一种基于墙壁开关无极调光LED驱动电路的制作方法

本实用新型涉及一种LED驱动电路，尤其是涉及一种基于墙壁开关无极调光LED驱动电路。

背景技术：

随着环保节能理念深入人心，人们对照明电器产品提出新要求、新标准。与此同时，产品还应符合智能化、模块化及性价比高等特点，而且世界许多国家和地区都在制定相应的法规标准来提高产品的准入门槛。LED光源具有高效、寿命长、安全、环保节能以及色域宽等优点，广泛应用于家居照明、道路照明以及车载照明等照明领域，逐步成为取代传统光源的下一代照明光源。

目前大多数室内调光灯具产品都是基于可控硅调光方案，再外接调光器进行调光控制。由于目前可控硅调光器存在生产厂家多、相关参数规格不统一，维持电流不尽相同等现实问题，导致LED电源兼容性差、调光进程受调光器型号影响、低亮度时闪烁、调光不平滑等问题困扰很多LED电源厂家。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种兼容性强、调光性能好、结构紧凑、易于实现的基于墙壁开关无极调光LED驱动电路。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于墙壁开关无极调光LED驱动电路，包括电网电压检测单元、反激式电路单元和单片机控制单元，所述的电网电压检测单元输入端连接墙壁开关的火线和零线，输出端连接至反激式电路单元输入端，反激式电路单元输出端连接LED，电网电压检测单元检测的电压信号ADD连接至单片机控制单元，单片机输出的PWM控制信号连接至反激式电路单元。

所述的电网电压检测单元包括电容C1、整流电路BD1、电阻R1和电阻R2， 所述的电容C1两端分别连接墙壁开关的火线和零线并连接至整流电路BD1输入端，所述的整流电路BD1输出端正极依次串联连接电阻R1和电阻R2，电阻R2。接地，整流电路BD1输出端负极接地，其中电阻R1和电阻R2串联连接处为电压信号ADD。

所述的反激式电路单元包括反激变压器T1、开关管Q1、控制芯片U1、电阻R3、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C4、电容C5、电容C6、二极管D2和二极管D3，所述的反激变换器T1原边包括第一绕组和第二绕组，第一绕组同名端连接开关管Q1漏极，异名端连接至整流电路BD1输出端正极，第二绕组同名端连接二极管D2阳极，异名端接地，二极管D2阴极连接至直流电源VCC，并通过电阻R3连接至第一绕组异名端，所述的控制芯片U1的3脚和5脚对应连接开关管Q1源极和栅极，2脚通过电阻R9接地，同时还通过电阻R8连接至二极管D2阳极，4脚接地，6脚连接直流电源VCC并通过电容C4接地，7脚通过电容C5接地，8脚连接单片机控制单元的PWM控制信号，开关管Q1源极还通过电阻R10接地，所述的反激变换器T1副边绕组同名端连接二级管D3阳极，其异名端连接至LED负极，二极管D3阴极连接LED正极，所述的电容C6正极和负极对应连接LED正极和负极。

所述的第一绕组两端并联有缓冲电路，所述的缓冲电路包括电阻R4、电容C2和二极管D1，所述的电阻R4和电容C2并联连接后一端连接至第一绕组异名端，另一端连接二极管D1阴极，二极管D1阳极连接第一绕组同名端。

所述的单片机控制单元包括直流电源VCC、单片机U2、电阻R11和电阻R12，所述的单片机U2的1脚连接直流电源VCC，4脚通过电阻R11连接所述的电压信号ADD，5脚接地，8脚连接电阻R12并输出所述的PWM控制信号。

所述的开关管Q1为增强型N沟道MOSFET。

墙壁开关火线与电网电压检测单元输入端串联连接熔断丝F1。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

(1)调光器与LED驱动器巧妙的整合起来，无需额外配备调光器，有利于降低灯具产品成本、彻底解决调光电源受调光器的兼容性影响问题及调光灯具安装受调光器布线影响问题等；

(2)PWM调光单元与反激拓扑有效的结合起来，进而实现成本、体积最优化；

(3)采用PWM控制实现无极调光控制，调光曲线平滑，低亮度时无闪烁。

附图说明

图1为本实用新型LED驱动电路的电网电压检测单元和反激式电路单元原理图；

图2为本实用新型LED驱动电路的单片机控制单元原理图；

图3为本实用新型LED驱动电路控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1和图2所示，一种基于墙壁开关无极调光LED驱动电路，包括电网电压检测单元、反激式电路单元和单片机控制单元，所述的电网电压检测单元输入端连接墙壁开关的火线和零线，输出端连接至反激式电路单元输入端，反激式电路单元输出端连接LED，电网电压检测单元检测的电压信号ADD连接至单片机控制单元，单片机输出的PWM控制信号连接至反激式电路单元。

所述的电网电压检测单元包括电容C1、整流电路BD1、电阻R1和电阻R2，所述的电容C1两端分别连接墙壁开关的火线和零线并连接至整流电路BD1输入端，所述的整流电路BD1输出端正极依次串联连接电阻R1和电阻R2，电阻R2另一端接地，整流电路BD1输出端负极接地，其中电阻R1和电阻R2串联连接处为电压信号ADD。所述的墙壁开关火线与电网电压检测单元输入端串联连接熔断丝F1，在过载和短路时迅速熔断，避免引起大的电气事故。

