能指标之一,调光深度越深, 所述LED调光系统的性能越好。如何加深所述LED调光供电系统的调光深度,成为本领域技 术人员亟待解决的技术问题之一。 【实用新型内容】
[0005] 有鉴于此,本实用新型实施例提供一种LED调光控制电路,以使得应用其的LED调 光供电系统的调光曲线调光深度更低。
[0006] 为实现上述目的,本实用新型实施例提供如下技术方案:
[0007] -种LED调光控制电路,应用于LED调光供电系统中,包括:调光深度检测电路和调 光深度控制电路;
[0008] 所述调光深度检测电路用于采样LED负载的输出信号;
[0009] 所述调光深度控制电路内具有一与所述LED负载并联的调光深度调节支路,所述 调光深度控制电路用于将所述输出信号与一设定阈值比较,根据比较结果,在所述调光深 度调节支路中产生分流电流。
[0010] 优选的,上述LED调光控制电路中,所述调光深度调节支路包括串联的第三电阻和 第二开关管,当所述输出信号小于所述预设阈值时,控制所述第二开关管导通,当所述输出 信号大于所述预设阈值时,控制所述第二开关管截止。
[0011] 优选的,上述LED调光控制电路中,所述调光深度控制电路还包括调光深度基准电 路,用于为所述调光深度调节支路提供基准。
[0012] 优选的,上述LED调光控制电路中,所述调光深度基准电路包括第一电阻、第二电 阻、以及第一开关管,
[0013] 所述第一电阻的第一端与所述LED负载的输入端相连;
[0014] 所述第一开关管的第一端与所述第一电阻的第二端相连、控制端与所述调光深度 调节支路的控制端相连、第二端与所述第二电阻的第一端相连,所述第一开关管的第一端 和控制%5短接;
[0015]所述第二电阻的第二端接地。
[0016] 优选的,上述LED调光控制电路中,所述调光深度检测电路包括:
[0017] 第四电阻,所述第四电阻的第一端与所述LED负载的输出端和所述调光深度控制 电路的信号输入端相连、第二端接地。
[0018] 优选的,上述LED调光控制电路中,所述输出信号为所述第四电阻两端的电压值, 所述预设阈值为所述第二开关管控制端的电压与所述第二开关管的导通电压之差。
[0019] 优选的,上述LED调光控制电路中,还包括:
[0020] 去纹波电路,所述去纹波电路与所述LED负载串联,用于消除LED负载的输入电流 中的不对称纹波。
[0021 ] 优选的,上述LED调光控制电路中,还包括:
[0022]由串联的电阻和电容组成的RC滤波电路,所述RC滤波电路与所述LED负载并联,且 所述RC滤波电路中电阻和电容的公共端与所述去纹波电路的控制端相连。
[0023]优选的,上述LED调光控制电路中,所述去纹波电路包括:第三开关管,所述第三开 关管的第一端与所述LED调光供电系统中供电电源相连、第二端与所述LED负载的输入端相 连;
[0024]所述RC滤波电路包括:第一端与所述第三开关管的第一端相连的第五电阻;一端 与所述第五电阻的第二端相连、另一端接地的第一电容;所述第五电阻的第二端与所述第 三开关管的控制端相连。
[0025] -种LED照明系统,包括:供电系统和LED负载,所述供电系统作为所述LED负载的 电源向LED负载供电,还包括:上述任意一项公开的LED调光控制电路。
[0026] 基于上述技术方案,本实用新型实施例提供的LED调光控制电路,通过设置一与所 述LED负载并联的调光深度调节支路,通过将所述LED负载的输出信号与一预设阈值进行对 比,依据比较结果控制所述调光深度调节支路导通状态,从而使得搭配有本申请实施例公 开的LED调光控制电路的LED调光供电系统的调光曲线调光深度更低。
【附图说明】
[0027] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的实施例,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 可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0028] 图1为本申请实施例公开的一种LED调光控制电路的结构示意图;
[0029] 图2为应用本申请实施例公开的LED调光控制电路调光曲线示意图;
[0030] 图3为本申请另一实施例公开的一种LED调光控制电路的结构不意图;
[0031] 图4为现有技术中LED调光供电系统的输出电流波形;
[0032 ]图5为应用有本实施例提供的LED调光控制电路的LED调光供电系统的电流波形;
