0～10VLED调光信号转换电路及LED电源调光电路的制作方法

本发明涉及LED调光领域，特别是涉及一种0～10V LED调光信号转换电路及LED电源调光电路。

背景技术：

PSR(初级调整)电路结构简单，在LED驱动电源领域广泛应用。具有调光功能的隔离式初级恒流单级PFC(功率因数校正)电源管理芯片，要实现0-10V调光的具体控制功能。通常将外部0-10V电压信号通过三角波发生器、PWM(脉冲宽度调制)调整等复杂的模拟电路转换成相应的PWM信号，或者利用单片机技术将外部0-10V电压信号转换成相应的控制信号，再通过隔离光电耦合器传到初级主控芯片的调光引脚来控制主控芯片，从而调整输入到LED的电流。将外部0-10V电压信号采用单片机技术或常规模拟PWM调整转换成控制信号后，将控制信号经过隔离光电耦合隔离器传到初级主控芯片，整个电路复杂且成本高。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的LED调光电路的电路复杂且成本高的问题，提供一种结构简单且成本低的0～10V LED调光信号转换电路。

一种0～10V LED调光信号转换电路，用于将0～10V调光信号转换为LED电源调光电路的控制芯片的驱动信号；包括：电源输入端，用于接收输入电源以作为所述0～10V LED调光信号转换电路的工作电源；隔离元件，所述隔离元件的一侧与0～10V调光信号输入端连接，用于接收0～10V调光信号；所述隔离元件的另一侧与转换模块连接，并与所述电源输入端连接；所述隔离元件用于对所述0～10V调光信号的电压进行等比隔离后作为所述转换模块的输入电压；以及所述转换模块，用于将所述输入电压转换成具有目标电压的驱动信号后输出给所述控制芯片。

在其中一个实施例中，所述隔离元件为共模电感；所述共模电感的初级电感线圈与所述转换模块以及所述电源输入端连接；所述共模电感的次级电感线圈与0～10V调光信号的输入端连接；或者所述隔离元件为变压器；所述变压器的初级侧与所述电源输入端以及所述转换模块连接；所述变压器的次级侧与所述0～10V调光信号的输入端连接；所述变压器的初级侧绕组的线圈匝数等于所述次级侧绕组的线圈匝数。

在其中一个实施例中，还包括工作电压处理电路；所述工作电压处理电路连接于所述电源输入端和所述隔离元件之间；所述工作电压处理电路包括串联的第一电阻和第一电容，所述第一电阻还与所述电源输入端连接，所述第一电容还与所述隔离元件电性连接。

在其中一个实施例中，所述转换模块包括三极管、第二电阻、第三电阻以及第二电容；所述三极管的集电极作为所述0～10V LED调光信号转换电路的输出端，用于与所述控制芯片连接；所述第二电阻分别与所述三极管的基极和所述隔离元件连接；所述第三电阻一端与所述三极管的发射极连接，所述第三电阻的另一端接地；所述第二电容一端与所述三极管的基极连接，所述第二电容的另一端接地。在其中一个实施例中，还包括保护电路；所述保护电路连接于所述隔离元件和所述0～10V调光信号输入端之间；所述保护电路用于在所述0～10V调光信号为零时，控制所述隔离元件上的电压在预设值以上。在其中一个实施例中，所述电压保护电路包括二极管，所述二极管的负极连接所述0～10V调光信号的输入端，所述二极管的正极连接所述隔离元件。

在其中一个实施例中，还包括钳位模块，所述钳位模块并联于所述隔离元件上与所述0～10V调光信号输入端连接的一侧，用于将所述隔离元件上的电压钳位至目标固定值。在其中一个实施例中，还包括整流滤波电路；所述整流滤波电路包括第一整流滤波单元和第二整流滤波单元；所述第一整流滤波单元连接于所述隔离元件和所述转换模块之间；所述第二整流滤波电路连接于所述隔离元件和所述0～10V调光信号输入端之间。在其中一个实施例中，还包括调光器；所述调光器与所述0～10V调光信号输入端电性连接，用于提供所述0～10V调光信号。

一种LED电源调光电路，包括电流调节电路和控制电路；所述电流调节电路与所述控制电路连接，还用于与LED灯电性连接；所述控制电路包括控制芯片；还包括上述任一实施例中所述的0～10V LED调光信号转换电路，所述0～10V LED调光信号转换电路的转换模块与控制芯片电性连接；所述控制芯片用于根据所述调光信号生成电流调节信号；所述电流调节电路用于在所述电流调节信号的控制下对输出至所述LED灯的电流进行调节，以实现对所述LED灯的亮度调节。

上述0～10V LED调光信号转换电路，电源输入端接收输入电源以作为0～10V LED调光信号转换电路的工作电源。隔离元件分别与0～10V调光信号输入端和转换模块连接，对接收的0～10V调光信号的电压进行等比隔离后作为转换模块的输入电压。转换模块将输入电压转换成具有目标电压的驱动信号输出给控制芯片，以实现对LED电源调光控制。该0～10V LED调光信号转换电路不涉及到复杂的单片机技术或常规模拟PWM调整转换电路，整个电路结构简单且成本低。