所述的反激式电路单元包括反激变压器T1、开关管Q1、控制芯片U1、电阻R3、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C4、电容C5、电容C6、二极管D2、二极管D3，所述的反激变换器T1原边包括第一绕组和第二绕组，第一绕组同名端连接开关管Q1漏极，异名端连接至整流电路BD1输出端正极，第二绕组同名端连接二极管D2阳极，异名端接地，二极管D2阴极连接至直流电源VCC，并通过电阻R3连接至第一绕组异名端，所述的控制芯片U1的3脚和5脚对应连接开关管Q1源极和栅极，2脚通过电阻R9接地，同时还通过电阻R8连接至二极管D2阳极，4脚接地，6脚连接直流电源VCC并通过电容C4接地，7脚通过电容C5 接地，8脚连接单片机控制单元的PWM控制信号，开关管Q1源极还通过电阻R10接地，所述的反激变换器T1副边绕组同名端连接二级管D3阳极，其异名端连接至LED负极，二极管D3阴极连接LED正极，所述的电容C6正极和负极对应连接LED正极和负极。所述的第一绕组两端并联有缓冲电路，所述的缓冲电路包括电阻R4、电容C2和二极管D1，所述的电阻R4和电容C2并联连接后一端连接至第一绕组异名端，另一端连接二极管D1阴极，二极管D1阳极连接第一绕组同名端。其中所述的开关管Q1为增强型N沟道MOSFET。

所述的单片机控制单元包括直流电源VCC、单片机U2、电阻R11和电阻R12，所述的单片机U2的1脚连接直流电源VCC，4脚通过电阻R11连接所述的电压信号ADD，5脚接地，8脚连接电阻R12并输出所述的PWM控制信号。

本实用新型的工作原理为：当墙壁开关处于正常“ON”状态时，LED电源处于正常工作模式，即不调光；当墙壁开关按照一定条件处于快速“ON/OFF”状态时，唤起调光功能。电网电压检测单元检测出ADD电压信号，送入单片机控制单元预处理，经过单片机U2内部逻辑判断及相应算法处理调整后输出相应控制信号，然后送给控制芯片U1，控制芯片U1输出相应控制波形来驱动开关管Q1，从而实现调光的目的。

如图3所示为上述基于墙壁开关无极调光LED驱动电路的控制方法，当单片机U2收到电压信号ADD后，内部会进行如下逻辑判断，依据相应的状态输出相应的控制信号。其控制步骤如下：

(1)打开墙壁开关，电网电压检测单元检测的电压信号ADD进入单片机控制单元，LED电源输出100％电流，执行步骤(2)；

(2)判断墙壁开关是否有“ON/OFF”动作，若是执行步骤(3)，否则LED电源保持100％电流输出；

(3)若“ON/OFF”动作时间为2～3秒，则LED电源输出电流由100％->10％线性(或指数)变化，其变化时间为10秒，执行步骤(4)；若“ON/OFF”动作时间大于3秒，则LED电源输出电流为100％并返回步骤(2)；

(4)LED电源输出电流线性(或指数)变化过程中墙壁开关进行“ON/OFF”动作，若“ON/OFF”动作时间为2～3秒则单片机控制单元判断输出电流是否为10％，若是则LED电源输出100％电流并返回步骤(2)，否则输出该步骤中“ON/OFF”动作前一时刻电流值为x％，并执行步骤(5)；若“ON/OFF”动作时间大于3秒 则控制LED电源输出电流为100％并返回步骤(2)；

(5)墙壁开关动作，若“ON/OFF”动作时间为2～3秒则单片机控制单元判断输出电流是否为10％，若是则LED电源输出100％电流并返回步骤(2)，否则输出电流由x％->10％线性(或指数)变化，返回步骤(4)；若“ON/OFF”动作时间大于3秒，则LED电源输出电流为100％并返回步骤(2)。

从上述步骤可以看出LED电源工作的几种工作状态包括：

状态一：当第一次正常开灯，LED电源装置输出100％电流；如果此状态下没有“ON/OFF”动作，则LED电源装置始终输出为100％；

状态二：该装置处于“状态一”时且快速“ON/OFF”(一般2～3秒)激发调光功能，反激式电路单元中的控制芯片U1收到单片机控制单元输出的PWM100％->10％控制信号。与此同时，LED电源装置的输出电流由100％->10％(用时约10S)线性(或指数)变化，输出电流线性度软件方面做相应补偿处理，以保证电流精度；如果此状态快速“ON/OFF”时间大于3S，则LED电源装置输出电流到100％且停留在此状态；

状态三：该装置处于“状态二”时，且在LED电源装置的输出电流由100％->10％(用时约10S)线性(或指数)变化的过程中快速“ON/OFF”，单片机控制器进行逻辑判断是否输出电流到10％，如果逻辑成立，则LED电源直接输出100％电流，如果逻辑不成立，则记忆“状态二”关机时刻的电流值x％；

状态四：当第N-1次快速“ON/OFF”，单片机控制器进行逻辑判断是否输出电流到10％。如果逻辑不成立，则LED电源装置输出电流由x％->10％线性(或指数)调光。如果此期间不进行快速“ON/OFF”，则LED电源直至调光到10％结束；如果快速“ON/OFF”大于3S，则LED电源装置直接输出100％电流；

状态五：当第N次快速“ON/OFF”，单片机控制单元进行逻辑判断快速“ON/OFF”前一时刻电流y％是否为10％。如果逻辑成立，则LED电源直接输出100％电流；如果逻辑不成立，则LED电源进行由y％->10％线性(或指数)调光；

状态六：以上状态循环，直至调光到10％结束。

此种控制方法逻辑独特、新颖、符合人们日常生活习惯。