[0033] 图6为本申请又一实施例公开的一种LED调光控制电路的结构示意图;
[0034] 图7为本申请再一实施例公开的一种LED调光控制电路的结构示意图;
[0035] 图8为本申请实施例公开的一种LED照明系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0036] 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,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的 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做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。
[0037] 为了加深所述LED调光供电系统的调光深度,本申请公开了一种LED调光控制电 路,应用于LED调光供电系统中,参见图1,该电路包括:调光深度检测电路10和调光深度控 制电路20;
[0038]所述调光深度检测电路10用于采样LED负载01的输出信号,该输出信号可以是电 流信号或电压信号,当然也可以是所述LED负载的功率信号等;
[0039]所述调光深度控制电路20内具有一与所述LED负载01并联的调光深度调节支路 21,所述调光深度控制电路20用于将所述输出信号与一设定阈值比较,根据比较结果,在所 述调光深度调节支路21中产生分流电流。
[0040]参见图2,图2为应用本申请实施例公开的LED调光控制电路调光曲线示意图,其中 图4中所示曲线301为现有技术中的LED调光供电系统搭配一种Traic调光器的调光曲线,明 显可见,当调光器转到最小角度(所述曲线301的最低点位置)时LED调光供电系统仍然有较 大的电流输出,调光深度不够理想;所示曲线302为LED调光供电系统搭配本申请实施例公 开的LED调光控制电路的调光曲线,经过对比曲线302跟曲线301,可以明显发现在低端时, 搭配有本申请实施例公开的LED调光控制电路的LED调光供电系统的调光曲线调光深度更 低。
[0041]可以理解的是,本申请上述实施例中的所述分流电路可以为现有技术中能够实现 分流的电路,只要其能够实现分流作用即可,具体的,所述调光深度调节支路21可以由串联 的电阻和开关管组成,所述调光深度控制电路20用于当所述输出信号小于预设阈值时,控 制所述调光深度调节支路21中的开关管导通,使得所述调光深度调节支路21处于分流状 态,对所述LED负载进行分流,当所述输出信号大于所述预设阈值时,控制所述调光调光深 度调节支路21中的开关管截止,使得所述调光深度调节支路21处于断路状态。
[0042]可以理解的是,为了能够更好地向所述调光深度控制电路20提供所述预设阈值, 本申请上述实施例中公开的技术方案中还可以包括调光深度基准电路22,用于为所述调光 深度调节支路21提供基准。
[0043] 具体的,参见图6和7,本申请上述实施例公开的所述调光深度调节支路21包括串 联的第三电阻R3和第二开关管Q2,当所述输出信号小于所述预设阈值时,控制所述第二开 关管Q2导通,当所述输出信号大于所述预设阈值时,控制所述第二开关管Q2截止。其中,所 述第三电阻R3的第一端与所述LED负载01的输入端相连、第二端与所述第二开关管Q2的第 一端相连,所述第二开关管Q2的第二端与所述LED负载01的输出端相连,所述开关管Q2的控 制端作为所述调光深度调节支路21的控制端。
[0044] 参见图6和7,本申请上述实施例公开的所述调光深度基准电路22可以包括第一电 阻R1、第二电阻R2、以及第一开关管Q1,具体的:
[0045]所述第一电阻R1的第一端与所述LED负载01的输入端相连;
[0046]所述第一开关管Q1的第一端与所述第一电阻R1的第二端相连、控制端与所述调光 深度调节支路21的控制端相连、第二端与所述第二电阻R2的第一端相连,所述第一开关管 Q1的第一端和控制端短接;
[0047]所述第二电阻R2的第二端接地。
[0048]可以理解的是,本申请上述实施例公开的LED调光控制电路中,所述调光深度检测 电路10的作用等效为信号采样电路,参见图6和7,所述调光深度检测电路10可以仅包括:第 四电阻R4,所述第四电阻R4的第一端与所述LED负载01的输出端和所述调光深度控制电路 20的信号输入端相连、第二端接地,所述第四电阻R4的第一端作为所述调光深度检测电路 10的输出端与所述调光深度控制电路20相连。
