调光电路和方法与流程

本发明涉及电力电子领域，更具体的说，涉及一种调光电路和方法。

背景技术：

随着led在各行业的广泛普及和应用，对led调光技术提出了更高的要求。除了传统的利用triac调光器进行调光，电压型调光器如0-10v调光器由于其在一定电流内，能维持电压恒定的特性而被广泛应用于各种需要对led亮度进行调节的场合。实际运用中，调光时对电压型调光器进行人工调节，故需要对电压型调光器和调光电路进行隔离处理。现有技术中利用正激电路将电压型调光器的调光信号传输给调光电路，如图1所示，输入电压经过整流滤波后，通过反激变换电路对led进行供电，利用反激变换电路的辅助绕组l1驱动变压器m1，二极管d1和电容c1依次串联在变压器原边绕组lm1和所述辅助绕组l1的公共端和地之间，变压器m1副边绕组lm2经过整流电路和滤波电路连接电压型调光器。所述变压器工作在正激状态，图1中调光电路工作的波形图如图2所述，原边绕组lm1和副边绕组lm2上的电压成比例，副边绕组lm2电压的峰值等于电压型调光器的电压vdimmer，由于二极管d1的作用，故二极管d1管和电容c1公共端的电压vdim的值为原边绕组lm1的峰值，故从二极管d1管和电容c1公共端的电压vdim和电压型调光器的电压vdimmer成比例，从而可以利用二极管d1和电容c1公共点的电压vdim作为调光参考电压，调节通过led的电流，完成调光。

现有技术中辅助绕组l1需要通过限流电阻r1驱动变压器m1，限流电阻一般较大，故功率损耗较大；一般利用ic芯片对反激变换电路进行控制，而生成调光参考信号需要的外围器件较多；变压器的驱动电压会发生变化，不同的变压器驱动电压所产生的通过副边绕组的电流不同，即给电压型调光器的驱动电流不一致，驱动电流不一致会影响主回路的带负载能力，且会导致调光器的输出电压有偏差，进而影响变压器驱动高低压时的调光一致性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出了一种功率损耗较小，变压器的驱动电压可以不变的调光电路和方法，解决了现有技术中的功率损耗较大，外围器件较多以及变压器的驱动电压发生变化而影响带负载能力和调光一致性的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种调光电路，用于对led负载进行调光，包括：

电压型调光器，用于产生调光电压；

调光控制电路，被配置为利用隔离型变换器根据所述调光电压生成调光基准信号；

调光模块，被配置为根据所述调光基准信号调节通过led负载的电流，以调整led负载的亮度。

优选地，所述调光电压经过反激变换生成调光基准信号。

优选地，所述调光控制电路包括反激变换电路，所述反激变换电路包括变压器、第一开关管和副边整流管，所述变压器包括原边绕组和副边绕组，所副边绕组经副边整流管连接电压型调光器，所述原边绕组由第一电压驱动，所述第一开关管连接在所述原边绕组和地之间，根据表征反激变换电路中变压器原边绕组上电压的信号生成调光基准信号。

优选地，所述调光基准信号为表征反激变换电路中变压器原边绕组上电压峰值的信号。

优选地，所述调光控制电路还包括参考电压产生电路，所述参考电压产生电路根据表征反激变换电路变压器原边绕组上电压峰值的信号生成调光基准信号，所述调光基准信号与所述原边绕组上电压峰值的信号成比例。

