一种低成本分立式兀器件le；d灯调光电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种低成本分立式兀器件LE：D灯调光电路，电源电路接降压型开关电路，降压型开关电路包括主功率开关管Q1、变压器T1A及LED滤波电路；Q1基极经电阻接LED，LED接电源电路，LED两端并接LED滤波电路，LED滤波电路接T1A两端，集电极接T1A，而发射极接地；T1A—端接二极管D1正极，二极管D1接LED，LED接二极管D2正!'■极，D2负极T1A另一端；初始状态下，电流经LED经串联电阻R1、R2提供给Q1基极，导通Q1对T1A储能；开关管控制电路控制Q1的关断，Q1关断状态下，T1A经LED滤波电路为LED持续供电。本发明可以消除误触发和LED照明闪烁，且成本较低。
【专利说明】一种低成本分立式元器件LED灯调光电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及LED灯调光电路，尤其是指一种低成本分立式元器件LED灯调光电路。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，常见可控硅调光电路原理如图1所示，当AC输入电压加在可控硅U1 两端时，由于电阻R2、电阻R及电容C3组成的RC充电电路存在充电时间，电容C3上的电压 从0V开始充电，且可控硅U1的驱动极串联DIAC (双向触发二极管，一般是30V左右)，因此 可控硅U1可靠截止，此时电容C3上的电压慢慢上升，上升到30V时，DIAC触发导通，可控 硅U1驱动极导通，可控硅U1可靠导通，可控硅U1两端的电压瞬间变为零，电容C3通过电 阻R及电阻R2迅速放电，当电容C3电压跌落到30V以下时DIAC截止，可控硅U1如果通过 的电流大于其维持导通电流，可控硅U1继续导通，如果低于维持导通电流将会截止，下一 周期重复所述工作。
[0003] 所述可控娃调光电路的关键参数：一，可控娃U1的维持导通电流，一般维持导通 电流为7MA到50MA，导通后可控硅回路的电流大于该值导通，否则关断；二，RC充电回路， 电容C为固定值，通过调电阻R调节相位；R越大充电时间越长，导通时间越长，相移角度越 大，反之，相移角度越小。
[0004] 对于可控硅调光LED灯，其存在的问题在于调光电路的兼容性，传统可控硅调光 电路需要处理数百瓦白炽灯泡消耗的功率，消耗功率小于20W的LED灯与采用由大功率 开关器件构成的调光电路产生相互影响，调光电路和LED灯的相互影响较大时出现可见闪 烁。
[0005] 为了防止闪烁，可控硅调光电路需要在可控硅触发后能够擎住电流，且在触发后 的导通期间能够维持电流，如果不能满足，可控硅调光电路会出现误触发和LED照明闪烁， 本案为解决所述问题而产生。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种低成本分立式元器件LED灯调光电路，分立式非隔离 降压型LED恒流电源结合泄放电路实现与调光器兼容，以消除误触发和LED照明闪烁，且成 本较低。
[0007] 为达成上述目的，本发明的解决方案为： 一种低成本分立式元器件LED灯调光电路，包括电源电路、降压型开关电路及开关管 控制电路；电源电路接降压型开关电路，降压型开关电路包括主功率开关管Q1、变压器T1A 及LED滤波电路；主功率开关管Q1基极经电阻接LED，LED接电源电路，LED两端并接LED滤 波电路，LED滤波电路接变压器T1A两端，集电极接变压器T1A，而发射极接地；变压器T1A 一端接二极管D1正极，二极管D1接LED，LED接二极管D2正极，D2负极变压器T1A另一端； 初始状态下，电流经LED经串联电阻Rl、R2提供给主功率开关管Q1基极，导通主功率开关 管Q1对变压器T1A储能；开关管控制电路控制主功率开关管Q1的关断，主功率开关管Q1 关断状态下，变压器τ 1A经LED滤波电路为LED持续供电。
[0008] 进一步，电源电路由整流电路、泄放电路及滤波电路组成；整流电路输入端接电 源，输出端接泄放电路输入端；泄放电路输出端接滤波电路输入端，滤波电路输出端连接降 压型开关电路。
[0009] 进一步，泄放电路由电容C1及串联在电容C1两端的电阻R3及R4组成，整流电路 为整流桥，电阻R3接整流桥负极，电阻R4接整流桥正极。
[0010] 进一步，在整流桥的输入端接保险电阻RF。