[0049] 优选的,上述LED调光控制电路中,所述输出信号为所述第四电阻R4两端的电压 值,所述预设阈值为所述第二开关管Q2控制端的电压与所述第二开关管Q2的导通电压之 差。
[0050] 可以理解的是,所述LED负载在照明时,其工作状态与输入的电流波形相关,当输 入的电流波形不对称时,则所述LED负载在照明时会出现闪烁的问题,针对于此,参见图3, 本申请上述实施例公开的LED调光控制电路中,还可以包括:
[0051]去纹波电路30,所述去纹波电路30与所述LED负载串联,用于消除LED负载的输入 电流中的不对称纹波,使得所述LED负载的输入电流对称,进而解决所述LED负载闪烁的问 题。
[0052]可以理解的是,为了对所述去纹波电路30的工作过程进行控制,参见图2,本申请 上述实施例公开的LED调光控制电路中还可以包括:
[0053]由串联的电阻和电容组成的RC滤波电路40,所述RC滤波电路40与所述LED负载01 并联,且所述RC滤波电路40中电阻和电容的公共端与所述去纹波电路30的控制端相连,用 于向所述去纹波电路30提供控制所述去纹波电路30工作状态的控制信号。所述RC滤波电路 40除了对所述去纹波电路30的工作状态进行控制之外,还可实现对所述LED负载01的供电 电源〇〇的输出信号进行滤波的作用,优选的,为了能够使得所述去纹波电路30的去纹波效 果达到最优,所述RC滤波电路40的滤波电压可以为供电电源10的输出电压的平均值。
[0054]为了用户能够更加直观的查看所述去纹波电路30的去纹波效果,参见图4和图5, 其中,图4中的曲线201为传统的LED调光供电系统搭配一种Traic调光器后的输出电流波 形,明显可见曲线201存在不对称的现象,导致LED负载会有闪烁的问题,图5中的曲线202为 LED调光供电系统搭配本申请是私立公开的LED调光控制电路后的输出电流波形图,明显可 见,相较于曲线201而言,曲线202具有较高的对称性,因此,本申请实施例公开的LED调光控 制电路改善了由于电流不对称导致的LED负载闪烁的问题。
[0055]其中,本申请上述实施例公开的所述去纹波电路30和RC滤波电路40可以为现有技 术中已知的能够实现上述效果的去纹波电路和滤波电路,当然,为了使得本申请上述实施 例公开的LED调光控制电路的电路结构简单、成本低,参见图6和图7,所述去纹波电路30可 以仅由第三开关管Q3组成,所述第三开关管Q3的第一端与所述LED调光供电系统中供电电 源00相连、第二端与所述LED负载01的输入端相连;
[0056]所述RC滤波电路40包括:第一端与所述第三开关管Q3的第一端相连的第五电阻 R5; -端与所述第五电阻R5的第二端相连、另一端接地的第一电容C1;所述第五电阻R5的 第二端与所述第三开关管Q3的控制端相连。优选的,上述LED调光控制电路中还可以包括设 置于所述去纹波电路30与所述去纹波电路40之间的第六电阻R6,具体的,参见图7,所述第 六电阻R6的一端与所述第五电阻R5的第二端相连、另一端与所述第三开关管Q3的控制端相 连。
[0057]可以理解的是,为了防止所述RC滤波电路40的滤波电压超出所述去纹波电路30的 电压上限,本申请上述LED调光控制电路中,还可以包括:稳压支路,参见图6,所述稳压支路 包括阴极对接的单向二极管D2和稳压二极管D3,所述单向二极管D2的阳极与所述LED负载 01的输入端相连,所述稳压二极管D3的阳极与所述第五电阻R5的第二端相连。
[0058]参见图6和图7,由于在系统工作时所述第一三极管Q1始终满足发射结正偏,集电 结反偏,Q1始终导通,所述第一开关管Q1控制端处的电压:
其中,所 述Vk为开关管的导通电压,所述VI为供电电源00的输出电压;所述调光深度检测电路10(电 阻R2),检测所述LED负载01的电流Iled,将所述Iled转化为电压V3,V3 = Iled ? R4,所述第二开 关管Q2的工作状态受所述电压V2和V3以及Vbe的大小的控制,即,当V2-V3>V be(等效于
时,所述第二三极管Q2导通,此时调光深度调节电流(由所述调光深 度调节支路分流的电流)
当V2-V3〈Vbe,所述第二三极管Q2处于截止状态。因此 流经所述LED负载01的电流满足公式: - J/-. r2-¥3<rbe
[0059] ^~\lJnyer-lbteedmg F2~F3:>Ffe .
