一种降低可控硅调光频闪的调光电路、装置及调光方法与流程

本发明涉及led调光技术领域，特别涉及一种降低可控硅调光频闪的调光电路、装置及调光方法。

背景技术：

如图1所示，在现有的led调光电路中，为降低可控硅调光的频闪，通常在灯串的两端并联一电容，使得电容的充电电流最大为led灯串的设定电流值，当电容的充电时间小于放电时间时，led电流无法达到设定电流值，而出现频闪；当可控硅相角进一步减小，电容充电时间变短，放电时间变长，频闪加深。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供的一种降低可控硅调光频闪的调光电路、装置及调光方法，能够有效的解决led灯串的频闪问题，且电路结构简单。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种降低可控硅调光频闪的调光电路，其与led灯串连接，包括整流模块、相位检测模块、运算模块、恒流驱动模块和储能模块；输入交流电经过所述整流模块进行整流处理后输出线电压至所述相位检测模块、所述led灯串和所述储能模块；所述相位检测模块根据所述线电压输出相位信息至所述运算模块；所述运算模块根据所述相位信息输出控制信号至所述恒流驱动模块；所述储能模块用于在所述线电压大于所述储能模块的充电电压时存储电能，并在所述线电压小于所述充电电压时，为所述led灯串供电；所述恒流驱动模块用于根据所述控制信号调节所述led灯串的恒流电流，使得所述储能模块放电后的电压大于或等于所述led灯串的恒流拐点电压。

所述的降低可控硅调光频闪的调光电路中，所述恒流驱动模块包括第一恒流驱动单元和第二恒流驱动单元；所述第一恒流驱动单元用于根据所述控制信号调节所述充电电流，所述第二恒流驱动单元用于根据所述控制信号调节所述恒流电流。

所述的降低可控硅调光频闪的调光电路中，所述运算模块具体用于根据所述相位信息输出第一控制信号至所述第一恒流驱动单元，并输出第二控制信号至所述第二恒流驱动单元。

所述的降低可控硅调光频闪的调光电路中，所述第一恒流驱动单元包括第一运算放大器、第一mos管和第一电阻，所述第一运算放大器的输出端连接所述第一mos管的栅极，所述第一mos管的源极通过所述第一电阻接地，所述第一mos管的漏极连接所述储能模块；所述第一运算放大器的正相输入端连接所述运算模块，所述第一运算放大器的反相输入端连接所述第一mos管的源极。

所述的降低可控硅调光频闪的调光电路中，所述第二恒流驱动单元包括第二运算放大器、第二mos管和第二电阻；所述第二运算放大器的输出端连接所述第二mos管的栅极，所述第二mos管的源极通过所述第二电阻接地，所述第二mos管的漏极连接所述led灯串的输出端；所述第一运算放大器的正相输入端连接所述运算模块，所述第一运算放大器的反相输入端连接所述第二mos管的源极。

所述的降低可控硅调光频闪的调光电路中，所述运算模块包括第三运算放大器、第四运算放大器、第三mos管、第四mos管、第五mos管、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；所述第三运算放大器的输出端连接所述第三mos管的栅极，所述第三mos管的漏极连接所述第四mos管的栅极、所述第四mos管的源极和所述第五mos管的栅极，所述第四mos管的漏极连接所述第五mos管的漏极，所述第五mos管的源极连接所述第一恒流驱动单元和所述第六电阻的一端；所述第三mos管的源极连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接所述第四运算放大器的输出端和所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接所述第四运算放大器的反相输入端和所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端和所述第六电阻的另一端均接地；所述第四运算放大器的正相输入端连接所述相位检测模块和所述第二恒流驱动单元。

所述的降低可控硅调光频闪的调光电路中，所述相位检测模块包括第七电阻、第八电阻和第一电容；所述第七电阻连接所述整流模块和所述led灯串的输入端，所述第七电阻的另一端连接所述第四运算放大器的正相输入端、所述第一电容的一端和所述第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端和所述第一电容的另一端均接地。