附图说明

图1为一实施例中的0～10V LED调光信号转换电路的原理框图；

图2为另一实施例中的0～10V LED调光信号转换电路的原理框图；

图3为图2中的0～10V LED调光信号转换电路的电路原理图；

图4为一实施例中的LED电源调光电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为一实施例中的0～10V LED调光信号转换电路的原理框图。该0～10V LED调光信号转换电路，用于将0～10V调光信号转换为LED电源调光电路的控制芯片20的驱动信号，从而使得控制芯片20可以根据该驱动信号对LED灯的亮度进行调节。

参见图1，该0～10V LED调光信号转换电路包括电源输入端110，隔离元件130，0～10V调光信号输入端150以及转换模块170。电源输入端110用于接收输入电源以作为0～10V LED调光信号转换电路的工作电源。隔离元件130的一侧与0～10V调光信号输入端150连接，用于接收0～10V调光信号。隔离元件130的另一侧与转换模块170连接，并与电源输入端110连接。隔离元件130对0～10V调光信号输入端150输入的电压信号的电压进行等比隔离后输出给转换模块170，作为转换模块170的输入电压。转换模块170将输入电压转换成具有目标电压的驱动信号输出给控制芯片20。控制芯片20根据接收到的驱动信号对LED电源调光电路的电流进行调控，从而实现对LED灯的亮度进行控制。

上述0～10V LED调光信号转换电路，电源输入端110接收输入电源以作为0～10V LED调光信号转换电路的工作电源。隔离元件130分别与0～10V调光信号输入端150和转换模块170连接，对接收的0～10V调光信号的电压进行等比隔离后作为转换模块170的输入电压。转换模块170将输入电压转换成具有目标电压的驱动信号输出给控制芯片20，控制芯片20根据该驱动信号对LED电源调光电路的电流进行调控，从而实现对LED灯的亮度进行控制。该0～10V LED调光信号转换电路不涉及到复杂的单片机技术或常规模拟PWM调整转换电路，整个电路结构简单且成本低。

图2为另一实施例中的0～10V LED调光信号转换电路的原理框图。该0～10V LED调光信号转换电路包括电源输入端201，工作电压处理电路203，隔离元件205，0～10V调光信号输入端207，保护电路209以及转换模块217。电源输入端201用于接收输入电源以作为0～10V LED调光信号转换电路的工作电源。在一实施例中，电源输入端201可以直接与LED电源调光电路连接，从而直接由LED电源调光电路供电。电源输入端201与工作电压处理电路203连接，工作电压处理电路203还与隔离元件205连接。工作电压处理电路203将输入电源的电压调整为0～10V LED调光信号转换电路的工作电压后输出给隔离元件205。隔离元件205一侧通过保护电路209与0～10V调光信号输入端207电性连接，另一侧与转换模块217电性连接。保护电路209用于在0～10V调光信号为零时，控制隔离元件205上的电压在预设值以上。

在一实施例中，上述0～10V LED调光信号转换电路还可以包括钳位模块211。钳位模块211并联于隔离元件205上，用于将隔离元件205上的电压钳位至目标固定值。钳位模块211可以为稳压管等稳压元件构成。

在一实施例中，上述0～10V LED调光信号转换电路还包括第一滤波整流单元215和第二整流滤波单元213。第二滤波整流单元213连接于隔离元件205和钳位模块211之间。第二滤波整流单元213对隔离元件205输出的工作电压信号进行滤波整流。隔离元件205对0～10V调光信号的电压进行等比隔离后作为转换模块217的输入电压。第一整流滤波单元215连接于隔离元件205和转换模块217之间，将隔离元件205输出的电压信号进行整流滤波后输送给转换模块217。转换模块217将输入电压转换成具有目标电压的驱动信号输出给控制芯片30。控制芯片30根据驱动信号对LED电源调光电路的电流进行调控，从而实现对LED灯的亮度进行控制。

在一实施例中，上述0～10V LED调光信号转换电路还可以包括调光器。调光器与0～10V LED调光信号转换电路的0～10V调光信号输入端207连接。调光器可以为无源调光器或者有源调光器。无源调光器需要外界提供电源，通过调整调光器自身来拉电流使得输出电压为目标外部电压信号。有源调光器即是调光器自身给出电压信号。

