专利名称：输出具有空载轻载保护和可稳定接受切相调光的led电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种切相调光电源，更具体，特别涉及一种输出具有空载轻载保护和 可稳定接受切相调光的LED电源。
背景技术：
目前，接受切相调光的一般是交流供电的大功率高热阻的白炽灯或卤素灯，是一 种发光体负载(如白炽灯炮)没有经过电路控制的直接串联接在切相调光器输出上的切相 调光，调光时，由于它们的功率大高热阻，所以调光性线度好，可实现0-100%的调光，且没 有闪烁，因此得到了广泛的应用。然而，随着科技日益发展， 一种低功耗长寿命节能LED照 明出现了，并在各个领域大面积的推广应用。但是，由于LED是属于非线性的半导体发光二 极管，它是一种只能接受恒电流控制的光源，与传统的如白炽灯的控制有着本质的区别，且 一般一颗LED的Vf电压是3V左右，由于是恒电流控制，所以在设计时一般是串联控制，因 而，不能把LED像传统的白炽灯那样直接接在切相调光的输出线上。因此，在大力推广LED 节能应用的今天，就切迫需要一种可稳定接受并兼容传统线路上的切相调光、且实现恒电 流输出，可热拔插并有效保护LED不至在这种调光下烧坏的LED电源，以配合LED的推广和 使用。 在现代照明中，切相调光的控制输出中，一般前切相调光的为可控硅调光器，后 切相调光的为晶体管调光器。由于LED照明是低电压直流供电，所以必需有个AC-DC变 换电源，得到直流后再经过恒流源驱动LED发光，如果要LED有调光功能，还得有一根调 光线，以用此根调光端接受调光信息的控制。如何在只有两根输出线的切相调光的控制 系统中取出调光信息同时又给LED供电呢？美国TI公司、NS公司和荷兰飞利蒲公司分 别推出了 SN0901026, LM3445, SSL2101芯片，实现了可控硅的前切相LED调光；专利号为 200820213150.0也实现了 LED的调光。但上述方法都存在着电源功率小，电源效率低(效 率都在80%以下)，特别是专利号为200820213150. 0的方法中，还在电源上加了电阻假负 载，效率就更低了 ；调光角度低时存在着明显的闪烁现象；在过EMI和EMC时存在着很多无 法解决的问题。同时，由于上述电路中，恒流源空载时，输出电压是很高的，没有设计LED空 载或轻载的保护，在热拔插的情况下，非常容易烧坏LED。因而，上述方案在LED调光控制上 不好推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种输出具有空载轻载保护和可稳定接受切相调光的LED 电源，通过电容阵输出控制电路去控制可控容量的电容阵，配合由NTC热敏电阻组成的平 衡电阻，使电源功率与滤波电容成一定的正比例关系，让切相调光器进入完好的切相状态， 通过调光信号检测电路，产生调光信号去控制LED恒流源，实现LED电源高稳定度高效率宽 调光范围的LED调光，恒流电源输出设置过压欠压检测电路，实现LED热拔插和空载轻载保 护。
本发明的技术方案是 所述一种输出具有空载轻载保护和可稳定接受切相调光的LED电源，它包括切 切相调光器(2)，平衡电阻(3)，高压调光信号检测电路(4)，可控容量的电容阵(5)，系统 电源(6)，低压调光信号检测电路(7)，电压-P丽转换电路①(8)，输出过压欠压保护电路 (9)，电压或P丽调光恒流源①(11)，电压或P丽调光恒流源②(12)，电压或P丽调光恒流 源③(13)，电容阵输出控制电路(14)，电压-P丽转换电路②(15);
其中( — )、所述的电压一P丽转换电路①(8)和输出过压欠压保护电路(9)可合并组 成电压-P丽转换和输出过压欠压保护电路(10)， 在(一)所述的电压-P丽转换和输出过压欠压保护电路，所包括的MCU U2 ATtinyl3接收低压调光信号检测电路和电压或P丽调光恒流源送进来的信息电压，并根据 固化在其内部的软件进行AD转换并作相应处理送出P丽调光信号和过压欠压保护控制信 号； (二)、所述的电容阵输出控制电路(14)和电压一P丽转换电路②(15)可合并组 成电容阵输出控制和电压-P丽转换电路(16)， 在(二)所述的电容阵输出控制和电压-P丽转换电路，所包括的MCU U3 ATtinyl3 接收高压调光信号检测电路送进来的信息电压，MCU U3 ATtinyl3根据固化在其内部的软 件进行AD转换并作相应处理送出P丽调光信号和电容阵输出控制信号；
