一种新型led调光电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种新型LED调光电路，包括PWM可控直流转换电路和MOS管，所述PWM可控直流转换电路由电感L，滤波电容C1和二极管D1组成，所述电感L的一端与二极管D1的阳极相连，其另一端连接滤波电容C1的正极后与MOS管的栅极相连，所述二极管D1的阴极、滤波电容C1的负极以及MOS管的源极均为低电平。本实用新型提出的调光电路可以兼容市场非调光开关电源驱动方案，电路结构简单，外设成本低，无频闪，且可实现无极调光。
【专利说明】
-种新型LED调光电路
技术领域
[0001] 本实用新型属于电子电路领域，具体设及一种新型Lm)调光电路，W实现由非调光 LED驱动市场向调光市场切换的兼容性设计。
【背景技术】
[0002] 随着科技的发展，利用电气等效负载的电子照明源，例如发光二极管Lm)灯等，逐 渐取代了传统的白识灯，而成为人们日常生活中照明光源。目前，可W利用Lm)灯调光器调 整电源的电流或电压，W使作为负载的Lm)灯产生不同强度的光输出，W满足不同场景照明 需求。
[0003] 调光不但节约电能，更是高质量照明必需，目前对Lm)的调光技术主要设及W下几 种：
[0004] 可控娃调光:发展于白识灯的调光技术，利用可控娃的斩波技术，通过改变交流电 的导通角来改变电流的有效值，从而达到调光的目的。但是，用可控娃进行调光会破坏输入 电流的正弦波形，降低功率因数，通常使用可控娃进行调光的Lm)驱动电路的PF值低于0.5， 而且导通角越小，功率因数越差，很难做到高功率因数;从目前来看兼容可控娃的调光电源 效率通常都很低，80%都很难达到，且只能工作在单一的输入电压下，应用范围有限，可见 此种方式对L邸并不实用；
[000引 P歷调光:L抓是一个二极管，可W实现快速开关，通过把电源改成脉冲恒流源，用 改变脉冲宽度的方法实现亮度调节;经过对脉冲宽度的调制转变为调制Lm)灯连续点亮的 时间，也同时转变了输入功率，从而到达节能调光的目的。但是，此种方式当频率小于200Hz 时易存在频闪现象，且驱动电流的过冲对Lm)忍片的寿命肯定有一定的影响，不利于实际应 用；
[0006] 另外还有线性调光、遥控调光及分段调光等实现方案;线性调光利用恒流忍片的 专用调光脚来调整Lm)的电流实现调光目的，但接线比较复杂，不利于日光灯路灯等照明； 遥控调光采用红外遥控或无线遥控对Lm)实现调光，其成本高，且没有统一规格，实现起来 比较困难;而分段调光只能按照预先设定的亮度循环调节，不能实现连续调光；
[0007] 上述各种方案在电路设计上很难实现与非开关电源驱动的调光方案相兼容，且应 用范围有限，不方便工程调试和线路设计。 【实用新型内容】
[000引本实用新型的目的是针对上述各种Lm)调光技术方案的不足，提出一种兼容现有 非调光开关电源驱动的调光方案:通过设计PWM可控直流转换电路，并将转换电路的输出连 接至MOS管的栅极，利用MOS管工作在线性区实现数字化智能控制和无极调光，电路设计简 单可靠，方便工程调试及线路设计。
[0009]为了达到上述目的，本实用新型提出一种新型Lm)调光电路，包括Pmi可控直流转 换电路和MOS管;所述PWM可控直流转换电路由电感L，滤波电容Cl和二极管Dl组成，所述电 感L的一端与二极管Dl的阳极相连，其另一端连接滤波电容Cl的正极后与MOS管的栅极相 连，所述二极管Dl的阴极、滤波电容Cl的负极W及MOS管的源极均为低电平。
[0010]进一步的，为达到较好的滤波效果，输出平稳的直流电压，所述滤波电容的两端还 并联有一个型号为104的电容C2。
[001。 进一步的，所述电感L的取值I
决定;其中，Vout为直流 输出电压，Vin为P歷信号高电平电压，Vout = Vin*D，D为P歷信号占空比，Ipk为电流峰值， 化eq为PWM驱动频率。