[0060] 在实际应用过程中,用户可以通过调光深度控制电路20改变电流Iled,从而改变 LED调光供电系统的深度调光问题,由上述所述的公式可以看出,通过调节所述第四电阻R4 的阻值大小可以改变调光深度控制电路20的工作点,通过调节所述第三电阻R3的阻值可 以调节流经所述调光深度调节支路的电流Ibi%d ing。
[0061 ] 参见图6和图7,所述RC滤波电路40包括可以第五电阻R5以及第一电容Cl组成,通 过选择合适的滤波常数R5 X C1可使得所述RC滤波电路的滤波电压V4满足条件F4 =丙。
[0062]其中,参见图6和7,所述第三开关管Q3可以为Mos管,此时,所述第三开关管Q3的漏 极电压为VI,栅极电压V4相连,源极与LED负载01的输入端相连,即Vd = V1,Vg = V4,Vs = VlED; 所述第三开关管Q3的丨^^ ,_Vds = Vd_Vs = V1-Vled。由于mos管工作在恒流 区的条件为Vds2 VGS-Vth,因此所述RC滤波电路和可自适应调整VG以使去纹波电路30的第三 开关管Q3工作在恒流区,从而达到去纹波的目的。此时去纹波电路30的功耗为: ^1 - Ifpn ?F〇s:,通过公不Vds = Vd-Vs = V1-Vled和Vds 2 Vcs-Vth可得.匕,用户可选择低 Vth的mos管作为所述第三开关管Q3,从而减小去纹波线路的功耗。
[0063]其中,本申请上述实施例中公开的所述第一开关管Q1、第二开关管Q2优选为三极 管,此时所述三极管的基极为开关管的控制端,集电极为开关管的第一端,发射极为开关管 的第二端。
[0064] 可以理解的是,对应于上述LED调光控制电路,参见图8,本申请还公开了一种LED 照明系统,包括:供电系统〇〇(供电电源)和LED负载01,所述供电系统作为所述LED负载的电 源向LED负载供电,还包括:上述任意一项实施例公开的LED调光控制电路100。参见图8,所 述供电系统为LED Traic调光供电系统,当然也可以为其他调光控制器控制的供电系统,参 见图7,所述LED Traic调光供电系统的具体结构包括:
[0065]整流桥DB1,所述整流桥的输入端与交流电源AC相连,其中,所述整流桥DB1与交流 电源AC之间可设置有熔断保护器FR1;
[0066]第一端与所述整流桥DB1的第一输出端相连,第二端与所述整流桥DB1的第二输出 端相连的第二电容C2;
[0067]第一端与所述第二电容C2的第一端相连的第一电感L1;
[0068] 一端与所述第一电感L1的第二端相连,另一端通过第三电容C3与所述第二电容C2 的第二端相连的第七电阻R7;
[0069] -端与所述第一电感L1的第二端相连、另一端与所述第二电容C2的第二端相连的 第四电容;
[0070] Diodes公司生产的型号为AL1696的控制器U1,所述控制器U1的D引脚与所述第一 电感L1的第二端相连、CS引脚通过第八电阻R8接地、RT引脚通过第九电阻接地,所述控制器 U1的D引脚与VCC引脚之间设置有串联的第十电阻R10和第十一电阻R11,所述VCC引脚通过 第五电容C5接地;
[0071] 阳极与所述第二电容C2的第二端相连、阴极通过第十二电阻R12与所述控制器U1 的VCC引脚相连的第一二极管D1;
[0072] 第一端接地、第二端与所述第二电容C2的第二端相连的第二电感L2;
[0073]阴极与所述第二电感L2的第二端相连、阳极通过第十三电阻R13与所述第二电容 C2的第二端相连的第四二极管D4;
[0074]与所述第十三电阻R13并联,且正极与所述第二电容C2的第二端相连、负极与所述 第四二极管的阳极相连的第六电容C6;
[0075]所述第六电容C6的负极作为所述供电系统00的第一输出端、正极作为所述供电系 统〇〇的第二输出端。
[0076] 参见图8,所述LED调光控制电路100中第二电阻R2和第四电阻R4的公共端作为所 述LED调光控制电路100的第一输入端所述供电系统00的第一输出端相连,所述第一电阻R1 和第三电阻R3的公共端作为所述LED调光控制电路100的第二输入端与所述供电系统00的 第二输出端相连,当然,如果所述RC滤波电路设置位置靠前时,所述第五电阻R5的第一端可 作为所述LED调光控制电路100的第二输入端与所述供电系统00的第二输出端相连。
