Led宽范围精准调光电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及照明电路技术，特别是涉及一种LED宽范围精准调光电路的技术。
【背景技术】
[0002]LED驱动电源的输出是一个恒流源，不同的电源值对应着不同的光源亮度。对于不调光的应用，驱动电源的输出电流设定在一个预先设定好的固定值上，不会发生变化。这样对LED灯具的控制就只有开和关两种状态。当需要调光时，现有的常规调光方式就是对输出电流进行控制，有两个最常用的方法，分别是线性控制调光和PWM控制调光。
[0003]线性控制调光就是以预设的固定值作为最大值(即100%亮度)，在此基础上向下进行调节。这种方式下，电源仍工作在恒流源模式，只是输出电流的设定随调光的要求发生变化。线性控制调光的工作原理如图4所示，恒流电源U411把输入电压S410转换为恒定电流输出，恒流电源U411的输出电流受到运放调节模块U412的输出信号控制，运放调节模块U412第一输入端的输入信号为调光信号S411，调光信号S411代表的是恒流电源U411输出电流的设定值，当调光信号S411开路时，运放调节模块U412第一输入端经过上拉电阻Rp411上拉到Vref (这里Vref是对应最大输出电流的电压参考值)，运放调节模块U412第二输入端的输入信号是采样电阻Rs411上的电压(代表恒流电源U411的实际输出电压)。在稳态时，运放调节模块U412通过负反馈把两个输入端的电压调节为一致，这样实际输出电流就跟随调光信号S411的变化而变化。图4中的Cout411是恒流电源的输出电容，是一般开关电源共同的输出电路。
[0004]PWM控制调光就是在电流设定值不变的情况下，在输出端用PWM模式对输出电流进行斩波处理，这样其实改变了恒流源的输出特性，瞬时的输出电流或是最大值，或是0，其平均值则根据取决于PWM的占空比。由于视觉暂留效应，在PWM的频率足够高时，人眼不会觉察出亮度上的跳变，一般把频率设定在200Hz以上。在具体实现上，输出电流的斩波处理是通过允许和禁止PWM控制器工作的方式实现的。在正常运行后，禁止PWM控制的输出，就会造成输出电流降为0，然后允许PWM控制的输出，就会造成输出电流上升为额定值，这样输出电流就表现为斩波式的波形。PWM控制调光的工作原理如图5所示，恒流电源U521把输入电压S520转换为恒定电流输出，与线性控制调光(图4)相比，PWM控制调光的调光信号S521没有接到运放调节模块U522上，运放调节模块U522的第一输入端经过上拉电阻Rp521上拉到Vref，运放调节模块U522第二输入端的输入信号是采样电阻Rs521上的电压，调光信号S521是一个PWM信号，这个信号跟运放调节模块的输入通过与门U523进行逻辑与，恒流电源U521的输出电流受到与门U523的输出信号控制，当调光信号S521为“1”时，控制信号就是运放调节模块U522的输出，当调光信号S521为“0”时，控制信号为0，意味着输出电流为0，调光信号的频率一般在200Hz到1kHz之间。图5中的Cout521是恒流电源的输出电容，是一般开关电源共同的输出电路。
[0005]以上两种调光方式都是普遍采用的方式，各有优劣。线性调光实现方式比较简单，但是在调光要求低于10%时，精度一般比较差。PWM方式通过占空比调节输出电流，由于占空比精度高，在精度方面会比线性方式好；但是在占空比变小后，波形的上升和下降时间占的比重增大，随之引起的误差将会越来越明显；这个方式的另一个问题是输出电流实际波形变成了斩波式的波形，电源的EMI特性会因此而变差。
[0006]另外，以上两种调光方式还存在着调光范围窄的问题，以上这两种调光方式只能在恒流电源额定电流的10%?100%范围内对恒流电源的输出电流进行精确调整，在某些特殊应用场合，这样的调光范围已经过于粗糙了，但是由于输出电流越低，电源本身稳定性越差，调节精度也越差，因此很多情况下，10%已经是电源可以保持精确调节的下限了。
【实用新型内容】
[0007]针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种调光精度高，且调节范围宽的LED宽范围精准调光电路。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种LED宽范围精准调光电路，包括恒流电源、调光单元，所述恒流电源具有用于控制输出电流的调节端脚及用于反馈输出电流的反馈端脚；其特征在于:还包括调光方式切换单元；
[0009]所述调光单元包括线性调光模块、PWM调光模块，所述线性调光模块、PWM调光模块的输入端分别接外部调光信号；
[0010]所述线性调光模块用于在外部调光信号的电压值大于等于N时输出线性调光信号，并在外部调光信号的电压值小于N时停止输出线性调光信号，线性调光模块的反馈信号输入端接到恒流电源的反馈端脚；
[0011]所述PWM调光模块用于在外部调光信号的电压值小于N时输出PWM调光信号，并在外部调光信号的电压值大于等于N时停止输出PWM调光信号；
