一种可控硅调光调色LED电路的制作方法

文档序号:13421588阅读:428来源:国知局

本实用新型涉及一种可控硅调光调色LED电路。



背景技术:

目前,市场上的可控硅调光调色方案多是利用单片机软件控制开关电源进行调光调色操作的;设计上需要软件编程,控制电路与开关电源功率电路需要分开,程序需要不断调试更改,电路复杂且参数一致性不高。

现有的可控硅调光调色LED电路,不但电路复杂,而且由于采用软件程序控制,可靠性低。1.使用单片机控制系统,程序难免会误动作,存在可靠性问题;2.光电系统分离,安装不方便,需要专业的工程人员进行安装,存在安全风险;3.电解电容置于高温密闭盒内,缩短电源寿命,存在质量风险;4.具有控制电路与电源电路结合的方案,对于工厂生产测试工序繁琐,不良率高,成本偏高。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种可控硅调光调色LED电路,解决现有的可控硅调光调色LED电路,不但电路复杂,而且由于采用软件程序控制,可靠性低的问题,具体如下:1.使用单片机控制系统,程序难免会误动作,存在可靠性问题;2.光电系统分离,安装不方便,需要专业的工程人员进行安装,存在安全风险;3.电解电容置于高温密闭盒内,缩短电源寿命,存在质量风险;4.具有控制电路与电源电路结合的方案,对于工厂生产测试工序繁琐,不良率高,成本偏高。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种可控硅调光调色LED电路,包括依次相接的输入电路、整流电路、PF值矫正电路、LED恒流调光电路、LED灯珠电压等效电路、最大功率切换电路;

输入电路的输入端与外接电网相接,输入电路的输出端与整流电路的输入端相接,整流电路的输出端与PF值矫正电路的输入端相接,PF值矫正电路的输出端与LED恒流调光电路的输入端相接,LED恒流调光电路的输出端与LED灯珠电压等效电路的输入端、最大功率切换电路的输入端相接。LED灯珠电压等效电路用于实现两种不同色温的LED灯珠导通电压不同,形成色温的变化。

进一步的,输入电路包括第一输入端口、第二输入端口、保险丝、压敏电阻;整流电路包括整流芯片;第一输入端口和第二输入端口用于外接电网;保险丝的一端和第一输入端口相接,另一端和整流芯片的1脚AC相接;第二输入端口和整流芯片的2脚AC相接;压敏电阻的两端分别和整流芯片的1脚AC、2脚AC相接。

进一步的,PF值矫正电路和LED恒流调光电路包括A电阻、IN电阻RIN、B电阻、G电阻、电容、第一DP电阻、第二DP电阻、第一DS电阻、第二DS电阻、第零调光芯片、第一恒流芯片、第二恒流芯片、第三PF值矫正芯片、第零电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电解电容、第二电解电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、场效应管,

IN电阻、A电阻、第一电解电容的正极、第四电阻的一端和整流芯片的3脚+输出端相接;A电阻的另一端和B电阻的一端、第三PF值矫正芯片的2脚L端、电容的一端分别相接;B电阻的另一端、电容的另一端、第三PF值矫正芯片的3脚GND、第三PF值矫正芯片的7脚、第三电阻的一端和整流芯片的4脚-输出端相接;第三PF值矫正芯片的6脚GATE和G电阻的一端、第四二极管的阴极相接;G电阻的另一端、第四二极管的阳极和场效应管的1脚栅极相接;第三PF值矫正芯片的4脚CS和场效应管的3脚源极、第三电阻的另一端相接;场效应管的2脚漏极和第八电阻的一端相接,第八电阻的另一端和第七电阻的一端相接,第七电阻的另一端和第二恒流芯片的2脚、第二恒流芯片的3脚、第二电阻的一端、第零芯片的2脚GND相连;第二恒流芯片的1脚和第五电阻的一端相连,第五电阻的另一端和第二二极管的阴极相连,第二二极管的阳极和第一DS电阻的一端、第一DP电阻的一端、第一电解电容的负极相连;第一DS电阻的另一端和第一二极管的阳极相接;第一二极管的阴极和第一恒流芯片的5脚、第一电阻的一端相连,第一电阻的另一端和第三三极管的阳极、第六电阻的一端、第一恒流芯片的2脚、第一恒流芯片的4脚相接;第一恒流芯片的1脚和第四电阻的另一端相接;第三三极管的阴极和第九电阻的一端相接,第九电阻的另一端和第二电解电容的正极、第二DP电阻的一端相接;第六电阻的另一端和第零芯片的3脚相接;第零调光芯片的1脚和第零电阻的一端、第二DS电阻的一端相接;第二DS电阻的另一端和第二电解电容的负极、和第二DP电阻的另一端相接;第零电阻的另一端第二电阻另一端、第二恒流芯片的5脚相接。

