消除led闪烁感的调整电路的制作方法

文档序号:10934812阅读:385来源:国知局
消除led闪烁感的调整电路的制作方法
【专利摘要】一种结构简单、操作方便且大大降低LED灯闪烁感的消除LED闪烁感的调整电路。包括整流电路、为LED灯负载提供电能的电源电路和无级调节LED灯亮度的调控模块,在电源电路中的驱动IC的电源脚与整流电路输出端之间,设置可在调控模块向LED灯负载输出渐变的PWM值时,既能降低设置于LED灯负载两端的负载电容上的由该渐变的PWM值引起的电压波动幅度又能提高该电压波动的频率的Vcc调整电路。其是在LED驱动IC的电源脚Vcc上连接电容值小于0.5uF的小电容,在IC电源脚用调整电路(又称Vcc调整电路)供电,使得输出电压纹波小,波动频率高,从而解决LED无级调光过程中出现闪烁的问题。
【专利说明】
消除LED闪烁感的调整电路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种无级调节LED灯具亮度的控制电路,特别涉及一种用于该控 制电路中可消除LED灯具闪烁感的Vcc调整电路。
【背景技术】
[0002] 通常,现有技术中的LED灯具驱动控制电路由整流电路BD1、电源电路1和LED灯负 载构成(参见图1) AC交流电流通过整流电路BD1 (二极管桥式电路)整流后,在电容C1上得 到高压直流电压,再经过电源电路1的分压电路中的第一电阻R1,第二电阻R2降压和滤波电 容C2滤波后,给电源电路1中的驱动1C的Vcc供电。驱动1C在此起开关、稳流和限压作用;通 常,滤波电容C2取值大于或等于luF。电源电路1中的储能电感L1在驱动1C开关的作用下,将 电容C1上的能量传递给LED灯,并在跨接于所述LED灯负载两端的负载电容C3上储存能量, 最终驱动LED灯发光。
[0003] 驱动IC为LED电源驱动IC,第三电阻R3在此电路中起稳流作用,第四电阻R4起限定 开路电压作用。
[0004] 该电路中,当LED灯负载重载时(即在流经所述LED灯负载的电流为接近额定电流 的情况下),所述供电电容驱动LED灯正常发光。但当LED灯负载轻载时(即在流经所述LED灯 负载的电流远低于额定电流的情况下),所述LED灯会出现闪烁现象。

【发明内容】

[0005] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作方便且大大降低LED灯 闪烁感的消除LED闪烁感的调整电路。
[0006] 为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:
[0007] 本实用新型的消除LED闪烁感的调整电路,包括:整流电路、设置于整流电路之后 为LED灯负载提供电能的电源电路和设置于该电源电路与LED灯负载之间的无级调节LED灯 亮度的调控模块,其特征在于:在所述电源电路中的驱动1C的电源脚与整流电路输出端之 间,设置可在所述调控模块向LED灯负载输出渐变的PWM值时,既能降低设置于LED灯负载两 端的负载电容上的由该渐变的PWM值引起的电压波动幅度又能提高该电压波动的频率的 Vcc调整电路。
[0008] 所述的Vcc调整电路由第六电阻、第2二极管、第四电容和稳压管组成,其中,
[0009] 所述电源脚一路接于第2二极管的负极,另一路通过第四电容接地;第2二极管正 极与第六电阻的一端相接,第六电阻的另一端一路通过稳压管接地,另一路通过所述电源 电路中的滤波电容接地,再一路通过所述电源电路的分压电路中的第二电阻、第一电阻接 于整流电路的输出端。
[0010]所述滤波电容的电容值不小于lyF,所述第四电容的电容值不大于0.5yF。
[0011] 所述驱动1C为型号是CL1506、SD670X或PB2833D的LED驱动电源芯片。
[0012]所述调控模块由MCU电源、Μ⑶、储存器、监控电路和连接于所述LED灯负载的输出 回路上的MOS管构成,其中,
[0013 ] MCU电源的供电接口连接于所述的电源电路的供电端,该MCU电源的输出端分别连 接于所述的MCU和存储器的电源接口;
[0014] MCU,在首次闭合所述整流电路的交流开关后,根据所述电源电路的供电端有无电 压输出的变化频次,限时向所述M0S的栅极输出占空比为定值或连续变化值的PWM信号;
[0015] 监控电路,连接于所述MCU电源的供电接口与地之间,对所述电源电路的供电端的 电压进行监测并将监测值传送给MCU;