所述的降低可控硅调光频闪的调光电路中，所述第四mos管和所述第五mos管均为p沟道mos管。

一种基于如上所述的降低可控硅调光频闪的调光电路的调光方法，包括如下步骤：

输入交流电经过所述整流模块进行整流处理后输出线电压至所述相位检测模块、所述led灯串和所述储能模块；

所述相位检测模块根据所述线电压输出相位信息至所述运算模块；

所述运算模块根据所述相位信息输出控制信号至所述恒流驱动模块；

所述储能模块用于在所述线电压大于所述储能模块的充电电压时存储电能，并在所述线电压小于所述充电电压时，为所述led灯串供电；

所述恒流驱动模块用于根据所述控制信号调节所述led灯串的恒流电流，使得所述储能模块放电后的电压大于或等于所述led灯串的恒流拐点电压。

一种降低可控硅调光频闪的调光装置，包括外壳，所述外壳内设置有pcb板，其特征在于，所述pcb板上设置有如上所述的降低可控硅调光频闪的调光电路。

相较于现有技术，本发明提供的一种降低可控硅调光频闪的调光电路、装置及调光方法，所述降低可控硅调光频闪的调光电路包括相位检测模块、运算模块、恒流驱动模块和储能模块；所述相位检测模块根据线电压输出相位信息至所述运算模块；所述运算模块根据所述相位信息输出控制信号至所述恒流驱动模块；所述储能模块用于在所述线电压大于所述储能模块的充电电压时存储电能，并在所述线电压小于所述充电电压时，为led灯串供电；所述恒流驱动模块用于根据所述控制信号调节所述led灯串的恒流电流，使得所述储能模块放电后的电压大于或等于所述led灯串的恒流拐点电压，进而实现了led灯串无频闪，优化led灯串的发光效果。

附图说明

图1为现有的调光电路的电路原理图；

图2为本发明提供的降低可控硅调光频闪的调光电路的电路框图；

图3为本发明提供的降低可控硅调光频闪的调光电路中第一实施例的电路原理图；

图4为本发明提供的降低可控硅调光频闪的调光电路中第二实施例的电路原理图；

图5为本发明提供的降低可控硅调光频闪的调光方法的步骤流程图。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种降低可控硅调光频闪的调光电路、装置及调光方法，能够有效的解决led灯串的频闪问题，且电路结构简单。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图2，本发明提供降低可控硅调光频闪的调光电路，其与led灯串连接，包括整流模块100、相位检测模块200、运算模块300、恒流驱动模块400和储能模块500；所述整流模块100的输入端与所述交流电源连接，所述整流模块100的输出端则分别与所述led灯串的输入端、所述相位检测模块200和所述储能模块500连接，所述led灯串的输出端连接所述恒流驱动模块400，所述相位检测模块200连接通过所述运算模块300连接所述恒流驱动模块400，其中，所述整流模块100包括可控硅调节器和整流桥，所述可控硅调节器用于对所述交流电进行相位切割后输出至所述整流桥，由所述整流桥对切割后的交流电进行整流处理后输出，其中，所述可控硅调节器和所述整流桥均为现有技术，因此对所述可控硅调节器和所述整流桥的具体连接结构不作赘述。

输入交流电经过所述整流模块100进行整流处理后输出线电压至所述相位检测模块200、所述led灯串和所述储能模块500；所述相位检测模块200根据所述线电压输出相位信息至所述运算模块300，具体地，所述相位检测模块200用于检测所述可控硅调光器的切相相位，并将检测到的相位信息输出至所述运算模块300，以便于后续根据所述相位信息调节所述led灯串的恒流电流；所述运算模块300根据所述相位信息输出控制信号至所述恒流驱动模块400，本实施例中所述控制信号为恒流电压，通过所述相位信息选择对应合适的恒流电压；所述储能模块500用于在所述线电压大于所述储能模块500的充电电压时存储电能，并在所述线电压小于所述充电电压时，为所述led灯串供电；所述恒流驱动模块400用于根据对应的所述控制信号调节所述led灯串的恒流电流，使得所述储能模块500放电后的电压大于或等于所述led灯串的恒流拐点电压，其中，所述恒流拐点电压为所述led灯串能够保持设定恒流电流时的最低电压，通过相位检测输出对应的所述控制信号，也即根据所述相位信息调节所述控制信号,进而根据所述控制信号为所述led灯串选择合适的恒流电流，进而确保所述储能模块500在放电之后的电压大于或等于所述恒流拐点电压，从而有效的解决所述led灯串的频闪问题，优化了所述led灯串的发光效果。

具体实施时，所述恒流驱动模块400包括第一恒流驱动单元410和第二恒流驱动单元420，所述第一恒流驱动单元410的输入端和所述第二恒流驱动单元420均连接所述运算模块300，所述第一恒流驱动单元410的输出端则连接所述储能模块500，所述第二恒流驱动单元420的输出端则连接所述led灯串的输出端；所述第一恒流驱动单元410用于根据所述控制信号控制所述储能模块的充电电流，所述第二恒流驱动单元420用于根据所述控制信号控制所述恒流电流，确保所述储能模块500在每次放电后的电压均不小于所述led灯串的恒流拐点电压，由此实现led灯串无频闪；通过将所述储能模块500和所述led灯串恒流驱动部分分开，使得所述储能模块500不受所述led灯串设定的恒流电流的限制，在相位变化时可只调节所述恒流电流，也可同时调节所述恒流电流和所述充电电流。