其连接关系交流市电输入(1)经切相调光器(2)输出与平衡电阻(3)连接，平衡 电阻(3)输出分别与高压调光信号检测电路(4)、可控容量的电容阵(5)、系统电源(6)连 接，高压调光信号检测电路(4)检测到的调光信号分别送电压-P丽转换电路②(15)和电 容阵输出控制电路(14)，电压-P丽转换电路②(15)输出的P丽调光信号送电压或P丽调 光恒流源③(13)，电容阵输出控制电路(14)输出与可控容量的电容阵(5)相连，系统电源 (6)分别给电压4丽转换电路 (8)，输出过压欠压保护电路(9)，电压或P丽调光恒流源 ①(11)，电压或P丽调光恒流源②(12)，电压或P丽调光恒流源③(13)，电容阵输出控制电 路(14)，电压-P丽转换电路②(15)供电，向系统电源(6)隔离输出端取出的调光信号通 向低压调光信号检测电路(7)，低压调光信号检测电路(7)输出调光电压分别送电压或P丽 调光恒流源①(11)、电压-P丽转换电路①(8)，电压-P丽转换电路①(8)输出的P丽调光 信号送电压或P丽调光恒流源②(12)，电压或P丽调光恒流源①(11)的LED+端与输出过 压欠压保护电路(9)相连，输出过压欠压保护电路(9)输出反馈连接到系统电源(6)上；
控制步骤为 (a)、高压调光信号检测电路检测的与输入的切相电压成一定比例的电压一路送
给电容阵输出控制电路，电容阵输出控制电路根据切相的情况，去控制可控容量的电容阵，
使可控容量的电容阵电容容量的大小与负载功率的大小成正比，并与平衡电阻配合，进而
实现使切相调光器进入完好的调光切相状态和电源高功率因素的控制，另一路电压送电
压-P丽转换电路②，此电压在此被转换成与切相电压成一定比例的P丽调光信号，此P丽
调光信号去控制电压或P丽调光恒流源③，进而实现LED的P丽调光； (b)、从系统电源低压隔离输出端取出正比于切相调光电压占空比的调光信息经
低压调光信号检测电路检测出的电压一路送电压-P丽转换电路①，此电压在此被转换成与切相电压成一定比例的P丽调光信号，此P丽调光信号去控制电压或P丽调光恒流源②，
进而实现LED的P丽调光，另一路送电压或P丽调光恒流源①，电压或P丽调光恒流源①根
据此电压输出正比于切相电压的电流去驱动LED，进而实现LED的电压调光； (c)、从任意一组恒流源输出取出电压，送到输出过压欠压保护电路，输出过压欠
压保护电路根据设置反馈至系统电源，将电源控制芯片的工作电压锁死，实现对LED的保护。 所述的可控容量的电容阵(5)，包括场效应管Ql Q4，电容C3 C5，电阻R8 R9。 所述的低压调光信号检测电路(7)，包括电阻R25 R27，电容C16 C17，稳压二 极管ZD3 ZD4、二极管D6 ; 二极管D6从主电源的整流二极管D5的正极引出调光信号，二极管D6与电容C17 组成检波电路，检出与切相调光电压的占空比成一定关系的调光信息，调光信息一路经电 阻R26与稳压二极ZD4串联组成非线性取样电路，另一路调光信息经电阻R25限流，两路 调光信息同时汇合进入由稳压二极管ZD3稳压，电阻R27分压，电容C16滤波得到0. 5V 2. 5V的调光电压，O. 5V 2. 5V的调光电压一路送电压-P丽转换电路①(8)，电压-P丽转 换电路①(8)输出P丽调光信号送电压或P丽调光恒流源②(12);另一路调光电压送电压 或P丽调光恒流源①(11)，实现LED的电压调光和P丽调光。 所述的电压或P丽调光恒流源①(11)，包括电阻R54，电容C21，电感L2，二极管 D13，LED D15和可接受电压调光或P丽调光的恒流驱动芯片IC15 PAM2862。
