可控硅LED调光电路及LED驱动装置的制作方法

本实用新型涉及LED灯驱动技术领域，特别涉及一种可控硅LED调光驱动电路及LED驱动装置。

背景技术：

目前，LED灯具有节能、环保、寿命长、体积小等诸多优点，在诸如照明等方面的应用逐步取代传统光源，成为新一代的固体照明光源。然而，现有的各种LED灯驱动电路复杂，成本高，性价比低，而且随着人们对照明质量要求的提高，固定亮度的LED灯已经不能满足人们的需求，也不利于节约能源。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提出一种可控硅LED调光驱动电路及LED驱动装置，旨在实现对LED灯的调光功能，降低输出功率，节能环保，并提高LED灯视觉变换效果。

为实现上述目的，本实用新型提出一种可控硅LED调光驱动电路，包括可控硅调光器、整流电路、信号控制开关电路、单向导通元件及主控制器，所述可控硅调光器的输入端用于接入交流电源，所述可控硅调光器的输出端与所述整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端分别与所述信号控制开关电路的输入端及所述单向导通元件的输入端连接，所述单向导通元件的输出端与所述主控制器的信号输入端连接；所述主控制器的输出端与LED灯连接；其中，

所述可控硅调光器，用于将交流电源转换为调光信号，并输出；

所述信号控制开关电路，用于根据所述调光信号开启/关断；

所述单向导通元件，用于在所述信号控制开关电路关闭时，将所述调光信号单向输出至所述主控制器；

所述主控制器，用于根据所述调光信号，控制所述LED灯工作。

优选地，所述信号控制开关电路包括第一电子开关、第二电子开关、第一电阻、第二电阻及第三电阻，所述第一电阻的第一端为所述信号控制开关电路的输入端，并与所述第二电阻的第一端及所述第二电子开关的第一导电端连接；所述第一电阻的第二端与所述第三电阻的第一端及所述第一电子开关的受控端连接；所述第一电子开关的第一导电端与所述第二电阻的第二端连接，所述第一电子开关的第二导电端、所述第三电阻的第二端均及所述第二电子开关的第二导电端均接地。

优选地，所述信号控制开关电路还包括二极管及第四电阻，所述二极管的阳极与所述第二电子开关的第二导电端及所述第四电阻的第一端互连，所述二极管的阴极与所述第三电阻的第一端连接；所述第四电阻的第二端接地。

优选地，所述单向导通元件为光耦，所述光耦的阳极为所述单向导通元件的输入端，所述光耦的发射极为所述单向导通元件的输出端。

优选地，所述可控硅LED调光驱动电路还包括用于控制所述调光信号延时输出的RC延时电路，所述RC延时电路串联设置于所述可控硅调光器的输出端及所述单向导通元件的输入端之间。

优选地，所述RC延时电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻及第一电容，所述第五电阻的第一端与所述可控硅调光器的输出端连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻经与所述第一电容发的第一端及所述单向导通元件的输入端互连；所述第六电阻的第二端接地；所述第七端与所述第五电阻并联设置；所述第八电阻与所述第六电阻并联设置。

优选地，所述可控硅LED调光驱动电路还包括用于对所述调光信号进行分压及滤波处理的信号处理电路，所述信号处理电路串联设置于所述单向导通元件的输出端及所述主控制器的信号输入端之间。

优选地，所述信号处理电路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二电容及第三电容，所述第九电阻的第一端与所述单向导通元件的输出端连接，所述第九电阻的第二端与所述第十电阻的第一端、所述第十一电阻的第一端及所述第二电容的第一端连接；所述第十电阻的第二端与所述主控制器及所述第三电容的第一端互连；所述第十一电阻的第二端、所述第二电容的第二端及所述第三电容的第二端均接地。

优选地，所述主控制器为STM8S003F3P3型单片机。

本实用新型还提出一种LED驱动装置，包括LED灯及如上所述的可控硅LED调光驱动电路，所述可控硅LED调光驱动电路包括可控硅调光器、整流电路、信号控制开关电路、单向导通元件及主控制器，所述可控硅调光器的输入端用于接入交流电源，所述可控硅调光器的输出端与所述整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端分别与所述信号控制开关电路的输入端及所述单向导通元件的输入端连接，所述单向导通元件的输出端与所述主控制器的信号输入端连接；所述主控制器的输出端与LED灯连接；其中，所述可控硅调光器，用于将交流电源转换为调光信号，并输出；所述信号控制开关电路，用于根据所述调光信号开启/关断；所述单向导通元件，用于在所述信号控制开关电路关闭时，输出所述调光信号；所述主控制器，用于根据所述调光信号，控制所述LED灯工作。