进一步地，所述运算模块300具体用于根据所述相位信息输出第一控制信号至所述第一恒流驱动单元410，并输出第二控制信号至所述第二恒流驱动单元420，针对两个独立的恒流驱动单元，所述运算模块300根据所述相位信息分别输出两个不同的控制信号，对应地，本实施例中所述第一控制信号第一恒流电压，所述第二控制信号为第二恒流电压，避免了所述充电电流受所述恒流电流的限制，以便于实现led灯串无频闪。

进一步地，请参阅图3，所述第一恒流驱动单元410包括第一运算放大器op1、第一mos管q1和第一电阻r1，所述第一运算放大器op1的输出端连接所述第一mos管q1的栅极，所述第一mos管q1的源极通过所述第一电阻r1接地，所述第一mos管q1的漏极连接所述储能模块500；所述第一运算放大器op1的正相输入端连接所述运算模块300，所述第一运算放大器op1的反相输入端连接所述第一mos管q1的源极，本实施例中，所述第一mos管q1为n沟道mos管，所述第一运算放大器op1的正相输入端连接所述运算模块300来获取第一恒流电压，进而通过所述第一恒流电压来调节所述储能模块500的充电电流，以便于使得所述储能模块500的充放电平衡，实现无频闪。

进一步地，所述第二恒流驱动单元420包括第二运算放大器op2、第二mos管q2和第二电阻r2；所述第二运算放大器op2的输出端连接所述第二mos管q2的栅极，所述第二mos管q2的源极通过所述第二电阻r2接地，所述第二mos管q2的漏极连接所述led灯串的输出端；所述第一运算放大器op1的正相输入端连接所述运算模块300，所述第一运算放大器op1的反相输入端连接所述第二mos管q2的源极，本实施例中所述第二mos管q2为n沟道mos管，所述第二恒流驱动单元420根据所述第二恒流电压来调节所述led灯串的恒流电压，实现对所述led灯串恒流驱动，保证所述led灯串的正常的工作。

进一步地，所述储能模块500包括第二电容c2，所述第二电容c2的一端连接所述led灯串的输入端，所述第二电容c2的另一端连接所述第一mos管q1的漏极，通过将所述第二电容c2的恒流驱动电路和所述led灯串的恒流驱动电路分开，使得所述第二电容c2不受所述led灯串设定的恒流电流值的限制，进而利用充放电平衡关系，随着所述可控硅调节器的相位的变化，不断调节所述恒流电流的大小，也可同时设计所述第二电容c2的充电电流值，以确保每次所述第二电容c2放电后的电压进均大于所述led灯串的恒流拐点电压，实现led灯串无频闪；再者，随着可控硅调节器的相位减小，进一步减小所述恒流电流，可减小需要的所述第二电容c2的电容值，在相同电容的条件下，做到无频闪的同时，所需要的电容会更小。

进一步地，请继续参阅图3，本发明的第一实施例中，所述相位检测模块200通过计时的方式进行检测获取相位信息，通过计时的方式计算可控硅导通的时长也即所述相位信息，之后将所述相位信息输入到所述运算模块300，所述运算模块300根据该相位信息在预先存储设置的关系对应表中查找出与之对应的恒流电流，实现恒流电流的调节，进而由所述第二恒流驱动单元420以该所述恒流电流驱动所述led灯串发光显示；为了简化电路的结构，本实施中所述充电电流可不变，具体地，本实施例中设定q1为每周期所述第二电容c2的充电电荷，q2为每周期所述第二电容c2的放电电荷，t1为所述第二电容c2的充电时间，t2为所述第二电容c2的放电时间，t为线网一个周期时间，每个周期有q1＝q2，q1＝icap*t1、q2＝iled*t2、t1+t2＝t，其中，icap为所述充电电流，iled为所述恒流电流，在每次所述第二电容c2放电后满足所述第二电容c2的电压等于所述恒流拐点电压，则所述led灯串无频闪。

进一步地，请参阅图4，本发明的第二实施例中，所述运算模块300包括第三运算放大器op3、第四运算放大器op4、第三mos管q3、第四mos管q4、第五mos管q5、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5和第六电阻r6；所述第三运算放大器op3的输出端连接所述第三mos管q3的栅极，所述第三mos管q3的漏极连接所述第四mos管q4的栅极、所述第四mos管q4的源极和所述第五mos管q5的栅极，所述第四mos管q4的漏极连接所述第五mos管q5的漏极，所述第五mos管q5的源极连接所述第一运算放大器op1的正相输入端和所述第六电阻r6的一端；所述第三mos管q3的源极连接所述第五电阻r5的一端，所述第五电阻r5的另一端连接所述第四运算放大器op4的输出端和所述第四电阻r4的一端，所述第四电阻r4的另一端连接所述第四运算放大器op4的反相输入端和所述第三电阻r3的一端，所述第三电阻r3的另一端和所述第六电阻r6的另一端均接地；所述第四运算放大器op4的正相输入端连接所述相位检测模块200和所述第二运算放大器op2的正相输入端，所述运算模块300根据所述相位信息分别输出对应的恒流电压至所述第一恒流驱动单元410和所述第二恒流驱动单元420，以便于为所述储能模块500提供合适的所述充电电流，以及为所述led灯串提供合适的所述恒流电流，以确保所述储能模块500在放电完成后的电压不小于所述led灯串的恒流拐点电压，进而实现所述led灯串无频闪；本实施例中，所述第三mos管q3为n沟道mos管，所述第四mos管q4和所述第五mos管q5均为p沟道mos管。