进一步的,LED灯珠电压等效电路和最大功率切换电路包括第一LED灯组、第二LED灯组、第三LED灯组、第四LED灯组、第二场效应管、第三三极管、第四场效应管、第一稳压二极管、第二稳压二极管、光耦、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第三十电阻、第三十一电阻、第三十二电阻、第三十三电阻、第三十四电阻、第三十五电阻、第三十六电阻;

第二十三电阻的一端、第二十四电阻的一端、第二十五电阻的一端、第三十一电阻的一端、第四LED灯组的阳极和整流芯片的3脚+相连;第三LED灯组的阳极和第二十三电阻的另一端、第二十四电阻的另一端、第二十五电阻的另一端相连;第一LED灯组、第二LED灯组、第三LED灯组、第四LED灯组L中各LED灯按正负极依次相接;第三十一电阻的另一端和光耦的4脚、第二稳压二极管DZ2的阴极相接;第二稳压二极管的阳极和第三十六电阻的一端、第四场效应管的3脚源极、第四LED灯组的阴极、第一电解电容EC1的负极、第一DP电阻的另一端、第一DS电阻的另一端、第二二极管的阳极相接;光耦的3脚和第三十五电阻的一端相接,第三十五电阻的另一端和第三十六电阻的另一端、第四场效应管的1脚栅极相接;第三LED灯组的阴极和第四场效应管的2脚漏极相接;

第二十六电阻的一端、第二十七电阻的一端、第二十八电阻的一端、第三十电阻的一端、第二LED灯组的阳极和第二电解电容的正极相接,第二十六电阻的另一端、第二十七电阻的另一端、第二十八电阻的另一端和第一LED灯组的阳极相接;第一LED灯组的阴极和第二场效应管的2脚漏极相接;第二LED灯组的阴极和第三十二电阻的一端、第三十三电阻的一端相接;第三十电阻的另一端和第三三极管3的集电极、第一稳压二极管的阴极、第三十四电阻的一端相接;第三十四电阻的另一端和第二场效应管的1脚漏极相接;第二场效应管的3脚源极、第三十三电阻的另一端、第三三极管的发射极、光耦的2脚和第二电解电容的负极相接;第一稳压二极管的阳极和光耦的1脚相接。

本实用新型的有益效果:利用两路不同色温的LED灯珠组导通电压不同进行调光调色操作。采用光电一体化设计,占用空间小,产品体积比开关电源方案可以做得更小更薄,所有元件一次贴片完成,制造工艺简单,生产成本相对较低,产品可靠性高,免安装外置式电源方式,安全可靠,寿命长,性价比高,调光兼容性好,无高频辐射,只用一个调光器调亮度的同时实现色温的同步调节,操作方便、快捷。

以下将结合附图和实施例,对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型的电路图。

具体实施方式

实施例,如图1所示的一种可控硅调光调色LED电路,包括依次相接的输入电路1、整流电路2、PF值矫正电路3、LED恒流调光电路4、LED灯珠电压等效电路5、6,最大功率切换电路7;

输入电路1的输入端与外接电网相接,输入电路1的输出端与整流电路2的输入端相接,整流电路2的输出端与PF值矫正电路3的输入端相接,PF值矫正电路3的输出端与LED恒流调光电路4的输入端相接,LED恒流调光电路4的输出端与LED灯珠电压等效电路5、6的输入端、最大功率切换电路7的输入端相接。输入电路1对进入电路的电信号进行干扰抑制;整流电路2将输入的交流电压信号整流成直流电压信号;PF值矫正电路3用于对输入电压电流波形进行矫正;LED恒流调光电路4用于稳定LED电流及调节可控硅调光器的兼容性;LED灯珠电压等效电路5、6用于实现两种不同色温的LED灯珠导通电压不同,形成色温的变化。

输入电路包括第一输入端口ACL、第二输入端口ACN、保险丝F1、压敏电阻VR1;整流电路包括整流芯片BD1;第一输入端口ACL和第二输入端口ACN用于外接电网;保险丝F1的一端和第一输入端口ACL相接,另一端和整流芯片BD1的1脚AC相接;第二输入端口ACN和整流芯片BD1的2脚AC相接;压敏电阻VR1的两端分别和整流芯片BD1的1脚AC、2脚AC相接。

