专利名称：低压直流集中供电led恒流源线性调光电路及调光方法
技术领域：
本发明属于半导体照明应用领域，涉及ー种低压直流集中供电LED恒流源的便捷调光方法及调光电路。
背景技术：
LED灯由于具有发光效率高、节电效果明显、寿命长、无污染、抗震动等显著优点，已日益受到世界各国的重视，有望在不久的将来取代传统的各种照明灯具。在LED照明中加入调光功能可以达到大幅节能的效果，其应用市场很有前景。LED在低发光亮度时通过LED的正向电流较小，在相关回路电阻成分上损耗降低，因此，LED调光时的发光效率会提高。LED照明调光不仅节能，还可以改变空间视觉效果，从而影响人的 行为模式。目前常见的LED调光方法中，比较多采用通过直接调节与LED相串联电阻的阻值来实现调光，如中国专利文献CN201805598U所述用可调变阻器调光，这样在调光时不仅会造成不必要的电阻功耗，而且需要逐个电路调节，控制起来比较麻烦，也不利于集中供电控制。一些靠增加开关管和控制电路，通过调光控制信号来实现PWM调光的方式，成本过高，而且需要较复杂的控制程序，对低压直流供电的LED电源系统显得大材小用了。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，无需改变硬件电路电阻值，提供低压直流集中供电LED恒流源线性调光电路及调光方法。本发明在LED调光稳定时流过恒定电流，确保LED发光稳定，保证LED长寿命，通过调节输入电压线性改变LED供电电流的大小，可调节LED的光输出量，实现方式简单，无需外加调光信号，发光效率更高。本发明通过如下技术方案实现低压直流集中供电LED恒流源线性调光电路，包括直流供电电源模块和分别与直流供电电源模块连接的N个恒流调光模块，每个恒流调光模块的输出端用于连接负载，所述N个恒流调光模块的结构相同但其中各元件的參数由负载确定，其输入端与直流供电电源模块的正输出端相连，直流供电电源模块的负输出端接地。所述恒流调光模块包括线性调光电路、采样电路和开关稳压器，所述线性调光电路包括第一电阻R1和第二电阻R2，直流供电电源模块的输出端经ー个限流电阻或者直接与开关稳压器的Vin端相连，直流供电电源模块的输出端还经第一电阻R1与开关稳压器的參考给定端Vref相连，第二电阻R2则连接在參考给定端Vref与地之间；所述采样电路与LED负载串联，采样电路的端电压作为开关稳压器中电压比较器的反馈电压VFB;所述开关稳压器的Vrat端与LED负载相连。所述开关稳压器包括恒流控制芯片。上述采用电路为采样电阻R3。上述开关稳压器是一种常见的保持电压恒定的开关控制电路，其中Vin、Vref, Vout,Vfb分别为该电路的电压输入端、电压比较參考给定端、电压输出端、电压比较反馈输入端。稳压器通过将反馈输入端电压Vfb与參考给定端电压VMf比较，控制开关管的通断，以保证反馈输入电压Vfb的恒定，且等于给定的參考电压VMf。一般根据输入电压范围和实际应用选择升压或降压类型的开关稳压器，在稳压器參考给定端电压VMf不变的情况下，无论输入电压如何变化，电压输出端的电压都保持不变。低压直流集中供电LED恒流源线性调光电路的调光方法，通过开关稳压器保持采样电路的端电压恒定，从而实现与采样电路串联的LED负载的恒流，即Vfb恒定吋，しD=VFB/R3也恒定；通过改变输入电压值Vin线性改变开关稳压器电压比较器中的给定參考电压
Vref,即匕/=^^匕，从而改变了采样电阻稳压的给定值，进而实现LED灯亮度调节。与现有技术相比，本发明具有如下优点无需要増加开关管和控制电路，无需外加调光信号，也无需通过改变电路结构或使用可调电阻来调光，其实现方式简单，调节方便，只需调节输入电压就可以实现调光，降低了电路功耗，发光效率高，可移植性强，而且能保证调光后LED电流恒定，保证了 LED的发光稳定和长寿命。这种低压直流集中供电LED恒流源线性调光方法可以广泛应用在100V以下的低压LED集中供电系统中。