[0016] 储存器,将Μ⑶输出的占空比为定值的PWM信号对应的占空比数值存储其中;
[0017] M0S管的漏极接于LED灯负载的负极端,其源极接地;
[0018] LED灯负载的正极端接于所述电源电路的供电端。
[0019] 所述M0S管为NM0S管。
[0020]与现有技术相比,本实用新型针对现今普遍使用的LED驱动电路,在基于MCU和 Mosfet利用ΠΜ调光时,存在电压上下波动、LED出现闪烁问题的基础上对其进行的电路改 进,其是在LED驱动1C的电源脚Vcc上连接电容值小于0.5uF的小电容,在1C电源脚用调整电 路(又称Vcc调整电路)供电,使得输出电压纹波小,波动频率高,从而解决LED无级调光过程 中出现闪烁的问题。
【附图说明】
[0021 ]图1为现有技术中的LED灯具驱动控制电路原理图。
[0022]图2为在图1中增设有无级调节LED灯亮度的调控模块的电路原理图。
[0023]图3为驱动1C内部结构逻辑电路原理图。
[0024]图4为本实用新型的电路原理图。
[0025] 附图标记如下:
[0026] 整流电路BD1、电源电路1、调控模块2、调整电路3。
【具体实施方式】
[0027] 一、本
【申请人】于2016年1月18日向国家专利局提交了《用于调节LED灯具亮度的无 级调控模块》的实用新型专利申请,本实用新型是在其基础上配套方案,但本实用新型不限 于对上述已申请实用新型的配套,对凡基于MCU和Mosfet利用P丽控制的LED灯具调光方案 都可配套,比如使用遥控,光控或声控的LED灯具的无极调光方案。
[0028] 以上述已申请的《用于调节LED灯具亮度的无级调控模块》专利的调控方式为例, 说明调控过程如下。(以下简称调控模块2)。
[0029] 1、如图2所示,所述调控模块2由Μ⑶电源、Μ⑶、储存器、监控电路和连接于所述LED 灯负载的输出回路上的M0S管构成,其中,
[0030] MCU电源的供电接口连接于所述的电源电路1的供电端,该MCU电源的输出端分别 连接于所述的MCU和存储器的电源接口;
[0031] MCU,在首次闭合所述整流电路BD1的交流开关后,根据所述电源电路1的供电端有 无电压输出的变化频次(所述变化频次依次为首次有压、首次无压、二次有压、二次无压和 尾次有压)限时向所述M0S的栅极输出占空比为定值或连续变化值的PWM信号;
[0032] 监控电路,连接于所述MCU电源的供电接口与地之间,对所述电源电路1的供电端 的电压进行监测并将监测值传送给MCU;
[0033] 储存器,将Μ⑶输出的占空比为定值的PWM信号对应的占空比数值存储其中;
[0034] M0S管的漏极接于LED灯负载的负极端,其源极接地;
[0035] LED灯负载的正极端接于所述电源电路1的供电端。
[0036] 2、该模块的调光方法如下:
[0037] 1)先接通交流电源开关,整流电路BD1通过电源电路1中的分压电路第一电阻R1和 第二电阻R2给驱动1C供电,由此,使驱动1C接通并向MCU电源供电(此端也为该模块的电源 电路1向LED灯负载提供电能的供电端,此时状态简称首次有压),此时,监控电路将检测到 的电源电路1的供电端电压(此时为有压信号)传送给MCU,MCU调取存储于储存器中的前次 使用该LED灯具时确定的亮度对应的占空比值,向M0S管输出对应的PWM控制信号,即,该LED 灯具的发光亮度维持前次使用时的亮度。
[0038] 2)若使用者对前次使用时的发光亮度不满意,需要再次调节时,关断交流电源开 关,电源电路1的供电端电压无输出(简称首次无压),监控电路将检测到的电源电路1的供 电端无压信号传送给MCU,MCU开始计时,在间隔适当时间(如若干毫秒到几秒钟)后,二次接 通交流电源开关使电源电路1的供电端输出电压(简称二次有压),同时,监控电路将检测到 的电源电路1的供电端有压信号二次传送给MCU,MCU经判断后,以动态变化的占空比值向 M0S管输出PWM控制信号,动态变化的占空比值为0% -100%范围,可由高逐渐变低,也可由 低逐渐变高,循环往复,由此使对应的LED灯具处于明暗亮度循环往复动态变化中。
[0039] 3)当LED灯具处于使用者认为满意的某一亮度时,二次关断交流电源开关,使电源 电路1的供电端再次无输出(简称二次无压),监控电路将检测到的电源电路1的供电端无压 信号传送给Μ⑶,Μ⑶将本次关断前输出的PWM控制信号对应的占空比值(下称认定占空比 值)存入储存器中。