进一步地，所述相位检测模块200包括第七电阻r7、第八电阻r8和第一电容c1；所述第七电阻r7连接所述整流模块100和所述led灯串的输入端，所述第七电阻r7的另一端连接所述第四运算放大器op4的正相输入端、所述第一电容c1的一端和所述第八电阻r8的一端，所述第八电阻r8的另一端和所述第一电容c1的另一端均接地，本实施例中所述相位检测模块200通过第七电阻r7和所述第八电阻r8对所述线电压进行分压采样后经所述第一电容c1进行滤波后，为所述运算模块300提供所述相位信息。

本实施例中，依据所述可控硅调节器的相位的变化，同时分别调节所述充电电流和所述恒流电流，以确保所述储能模块500在放电完成后的电压不小于所述led灯串的恒流拐点电压；具体地，本实施例中设定所述第一电阻r1、所述第二电阻r2、所述第三电阻r3、所述第四电阻r4、所述第五电阻r5、所述第五电阻r5、所述第六电阻r6、所述第七电阻r7和所述第八电阻r8的阻值分别为r1＝r5＝20ω、r3＝r4＝r5＝r6＝100kω、r7＝2mω、r8＝20kω；所述第一电容c1的电容值c1＝2.2uf；所述恒流拐点电压vled＝128v；所述第二电容c2的电容值c2＝10uf，所述运算模块300的系数k＝1，所述第三运算放大器op3的参考电压vref3＝3v，其中，k为所述运算模块300输出的恒流电压与所述相位信息，也即所述第七电阻r7和所述第八电阻r8对所述线电压采样后的采样电压之间的电压系数比，本实施例中k的值为1，也可调整为1.5、2、0.5等，本发明对此不作限定。

当所述可控硅调节器以最大相角开启时，采样到vref2＝0.75v，vref1＝3v-2*0.75v＝1.5v，其中vref1为所述第一恒流电压，vref2为所述第二恒流电压；当所述可控硅调节器的导通角减小，所述第二电容c2的充电时间减小，放电时间变长，设充电时间减小△t，则放电时间亦为增加△t，此处选择合适的系数，使得满足△icap*△t＝△iled*△t，则可使所述led灯串无频闪，此处选择的2倍关系，也即调节vref1，vref2；vref2＝3v-2vref1，使得所述第二电容c2充放电平衡，实现无频闪。

相应地，本发明还提供一种降低可控硅调光频闪的调光电路的调光方法，如图5所示，其包括如下步骤：

s100、输入交流电经过所述整流模块进行整流处理后输出线电压至所述相位检测模块、所述led灯串和所述储能模块；

s200、所述相位检测模块根据所述线电压输出相位信息至所述运算模块；

s300、所述运算模块根据所述相位信息输出控制信号至所述恒流驱动模块；

s400、所述储能模块用于在所述线电压大于所述储能模块的充电电压时存储电能，并在所述线电压小于所述充电电压时，为所述led灯串供电；

s500、所述恒流驱动模块用于根据所述控制信号调节所述led灯串的恒流电流，使得所述储能模块放电后的电压大于或等于所述led灯串的恒流拐点电压。

本发明还相应提供一种降低可控硅调光频闪的调光装置，包括外壳，所述外壳内设置有pcb板，所述pcb板上设置有如上所述的降低可控硅调光频闪的调光电路，由于上文已对所述降低可控硅调光频闪的调光电路进行了详细介绍，此处不再详述。

综上所述，本发明提供的一种降低可控硅调光频闪的调光电路、装置及调光方法，所述降低可控硅调光频闪的调光电路包括相位检测模块、运算模块、恒流驱动模块和储能模块；所述相位检测模块根据线电压输出相位信息至所述运算模块；所述运算模块根据所述相位信息输出控制信号至所述恒流驱动模块；所述储能模块用于在所述线电压大于所述储能模块的充电电压时存储电能，并在所述线电压小于所述充电电压时，为led灯串供电；所述恒流驱动模块用于根据所述控制信号调节所述led灯串的恒流电流，使得所述储能模块放电后的电压大于或等于所述led灯串的恒流拐点电压，进而实现了led灯串无频闪，优化led灯串的发光效果。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。