优选地，表征反激变换电路中变压器原边绕组上电压的信号为反激变换电路变压器原边绕组上的电压或第一节点的电压，所述第一节点为所述原边绕组和第一开关管的公共端。

优选地，所述调光模块根据所述调光基准信号线性调节通过led负载的电流，使得通过led负载的电流等于所述调光基准信号所表征的led负载电流。

优选地，所述调光控制电路全部或部分被集成在芯片内。

优选地，所述的电压型调光器为0-10v调光器。

第二方面，本发明实施例还提供了一种调光方法，包括：

根据需要调节led灯的亮度产生相应的调光电压；

利用隔离型变换器根据所述调光电压生成调光基准信号；

根据所述调光基准信号调节通过led负载的电流，以调整led负载的亮度。

优选地，所述调光电压经过反激变换生成调光基准信号。

优选地，根据表征反激变换电路中变压器原边绕组上电压的信号生成调光基准信号。

优选地，所述调光基准信号为表征反激变换电路中变压器原边绕组上电压峰值的信号。

优选地，根据表征反激变换电路变压器原边绕组上电压峰值的信号生成调光基准信号，所述调光基准信号与所述原边绕组上电压峰值的信号成比例。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：本发明利用反激变换电路进行调光电压的传递，不需要很大的限流电阻，提高了工作效率，减小了功率损耗。尤其是在很多场合，对于待机时的功率损耗要求非常严格，故本发明的实现方式在待机时的优势更加明显。本发明反激变换电路的驱动电压较低，且所述驱动电压可以为固定的电压，可以避免由于驱动电压变化而引起的通过副边绕组的电流变化，即电压型调光器的驱动电流不一致，进而避免了由于驱动电流不一致影响主回路的带负载能力，也避免了由于驱动电流不一致导致的调光器输出电压有偏差，进而避免了影响变压器驱动高低压时的调光一致性。此外，本发明调光控制电路可以集成在芯片内，这样就减小了外围的元器件。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为现有技术调光电路的电路示意图；

图2为现有技术调光电路的工作波形图；

图3为本发明调光电路的实施例原理框图；

图4为本发明调光控制电路实施例一的电路示意图；

图5为本发明调光控制电路实施例一的工作波形图；

图6为本发明调光控制电路实施例二的电路示意图；

图7为本发明照明电路的实施例电路示意图；

图8为本发明调光方法的流程图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

图3为本发明调光电路的实施例原理框图，所述调光电路用于对led负载进行调光，其包括电压型调光器1，调光控制电路2和调光模块3，所述电压型调光器1用于产生调光电压vdimmer；调光控制电路2被配置为根据所述调光电压vdimmer经过反激变换生成调光基准信号vdim；调光模块3被配置为根据所述调光基准信号vdim调节通过led负载的电流，以调整led负载的亮度。

所述调光控制电路2包括反激变换电路21，反激变换电路21的原边接收驱动电压，反激变换电路21的副边连接电压型调光器1。根据表征反激变换电路21变压器原边绕组上电压的信号生成调光基准信号vdim。

具体的，所述反激变换电路21包括变压器、第一开关管和副边整流管，所述变压器包括原边绕组和副边绕组，所副边绕组经副边整流管连接电压型调光器1，所述原边绕组由驱动电压驱动，所述第一开关管连接在所述原边绕组和地之间，根据表征反激变换电路21中变压器原边绕组上电压的信号生成调光基准信号vdim。

依据本发明实施例所述的调光电路，由于电压型调光器1具有恒压的作用，在反激变换电路21副边绕组开始有电流通过时，反激变换电路21变压器副边绕组的电压等于电压型调光器1产生的调节电压vdimmer，反激变换电路21变压器原边绕组上的电压和副边绕组上的电压成比例，该比例系数为反激变换电路21变压器原边绕组和副边绕组的线圈匝数比，故可以根据此时表征反激变换电路21变压器原边绕组上电压的信号生成调光基准信号vdim。通过这种实现方式，不需要很大的限流电阻，提高了工作效率，减小了功率损耗。尤其是在很多场合，对于待机时的功率损耗要求非常严格，故本发明的实现方式在待机时的优势更加明显。进一步的，反激变换电路的驱动电压较低，且所述驱动电压可以为固定的电压，可以避免由于驱动电压变化而引起的通过副边绕组的电流变化，即电压型调光器的驱动电流不一致，进而避免了由于驱动电流不一致影响主回路的带负载能力，也避免了由于驱动电流不一致导致的调光器输出电压有偏差，进而避免了影响变压器驱动高低压时的调光一致性。进一步的，调光控制电路可以集成在芯片内，例如，可以单独集成在芯片内，也可以和主回路的控制芯片集成在一个芯片内，这样就减小了外围的元器件。

进一步的，在反激变换电路21副边绕组开始有电流通过时，此时原边绕组上的电压为其峰值。故根据表征反激变换电路中变压器原边绕组上电压峰值的信号生成调光基准信号vdim。本实际运用中，也可以用表征反激变换电路21变压器原边绕组上电压的信号的峰值生成调光基准信号vdim。本发明之后均用表征反激变换电路21变压器原边绕组上电压的信号的峰值进行阐述，但表征反激变换电路中变压器原边绕组上电压峰值的信号均在本发明保护范围内。