[0012] 进一步的，所述滤波电容Cl的取值目
决定；其中，AU为输 出电压纹波量，T为周期。
[0013] 进一步的，所述MOS管工作在线性工作区，所述线性工作区条件需满足
；其中，Vgs为栅源电压，Vth为MOS管开启电压，Vds为漏源电压。
[0014] 进一步的，所述MOS管线性工作区电流
[0015] Id = u*Cox*W/L*[(Vgs-Vth)*Vds-0.5Vds2];其中，U 为电子迁移率，Cox 为栅极到 衬底电容，W、L为沟道宽和长。
[0016] 与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：
[0017] 1.电路设计兼容性好：
[0018] 本实用新型采用BUCK降压电路结构，设计P歷可控直流电源转换电路和MOS管；首 先在PWM信号为1(高电平)时通过电感L储能，滤波电容Cl滤波，二极管Dl不导通;当PWM信号 为〇(低电平)时，电感L释放能量，滤波电容Cl滤波，二极管Dl此时导通形成回路完成直流电 压转换，然后通过使MOS管工作在线性区及可变电阻区实现对L邸的无极调光；
[0019]通过PWM数字化可控输出电压+MOS管线性区工作方式整体来实现调光，兼容PWM方 式调光容易实现数字化智能控制;也可W兼容可控娃调光方式接线线路，即去掉PWM输入信 号，将原来的调光开关的分压比设置在MOS管的线性工作区电压就可W实现控制调光；
[0020] 2.没有频闪问题，可实现无极调光：
[0021] Pmi调光是Lm)灯负载工作0和1之间，也就是灯一亮一灭的状态切换来调光，人的 视觉暂留效应看起来灯是一直亮着，实际是有人眼看不到的闪烁问题;而本实用新型方案 虽然输入的是PWM调光信号，但Vout输出电压是直流电压调节MOS管线性电阻来调节灯的亮 度等级，使灯一直工作在1的状态也就是一直都是亮着的，根本不存在频闪问题；
[0022] 3.电路设计简单、成本低：
[0023] 无需专口的Lm)调光驱动忍片，只要是普通的Lm)电源驱动忍片配上PWM发生器及 本调光电路就可W实现调光功能，方便工程调试和线路设计。
【附图说明】
[0024] 图1为本实用新型提供的调光电路结构示意图；
[0025] 图2为本实用新型实施例中脉宽调制的调光波形示意图；
[0026] 图3为本实用新型调光电路实际应用中硬件调光方案方框图。
【具体实施方式】
[0027]本实用新型提供一种新型调光电路，通过在电路中应用设计PWM可控直流转换电 路和MOS管，由PWM控制输出电压变化调节输出电流，实现调节L抓等光亮度变化的功能，下 面结合具体实施例对本实用新型做进一步地说明。
[002引参考图1，一种新型LED调光电路，包括PWM可控直流转换电路和MOS管;所述P歷可 控直流转换电路由电感L，滤波电容Cl和二极管D1组成，所述电感L的一端与二极管D1的阳 极相连，其另一端连接滤波电容Cl的正极后与MOS管的栅极相连，所述二极管Dl的阴极、滤 波电容Cl的负极W及MOS管的源极均为低电平，为达到较好的滤波效果，所述滤波电容Cl的 两端还并联有一个型号为104的电容C2。
[0029] 本实脯例中，诵讨Vout输m官流电压调节MOS管线性电阻来调节灯的亮度，所述电 感L的取值由
决定;其中，Vout为直流输出电压，Vin为PWM信号高 电平电压，V〇ut = Vin*D，D为P歷信号占空比，Ipk为电流峰值，Freq为P歷驱动频率;滤波电 容Cl的取值由
决定；其中，A U为输出电压纹波量，一般选取小于输 出电压的1%作计算，T为周期。
[0030] 为了实现无极调光，所述MOS管工作在线性工作区，且满