本实用新型通过控制可控硅调光器的导通角，将交流电输入的正弦波电压进行斩波后输出至信号控制开关的受控端及单向导通元件的输入端，通过调节可控硅调光器的调光信号大小，即可控制信号控制开关电路的开/关频率，从而调节经单向导通元件输出的调光信号的占空比，实现调整输出至LED灯的电压大小，从而控制LED灯的亮度。本实用新型实现了降低输出电压的平均值，从而控制灯电路的供电电压，实现对LED灯的调光功能，降低输出功率，节能环保，并提高LED灯视觉变换效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型可控硅LED调光驱动电路应用于LED驱动装置一实施例的功能模块示意图；

图2为图1中可控硅LED调光驱动电路一实施例的电路结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种可控硅LED调光驱动电路。

参照图1，在本实用新型一实施例中，该可控硅LED调光驱动电路包括可控硅调光器10、整流电路20、信号控制开关电路30、单向导通元件40及主控制器50，所述可控硅调光器10的输入端用于接入交流电源，所述可控硅调光器10的输出端与所述整流电路20的输入端连接，所述整流电路20的输出端分别与所述信号控制开关电路30的输入端及所述单向导通元件40的输入端连接，所述单向导通元件40的输出端与所述主控制器50的信号输入端连接；所述主控制器50的输出端与LED灯连接；其中，

所述可控硅调光器10，用于输入调光信号，并输出至所述信号控制开关电路30的输入端及所述单向导通元件40的输入端；

所述信号控制开关电路30，用于根据所述调光信号开启/关断；

所述单向导通元件40，用于在所述信号控制开关电路30关闭时，将所述调光信号单向输出至所述主控制器50；

所述主控制器50，用于根据所述调光信号，控制所述LED灯工作。

本实施例中，主控制器50可以采用DSP控制系统、单片机等控制芯片来实现，本实施例优选采用STM8S003F3P3型单片机来实施。所述单向导通元件40可以采用二极管D1、光耦等具有信号隔离作用的单向导通元件40来实现，本实施例优选采用光耦来实施。具体地，所述光耦的阳极为所述单向导通元件40的输入端，所述光耦的发射极为所述单向导通元件40的输出端，所述光耦的集电极经第十二电阻R12与第一直流电源VCC1连接，所述光耦的阴极接地。

需要说明的数，在可控硅调光器10中，设置有可控硅及用于接收用户输入调光信号的可变电阻器，用户通过调节可变电阻器的电阻值，从而控制可控硅调光器10的导通角，将交流电输入的正弦波电压斩掉一部分，以降低输出电压的平均值，从而控制灯电路的供电电压，实现对LED灯的调光功能。

具体地，在设置好可控硅的导通角后，在交流电的电压过零时，可控硅的控制极上加载的触发信号触发可控硅导通，根据可控硅的开关特性可知，可控硅的导通角越大，可控硅调光器10的输出电压越高，从而LED灯的发光越亮。

信号控制开关电路30的受控端与可控硅调光器10的输出端连接，并基于可控硅调光器10的控制，当可控硅调光器10输出的调光信号达到信号控制开关电路30的导通阈值时，信号控制开关电路30开启，此时调光信号经信号控制开关电路30输出到地。当可控硅调光器10输出的调光信号未达到信号控制开关电路30的导通阈值时，信号控制开关电路30关断，此时调光信号经单向导通元件40示出至主控制器50，以使主控制器50根据调光信号对应的电压大小，驱动LED灯工作，发出对应亮度的光。因此，通过调节可控硅调光器10的调光信号大小，即可控制信号控制开关电路30的开/关频率，从而调节经单向导通元件40输出的调光信号的占空比，实现调整输出至LED灯的电压大小，从而控制LED灯的亮度。

本实用新型通过控制可控硅调光器10的导通角，将交流电输入的正弦波电压进行斩波后输出至信号控制开关的受控端及单向导通元件40的输入端，通过调节可控硅调光器10的调光信号大小，即可控制信号控制开关电路30的开/关频率，从而调节经单向导通元件40输出的调光信号的占空比，实现调整输出至LED灯的电压大小，从而控制LED灯的亮度。本实用新型实现了降低输出电压的平均值，从而控制灯电路的供电电压，实现对LED灯的调光功能，降低输出功率，节能环保，并提高LED灯视觉变换效果。