[0011] 进一步，LED滤波电路由电容EC1及电阻R5并联组成。
[0012] 进一步，开关管控制电路包括达林顿管、储能电路及采样电路；达林顿管的集电极 与主功率开关管Q1基极连接，基极经采样电路与主功率开关管Q1发射极连接，而发射极接 地；采样电路检测主功率开关管Q1集电极电流，并反馈给达林顿管的基极，导通达林顿管， 主功率开关管Q1电流释放而关断；储能电路重新为主功率开关管Q1供电并导通。
[0013] 进一步，达林顿管由三极管Q2及Q3组成，三极管Q2的基极与主功率开关管Q1发 射极连接，集电极与主功率开关管Q1基极连接，而发射极与三极管Q3的基极连接；三极管 Q3的集电极与主功率开关管Q1基极连接，而发射极接地。
[0014] 进一步，储能电路包括变压器T1B、二极管D3及储能电容C3 ;变压器T1B与变压 器T1A耦合，一端连接二极管D3正极，二极管D3负极连接能电容C3 -端，二极管D3两端 并联电阻R6 ;电容C3另一端通过电阻R7连接变压器T1B另一端；储能电容C3连接二极管 D3负极一端连接至主功率开关管Q1的基极，另一端经电阻R7及变压器T1B连接至主功率 开关管Q1的发射极。
[0015] 进一步，采样电路包括并联后连接在主功率开关管Q1发射极的电阻R8及R9,以及 一端连接主功率开关管Q1发射极，另一端连接达林顿管基极的串联电阻R10及R11，电阻 R11与达林顿管基极连接。
[0016] 进一步，在达林顿管基极与发射极之间连接串接的电阻R12及热敏电阻NTC，与电 阻R11组成温度补偿电路。
[0017] 进一步，在达林顿管基极与发射极之间连接电阻R13,电阻R13 -端串接变压器 T1B，变压器T1B接达林顿管发射极，另一端接电阻R11，电阻R11与达林顿管基极连接，组成 电源反馈电路。
[0018] 采用上述方案后，本发明工作时，初始状态下，即电源打开时，电流经LED经电阻 提供给主功率开关管Q1基极，导通主功率开关管Q1对变压器T1A储能；开关管控制电路 控制主功率开关管Q1的关断，主功率开关管Q1关断状态下，变压器T1A经LED滤波电路为 LED持续供电，使得LED正常发光照明，本发明利用分立式非隔离降压型LED恒流电源结合 泄放电路实现与调光器兼容，有效消除误触发和LED照明闪烁问题，且成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是现有技术的电路图； 图2本发明的电路图。
[0020] 标号说明 电源电路1 整流电路11 泄放电路12 滤波电路13 降压型开关电路2 LED滤波电路21 开关管控制电路3 达林顿管31 储能电路32 采样电路33。
【具体实施方式】
[0021] 以下结合附图及具体实施例对本发明做详细的说明。
[0022] 参阅图2所示，本发明揭示的一种低成本分立式元器件LED灯调光电路，包括电源 电路1、降压型开关电路2及开关管控制电路3。
[0023] 电源电路1接降压型开关电路2,本实施例中，电源电路1由整流电路11、泄放电 路12及滤波电路13组成。整流电路11输入端接电源，输出端接泄放电路12输入端；泄放 电路12输出端接滤波电路13输入端，滤波电路13输出端连接降压型开关电路2。
[0024] 其中，泄放电路12由电容C1及串联在电容C1两端的电阻R3及R4组成，整流电 路11为整流桥，电阻R3接整流桥负极，电阻R4接整流桥正极。同时，在整流桥的输入端接 保险电阻RF。滤波电路13由电感L0及电容C2组成的LC滤波电路。
[0025] 由于调光电路在触发时，电容C1的快速充电作用，出现较高的电压和电流尖峰。 电流尖峰破坏可控硅调光电路，尤其多个LED并联时尤为如此，因为每个LED的电流尖峰之 和将会超过可控硅调光电路的额定电流。电流尖峰之后会出现电流振荡，振荡中出现低于 维持电流的负电流，引起调光灯误触发。电压尖峰如果超出额定击穿电压，将会破坏外部器 件。泄放电路12的电容C1，用于提供擎住电流和维持导通电流。消除上述电压与电流尖 峰，采用泄放电阻R4阻尼该尖峰。所述电流为给可控硅的维持导通电流，从而消除误触发 和闪烁。
[0026] 降压型开关电路2包括主功率开关管Q1、变压器T1A及LED滤波电路21。主功率 开关管Q1基极经串联电阻Rl、R2接LED。LED接电源电路1，LED两端并接LED滤波电路 21，LED滤波电路21接变压器T1A两端，LED滤波电路21由电容EC1及电阻R5并联组成。 主功率开关管Q1的集电极接变压器T1A，而发射极接地。变压器T1A-端接二极管D1正 极，二极管D1接LED，LED接二极管D2正极，D2负极变压器T1A另一端。