图I为实施方式中低压直流集中供电LED恒流源线性调光电路结构框图。图2为基于LM3409恒流芯片的低压直流集中供电LED恒流线性调光电路图。图3为本发明实施方式中的输入电压ー输出电流关系曲线。图4a 图4c为实施方式中工作在线性调光区时的不同输入电压和输出电流的波形。图5a和图5b为实施方式中工作在高压恒流区时的不同输入电压和输出电流的波形。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施作进ー步描述，但本发明的实施和保护不限于此。低压直流集中供电LED恒流源线性调光电路结构框图如图I所示，其中包括直流供电电源模块和分别与直流供电电源模块连接的N个恒流调光模块(N > I)，每个恒流调光模块的输出端用于连接负载，恒流调光模块的输入端均与直流供电电源模块的正输出端相连，直流供电电源模块的负输出端接地。N个恒流调光模块的结构相同但其中各元件的參数由负载确定，在确定负载大小后，选择符合负载要求的恒流控制芯片，然后根据芯片和负载的參数确定图中各电阻(Rl、R2、R3)的值，根据しd=Vfb/R3计算采样R3，其中Imi为负载所需的恒流值，Vfb为芯片内部反馈电压的给定标准值，第一电阻R1和第二电阻R2组成的分
压器用于比例缩小输入电压Vin的值，根据
权利要求
1.低压直流集中供电LED恒流源线性调光电路，其特征在于包括直流供电电源模块(A)和分别与直流供电电源模块(A)连接的N个恒流调光模块(B1In),每个恒流调光模块的输出端用于连接负载；所述N个恒流调光模块(B1In)的结构相同但其中各元件的參数由负载确定，每个恒流调光模块的输入端与直流供电电源模块(A)的正输出端相连，直流供电电源模块(A)的负输出端接地。
2.如权利要求I所述的低压直流集中供电LED恒流源线性调光电路，其特征在于所述恒流调光模块包括线性调光电路(I)、采样电路(2)和开关稳压器(3)，所述线性调光电路(I)包括第一电阻和第二电阻，直流供电电源模块(A)的输出端经ー个限流电阻或者直接与开关稳压器(3)的电压输入端Vin相连，直流供电电源模块(A)的输出端还经第一电阻与开关稳压器(3)的电压比较參考给定端VMf相连，第二电阻则连接在參考给定端Vref与地之间；所述采样电路(2)与LED负载串联，采样电路(2)的端电压作为开关稳压器(3)中电压比较反馈输入端电压Vfb ;所述开关稳压器(3)的电压输出端Vrat与LED负载相连。
3.如权利要求I所述的低压直流集中供电LED恒流源线性调光电路，其特征在于所述采样电路(2)为采样电阻R3。
4.如权利要求3所述的低压直流集中供电LED恒流源线性调光电路，其特征在于所述开关稳压器(3 )是保持电压恒定的开关控制电路，包括电压输入端Vin、电压比较參考给定端VMf、电压输出端Vwt和电压比较反馈输入端Vfb，稳压器通过将反馈输入端电压Vfb与參考给定端电压Vref比较，控制开关管的通断，以使反馈输入电压Vfb恒定，且等于给定的參考电压VMf。
5.如权利要求3所述的低压直流集中供电LED恒流源线性调光电路，其特征在于所述开关稳压器(3)包括恒流控制芯片。
6.权利要求Γ5任一项所述的低压直流集中供电LED恒流源线性调光电路的调光方法，其特征在于通过开关稳压器(3)保持采样电路(2)的端电压恒定，从而实现与采样电路(2)串联的LED负载(C1In)的恒流，即电压比较反馈输入端Vfb恒定吋，LED负载的电流Im=VFB/R3也恒定；通过改变输入电压值Vin线性改变开关稳压器(3)电压比较器中的给定參考电压VMf，即
全文摘要
本发明提供低压直流集中供电LED恒流源线性调光电路及调光方法，包括直流供电电源模块和分别与直流供电电源模块连接的N个恒流调光模块，恒流调光模块包括线性调光电路、采样电路和开关稳压器。调光方法通过开关稳压器保持采样电路的端电压恒定，来实现恒流，通过改变输入电压值，就可以线性改变电压比较中的给定参考电压值Vref，达到调节LED恒流给定值的目的，进而实现LED负载的调光控制。本发明实现方法简单，只需调整开关稳压器外围电路结构，就可以实现LED灯的恒流调光，而且无需通过改变电路结构或使用可调电阻，可以广泛应用在5V到100V的低压LED集中供电系统中。
文档编号H05B37/02GK102695335SQ20121014697
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者丘东元, 张波, 张雪霁, 肖文勋 申请人:华南理工大学