图3为图2中的0～10V LED调光信号转换电路的电路原理图。电源输入端201为输入端ZCD，输入端ZCD与LED电源调光电路的电源主变压器T1VCC/ZCD绕组5脚连接(如图4所示)。工作电压处理电路203包括串联的第一电阻R37和第一电容C28。隔离元件205为共模电感L3。共模电感L3包括初级电感线圈和次级电感线圈。初级电感线圈包括引脚3和引脚4，次级电感线圈包括引脚1和引脚2。在其他实施例中，隔离元件205可以为变压器。第二整流滤波单元213包括二极管D26和电容C25。二极管D26的正极与共模电感L3次级侧的引脚1连接，负极与电容C25一端连接。电容C25一端与二极管D26的负极连接，另一端与共模电感L3的次级侧的引脚2连接。钳位模块211包括稳压二极管ZD1，稳压二极管ZD1与电容C25并联，且稳压二极管ZD1的负极与二极管D26的负极连接。保护电路209包括二极管D8，二极管D8的负极连接0～10V调光信号输入端207，正极与二极管D26的负极电性连接。0～10V调光信号输入端207为DIM_0-10V和DIM_GND。第一滤波整流单元215包括二极管D25和电容C24，二极管D25的正极与共模电感L3的初级侧的引脚4连接，负极与电容C24一端连接。电容C24一端与二极管D25的负极连接，另一端与共模电感L3的初级侧的引脚3连接。转换模块217包括三极管Q2、第二电阻R65、第三电阻R8以及第二电容C6。三极管Q2的集电极与控制芯片30的管脚DIM脚连接，作为0～10V LED调光信号转换电路的输出端。第二电阻R65分别与三极管Q2的基极以及二极管D25连接。第三电阻R8一端与三极管Q2的发射极连接，另一端接地。第二电容C6一端与三极管Q2的基极连接，另一端接地。通过调整第二电阻R65和第三电阻R8之间的阻值比例关系，从而实现对三极管Q2的集电极处的电压调节，也即实现了对输出的调光信号大小的调节，进而最终通过控制芯片30实现对LED亮度的调节。

上述0～10V LED调光信号转换电路的工作过程如下：通过LED电源调光电路的电源主变压器T1VCC/ZCD绕组5脚输出的电压是一个高频方波电压，其频率等于LED电源调光电路工作频率。高频方波电压幅值和交流输入电压以及共模电感L3匝比设计有关系。第一电阻R37和第一电容C28对输入端ZCD输入的高频方波电压阻容限流降压后加到共模电感L3的引脚4，相当于给共模电感L3的初级电感线圈一个高频励磁电压。二极管D26和电容C25对共模电感L3次级电感线圈端的电压信号进行滤波整流。二极管D25和电容C24对共模电感L3初级电感线圈端的电压信号进行滤波整流。共模电感L3初次级电感线圈匝比关系为1:1，电容C24上电压等于电容C25上电压。稳压二极管ZD1与电容C25并联，将次级电感线圈的电压钳位在一个最高电压。二极管D8的负极连接输入端DIM_0-10V，正极与电容C25一端连接。当0～10V调光信号为零伏时，由于二极管D8的保护作用，电容C25电压为0.7V左右。三极管Q2、第二电阻R65、第三电阻R8以及第二电容C6组成将0-10V电压转换0.3-2.8V电压的转换模块。在DIM_0-10V和DIM_GND接一个0～10V调光信号。当0～10V调光信号电压为10V时，通过转换模块217的转换作用使得三极管Q2集电极为2.8V，此时LED电源调光电路的电源输出最大电流，LED调光亮度为百分百。当0～10V调光信号电压为零伏时，由于二极管D8的保护作用，使得共模电感L3的次级侧电压也即电容C25上的电压为0.7V左右，此时三极管Q2集电极为0.3V，LED电源调光电路的电源处于关闭状态，无输出电流，负载LED灯不亮。在一实施方式中，稳压二极管ZD1可以用电压值大于10V的稳压二极管。稳压二极管ZD1电压值大于10V，电容C25电压大于10V，通过转换模块217转换后输入到控制芯片30的电压大于2.8V。控制芯片30在输入调光信号电压大于2.8V时，控制输入LED灯的电流为100％的输出电流。与采用电压值为10V的稳压二极管作用效果一样。

上述0～10V LED调光信号转换电路将外部输入的0～10V电压信号转换成0.3～2.8V电压信号后输出给LED电源调光电路的控制电路，从而使LED电源调光电路的电源输出电流受控于外部0-10V信号电压。LED电源调光电路的负载LED灯亮度随着输出电流线性变化，也即是实现通过外部0～10V信号电压调节负载LED灯亮度。

如图4所示，本发明还提供一种LED电源调光电路。该LED电源调光电路包括电流调节电路410和控制电路430。电流调节电路410与控制电路430电性连接，且与LED灯电性连接。控制电路430包括控制芯片U1RT7306。该LED电源调光电路还包括上述任一实施例的0～10V LED调光信号转换电路。0～10V LED调光信号转换电路与控制芯片U1RT7306电性连接。控制芯片U1RT7306用于根据调光信号生成电流调节信号。电流调节电路410用于在电流调节信号的控制下对输出至LED灯的电流进行调节，以实现对LED灯的亮度调节。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。