所述的系统电源(6)，包括隔离二极管D2、电源控制芯片IC3 FAN7527，电源控制 芯片IC3也可以是L6561、L6562、NCP1606、TDA4863、FAN7530。 所述的平衡电阻(3)，包括电阻NTC1、NTC2，电阻NTC1、NTC2的取值在5 300欧 姆之间。 所述的电容阵输出控制电路(14)，包括电阻R1 R4、 R31 R35，四运放LM324， 三端稳压IC5LM7805。 所述的输出过压欠压保护电路(9)，包括电阻R37 R46，电容C18，可控硅Q6，光 耦IC9，二极管D8 D9，和带基准电压比较器的运放IC10 TL103 ; 电阻R45、 R46为过压检测电阻，电阻R43、 R44为欠压检测电阻，可控硅Q6的阳极 接系统电源控制芯片FAN7527的VCC端脚8，阴极接地，接控制极的电阻R37、电容C18连接 到地，R38到IC9光耦，欠压、过压控制信号分别从TL103的脚1、脚7送出，可控硅Q6接收 到过压欠压保护信号时将FAN7527的VCC端脚8拉到地将其锁死，实现过压欠压保护。
所述的电压-P丽转换和输出过压欠压保护电路(10)，固化在MCU U2 ATtinyl3的 控制程序包括A/D检测程序模块(17)、主控程序模块(18)、输出控制程序模块(19);
A/D检测程序模块(17)与主控程序模块(18)连接，主控程序模块(18)通向输出 控制程序模块(19)。 所述的电容阵输出控制和电压-P丽转换电路(16)，固化在MCU U3 ATtinyl3的控 制程序包括A/D检测程序模块(20)、主控程序模块(21)、输出控制程序模块(22) 、 A/D检 测数据处理程序模块(23)、电容阵控制输出程序模块(24); A/D检测程序模块(20)与主控程序模块(21)相连，主控程序模块(21)分别通向输出控制程序模块(22) 、A/D检测数据处理程序模块(23) ，A/D检测数据处理程序模块(23) 通向电容阵控制输出程序模块(24)。
发明的效果 1、实现了 LED照明在传统调光线路上的调光。 2、电源效率高，可实现大功率设计。 3、调光控制线性好，低亮度不闪烁。 4、解决了 LED恒流源空载轻载时热拔插的保护。
图1是本发明电路原理框图。 图2是本发明由模拟电路控制的调光电路原理图。
图3是本发明MCU微处理器控制的调光电路原理图。
图4是本发明市固化在MCU U2A Ttinyl3控制程序模块框图。
图5是本发明市固化在MCU U3A Ttinyl3控制程序模块框图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明进一步说明。 如图l所示，是本发明电路原理框图，它包括切相调光器(2)，平衡电阻(3)，高压 调光信号检测电路(4)，可控容量的电容阵(5)，系统电源(6)，低压调光信号检测电路(7)， 电压-P丽转换电路①(8)，输出过压欠压保护电路(9)，电压或P丽调光恒流源①(11)，电 压或P丽调光恒流源②(12)，电压或P丽调光恒流源③(13)，电容阵输出控制电路(14)，电 压-P丽转换电路②(15);
其中( — )、所述的电压一P丽转换电路①(8)和输出过压欠压保护电路(9)可合并组 成电压-P丽转换和输出过压欠压保护电路(10)， 在(一)所述的电压-P丽转换和输出过压欠压保护电路，所包括的MCU U2 ATtinyl3接收低压调光信号检测电路和电压或P丽调光恒流源送进来的信息电压，并根据 固化在其内部的软件进行AD转换并作相应处理送出P丽调光信号和过压欠压保护控制信 号； (二)、所述的电容阵输出控制电路(14)和电压一P丽转换电路②(15)可合并组 成电容阵输出控制和电压-P丽转换电路(16)， 在(二)所述的电容阵输出控制和电压-P丽转换电路，所包括的MCU U3 ATtinyl3 接收高压调光信号检测电路送进来的的信息电压，MCU U3 ATtinyl3根据固化在其内部的 软件进行AD转换并作相应处理送出P丽调光信号和电容阵输出控制信号；
其连接关系交流市电输入(1)经切相调光器(2)输出与平衡电阻(3)连接，平衡 电阻(3)输出分别与高压调光信号检测电路(4)、可控容量的电容阵(5)、系统电源(6)连 接，高压调光信号检测电路(4)检测到的调光信号分别送电压-P丽转换电路②(15)和电 容阵输出控制电路(14)，电压-P丽转换电路②(15)输出的P丽调光信号送电压或P丽调 光恒流源③(13)，电容阵输出控制电路(14)输出与可控容量的电容阵(5)相连，系统电源(6)分别给电压4丽转换电路 (8)，输出过压欠压保护电路(9)，电压或P丽调光恒流源 ①(11)，电压或P丽调光恒流源②(12)，电压或P丽调光恒流源③(13)，电容阵输出控制电 路(14)，电压-P丽转换电路②(15)供电，向系统电源(6)隔离输出端取出的调光信号通 向低压调光信号检测电路(7)，低压调光信号检测电路(7)输出调光电压分别送电压或P丽 调光恒流源①(11)、电压-P丽转换电路①(8)，电压-P丽转换电路①(8)输出的P丽调光 信号送电压或P丽调光恒流源②(12)，电压或P丽调光恒流源①(11)的LED+端与输出过 压欠压保护电路(9)相连，输出过压欠压保护电路(9)输出反馈连接到系统电源(6)上；
