一种低成本分立式元器件led灯调光电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种低成本分立式元器件LED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。本实用新型可以消除误触发和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]本实用新型涉及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Ul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OV开始充电，且可控硅Ul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Ul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Ul驱动极导通，可控硅Ul可靠导通，可控硅Ul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Ul如果通过的电流大于其维持导通电流，可控硅Ul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Ul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。
实用新型内容
[0006]本实用新型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，本实用新型的解决方案为:
[0008]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TlA及LED滤波电路；主功率开关管Ql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TlA两端，集电极接变压器T1A，而发射极接地；变压器TlA —端接二极管Dl正极，二极管Dl接LED，LED接二极管D2正极，D2负极变压器TlA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Ql基极，导通主功率开关管Ql对变压器TlA储能；开关管控制电路控制主功率开关管Ql的关断，主功率开关管Ql关断状态下，变压器TlA经LED滤波电路为LED持续供电。
[0009]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。
[0010]进一步，泄放电路由电容Cl及串联在电容Cl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。
[0011]进一步，在整流桥的输入端接保险电阻RF。
[0012]进一步，LED滤波电路由电容ECl及电阻R5并联组成。
[0013]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Ql基极连接，基极经采样电路与主功率开关管Ql发射极连接，而发射极接地；采样电路检测主功率开关管Ql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Ql电流释放而关断；储能电路重新为主功率开关管Ql供电并导通。
[0014]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Ql发射极连接，集电极与主功率开关管Ql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Ql基极连接，而发射极接地。
[0015]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TlB与变压器TlA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TlB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Ql的基极，另一端经电阻R7及变压器TlB连接至主功率开关管Ql的发射极。
[0016]进一步，采样电路包括并联后连接在主功率开关管Ql发射极的电阻R8及R9，以及一端连接主功率开关管Ql发射极，另一端连接达林顿管基极的串联电阻RlO及R11，电阻Rll与达林顿管基极连接。
[0017]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Rl I组成温度补偿电路。
[0018]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TlB接达林顿管发射极，另一端接电阻R11，电阻Rll与达林顿管基极连接，组成电源反馈电路。
[0019]采用上述方案后，本实用新型工作时，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Ql基极，导通主功率开关管Ql对变压器TlA储能；开关管控制电路控制主功率开关管Ql的关断，主功率开关管Ql关断状态下，变压器TlA经LED滤波电路为LED持续供电，使得LED正常发光照明，本实用新型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】
[0020]图1是现有技术的电路图；
[0021]图2本实用新型的电路图。
[0022]标号说明
[0023]电源电路I整流电路11
[0024]泄放电路12滤波电路13
[0025]降压型开关电路2 LED滤波电路21
[0026]开关管控制电路3 达林顿管31
[0027]储能电路32采样电路33。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图及具体实施例对本实用新型做详细的说明。
[0029]参阅图2所示，本实用新型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。
[0030]电源电路I接降压型开关电路2，本实施例中，电源电路I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。
[0031 ] 其中，泄放电路12由电容Cl及串联在电容Cl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LO及电容C2组成的LC滤波电路。
[0032]由于调光电路在触发时，电容Cl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Cl，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。
[0033]降压型开关电路2包括主功率开关管Q1、变压器TlA及LED滤波电路21。主功率开关管Ql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TlA两端，LED滤波电路21由电容ECl及电阻R5并联组成。主功率开关管Ql的集电极接变压器T1A，而发射极接地。变压器TlA—端接二极管Dl正极，二极管Dl接LED，LED接二极管D2正极，D2负极变压器TlA另一端。
[0034]LED滤波电路21中电容ECl起到滤平LED流过的电流，使LED发光更稳定。其中LED开路保护电路由二极管D2是起到LED开路保护作用，当LED开路时，D2就处于反向截止状态，从而使Rl没有启动电流流过，电路无法启动，起到开路保护的作用。
[0035]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Ql基极，导通主功率开关管Ql对变压器TlA储能；开关管控制电路3控制主功率开关管Ql的关断，主功率开关管Ql关断状态下，变压器TlA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。
[0036]主功率开关管Ql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TlA及主功率开关管Ql形成导通回路。当其关闭时，变压器TlA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ECl的滤波，在LED上有连续的电流通过，LED正常发光照明。
[0037]LED滤波电路21的电容ECl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Rl没有启动电流流过，电路无法启动，起到开路保护的作用。
[0038]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Ql基极连接，基极经采样电路33与主功率开关管Ql发射极连接，而发射极接地；采样电路33检测主功率开关管Ql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Ql电流释放而关断；储能电路32重新为主功率开关管Ql供电并导通。
[0039]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Ql发射极连接，集电极与主功率开关管Ql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Ql基极连接，而发射极接地。
[0040]储能电路33包括变压器T1B、二极管D3及储能电容C3 ;变压器TlB与变压器TlA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TlB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Ql的基极，另一端经电阻R7及变压器TlB连接至主功率开关管Ql的发射极。
[0041]采样电路33包括并联后连接在主功率开关管Ql发射极的电阻R8及R9，以及一端连接主功率开关管Ql发射极，另一端连接达林顿管31基极的串联电阻RlO及R11，电阻Rll与达林顿管基极连接。
[0042]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Rll组成温度补偿电路。
[0043]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TlB接达林顿管31发射极，另一端接电阻R11，电阻Rll与达林顿管31基极连接，组成电源反馈电路。
[0044]主功率开关管Ql的基极驱动电流第一次启动由电阻Rl和R2提供，随后其基极驱动电流由变压器TlB通过R7和C3提供。主功率开关管Ql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Ql的基极驱动电流释放掉，使其关闭，控制主功率开关管Ql的导通时间是LED是否恒流的关键点。
[0045]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Rll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Ql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，SPVBE (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Rll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Ql关断，使得不同的环境温度下，主功率开关管Ql仍能保持基本相同的导通时间。减小温度对LED电流的影响。
[0046]变压器TlB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Ql导通时，变压器TlB电压会升高，通过R13上的电压提高，使主功率开关管Ql适当提前关断，减小LED电流受电源电压的影响。
[0047]电阻R8、R9检测主功率开关管Ql集电极电流，把电流在R8、R9上产生的电压值通过RlO加到Rll上的电压，来控制三极管Q2的关断。
[0048]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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TlA及LED滤波电路；主功率开关管Ql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TlA两端，集电极接变压器T1A，而发射极接地；变压器TlA —端接二极管Dl正极，二极管Dl接LED，LED接二极管D2正极，D2负极变压器TlA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Ql基极，导通主功率开关管Ql对变压器TlA储能；开关管控制电路控制主功率开关管Ql的关断，主功率开关管Ql关断状态下，变压器TlA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Cl及串联在电容Cl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ECl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Ql基极连接，基极经采样电路与主功率开关管Ql发射极连接，而发射极接地；采样电路检测主功率开关管Ql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Ql电流释放而关断；储能电路重新为主功率开关管Ql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Ql发射极连接，集电极与主功率开关管Ql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Ql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TIB、二极管D3及储能电容C3 ;变压器TlB与变压器TlA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TlB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Ql的基极，另一端经电阻R7及变压器TlB连接至主功率开关管Ql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Ql发射极的电阻R8及R9，以及一端连接主功率开关管Ql发射极，另一端连接达林顿管基极的串联电阻RlO及R11，电阻Rll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Rll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TlB接达林顿管发射极，另一端接电阻R11，电阻Rll与达林顿管基极连接，组成电源反馈电路。
【文档编号】H05B37/02GK204168540SQ201420533501
【公开日】2015年2月18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