专利名称：基于pwm无色漂led线性调光系统的制作方法
技术领域：
本发明属半导体照明技术领域，涉及基于PWM无色漂LED线性调光系统，具体涉及 一种基于PWM无色漂LED线性调光装置。
背景技术：
现有技术公开了有关LED的调光方式。目前LED的调光方式多采用通过直接调节 与LED相串联电阻阻值的模拟调光方式实现LED调光，所述的调光方式具有较明显的优点 在于其电路结构简单，且成本低。但是，所述的调光方式同时促在下述非常显著的缺点 在调光时会引起LED色温改变颜色漂移。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的存在的问题，提供一种基于PWM无色差线性 全范围调光系统。所述的调光系统是以二极管，比较器、逻辑门器件、电阻及电容等最基本 电子原器件组成的线性调光装置。本发明中，通过调节PWM调制模块的可调电阻实现脉冲宽度调制进而调节脉冲波 的占空比，由此脉冲波通过开关管驱动电路或LED专用驱动芯片等的调光端，实现LED无色 漂的线性调光。值得注意的是，市电或是蓄电池等电源输入经过恒流驱动类电路后输出至LED，本 发明调光系统中，通过调节PWM调制模块的可调电阻实现脉冲宽度调制进而调节脉冲波占 空比，整个调节过程中频率不变，只有是脉宽发生变化(即脉冲波占空比发生变化)。本发明中，通过调节可调电阻阻值改变对电容充放电时间常数，再通过比较器及 逻辑门器件输出PWM，实现LED线性调光。其中，尤其通过调节可调电阻，改变电容充电与放 电的时间常数，电容充电或放电至某值时都将触发比较器输出状态发生翻转，改变电容充 电与放电时间常数实现脉冲宽度调制进而调节脉冲波的占空比。由此脉冲波通过开关管驱 动电路或LED专用驱动芯片等的调光端，实现LED无色漂的线性调光。具体而言，本发明通过调节PWM调制模块的可调电阻实现脉冲宽度调制进而线性 调节脉冲波的占空比。此占空比线性可调的脉冲波经推挽电路或开关管驱动电路等，驱动 与LED负载串联开关管的开通与关断实现线性调节其开通时间占空比，调节与LED负载串 联的开关管开通时间占空比便实现LED无色漂线性调光。本发明中，所述的PWM调制模块为关键部分，其中的V。。电源经串联电阻分压后一 端接比较器A的正极，一端接比较器B的负极。V。。可以为5V，3. 3V等电压，接在比较器和 电源之间的电阻阻值可以根据需要选取。本发明中各元器件参数均可以自行选取，对应不同的参数，只是输出状态翻转的 临界状态值、充放电时间常数有所改变。本发明所述的基于PWM无色差线性全范围调光系统，采用双二极管将电容充放电 电路通道隔离，成功实现调节可调电阻阻值时同时改变电容的充电和放电时间常数，再通
3过比较器及逻辑门器件输出PWM波，实现无色差线性全范围调光调光。本发明实现了采用 基本电子原器件，可对卤素灯、LED等光源进行亮度线性调节，并且在LED亮度调节过程中 无色差无色温漂移。解决了现有技术中通过直接调节与LED串联的电阻实现调光会出现色 差及色漂的问题。本发明使人们可根据需要随意地无色差线性全范围调节LED等灯的亮 度，方便人们的生活的同时又能有效地节约能源。适用于室内家居照明、公共场所照明等多 个照明领域。
图1为本发明的功能框图。图2为本发明的PWM调制模块电路原理图。图3为本发明的PWM调制模块输出脉冲波形原理图。
具体实施例方式实施例1结合图2，进一步详细说明本发明。所述的PWM调制模块为关键部分其中的V。。电源经串联电阻分压后一端接比较器 A的正极，一端接比较器B的负极。V。。可以为5V，3. 3V等电压，接在比较器和电源之间的电 阻阻值可以根据需要选取；取三个阻值均为10K，从图2中可以得出，比较器A的正极电压为|VCC ,而比较器B的负极电压为|VCC ,
上面两个电压值与接在比较器和电源之间的电阻阻值选取有关，如若选取不同的电阻对应 的电压值可能会有所改变。电容电压在上升期间，当电压超过|vcc时，比较器A的负引脚输入电压将大于其
正引脚输入电压，比较器A输出经反相器后电平为低，与非门1输出高电平。而此时，比较
器B的正引脚输入电平为电容电压大于|vCC，负引脚电压为|vcc，使得比较器B输出电平
为低，经反相器后输出为高。综上所述Vtl输出电平将为低。与些同时，由于与非门1输出高