进一步的，可以通过采样得到反激变换电路21中表征原边绕组上电压的电压信号v1，利用表征原边绕组上电压的电压信号v1的峰值生成调光基准信号vdim。在具体实现时，所述原边绕组上电压等于驱动电压与原边绕组和第一开关管公共端电压的差值，故在驱动电压基本不变时，原边绕组上的电压或原边绕组和第一开关管的公共端的电压均可以表征原边绕组上电压的电压信号v1。故通过采样原边绕组上的电压或原边绕组和第一开关管的公共端的电压，利用其峰值生成调光基准信号vdim。这里仅仅给出2个实施例，其他可以表征原边绕组上电压的信号均在本发明的保护范围内。此外，本发明驱动电压可以变化，也可以不变，其均可以完成本发明需要实现的调光结果，仅仅是电压不变化时更有优势，本发明对此不进行限制。驱动电压可以从外部电路获得也可以通过主回路部分获得，所述主回路用于对led负载提供输入电压，本发明对比不进行限制。

可选的，在一个实施例中，表征原边绕组上电压的电压信号v1的峰值可以直接作为调光基准信号vdim。在其中另一种实现方式中，所述调光控制电路还包括参考电压产生电路22，所述参考电压产生电路22根据表征反激变换电路变压器原边绕组上电压的电压信号v1的峰值生成调光基准信号vdim，所述调光基准信号与所述原边绕组上电压的电压信号v1的峰值成比例。所述比例系数可以按照实际进行设置。当所述比例系数为1时，可以认为表征原边绕组上电压的电压信号v1的峰值可以直接作为调光基准信号vdim。

进一步的，调光模块3为根据所述调光基准信号调节通过led负载的电流，以调整led负载的亮度。可选的，在一个实施例中，调光模块3为根据所述调光基准信号线性调节通过led负载的电流，具体的，所述调光基准信号vdim表征流过led负载电流的参考值，调光调光模块3通过动态调节使得通过led负载的电流等于所述调光基准信号vdim所表征流过led负载电流的参考值，以线性调整led负载的亮度。此外，这里的调光模块可以为功率调光，也可以为ldo调光，也可以为其他方式的调光，根据所述调光基准信号线性调节通过led负载的电流的实施例均在本发明保护范围内。

值得注意的是，本发明反激变换电路变压器原边绕组和副边绕组的线圈匝数比可以根据需要设置，本发明为了进行便于说明，所有实施例和现有技术均直接默认原边绕组和副边绕组的线圈匝数比为1:1，在此进行说明。

为了对便于理解，本发明给出具体的实施例进行进一步说明。

图4给出了本发明调光控制电路2的实施例一的电路结构示意图，所述调光控制电路包括反激变换电路21，所述反激变换电路21包括变压器、第一开关管q1和副边整流管d3，所述变压器包括原边绕组lm1和副边绕组lm2，所副边绕组lm2经副边整流管d3连接电压型调光器1，所述副边整流管d3的正极连接副边绕组的同名端，所述原边绕组lm1的同名端由第一电压vin1驱动，所述第一开关管q1连接在所述原边绕组lm1和地之间，所述第一开关管q1和所述原边绕组lm1的公共端为第一节点sw。所述原边绕组和副边绕组的线圈匝数比为1:1。实施例一中通过采样反激变换电路21中变压器原边绕组lm1上的电压生成调光基准信号vdim。本实施例一中第一电压vin1可以从主回路部分获得。

图5给出了图4中所述的实施例一的工作波形图，当clk为高电平时，第一开关管q1导通，副边绕组lm2的非同名端的电压较大，副边整流管d3不导通，当clk为低电平时，第一开关管q1断开，副边整流管d3导通，此时由于电压型调光器的恒压作用，副边绕组lm2上的电压等于电压型调节器输出的调光电压vdimmer，由于所述原边绕组和副边绕组的线圈匝数比为1:1，原边绕组lm1上的电压也等于电压型调节器输出的调光电压vdimmer，而原边绕组lm1上的电压等于第一电压vin1和第一节点sw的电压的差值，即vsw-vin1＝vdimmer。且从图5中可以看出，原边绕组lm1上的电压峰值等于副边绕组电压的峰值，副边绕组电压的峰值等于电压型调节器输出的调光电压vdimmer。故可以利用原边绕组lm1的电压的峰值生成调光基准信号。

从而图4中所示调光控制电路2的实施例一还包括采样电路(图中未给出)、差值电路、保持电路(图中未给出)和参考电压产生电路22，所述采样电路对第一节点的电压vsw和第一电压vin1进行采样，所述差值电路对采样的第一节点的电压vsw和第一电压vin1做差得到差值信号，所述保持电路对所述差值信号的峰值信号进行保持，并将所述差值信号的峰值传输给参考电压产生电路22，所述参考电压产生电路22根据所述差值信号的峰值生成调光基准信号vdim。一般的，所述调光基准信号vdim与所述差值信号的峰值成比例，所述比例系数可以根据需要设置。在其他的实施例中，不需要设置参考电压产生电路，所述保持电路输出所述差值信号可以直接作为调光基准信号vdim。