控制步骤为 (a)、高压调光信号检测电路检测的与输入的切相电压成一定比例的电压一路送
给电容阵输出控制电路，电容阵输出控制电路根据切相的情况，去控制可控容量的电容阵，
使可控容量的电容阵电容容量的大小与负载功率的大小成正比，并与平衡电阻配合，进而
实现使切相调光器进入完好的调光切相状态和电源高功率因素的控制，另一路电压送电
压-P丽转换电路②，此电压在此被转换成与切相电压成一定比例的P丽调光信号，此P丽
调光信号去控制电压或P丽调光恒流源③，进而实现LED的P丽调光； (b)、从系统电源低压隔离输出端取出正比于切相调光电压占空比的调光信息经
低压调光信号检测电路检测出的电压一路送电压-P丽转换电路①，此电压在此被转换成
与切相电压成一定比例的P丽调光信号，此P丽调光信号去控制电压或P丽调光恒流源②，
进而实现LED的P丽调光，另一路送电压或P丽调光恒流源①，电压或P丽调光恒流源①根
据此电压输出正比于切相电压的电流去驱动LED，进而实现LED的电压调光； (c)、从任意一组恒流源输出取出电压，送到输出过压欠压保护电路，输出过压欠
压保护电路根据设置反馈至系统电源，将电源控制芯片的工作电压锁死，实现对LED的保护。 图2是本发明由模拟电路控制的调光电路原理图。 如图所示，它主要包括切相调光器(2)，平衡电阻(3)，高压调光信号检测电路 (4)，可控容量的电容阵(5)，系统电源(6)，低压调光信号检测电路(7)，电压-P丽转换电路
① (8)，输出过压欠压保护电路(9)，电压或P丽调光恒流源①(ll)，电压或P丽调光恒流 源②(12)，电压或P丽调光恒流源③(13)，电容阵输出控制电路(14)，电压-P丽转换电路
② (15)。 图中，切相调光器(2)送来的调光电压进入平衡电阻(3)，平衡电阻(3)的NTC1、 NTC2取值在5 300欧姆之间，为实现更大的电源输出功率，电阻NTC1、NTC2取负温度特性 的热敏电阻比较理想，因为当电源功率增大时，流过NTC1、 NTC2电流增大，所以NTC1、 NTC2 发热，进而使NTC1、 NTC2的电阻值减小，反之增大。这样NTC1、 NTC2就与电源功率保持一 个热平衡，同时使切相调光器特别是可控硅调光器处于一个正常的切相状态，起到了平衡 电压波形、缓冲的作用，为高压调光信号检测电路(4)准确检测调光信号做准备。由于切相 调光器特别是可控硅调光器需要一定的电流维持才能正常导通，当从平衡电阻(3)出来的 调光电压经电容Cl作高频交流滤波后进入整流桥BRIDGE1，由于整流桥BRIDGE1是非线性 器件，如果电源功率过低，同时，整流桥后有比较大滤波电容存在，那么输出的电压波形将 是畸形的，高压调光信号检测电路(4)将无法正常检测到调光信号，但是，如果没有滤波电 容，那么将无法过EMI 、EMC，所以经整流桥BRIDGE 1整流后的电路引入了可控容量的电容阵
9(5)，所述的可控容量的电容阵包括场效应管Ql Q4，电容C3 C5，电阻R8 R9，当电源 功率大时，Ql导通，电容C3作用，同理，电容C4受控于Q2，电容C5与电阻R8、 R9搭配受控 于Q3、Q4，使经整流桥BRIDGE1整流后的滤波电容容量递增于电源的输出功率。可控容量的 电容阵(5)受控于电容阵输出控制电路(14)，并与平衡电阻(3)配合，使切相调光器(2)在 任何时刻都处于正常的切相状态。由于切相调光器(2)处于正常的切相状态下，在由二极 管D1、电阻R5 R7、稳压二极管ZD1 ZD2、电容C2组成高压调光信号检测电路(4)中，将 输出0. 5V 2. 5V高度平滑的非线性电压，非线性电压一路送由电阻R1 R4、R31 R35、 四运放LM324，三端稳压IC5LM7805组成的电容阵输出控制电路(14)，电容阵输出控制电路 (14)依此非线性电压给可控容量的电容阵(5)送去电容容量控制信号。