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电平导致晶体管T开通，电容通过R放及晶体管T进行放电，电容电压从y Vcc开始下降。电容电压下降期间，在电容电压大于I Vcc时，比较器B的正引脚电压为电容电压，
而负引脚电压为|vcc，比较器B输出经反相器后持续输出电平为高，Vtl输出电平持续为低。 晶体管T持续开通，电容通过R放及晶体管T继续放电，电容电压进一步下降。当电容电压低于IVcc时，比较器B的正引脚输入电平为电容电压而负引脚电平为
ivcc，使得比较器B输出经反相器后电平为低。Vtl输出电平由低电平变成了高电平。此时
比较器A输出经反相器后是高电平，Vtl输出电平由低电平变成了高电平将使得与非门的输出由高电平变成低电平，晶体管τ关断。电容进入充电阶段，电容电压从1/3Vcc上升。电容电压上升期间，在电压低于2/3VCC时，Vtl输出电平持续为高电平。综上所述，Vtl 输出电平及电容电压的波形请参阅图3。由以上的分析结果表明，Vtl输出电平为低的时间、为电容电压从2/3Vcc经电阻Rst 放电到1/3Vcc所耗时间。Vtl输出电平为高的时间t2为电容电压由V。。经过R^e进行充电，电容 电压从1/3 Vcc上升到2/3 Vcc到所经历时间。请参阅图2，充电过程是V。。通过R^e和二极管对电容进行充电。而放电过程则是电容通过Rst和晶体管T进行放电。经过分析，表明充放电时间分别为，输出波形请见图3 ti = R1C In 2 ≈ 0. TR1Ct2 = R2C In 2≈0. 7R2C其中R1为放电回路中的电阻即Rst, R2为充电回路中的电阻即PWM调节模块 的频率由下式决 由图2可知，对于任意设定的电路，R1(即Rst)和&(即R。的总值是固定的，调 节可调电阻可分别改变R1和R2值，但是其总值却保持不变，由上式可知脉冲波的频率是保 持不变的。调节可调电阻，实现了改变Rp故充电常数发生变化，则Vtl输出电平为高的时间 也跟着R^e变化而变化，详细关系式如、所示。同时，信号频率保持不变，更为重要的是高电 平的占空比也将发生变化，从而成功实现了通过调节PWM调制模块的可调电阻实现脉冲频 率宽度进而调节脉冲波的占空比，最终实现了基于PWM无色漂LED线性调光系统。
权利要求
基于PWM无色漂LED线性调光系统，其特征在于，所述的调光系统是以二极管，比较器、逻辑门器件、电阻及电容电子原器件组成的线性调光装置；所述的调光系统通过调节PWM调制模块的可调电阻实现脉冲宽度调制调节脉冲波占空比，调节过程中频率不变，只是脉宽发生变化。
2.根据权利要求1所述的基于PWM无色漂LED线性调光系统，其特征在于，所述的脉宽 发生变化即脉冲波占空比发生变化。
3.根据权利要求1所述的基于PWM无色漂LED线性调光系统，其特征在于，所述的调光 系统是通过调节可调电阻，改变电容充电与放电的时间常数，电容充电或放电至某值时都 将触发比较器输出状态发生翻转，改变电容充电与放电时间常数实现脉冲宽度调制进而调 节脉冲波的占空比。
4.根据权利要求1或3所述的基于PWM无色漂LED线性调光系统，其特征在于，所述的 脉冲波通过开关管驱动电路或LED驱动芯片的调光端，实现LED无色漂的线性调光。
全文摘要
本发明属半导体照明技术领域，涉及基于PWM无色漂LED线性调光系统，及基于PWM无色漂LED线性调光装置。本发明采用双二极管将电容充放电电路通道隔离实现调节可调电阻阻值时同时改变电容的充电和放电时间常数，再通过比较器及逻辑门器件输出PWM波，实现无色差线性全范围调光调光。本发明采用基本电子原器件，可对卤素灯、LED等光源进行亮度线性调节，在LED亮度调节过程中无色差无色温漂移。解决了现有技术中通过直接调节与LED串联的电阻实现调光出现色差及色漂的问题。本发明可根据需要随意地无色差线性全范围调节LED等灯的亮度，方便且节约能源。适用于室内家居照明、公共场所照明。
文档编号H05B37/02GK101925213SQ20091005300
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月12日 优先权日2009年6月12日
发明者刘克富, 刘卓, 赵海洋, 邱剑 申请人:复旦大学