图6给出了本发明调光控制电路2的实施例二的电路结构示意图，所述调光控制电路包括反激变换电路21，所述所述反激变换电路21包括变压器、第一开关管q1和副边整流管d3，所述变压器包括原边绕组lm1和副边绕组lm2，所副边绕组lm2经副边整流管d3连接电压型调光器1，所述副边整流管d3的正极连接副边绕组的同名端，所述原边绕组lm1的同名端由第一电压vin1驱动，所述第一开关管q1连接在所述原边绕组lm1和地之间，所述第一开关管q1和所述原边绕组lm1的公共端为第一节点sw。所述原边绕组和副边绕组的线圈匝数比为1:1。其中实施例二中通过采样反激变换电路21中第一节点sw上的电压vsw生成调光基准信号vdim。本实施例二中第一电压vin1基本不变，其可以从主回路部分获得。

根据实施例一的分析，原边绕组lm1上的电压峰值等于副边绕组电压的峰值，副边绕组电压的峰值等于电压型调节器输出的调光电压vdimmer。故可以利用原边绕组lm1的电压的峰值生成调光基准信号。而原边绕组lm1上的电压等于第一电压vin1和第一节点sw的电压的差值，在第一电压vin1基本不变时，可以利用第一节点sw的电压vsw生成调光基准信号vdim。

图6调光控制电路2的实施例二利用第一节点sw的电压vsw生成调光基准信号vdim，相比实施例一，可以不用采样第一电压，且可以省去差值电路，精简电路结构。具体的，实施例二还包括采样保持电路(图中未给出)，用于采样第一节点sw的电压，并对第一节点电压的峰值进行保持，并将第一节点电压的峰值传输给参考电压产生电路22，所述参考电压产生电路22根据第一节点电压的峰值生成调光基准信号vdim。一般的，所述调光基准信号vdim与第一节点电压的峰值成比例，所述比例系数可以根据需要设置。在其他的实施例中，也可以不需设置参考电压产生电路，所述保持电路输出所述差值信号可以直接作为调光基准信号vdim。

实施例二和实施例一表征原边绕组上电压的电压信号v1不同，其余的分析基本相同。

图7给出了照明电路的一个实施例，所述照明电路包括本发明所述的调光电路，还包括整流电路、滤波电路和开关型变换电路。所述调光电路包括调光控制电路，所述整流电路为全桥整流电路，将交流电转化为直流电，利用电容c1对整流电路的输出进行滤波，所述滤波电路的输出端连接所述开关型变换电路的输入端，所述开关型变换电路为反激变换电路，即flyback电路，所述开关型变换电路的输出端连接led负载，以进行供电。

如图7所示，在照明电路中，利用集成芯片对开关型变换器进行控制，所述的调光控制电路集成在芯片内时，可以集成在照明电路开关型变换器的集成芯片上。在其他的实施例中，也可以将调光控制电路单独集成在芯片内。在有的实施例中，调光控制电路全部集成在芯片内，在其他实施例中，调光控制电路除了反激变换电路的变压器，其余部分集成在芯片内。

图8是本发明调光方法的流程图。如图8所示，所述调光方法包括如下步骤：

步骤s100、根据需要调节led灯的亮度产生相应的调光电压；

步骤s200、根据所述调光电压经过反激变换生成调光基准信号；

步骤s300、根据所述调光基准信号调节通过led负载的电流，以调整led负载的亮度。

所述根据反激变换电路21中变压器原边绕组上的电压生成调光基准信号vdim。

进一步的，所述调光电压转化为反激变换电路原边绕组上电压的峰值，所述根据反激变换电路21中变压器原边绕组上电压的峰值生成调光基准信号vdim。

可选的，所述根据反激变换电路21中变压器原边绕组上的电压生成调光基准信号vdim的实现方式包括：采样原边绕组上的电压或采样原边绕组和第一开关管公共端的电压生成所述调光基准信号vdim。

可选的，原边绕组上的电压的峰值或采样原边绕组和第一开关管公共端电压的峰值作为所述调光基准信号vdim。

可选的，所述调光基准信号vdim与原边绕组上的电压的峰值或采样原边绕组和第一开关管公共端电压的峰值成比例。

可选的，所述调光基准信号vdim表征流过led负载电流的参考值，通过动态调节使得通过led负载的电流等于所述调光基准信号vdim所表征流过led负载电流的参考值，以线性调整led负载的亮度。

依照本发明实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。