[0040] 4)之后,三次接通交流电源开关使电源电路1的供电端向MCU供电(简称尾次有 压),监控电路将检测到的电源电路1的供电端有压信号再次传送给MCU,MCU从存储器中调 取所述的认定占空比值向M0S管输出固定的P丽控制信号,使LED灯具发光亮度稳定在其满 意的亮度上。
[0041 ]至此,完成LED灯具亮度的调节程序,之后,该LED灯具亮度始终保持在一个确定的 发光亮度下工作(即使用者认为满意的亮度下工作)。
[0042] 在上述的调控过程中,其调控方式为通过MCU监控电源开关的开关频次来进行LED 的调光,本实用新型电路也适用于通过MCU监控的其它方式,如遥控,光控,声控等进行的调 光方式。
[0043] 3、在使用现有电源技术(如图1)并采用上述调控模块2进行调光时容易使LED灯具 产生较强的闪烁现象,其原因分析如下:
[0044] 调控模块2中的Μ⑶通过控制P丽对电子开关Mosfet进行通断时间的调控,从而改 变流过LED灯负载的平均电流强度,从而达到调光目的。
[0045]在调控模块2由Μ⑶输出的P丽为100 %时(即占空比最大时),LED处于满负载电流 工作情况,负载电容C3上的输出电压稳定,LED灯珠不闪烁。
[0046] 若调控模块2开始进行调光时,由MCU输出的PWM占空比开始变化,经由Mosfet控 制,使得流经LED灯负载的电流成为方波电流。当该电流值处于波谷段时,会导致负载电容 C3上的输出电压上升,此时的PWM占空比值越小负载电容C3上的电压上升就越高。当该电流 值由波谷升至波峰段时,会导致负载电容C3上的输出电压下降。此时的PWM占空比越大负载 电容C3上的电压下降就越多。在电流波谷段,当PWM占空比值较小时,负载电容C3上的高电 压会被所述的驱动1C中的过压保护电路检测到,驱动1C就会对此时的电源脚Vcc电压进行 放、充电调整,由于滤波电容C2的电容值过大,放充电过程都较慢。在充电过程中驱动IC内 部的Mosfet处于停止工作状态(参见图3),供电电路就停止给负载电容C3供电,负载电容C3 上的电压因 LED灯珠负载消耗而开始下降。由于滤波电容C2的电容值过大,电源脚Vcc电压 充电时间过长,由此造成在负载电容C3上的输出电压下降过大。当电源脚Vcc电压上升到一 定程度时,驱动1C的内部Mosfet启动并正常工作,供电电路对负载电容C3充电而使其电压 开始逐渐上升,当上升到一定程度,在某一个方波电流的波谷段又导致其电压过高而被驱 动1C中的过压保护电路检测到,从而又重复上述过程,这一过程的反复进行使得驱动1C处 于频率很低的间歇振荡模式,其振荡频率远低于流经LED灯负载的电流方波的频率,这种间 歇振荡使得负载电容C3上输出的电压处于波动状态,当该间歇振荡的波动频率低于120HZ 时LED灯负载就有闪烁感,若低于48Hz时所述闪烁感就更加强烈。
[0047]以某驱动1C的性能参数(见下表)和内部逻辑图(参见图3所示)为例,举例说明如 下过程的发生:
[0048]以下为驱动1C的性能表:
[0049] 电气参数(除非特别说明,Vcc = 14V,T- = 25 °C )
[0050]
[0051] 从电源驱动1C内部逻辑图可以看出,内部存在过压保护单元,且内部建有内置 Mosfet。
[0052] 结合上述驱动1C的性能表,当电源脚Vcc的电压逐步上升到14V时,开关电源开始 工作,当Vcc电压上升至ljl6V时,钳位电路开始工作下拉Vcc电压,当下拉到10V以下时1C内部 Mosfet停止工作,下拉动作结束Vcc电压开始上升,当Vcc上升到14V时1C内部Mosfet重新启 动开始工作。在外部滤波电容C2作用下就出现了开关电源间歇性振荡,造成LED灯珠闪烁。
[0053] 二、本实用新型对上述问题的解决方案是,是在所述电源电路1中的驱动1C的电源 脚Vcc与整流电路BD1输出端之间,设置一个调整电路3,该Vcc调整电路3可在所述调控模块 2向LED灯珠负载输出渐变的PWM值时,降低负载电容C3上由该PWM值的变化引起的电压波动 幅度并提高其电压波动频率。
[0054] 如图4所示,该Vcc调整电路3是在驱动1C的原供电电路之中加入调整电路,VCC调 整电路3由第四电容C4、第六电阻R6、第2二极管D2和稳压二级管ZD1组成,其中第四电容C4 小于0.5uF。
[0055] 其工作原理如下:
[0056]当所述调控模块2进行调光时,Μ⑶输出的脉宽信号P丽占空比开始变化,经由MCU 和M0S管控制,使得流经LED灯负载的电流成为方波电流。当该电流值处于波谷段时,会导致 负载电容C3上的输出电压上升,此时的PWM占空比值越小负载电容C3上的电压上升就越高。 当该电流值由波谷升至波峰段时,会导致负载电容C3上的输出电压下降。此时的PWM占空比 越大负载电容C3上的电压下降就越多。在电流波谷段,当PWM占空比值较小时,负载电容C3 上的高电压会被所述的驱动1C中的过压保护电路检测到,驱动1C就会对此时的电源脚Vcc 电压进行放、充电调整,由于第四电容C4的电容值很小,放、充电过程都较快。在充电过程中 驱动1C内部的Mosfet处于停止工作状态(参见图3),供电电路就停止给负载电容C3供电,负 载电容C3上的电压因 LED灯珠负载消耗而开始下降。由于电容C4的电容值很小,电源脚Vcc 电压充电时间很短,由此造成在负载电容C3上的输出电压下降很小。当电源脚Vcc电压上升 到一定程度时,驱动1C的内部Mosfet启动并正常工作,供电电路对负载电容C3充电而使其 电压开始逐渐上升,当上升到一定程度,在某一个方波电流的波谷段又导致其电压过高而 被驱动1C中的过压保护电路检测到,从而又重复上述过程,这一过程的反复进行使驱动1C 处于间歇振荡模式。但由于第四电容C4放电和充电时间都很小致使间歇振荡的频率很高, 并与流经LED灯负载的电流方波的频率接近同步。即使负载电容C3上的电压幅度有些波动, 其会造成流经LED灯负载的电流波动,但因其间歇振荡频率远远大于120Hz,超过人眼惰性 极限,因而,就消除了 LED调光过程中的闪烁感。
【主权项】
1. 一种消除LED闪烁感的调整电路,包括:整流电路(BD1)、设置于整流电路(BD1)之后 为LED灯负载提供电能的电源电路(1)和设置于该电源电路(1)与LED灯负载之间的无级调 节LED灯亮度的调控模块(2),其特征在于:在所述电源电路(1)中的驱动1C的电源脚(Vcc) 与整流电路(BD1)输出端之间,设置可在所述调控模块(2)向LED灯负载输出渐变的P丽值 时,既能降低设置于LED灯负载两端的负载电容(C3)上的由该渐变的PWM值引起的电压波动 幅度又能提高该电压波动的频率的Vcc调整电路(3)。2. 根据权利要求1所述的消除LED闪烁感的调整电路,其特征在于:所述的Vcc调整电路 (3)由第六电阻(R6)、第2二极管(D2)、第四电容(C4)和稳压管(ZD1)组成,其中, 所述电源脚(Vcc)-路接于第2二极管(D2)的负极,另一路通过第四电容(C4)接地;第2 二极管(D2)正极与第六电阻(R6)的一端相接,第六电阻(R6)的另一端一路通过稳压管 (ZD1)接地,另一路通过所述电源电路(1)中的滤波电容(C2)接地,再一路通过所述电源电 路(1)的分压电路中的第二电阻(R2)、第一电阻(R1)接于整流电路(BD1)的输出端。3. 根据权利要求1所述的消除LED闪烁感的调整电路,其特征在于:所述滤波电容(C2) 的电容值不小于lyF,所述第四电容(C4)的电容值不大于0.5yF。4. 根据权利要求2或3所述的消除LED闪烁感的调整电路,其特征在于:所述驱动1C为型 号是CL1506、SD670X或PB2833D的LED驱动电源芯片。5. 根据权利要求4所述的消除LED闪烁感的调整电路,其特征在于:所述调控模块(2)由 MCU电源、MCU、储存器、监控电路和连接于所述LED灯负载的输出回路上的MOS管构成,其中, MCU电源的供电接口连接于所述的电源电路(1)的供电端,该MCU电源的输出端分别连 接于所述的MCU和存储器的电源接口; MCU,在首次闭合所述整流电路(BD1)的交流开关后,根据所述电源电路(1)的供电端有 无电压输出的变化频次,限时向所述MOS的栅极输出占空比为定值或连续变化值的PWM信 号; 监控电路,连接于所述MCU电源的供电接口与地之间,对所述电源电路(1)的供电端的 电压进行监测并将监测值传送给MCU; 储存器,将MCU输出的占空比为定值的PWM信号对应的占空比数值存储其中; MOS管的漏极接于LED灯负载的负极端,其源极接地; LED灯负载的正极端接于所述电源电路(1)的供电端。6. 根据权利要求5所述的消除LED闪烁感的调整电路,其特征在于:所述MOS管为NMOS 管。
【文档编号】H05B33/08GK205622941SQ201620435091
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】刘承玉, 刘杰
【申请人】刘承玉, 刘杰
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