PF值矫正电路和LED恒流调光电路包括A电阻RA、IN电阻RIN、B电阻RB、G电阻RG、电容CLR、第一DP电阻RDP1、第二DP电阻RDP2、第一DS电阻RDS1、第二DS电阻RDS2、第零调光芯片U0、第一恒流芯片U1、第二恒流芯片U2、第三PF值矫正芯片U3、第零电阻R0、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一电解电容EC1、第二电解电容EC2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、场效应管Q1,

IN电阻RIN、A电阻RA、第一电解电容EC1的正极、第四电阻R4的一端和整流芯片BD1的3脚V+输出端相接;A电阻RA的另一端和B电阻RB的一端、第三PF值矫正芯片U3的2脚VL端、电容CLR的一端分别相接;B电阻RB的另一端、电容CLR的另一端、第三PF值矫正芯片U3的3脚GND、第三PF值矫正芯片U3的7脚、第三电阻R3的一端和整流芯片BD1的4脚V-输出端相接;第三PF值矫正芯片U3的6脚GATE和G电阻RG的一端、第四二极管D4的阴极相接;G电阻RG的另一端、第四二极管D4的阳极和场效应管Q1的1脚栅极相接;第三PF值矫正芯片U3的4脚CS和场效应管Q1的3脚源极、第三电阻R3的另一端相接;场效应管Q1的2脚漏极和第八电阻R8的一端相接,第八电阻R8的另一端和第七电阻R7的一端相接,第七电阻R7的另一端和第二恒流芯片U2的2脚、第二恒流芯片U2的3脚、第二电阻R2的一端、第零芯片U0的2脚GND相连;第二恒流芯片U2的1脚和第五电阻R5的一端相连,第五电阻R5的另一端和第二二极管D2的阴极相连,第二二极管D2的阳极和第一DS电阻RDS1的一端、第一DP电阻RDP1的一端、第一电解电容EC1的负极相连;第一DS电阻RDS1的另一端和第一二极管D1的阳极相接;第一二极管D1的阴极和第一恒流芯片U1的5脚、第一电阻R1的一端相连,第一电阻R1的另一端和第三三极管D3的阳极、第六电阻R6的一端、第一恒流芯片U1的2脚、第一恒流芯片U1的4脚相接;第一恒流芯片U1的1脚和第四电阻R4的另一端相接;第三三极管D3的阴极和第九电阻R9的一端相接,第九电阻R9的另一端和第二电解电容EC2的正极、第二DP电阻RDP2的一端相接;第六电阻R6的另一端和第零芯片U0的3脚相接;第零调光芯片U0的1脚和第零电阻R0的一端、第二DS电阻RDS2的一端相接;第二DS电阻RDS2的另一端和第二电解电容EC2的负极、和第二DP电阻RDP2的另一端相接;第零电阻R0的另一端第二电阻R2另一端、第二恒流芯片U2的5脚相接。

LED灯珠电压等效电路和最大功率切换电路包括第一LED灯组LED1、第二LED灯组LED2、第三LED灯组LED3、第四LED灯组LED4、第二场效应管Q2、第三三极管Q3、第四场效应管Q4、第一稳压二极管DZ1、第二稳压二极管DZ2、光耦U4、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33、第三十四电阻R34、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36;

第二十三电阻R23的一端、第二十四电阻R24的一端、第二十五电阻R25的一端、第三十一电阻R31的一端、第四LED灯组LED4的阳极和整流芯片BD1的3脚V+相连;第三LED灯组LED3的阳极和第二十三电阻R23的另一端、第二十四电阻R24的另一端、第二十五电阻R25的另一端相连;第一LED灯组LED1、第二LED灯组LED2、第三LED灯组LED3、第四LED灯组LED4中各LED灯按正负极依次相接;第三十一电阻R31的另一端和光耦U4的4脚、第二稳压二极管DZ2的阴极相接;第二稳压二极管DZ2的阳极和第三十六电阻R36的一端、第四场效应管Q4的3脚源极、第四LED灯组LED4的阴极、第一电解电容EC1的负极、第一DP电阻RDP1的另一端、第一DS电阻RDS1的另一端、第二二极管D2的阳极相接;光耦U4的3脚和第三十五电阻R35的一端相接,第三十五电阻R35的另一端和第三十六电阻R36的另一端、第四场效应管Q4的1脚栅极相接;第三LED灯组LED3的阴极和第四场效应管Q4的2脚漏极相接;