.其中， Vgs为栅源电压，Vth为MOS管开启电压，Vds为漏源电压，则可W通过计算MOS管线性工作区 电流Id = u*Co巧W/L*[(Vgs-Vth)*Vds-0.5Vds2];采用BUCK降压电路结构，设计PWM可控直 流电源转换电路和MOS管;首先在PWM信号为1(高电平)时通过电感L储能，滤波电容Cl滤波， 二极管Dl不导通；当PWM信号为0(低电平)时，电感L释放能量，滤波电容Cl滤波，二极管Dl此 时导通形成回路完成直流电压转换，然后通过使MOS管工作在线性区实现对LED的无极调 光；
[0031 ]通过PWM数字化可控输出电压+MOS管线性区工作方式来实现调光的技术，兼容PWM 方式调光容易实现数字化智能控制;参考图2，没有频闪问题，可实现无极调光通过PWM可控 直流转换电路，通过Vout输出的直流电压调节MOS管线性电阻来调节灯的亮度等级，可实现 连续调节，且灯一直工作在1的状态也就是一直都是亮着的，也不存在频闪问题；
[0032] 同时，本申请方案也可W兼容可控娃调光方式接线线路，即去掉PWM输入信号，将 原来的调光开关的分压比设置在MOS管的线性工作区电压就可W实现控制调光，实现起来 也比较简单方便。
[0033] 总之，本实用新型电路设计简单、成本低，如图3所示，本电路设计可W兼容现有非 调光开关电源驱动的调光方案，只需要在原有电路上添加本实用新型所述的调光电路，将 调光电路的信号输出与电源控制电路相连，无需专口的LED调光驱动忍片，只要在普通的 L抓电源驱动忍片配上PWM发生器及本调光电路就可W实现调光功能，且无需更换忍片，兼 容市场各种驱动方案及墙壁式调光接线，电路设计简单，兼容性好，可W很好的控制成本， 具有广泛的推广和实际应用价值。
[0034] W上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式 的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述掲示的技术内容加W变更或改型为等同 变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实 用新型的技术实质对W上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本技术方 案的保护范围。
【主权项】
1. 一种新型L抓调光电路，其特征在于，包括PWM可控直流转换电路和MOS管;所述PWM可 控直流转换电路由电感L，滤波电容C1和二极管D1组成，所述电感L的一端与二极管D1的阳 极相连，其另一端连接滤波电容C1的正极后与M0S管的栅极相连，所述二极管D1的阴极、滤 波电容C1的负极W及M0S管的源极均为低电平。2. 根据权利要求1所述的一种新型LED调光电路，其特征在于，所述滤波电容的两端还 并联有一个型号为104的电容C2。3. 根据权利要求2所述的一种新型LED调光电路，其特征在于，所述电感L的取值由夹定；其中，Vout为直流输出电压，Vin为PWM信号高电平电压， Vout = Vin*D，D为PWM信号占空比，Ipk为电流峰值，化eq为PWM驱动频率。4. 根据权利要求3所述的一种新型LED调光电路，其特征在于，所述滤波电容C1的取值 由夹定;其中，A U为输出电压纹波量，T为周期。5. 根据权利要求4所述的一种新型L邸调光电路，其特征在于，所述M0S管工作在线性工 作区，所述线性工作区条件需满足其中，Vgs为栅源电压，Vth为M0S管开启 电压，Vds为漏源电压。6. 根据权利要求5所述的一种新型L邸调光电路，其特征在于，所述M0S管线性工作区电 流Id = u*Cox*W/L*[(Vgs-Vth)*Vds-0.5Vds2];其中，U为电子迁移率，Cox为栅极到衬底电 容，W、L为沟道宽和长。
【文档编号】H05B33/08GK205610994SQ201620333856
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】王在义, 王启叶, 侯钦文
【申请人】青岛华潞佳电子科技有限公司