参照图1及图2，在一优选实施例中，所述信号控制开关电路30包括第一电子开关Q1、第二电子开关Q2、第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3，所述第一电阻R1的第一端为所述信号控制开关电路30的输入端，并与所述第二电阻R2的第一端及所述第二电子开关Q2的第一导电端连接；所述第一电阻R1的第二端与所述第三电阻R3的第一端及所述第一电子开关Q1的受控端连接；所述第一电子开关Q1的第一导电端与所述第二电阻R2的第二端连接，所述第一电子开关Q1的第二导电端、所述第三电阻R3的第二端均及所述第二电子开关Q2的第二导电端均接地。

本实施例中，第一电子开关Q1优选采用三极管来实现，第二电子开关Q2优选采用MOS管来实现，当然第一电子开关Q1和第二电子开关Q2还可以采用IGBT等开关来实现，在此不做限制。第一电阻R1和第二电阻R2串联分压，以在第一电阻R1和第二电阻R2的分压值达到第一电子开关Q1的导通阈值时，触发第一电子开关Q1导通，从而触发第二电子开关Q2导通，第二电子开关Q2导通后，可控硅调光器10输出的调光信号经第二电子开关Q2输出到地，此时单向导通元件40无信号输出。当第二电阻R2和第二电阻R2的分压值未达到第一电子开关Q1的导通阈值时，第一单子开关处于截止状态，此时第二电子开关Q2也处于截止状态，调光信号经单向导通元件40输出至主控制器50，以使主控制器50接收到该调光信号时，根据该调光信号对应的驱动电压大小，驱动LED灯工作。

上述施例中，所述信号控制开关电路30还包括二极管D1及第四电阻R4，所述二极管D1的阳极与所述第二电子开关Q2的第二导电端及所述第四电阻R4的第一端互连，所述二极管D1的阴极与所述第三电阻R3的第一端连接；所述第四电阻R4的第二端接地。

参照图1及图2，在一优选实施例中，所述可控硅LED调光驱动电路还包括用于控制所述调光信号延时输出的RC延时电路60，所述RC延时电路60串联设置于所述可控硅调光器10的输出端及所述单向导通元件40的输入端之间。

具体地，所述RC延时电路60包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8及第一电容C1，所述第五电阻R5的第一端与所述可控硅调光器10的输出端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述第六电阻R6经与所述第一电容C1发的第一端及所述单向导通元件40的输入端互连；所述第六电阻R6的第二端接地；所述第七端与所述第五电阻R5并联设置；所述第八电阻R8与所述第六电阻R6并联设置。

本实施例中，第五电阻R5和第七电阻R7并联设置后，再与第六电阻R6和第八电阻R8串联设置，以控制调光信号进行延时输出，当有调光信号输入时，调光信号经第五电阻R5～第八电阻R8输出至第一电容C1，以使第一电容C1进行储能充电，直至第一电容C1达到饱和，RC延时电路60的延时时间可根据第五电阻R5～第八电阻R8以及第一电容C1的参数值进行设定。

参照图1及图2，在一优选实施例中，所述可控硅LED调光驱动电路还包括用于对所述调光信号进行分压及滤波处理的信号处理电路70，所述信号处理电路70串联设置于所述单向导通元件40的输出端及所述主控制器50的信号输入端之间。

具体地，所述信号处理电路70包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第二电容C2及第三电容C3，所述第九电阻R9的第一端与所述单向导通元件40的输出端连接，所述第九电阻R9的第二端与所述第十电阻R10的第一端、所述第十一电阻R11的第一端及所述第二电容C2的第一端连接；所述第十电阻R10的第二端与所述主控制器50及所述第三电容C3的第一端互连；所述第十一电阻R11的第二端、所述第二电容C2的第二端及所述第三电容C3的第二端均接地。

本实施例中，第九电阻R9和第十一电阻R11串联分压，以将调光信号进行串联分压后经第十电阻R10限流后输出至主控制器50，以使主控制器50接收到该分压处理后的调光信号时，驱动LED灯工作，第二电容C2和第三电容C3为滤波电容，用于滤除调光信号中的杂波信号。

本实用新型还提出一种LED驱动装置，所述LED驱动装置包括LED灯及如上所述的可控硅LED调光驱动电路。该可控硅LED调光驱动电路的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本实用新型LED驱动装置中使用了上述可控硅LED调光驱动电路，因此，本实用新型LED驱动装置的实施例包括上述可控硅LED调光驱动电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。