[0077] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置 而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说 明即可。
[0078] 对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新 型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定 义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因 此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理 和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种LED调光控制电路,应用于LED调光供电系统中,其特征在于,包括:调光深度检 测电路和调光深度控制电路; 所述调光深度检测电路用于采样LED负载的输出信号; 所述调光深度控制电路内具有一与所述LED负载并联的调光深度调节支路,所述调光 深度控制电路用于将所述输出信号与一设定阈值比较,根据比较结果,在所述调光深度调 节支路中产生分流电流。2. 根据权利要求1所述的LED调光控制电路,其特征在于,所述调光深度调节支路包括 串联的第三电阻和第二开关管,当所述输出信号小于所述设定阈值时,控制所述第二开关 管导通,当所述输出信号大于所述设定阈值时,控制所述第二开关管截止。3. 根据权利要求1所述的LED调光控制电路,其特征在于,所述调光深度控制电路还包 括调光深度基准电路,用于为所述调光深度调节支路提供基准。4. 根据权利要求3所述的LED调光控制电路,其特征在于,所述调光深度基准电路包括 第一电阻、第二电阻、以及第一开关管, 所述第一电阻的第一端与所述LED负载的输入端相连; 所述第一开关管的第一端与所述第一电阻的第二端相连、控制端与所述调光深度调节 支路的控制端相连、第二端与所述第二电阻的第一端相连,所述第一开关管的第一端和控 制端短接; 所述第二电阻的第二端接地。5. 根据权利要求2所述的LED调光控制电路,其特征在于,所述调光深度检测电路包括: 第四电阻,所述第四电阻的第一端与所述LED负载的输出端和所述调光深度控制电路 的信号输入端相连、第二端接地。6. 根据权利要求5所述的LED调光控制电路,其特征在于,所述输出信号为所述第四电 阻两端的电压值,所述设定阈值为所述第二开关管控制端的电压与所述第二开关管的导通 电压之差。7. 根据权利要求1所述的LED调光控制电路,其特征在于,还包括: 去纹波电路,所述去纹波电路与所述LED负载串联,用于消除LED负载的输入电流中的 不对称纹波。8. 根据权利要求7所述的LED调光控制电路,其特征在于,还包括: 由串联的电阻和电容组成的RC滤波电路,所述RC滤波电路与所述LED负载并联,且所述 RC滤波电路中电阻和电容的公共端与所述去纹波电路的控制端相连。9. 根据权利要求8所述的LED调光控制电路,其特征在于,所述去纹波电路包括:第三开 关管,所述第三开关管的第一端与所述LED调光供电系统中供电电源相连、第二端与所述 LED负载的输入端相连; 所述RC滤波电路包括:第一端与所述第三开关管的第一端相连的第五电阻;一端与所 述第五电阻的第二端相连、另一端接地的第一电容;所述第五电阻的第二端与所述第三开 关管的控制端相连。10. -种LED照明系统,包括:供电系统和LED负载,所述供电系统作为所述LED负载的电 源向LED负载供电,其特征在于,还包括:权利要求1-9任意一项公开的LED调光控制电路。
【文档编号】H05B37/02GK205454178SQ201520934354
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年11月20日
【发明人】程磊, 胡志敏, 伍健, 尚海峰
【申请人】上海新进芯微电子有限公司
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