由于滤波电容可 控，系统电源为PFC单级控制模式的电源，所以将大大提高了系统电源(7)的功率因素。所 述的系统电源(6)，包括隔离二极管D2、电源控制芯片IC3 FAN7527，电源控制芯片IC3也可 以是L6561、 L6562、 NCP1606、 TDA4863、 FAN7530等PFC电源芯片。非线性电压的另一路送 由运放LM393，电阻R28 R30、 R56、 R36，电容C23，二极管D7组成的电压一P丽转换电路 ②(15)，电压一P丽转换电路②(15)输出P丽调光信号的占空比与O. 5V 2. 5V电压对应 递增，此P丽调光信号经电阻R57、光耦IC11送到电压或P丽调光恒流源③(13)。由于恒 流源开路时也就是空载时，输出电压是最高的，基本上是恒流源的工作电压。在设计恒流源 时，为了减少恒流源的纹波电流对LED的冲击，一般输出都接有滤波电容，如C21。假设恒流 源的工作电压是24V，一颗白光LED的Vf约为3. 2V， LED串联工作，那么有
24V + 3. 2V/颗"7颗 可驱动1 7颗LED，没有接上LED时给电源上电，电源是空载的，此时C21是充满 电的，也就是电容C21两端电压为24V，由于LED是并联接在电容C21上的，如果此时接上 1 7颗LED， LED最高电压为3. 2V/颗X7颗二 22. 4V，因LED是非线性半导体，这样热拔 插对LED冲击是很大的，C21容量越大，接上LED的个数越少冲击就越大，并有烧坏LED的可 能；如果24V供电的LED恒流源只驱动一个LED,那么输出的电压为3. 2V，虽然恒流源用P丽 技术控制，但3. 2V离24V大远，所以LED恒流源的效率还是很低的。在现有的电子技术中， 有些LED恒流电源是没有经过二次恒流驱动LED的，而是直接驱动，用光耦反馈控制输出电 流，从原理上，这种设计，LED两端的电压与给控制恒流芯片供电的电压是成正比关系的，当 接上LED的个数过少，或正常接上一定合理数量的LED，但因某些原因烧坏了一些(大多数 大功率的LED烧坏时， 一般是短路的)，那么输出的电压就变小，这样就造成给控制电源的 芯片供电的电压低过而无法正常启动，如启动_电压不足关闭_启动_电压不足关闭，这 样就造成LED出现频繁闪烁现象。LED恒流电源功率P = I (恒定)XV， V是由LED的Vf值 乘以LED个数决定的，所以一般LED电源，接的LED数量越多，功率越大，上述的闪烁现象， 在LED恒流电源设计中，叫轻载闪烁。为了解决空载热拔插烧坏LED和轻载效率过低、轻载 闪烁现象，这里引入输出过压欠压保护电路技术。在此，过压是空载、欠压是轻载之意。图 中的输出过压欠压保护电路(9)，包括电阻R37 R46，电容C18，可控硅Q6，光耦IC9，二极 管D8 D9，和带基准电压比较器的运放IC10TL103 ;电阻R45、 R46为过压检测电阻，电阻 R43、R44为欠压检测电阻，可控硅Q6的阳极接系统电源控制芯片FAN7527的VCC端脚8，阴 极接地，接控制极的电阻R37、电容C18连接到地，R38到IC9光耦，欠压、过压控制信号分别 从TL103的脚1、脚7送出，可控硅Q6接收到过压欠压保护信号时将FAN7527的VCC端脚8拉到地将其锁死，实现过压欠压保护，锁死后所有的电路停止工作，只有重新复位电源才能 正常工作了。输出的恒流源中，电压或P丽调光恒流源①(11)，包括电阻R54，电容C21，电 感L2，二极管D13， LED D15和可接受电压调光或P丽调光的恒流驱动芯片IC15 PAM2862。 IC15 PAM2862可接受P丽调光，同时也可以接受O. 5V 2. 5V的电压调光。同理，电压或 P丽调光恒流源②(12)、电压或P丽调光恒流源③(13)与电压或P丽调光恒流源①(11)是 一样的原理。低压调光信号检测电路(7)，包括电阻R25 R27，电容C16 C17，稳压二极 管ZD3 ZD4， 二极管D6 ;二极管D6从主电源的整流二极管D5的正极引出调光信号，二极 管D6与电容C17组成检波电路，检出与切相调光电压的占空比成一定关系的调光信息，调