[0027] 初始状态下，电流经LED经串联电阻Rl、R2提供给主功率开关管Q1基极，导通主 功率开关管Q1对变压器T1A储能；开关管控制电路3控制主功率开关管Q1的关断，主功率 开关管Q1关断状态下，变压器T1A经LED滤波电路21为LED持续供电，使得LED正常发光 照明，有效消除误触发和LED照明闪烁问题，且成本较低。
[0028] 主功率开关管Q1工作在高频开关状态，当其导通时，电流通过整流桥和L0、LED、 变压器T1A及主功率开关管Q1形成导通回路。当其关闭时，变压器T1A中贮存的能量通过 二极管Dl、LED的回路释放电流，如此为该线路高频开关的一个周期。经过EC1的滤波，在 LED上有连续的电流通过，LED正常发光照明。
[0029] LED滤波电路21的电容EC1起到滤平LED光源流过电流作用，使LED的发光更稳 定。其中，由二极管D2作为LED开路保护电路，当LED开路时，D2处于反向截止状态，从而 使R1没有启动电流流过，电路无法启动，起到开路保护的作用。
[0030] 开关管控制电路3包括达林顿管31、储能电路32及采样电路33。达林顿管21的 集电极与主功率开关管Q1基极连接，基极经采样电路33与主功率开关管Q1发射极连接， 而发射极接地；采样电路33检测主功率开关管Q1集电极电流，并反馈给达林顿管31的基 极，导通达林顿管31，主功率开关管Q1电流释放而关断；储能电路32重新为主功率开关管 Q1供电并导通。
[0031] 达林顿管31由三极管Q2及Q3组成，三极管Q2的基极与主功率开关管Q1发射极 连接，集电极与主功率开关管Q1基极连接，而发射极与三极管Q3的基极连接；三极管Q3的 集电极与主功率开关管Q1基极连接，而发射极接地。
[0032] 储能电路33包括变压器T1B、二极管D3及储能电容C3 ;变压器T1B与变压器T1A 耦合，一端连接二极管D3正极，二极管D3负极连接能电容C3 -端，二极管D3两端并联电 阻R6 ;电容C3另一端通过电阻R7连接变压器T1B另一端；储能电容C3连接二极管D3负 极一端连接至主功率开关管Q1的基极，另一端经电阻R7及变压器T1B连接至主功率开关 管Q1的发射极。
[0033] 采样电路33包括并联后连接在主功率开关管Q1发射极的电阻R8及R9,以及一 端连接主功率开关管Q1发射极，另一端连接达林顿管31基极的串联电阻R10及R11，电阻 R11与达林顿管基极连接。
[0034] 在达林顿管31基极与发射极之间连接串接的电阻R12及热敏电阻NTC，与电阻 R11组成温度补偿电路。
[0035] 在达林顿管31基极与发射极之间连接电阻R13,电阻R13 -端串接变压器T1B，变 压器T1B接达林顿管31发射极，另一端接电阻R11，电阻R11与达林顿管31基极连接，组成 电源反馈电路。
[0036] 主功率开关管Q1的基极驱动电流第一次启动由电阻R1和R2提供，随后其基极驱 动电流由变压器T1B通过R7和C3提供。主功率开关管Q1的关断由三极管Q2及Q3控制， 低压放大三极管Q2及Q3组成了达林顿结构，达林顿结构有更好的动态响应。当三极管Q2 及Q3导通时，将主功率开关管Q1的基极驱动电流释放掉，使其关闭，控制主功率开关管Q1 的导通时间是LED是否恒流的关键点。
[0037] 其中，电阻R11、电阻R4、电阻NTC和三极管Q2、Q3组成了温度补偿线 路，其原理如下：电阻NTC为一种热敏电阻，当中R11上的电压大于{VBE(Q2) + VBE(Q3) } X (R12+NTC+R3)/ (R12+NTC)时，三极管Q2及Q3组成的达林顿三极管导通，控 制主功率开关管Q1关闭。当环境温度升高时，根据三极管特性，BE结正向电压会降低，即 VBE(Q2)+ VBE(Q3)会降低。而热敏电阻NTC阻值会减小，起到了温度补偿反馈的作用，使 R11上的电压在不同温度时仍能保证在相同电压值时使主功率开关管Q1关断，使得不同的 环境温度下，主功率开关管Q1仍能保持基本相同的导通时间。减小温度对LED电流的影响。
[0038] 变压器T1B和电阻R13在电路中是起到对电源电压反馈的作用，当电源电压升高 时，主功率开关管Q1导通时，变压器T1B电压会升高，通过R13上的电压提高，使主功率开 关管Q1适当提前关断，减小LED电流受电源电压的影响。