第二十六电阻R26的一端、第二十七电阻R27的一端、第二十八电阻R28的一端、第三十电阻R30的一端、第二LED灯组LED2的阳极和第二电解电容EC2的正极相接,第二十六电阻R26的另一端、第二十七电阻R27的另一端、第二十八电阻R28的另一端和第一LED灯组LED1的阳极相接;第一LED灯组LED1的阴极和第二场效应管Q2的2脚漏极相接;第二LED灯组LED2的阴极和第三十二电阻R32的一端、第三十三电阻R33的一端相接;第三十电阻R30的另一端和第三三极管Q3的集电极、第一稳压二极管DZ1的阴极、第三十四电阻R34的一端相接;第三十四电阻R34的另一端和第二场效应管Q2的1脚漏极相接;第二场效应管Q2的3脚源极、第三十三电阻R33的另一端、第三三极管Q3的发射极、光耦U4的2脚和第二电解电容EC2的负极相接;第一稳压二极管DZ1的阳极和光耦U4的1脚相接。

产品组成及技术特征:如图1所示:1.输入电路,由F1、VR1、组成,对进入电路的市电进行干扰抑制,保护后级电路;2.整流电路,由BD1组成,对输入交流AC电压进行整流成直流DC电压;3.PF值矫正电路,对电网电压波形进行输入电压电流波形的矫正,最大限度提高电网电能利用率;4.LED恒流调光电路,由U0,U1,U2芯片为主电路组成,稳定LED电流,具有过功率/过压等保护,U0可以调节可控硅调光器的兼容性;5/6.LED灯珠电压等效电路,由R26、R27、R28、R23、R24、R25组成,把去除的灯珠电压加到电阻上,因为两串灯珠数量不等,所以两串LED灯珠总的Vf正向导通电压不同,从而实现两种不同色温的LED灯珠导通电压不同,形成色温的变化;LED灯珠电路,LED1灯组与LED3灯组组成第一组同色温LED灯珠,LED2灯组与LED4灯组组成第二组同色温LED灯珠,第一组与第二组LED灯珠色温不相同;9.最大功率切换电路,主要由Q2,Q3,Q4,U4,R23-R28,光耦U4,Q2,Q3,Q4等组成;LED1和LED3灯组属于一种相同色温灯珠,LED2和LED4属于另一种相同色温灯珠;当输入电压小于LED2和LED4灯组总Vf电压值时,LED2和LED4处于关断状态,Q3处于截止状态,DZ1稳压管触发恒定在一定电压值,Q2、Q4导通,光耦用于隔离处于不同公共电位点的Q2、Q4,从而LED1和LED3灯组导通微亮,LED灯组色温处于最小值,此时因为有电流流经R23-R28电阻,所以会在R23-R28电阻上产生电能损耗;当输入电压升高到LED2和LED4的导通电压时,LED2和LED4导通微亮,此时LED1和LED3灯组亮度比LED2和LED4高,开始进入调光调色阶段,R23-R28电阻此时加载在上面的电压为两种不同色温LED灯组的电压差,损耗逐渐增加;当输入电压达到一设定值时,R33电阻电压达到Q3基极导通电压,Q3导通,稳压管DZ1被拉低至低电平,光耦关断,Q2和Q4关断,LED1和LED3灯组熄灭,R23-R28电阻损耗降为0,此时LED灯组色温达到最大值。

电路工作过程:当电路接入可控硅调光器再接入电网,可控硅调至最低端时,输入电压为0V,此时LED灯处于熄灭状态;当调光器调至某一位置时,U3检测到输入电压达到IC启动电压,Q1处于线性导通状态,但此时整流电压低于LED灯珠的最小导通电压,所以LED灯还是处于熄灭状态;当电压大于LED最低导通电压时,LED灯组导通,通过LED恒流调光电路4进行恒流与保护,随着输入电压的升高,LED灯组越亮,U0为可控硅提供维持电流,保证LED在小电流时不闪烁,LED恒流调光电路4是实现恒流调光功能;LED灯珠电压等效电路5、6,最大功率切换电路7用于实现调色温功能,LED1和LED3灯组灯珠数量比LED2和LED4灯组灯珠数量少,输入电压从低到高变化过程中,LED1和LED3先亮,LED2和LED4后亮,但都随着输入电压变大而变亮,色温也会慢慢变化,两组LED灯珠都完全亮起来后,此时色温变化不明显,通过最大功率切换电路7将LED1和LED3灯组灯珠切断熄灭,最后只剩下LED2和LED4灯组一种色温灯珠,而且还降低R23-R28的电阻损耗,LED整灯色温变化可以随着功率大小从低到高或从高到低。以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然,本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进;或未经改进,将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本实用新型的保护范围之内。

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