光信息一路经电阻R26与稳压二极ZD4串联组成非线性取样电路，另一路调光信息经电阻 R25限流，两路调光信息同时汇合进入由稳压二极管ZD3稳压，电阻R27分压，电容C16滤波 得到0. 5V 2. 5V的调光电压，O. 5V 2. 5V的调光电压一路送电压4丽转换电路 (8)， 电压-P丽转换电路①(8)输出P丽调光信号送电压或P丽调光恒流源②(12);另一路调 光电压送电压或P丽调光恒流源①(11)，实现LED的电压调光和P丽调光。从原理来看，电 压-P丽转换电路②(15)与电压-P丽转换电路①(8)是同样的原理，高压调光信号检测电 路(4)与低压调光信号检测电路(7)是同样的原理。
图3是本发明MCU微处理器控制的调光电路原理图。 如图所示，它主要包括切相调光器(2)，平衡电阻(3)，高压调光信号检测电路 (4)，可控容量的电容阵(5)，系统电源(6)，低压调光信号检测电路(7)，电压-P丽转换和输 出过压欠压保护电路(10)，电压或P丽调光恒流源①(11)，电压或P丽调光恒流源②(12)， 电压或P丽调光恒流源③(13)，电容阵输出控制和电压-P丽转换电路(16);
从图中可知，它的工作基本原理与图2大体是相同的，不同的是
( — )、图2所述的电压一P丽转换电路①(8)和输出过压欠压保护电路(9)可合 并组成电压-P丽转换和输出过压欠压保护电路(IO)，即用一个MCU U2 ATtinyl3，结合固 化在里面的控制程序，代替电压一P丽转换电路①(8)和输出过压欠压保护电路(9)，它包 括电阻R37 R39、R41、R43 R44，稳压IC14 LM7805和单片机U2 ATtinyl3，电容C18，可 控硅Q6，光耦IC9，二极管D8 ;电压-P丽转换和输出过压欠压保护电路的MCU U2 ATtinyl3 接收低压调光信号检测电路和电压或P丽调光恒流源送进来的信息电压，并根据固化在其 内部的软件进行AD转换并作相应处理送出P丽调光信号和过压欠压保护控制信号；
(二)、图2所述所述的电容阵输出控制电路(14)和电压一P丽转换电路②(15) 可合并组成电容阵输出控制和电压-P丽转换电路(16)，即用一个MCU U3 ATtinyl3，结合 固化在里面的控制程序，代替电容阵输出控制电路(14)和电压一P丽转换电路②(15)，它 包括稳压IC5LM7805，单片机U3 ATtinyl3 ;电容阵输出控制和电压-P丽转换电路中的MCU U3ATtinyl3接收高压调光信号检测电路送进来的信息电压，并根据固化在其内部的软件进 行AD转换并作相应处理送出P丽调光信号和电容阵输出控制信号。
图4是本发明市固化在MCU U2 ATtinyl3控制程序模块框图。
所述的电压-P丽转换和输出过压欠压保护电路(10)，固化在MCU U2 ATtinyl3的 控制程序包括A/D检测程序模块(17)、主控程序模块(18)、输出控制程序模块(19);
A/D检测程序模块(17)与主控程序模块(18)连接，主控程序模块(18)通向输出 控制程序模块(19)。
图5是本发明市固化在MCU U3 ATtinyl3控制程序模块框图。
所述的电容阵输出控制和电压-P丽转换电路(16)，固化在MCU U3 ATtinyl3的控 制程序包括A/D检测程序模块(20)、主控程序模块(21)、输出控制程序模块(22) 、 A/D检 测数据处理程序模块(23)、电容阵控制输出程序模块(24); A/D检测程序模块(20)与主控程序模块(21)相连，主控程序模块(21)分别通向 输出控制程序模块(22) 、A/D检测数据处理程序模块(23) ，A/D检测数据处理程序模块(23) 通向电容阵控制输出程序模块(24)。 虽然本发明已参照上述的实施例来描述，但仅是本发明的说明优例，电子方面的 技术人员应理解其中可作各变化和修改而在广义上没有脱离本发明，对以上所述实施的变 化变形或修改都将落入本发明权利要求的保护范围。
权利要求