[0012]所述N的值大于0且小于恒流电源的输出电流额定值；
[0013]所述调光方式切换单元具有一个输出端及两个输入端，调光方式切换单元的输出端接到恒流电源的调节端脚，线性调光模块及PWM调光模块的调光信号输出端分别接到调光方式切换单元的两个输入端；
[0014]所述调光方式切换单元用于接收线性调光模块及PWM调光模块输出的调光信号，并在接收到来自线性调光模块的线性调光信号时，将来自线性调光模块的线性调光信号转发至恒流电源的调节端脚，在接收到来自PWM调光模块的PWM调光信号时，将来自PWM调光模块的PWM调光信号转发至恒流电源的调节端脚。
[0015]进一步的，所述线性调光模块包括第一参考电压信号源、运放调节模块、限幅模块；
[0016]所述限幅模块的输入端接外部调光信号，限幅模块的输出端接到运放调节模块的正相输入端；所述运放调节模块的正相输入端接到第一参考电压信号源，运放调节模块的负相输入端接到恒流电源的反馈端脚，运放调节模块的输出端构成线性调光模块的调光信号输出端。
[0017]进一步的，所述PWM调光模块包括锯齿波信号发生器、第一比较器；所述第一比较器的正相输入端接外部调光信号，第一比较器的负相输入端接锯齿波信号发生器的锯齿波信号输出端，第一比较器的输出端构成PWM调光模块的调光信号输出端。
[0018]进一步的，还包括第二参考电压信号源、第二比较器；
[0019]所述第一比较器的输出端通过一个与门接到调光方式切换单元，该与门的一个输入端接第一比较器的输出端，该与门的另一个输入端接第二比较器的输出端；
[0020]所述第二比较器的正相输入端接外部调光信号，第二比较器的负相输入端接到第二参考电压信号源。
[0021]进一步的，所述调光方式切换单元是一个与门。
[0022]本实用新型提供的LED宽范围精准调光电路，集中了线性控制和PWM控制两种方式的优点，并克服了该两种方式的缺点，可以大大拓宽调光范围的下限，同时还能保证调光精度，从而满足特殊应用场合的需要，具有调光精度高，调节范围宽的特点。
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型第一实施例的LED宽范围精准调光电路的电路结构框图；
[0024]图2是本实用新型第一实施例的LED宽范围精准调光电路的电路图；
[0025]图3是本实用新型第二实施例的LED宽范围精准调光电路的电路图；
[0026]图4是现有的线性控制调光电路的电路结构示意图；
[0027]图5是现有的PWM控制调光电路的电路结构不意图。
【具体实施方式】
[0028]以下结合【附图说明】对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围，本实用新型中的顿号均表示和的关系。
[0029]如图1所示，本实用新型第一实施例所提供的一种LED宽范围精准调光电路，包括恒流电源U1、调光单元U2，所述恒流电源U1具有用于控制输出电流的调节端脚及用于反馈输出电流的反馈端脚；其特征在于:还包括调光方式切换单元U3 ;
[0030]所述调光单元U2包括线性调光模块U21、PWM调光模块U22，所述线性调光模块、PWM调光模块的输入端分别接外部调光信号S1 ;
[0031]所述线性调光模块U21用于在外部调光信号S1的电压值大于等于N时输出线性调光信号，并在外部调光信号S1的电压值小于N时停止输出线性调光信号，线性调光模块U21的反馈信号输入端接到恒流电源U1的反馈端脚；
[0032]所述PWM调光模块U22用于在外部调光信号S1的电压值小于N时输出PWM调光信号，并在外部调光信号S1的电压值大于等于N时停止输出PWM调光信号；
[0033]所述N的值大于0且小于恒流电源U1的输出电流额定值；
[0034]所述调光方式切换单元U3具有一个输出端及两个输入端，调光方式切换单元U3的输出端接到恒流电源U1的调节端脚，线性调光模块U21及PWM调光模块U22的调光信号输出端分别接到调光方式切换单元U3的两个输入端；
[0035]所述调光方式切换单元U3用于接收线性调光模块及PWM调光模块输出的调光信号，并在接收到来自线性调光模块U21的线性调光信号时，将来自线性调光模块U21的线性调光信号转发至恒流电源U1的调节端脚，在接收到来自PWM调光模块U22的PWM调光信号时，将来自PWM调光模块U22的PWM调光信号转发至恒流电源U1的调节端脚。
[0036]如图2所示，本实用新型第一实施例中，所述恒流电源U1的反馈端脚接有采样电阻Rsl，恒流电源U1的输出端接有输出电容Coutl ;
[0037]所述线性调光模块U21包括第一参考电压信号源(图中未示)、运放调节模块U211、限幅模块U212，所述限幅模块U212的输入端接外部调光信号S1，限幅模块U212的输出端接到运放调节模块U211的正相输入端；所述运放调节模块U211的正相输入端经一上拉电阻Rpl接到第一参考电压信号源，运放调节模块U211的负相输入