[0039] 电阻R8、R9检测主功率开关管Q1集电极电流，把电流在R8、R9上产生的电压值通 过R10加到R11上的电压，来控制三极管Q2的关断。
[0040] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关 键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
【权利要求】
1. 一种低成本分立式元器件LED灯调光电路，其特征在于：包括电源电路、降压型开关 电路及开关管控制电路；电源电路接降压型开关电路，降压型开关电路包括主功率开关管 Q1、变压器T1A及LED滤波电路；主功率开关管Q1基极经电阻接LED，LED接电源电路，LED 两端并接LED滤波电路，LED滤波电路接变压器T1A两端，集电极接变压器T1A，而发射极接 地；变压器T1A -端接二极管D1正极，二极管D1接LED，LED接二极管D2正极，D2负极变 压器T1A另一端；初始状态下，电流经LED经串联电阻R1、R2提供给主功率开关管Q1基极， 导通主功率开关管Q1对变压器T1A储能；开关管控制电路控制主功率开关管Q1的关断，主 功率开关管Q1关断状态下，变压器T1A经LED滤波电路为LED持续供电。
2. 如权利要求1所述的一种低成本分立式元器件LED灯调光电路，其特征在于：电源 电路由整流电路、泄放电路及滤波电路组成；整流电路输入端接电源，输出端接泄放电路输 入端；泄放电路输出端接滤波电路输入端，滤波电路输出端连接降压型开关电路。
3. 如权利要求2所述的一种低成本分立式元器件LED灯调光电路，其特征在于：泄放 电路由电容C1及串联在电容C1两端的电阻R3及R4组成，整流电路为整流桥，电阻R3接 整流桥负极，电阻R4接整流桥正极。
4. 如权利要求3所述的一种低成本分立式元器件LED灯调光电路，其特征在于：在整 流桥的输入端接保险电阻RF ;LED滤波电路由电容EC1及电阻R5并联组成。
5. 如权利要求1所述的一种低成本分立式元器件LED灯调光电路，其特征在于：开关 管控制电路包括达林顿管、储能电路及采样电路；达林顿管的集电极与主功率开关管Q1基 极连接，基极经采样电路与主功率开关管Q1发射极连接，而发射极接地；采样电路检测主 功率开关管Q1集电极电流，并反馈给达林顿管的基极，导通达林顿管，主功率开关管Q1电 流释放而关断；储能电路重新为主功率开关管Q1供电并导通。
6. 如权利要求5所述的一种低成本分立式元器件LED灯调光电路，其特征在于：达林 顿管由三极管Q2及Q3组成，三极管Q2的基极与主功率开关管Q1发射极连接，集电极与主 功率开关管Q1基极连接，而发射极与三极管Q3的基极连接；三极管Q3的集电极与主功率 开关管Q1基极连接，而发射极接地。
7. 如权利要求5所述的一种低成本分立式元器件LED灯调光电路，其特征在于：储能 电路包括变压器T1B、二极管D3及储能电容C3 ;变压器T1B与变压器T1A耦合，一端连接二 极管D3正极，二极管D3负极连接能电容C3 -端，二极管D3两端并联电阻R6 ;电容C3另 一端通过电阻R7连接变压器T1B另一端；储能电容C3连接二极管D3负极一端连接至主功 率开关管Q1的基极，另一端经电阻R7及变压器T1B连接至主功率开关管Q1的发射极。
8. 如权利要求5所述的一种低成本分立式元器件LED灯调光电路，其特征在于：采样 电路包括并联后连接在主功率开关管Q1发射极的电阻R8及R9,以及一端连接主功率开关 管Q1发射极，另一端连接达林顿管基极的串联电阻R10及R11，电阻R11与达林顿管基极连 接。
9. 如权利要求8所述的一种低成本分立式元器件LED灯调光电路，其特征在于：在达 林顿管基极与发射极之间连接串接的电阻R12及热敏电阻NTC，与电阻R11组成温度补偿电 路。
10. 如权利要求8所述的一种低成本分立式元器件LED灯调光电路，其特征在于：在达 林顿管基极与发射极之间连接电阻R13,电阻R13 -端串接变压器T1B，变压器T1B接达林 顿管发射极，另一端接电阻R11，电阻R11与达林顿管基极连接，组成电源反馈电路。
【文档编号】H05B37/02GK104219851SQ201410473722
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】何润林 申请人:厦门萤火虫节能科技有限公司