一种输出具有空载轻载保护和可稳定接受切相调光的LED电源，它包括切切相调光器(2)，平衡电阻(3)，高压调光信号检测电路(4)，可控容量的电容阵(5)，系统电源(6)，低压调光信号检测电路(7)，电压-PWM转换电路①(8)，输出过压欠压保护电路(9)，电压或PWM调光恒流源①(11)，电压或PWM调光恒流源②(12)，电压或PWM调光恒流源③(13)，电容阵输出控制电路(14)，电压-PWM转换电路②(15)；其中(一)、所述的电压--PWM转换电路①(8)和输出过压欠压保护电路(9)可合并组成电压-PWM转换和输出过压欠压保护电路(10)，在(一)所述的电压-PWM转换和输出过压欠压保护电路，所包括的MCU U2 ATtiny13接收低压调光信号检测电路和电压或PWM调光恒流源送进来的信息电压，并根据固化在其内部的软件进行AD转换并作相应处理送出PWM调光信号和过压欠压保护控制信号；(二)、所述的电容阵输出控制电路(14)和电压--PWM转换电路②(15)可合并组成电容阵输出控制和电压-PWM转换电路(16)，在(二)所述的电容阵输出控制和电压-PWM转换电路，所包括的MCU U3 ATtiny13接收高压调光信号检测电路送进来的信息电压，MCU U3 ATtiny13根据固化在其内部的软件进行AD转换并作相应处理送出PWM调光信号和电容阵输出控制信号；其连接关系交流市电输入(1)经切相调光器(2)输出与平衡电阻(3)连接，平衡电阻(3)输出分别与高压调光信号检测电路(4)、可控容量的电容阵(5)、系统电源(6)连接，高压调光信号检测电路(4)检测到的调光信号分别送电压-PWM转换电路②(15)和电容阵输出控制电路(14)，电压-PWM转换电路②(15)输出的PWM调光信号送电压或PWM调光恒流源③(13)，电容阵输出控制电路(14)输出与可控容量的电容阵(5)相连，系统电源(6)分别给电压-PWM转换电路①(8)，输出过压欠压保护电路(9)，电压或PWM调光恒流源①(11)，电压或PWM调光恒流源②(12)，电压或PWM调光恒流源③(13)，电容阵输出控制电路(14)，电压-PWM转换电路②(15)供电，向系统电源(6)隔离输出端取出的调光信号通向低压调光信号检测电路(7)，低压调光信号检测电路(7)输出调光电压分别送电压或PWM调光恒流源①(11)、电压-PWM转换电路①(8)，电压-PWM转换电路①(8)输出的PWM调光信号送电压或PWM调光恒流源②(12)，电压或PWM调光恒流源①(11)的LED+端与输出过压欠压保护电路(9)相连，输出过压欠压保护电路(9)输出反馈连接到系统电源(6)上；控制步骤为(a)、高压调光信号检测电路检测的与输入的切相电压成一定比例的电压一路送给电容阵输出控制电路，电容阵输出控制电路根据切相的情况，去控制可控容量的电容阵，使可控容量的电容阵电容容量的大小与负载功率的大小成正比，并与平衡电阻配合，进而实现使切相调光器进入完好的调光切相状态和电源高功率因素的控制，另一路电压送电压-PWM转换电路②，此电压在此被转换成与切相电压成一定比例的PWM调光信号，此PWM调光信号去控制电压或PWM调光恒流源③，进而实现LED的PWM调光；(b)、从系统电源低压隔离输出端取出正比于切相调光电压占空比的调光信息经低压调光信号检测电路检测出的电压一路送电压-PWM转换电路①，此电压在此被转换成与切相电压成一定比例的PWM调光信号，此PWM调光信号去控制电压或PWM调光恒流源②，进而实现LED的PWM调光，另一路送电压或PWM调光恒流源①，电压或PWM调光恒流源①根据此电压输出正比于切相电压的电流去驱动LED，进而实现LED的电压调光；(c)、从任意一组恒流源输出取出电压，送到输出过压欠压保护电路，输出过压欠压保护电路根据设置反馈至系统电源，将电源控制芯片的工作电压锁死，实现对LED的保护。
2. 根据权利要求1所述的一种输出具有空载轻载保护和可稳定接受切相调光的LED电 源，其特征在于所述的可控容量的电容阵(5)，包括场效应管Ql Q4，电容C3 C5，电阻R8 R9。
3. 根据权利要求1所述的一种输出具有空载轻载保护和可稳定接受切相调光的LED电 源，其特征在于所述的低压调光信号检测电路(7)，包括电阻R25 R27，电容C16 C17，稳压二极管 ZD3 ZD4、二极管D6 ;二极管D6从主电源的整流二极管D5的正极引出调光信号，二极管D6与电容C17组成 检波电路，检出与切相调光电压的占空比成一定关系的调光信息，调光信息一路经电阻R26 与稳压二极ZD4串联组成非线性取样电路，另一路调光信息经电阻R25限流，两路调光信 息同时汇合进入由稳压二极管ZD3稳压，电阻R27分压，电容C16滤波得到0. 5V 2. 5V的 调光电压，O. 5V 2. 5V的调光电压一路送电压_ 丽转换电路 (8)，电压-P丽转换电路 ①(8)输出P丽调光信号送电压或P丽调光恒流源②(12);另一路调光电压送电压或P丽 调光恒流源①(11)，实现LED的电压调光和P丽调光。
4. 根据权利要求1所述的一种输出具有空载轻载保护和可稳定接受切相调光的LED电 源，其特征在于所述的电压或P丽调光恒流源①(11)，电阻R54，电容C21，电感L2，二极管D13， LED D15和可接受电压调光或P丽调光的恒流驱动芯片IC15 PAM2862。
5. 根据权利要求1所述的一种输出具有空载轻载保护和可稳定接受切相调光的LED电 源，其特征在于所述的系统电源(6)，包括隔离二极管D2、电源控制芯片IC3 FAN7527，电源控制芯片 IC3也可以是L6561、L6562、NCP1606、TDA4863、FAN7530。
6. 根据权利要求1所述的一种输出具有空载轻载保护和可稳定接受切相调光的LED电 源，其特征在于所述的平衡电阻(3)，包括电阻NTC1、NTC2，电阻NTC1、NTC2的取值在5 300欧姆之间。
7. 根据权利要求1所述的一种输出具有空载轻载保护和可稳定接受切相调光的LED电 源，其特征在于所述的电容阵输出控制电路(14)，包括电阻R1 R4、 R31 R35，四运放LM324，三端 稳压IC5 LM7805。
8. 根据权利要求1所述的一种输出具有空载轻载保护和可稳定接受切相调光的LED电 源，其特征在于所述的输出过压欠压保护电路(9)，包括电阻R37 R46，电容C18，可控硅Q6，光耦 IC9，二极管D8 D9，和带基准电压比较器的运放IC10 TL103 ;电阻R45、 R46为过压检测电阻，电阻R43、 R44为欠压检测电阻，可控硅Q6的阳极接系 统电源控制芯片FAN7527的VCC端脚8，阴极接地，接控制极的电阻R37、电容C18连接到地，R38到IC9光耦，欠压、过压控制信号分别从TL103的脚1、脚7送出，可控硅Q6接收到过压 欠压保护信号时将FAN7527的VCC端脚8拉到地将其锁死，实现过压欠压保护。
9. 根据权利要求1所述的一种输出具有空载轻载保护和可稳定接受切相调光的LED电 源，其特征在于所述的电压-P丽转换和输出过压欠压保护电路(IO)，固化在MCU U2 ATtinyl3的控制 程序包括A/D检测程序模块(17)、主控程序模块(18)、输出控制程序模块(19);A/D检测程序模块(17)与主控程序模块(18)连接，主控程序模块(18)通向输出控制 程序模块(19)。
10. 根据权利要求1所述的一种输出具有空载轻载保护和可稳定接受切相调光的LED 电源，其特征在于所述的电容阵输出控制和电压-P丽转换电路(16)，固化在MCU U3 ATtinyl3的控制程 序包括A/D检测程序模块(20)、主控程序模块(21)、输出控制程序模块(22) 、 A/D检测数 据处理程序模块(23)、电容阵控制输出程序模块(24);A/D检测程序模块(20)与主控程序模块(21)相连，主控程序模块(21)分别通向输出 控制程序模块(22)、A/D检测数据处理程序模块(23) ， A/D检测数据处理程序 块(23 )通 向电容阵控制输出程序模块(24)。
全文摘要
本发明公开了输出具有空载轻载保护和可稳定接受切相调光的LED电源，它包括平衡电阻，高压调光信号检测电路，可控容量的电容阵，系统电源，低压调光信号检测电路，电压-PWM转换电路，输出过压欠压保护电路，电压或PWM调光恒流源，电容阵输出控制电路；通过电容阵输出控制电路去控制可控容量的电容阵，配合由NTC热敏电阻组成的平衡电阻，使电源功率与滤波电容成一定的正比例关系，让切相调光器进入完好的切相状态，通过调光信号检测电路，产生调光信号去控制LED恒流源，实现LED电源LED调光，恒流电源输出设置过压欠压检测电路，实现LED热拔插和空载轻载保护，在LED调光方面有很大的应用前景。
文档编号H05B37/02GK101790269SQ201010120820
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月10日 优先权日2010年3月10日
发明者李福南 申请人:李福南