一种调光起始电压自适应的恒压调光电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于增加电压电流检测电路和电压电流处理电路，电压电流检测电路用于采样LED的工作电流；电压电流处理电路内设有电流监控电路，用于监控LED的工作电流；输出电压控制模块控制开启时输出电压缓慢上升，当电流监控电路监控到LED流过电流时输出当前输出电压为LED的调光起始电压信号，对应为LED调光最低亮度。恒压调光电源可适应不同类型的LED灯珠或模组，使LED恒压调光电源直接从LED最低调光到最亮调光范围变化，极大的增加恒压调光电源对LED的适配性，扩大LED的调光范围；解决了由于LED灯珠本身开启电压差异造成的调光范围变窄与驱动电源无法匹配的技术难题。
【专利说明】
一种调光起始电压自适应的恒压调光电源
技术领域
[0001]本实用新型涉及LED照明领域，特别涉及一种调光起始电压自适应的恒压调光电源。
【背景技术】
[0002]LED的节能效果显著，越来越多的装饰用途的用户采用LED灯具替换以前的卤素灯具，卤素灯的供电为恒压电源，加上大家经常用到的灯条、因为连接长度不冋、必须使恒压供电，为营造气氛，采用业界通用的调光接口设置不同照明场景，适应不同的装饰需求。由于为恒压电源，只能通过调节电压的变化来调节灯具的发光亮度，营造不同的氛围。由于LED的特性，电压低于正向压降，内部载流子停止注入，停止发光;所以作为恒压调光的产品在电压低于LED的串联最小正向压降后调光会没有实际调光动作，意思是说:LED的调光范围变窄，不是整个电压范围内都可调。由于不同的LED灯具的串联最小正向压降存在一定的离散性，因此不同的LED灯具的有效调光的起始电压是不同的。因此厂家在出厂前必须根据不同的LED灯具的串联最小正向压设定其其不同的起始电压。目前，行业内做恒压LED调光电源的厂家采用都是通过可调电位器或按钮调节到最小亮度点，此方法实际上也是减小调光范围。需要每台靠人工调整，因此一致性较差，施工及调试成本变高。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是由于不同LED的开启电压存在差异，每个灯具的恒压调光电源的初始化电压都不同，都需要单独调整的问题;及如何解决电源开启时对LED电流冲击大的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型设计了一种调光起始电压自适应的恒压调光电源，一种调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于增加电压电流检测电路和电压电流处理电路，电压电流处理电路和电压电流检测电路相连接，电压电流检测电路用于采样LED的工作电流，电压电流处理电路用于对采样到的LED的工作电流进行处理；电压电流处理电路内设有电流监控电路，用于监控LED的工作电流;输出电压控制模块控制开启时输出电压缓慢上升，当电流监控电路监控到LED流过电流时，输出当前LED两端的输出电压为LED的调光起始电压信号，对应当前LED为调光最低亮度。
[0005]所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于包括整流滤波电路、PFC校正电路、DC-DC变换电路、电压电流检测电路、电压电流处理电路、光耦反馈环路电路、输出整流滤波电路和辅助电源供电电路，所述电压电流检测电路通过与待驱动的LED负载串联的取样电路进行电流采样，电压电流处理电路输出控制光耦反馈环路电路，光耦反馈环路电路与DC-DC变换电路的反馈端相连接，所述电流监控电路采用比较器模块实现，用于比较判断LED负载电流是否超过预先设置值。
[0006]所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于电压电流检测电路中的取样电路中的电流传感器采用电阻、二极管、MOSFET、B JT或电流互感器。
[0007]所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于所述比较器模块为运算放大器，所述运算放大器一输入端接预先设定的参考起始电压，另一输入端接电压电流检测电路的取样电路输出端，运算放大器的输出端与光耦反馈环路电路相连。
[0008]所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于还包括调光接口电路，调光接口电路实现外部输入的调光信号转换成调压信号输入到电压电流处理电路，电压电流处理电路根据调压信号调整输出控制光耦反馈环路电路。
[0009]所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于所述比较器模块为单片机，电压电流检测电路的电压输出端与电压电流处理电路中单片机的模数转换采样输入端相连，所述单片机将模数转换采样的电压信号同预先存储的参考起始电压进行比较，并记录电压信号达到参考起始电压时所控制光耦反馈环路电路的PWM信号的占空比。
[0010]所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于还包括调光接口电路，调光接口电路实现外部输入的调光信号转换成调压信号输入到电压电流处理电路中单片机的模数转换采样输入端，电压电流处理电路根据调压信号调整PWM信号的输出占空比控制光耦反馈环路。
[0011]所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于还包括限压用的普通二极管，所述限压用的普通二极管与取样电路并联。
[0012]所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于还包括使用受外部控制的开关型器件，所述开关型器件与取样电路并联，还包括保护用开关型器件的驱动电路和电压跟随电路，电压跟随电路的输入端与电流检测电阻相接，输出端与保护用开关型器件的驱动电路的负输入端相接，保护用开关型器件的驱动电路的正输入端与开关型器件的设置允许导通压降用的参考电压相接。
[0013]实施本实用新型具有如下有益效果:使得调光电源在开启的瞬间自适应到LED的最小正向工作电流，然后保持最小正向工作电流不变，LED的自适应正向工作电流可以通过外部硬件设置或通过软件内部调整，可以适应不同类型的LED灯珠或模组，极大的增加电源的适配性，使电源更具智能化，通用化；由于采用自适应电路结构，整个调光过程不会影响LED的调光范围，完美的解决恒压LED调光电源由于LED灯珠本身开启电压造成的调光范围变窄的技术难题。通过控制调光电源开启时输出电压缓慢上，也防止了开机瞬间负载LED两端高压的冲击，对负载LED也起到了保护作用，延长了负载LED的使用寿命。
【附图说明】
[0014]图1是调光起始电压自适应的恒压调光电源的方框图，
[0015]图2是调光起始电压自适应的恒压调光电源控制端的原理图。
【具体实施方式】
[0016]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。
[0017]图1是调光起始电压自适应的恒压调光电源的方框图，由整流滤波电路1、PFC校正电路2、DC-DC变换电路3、输出整流滤波电路4、光耦反馈环路电路5、电压电流处理电路6、辅助供电电路7、电压电流检测电路8、调光接口电路9组成;其中辅助供电电路7提供光耦反馈环路电路5、电压电流处理电路6、调光接口电路9所需的电源;光耦反馈环路电路5把电压电流处理电模块路6输出的的反馈信号转换成DC-DC变换电路3的控制信号，控制输出整流滤波电路4的输出的电压与电流恒定，调光接口电路9实现外部输入的调光信号转换成电压信号输入到电压电流处理电路6，电压电流检测电路8实现输出整流滤波电路4的电压电流监测，把电压电流信号实时反馈到电压电流处理电路6，电压电流处理电路6再通过光耦反馈环路5控制DC-DC变换电路3的输出脉宽信号，从而控制DC-DC变换电路3的工作过程，保持输出整流滤波4的电压电流的稳定，形成开关电源的闭环控制。电压电流检测电路8采用与LED串联的方式实现输出整流滤波电路4的电压电流监控，当调光电源初始上电时，控制输出整流滤波电路4输出的电压逐步上升，当输出的电压低于LED的最低导通电压时，LED为不导通状态，电压电流检测电路8采样到的电流为O ；控制输出整流滤波电路4输出的电压逐步上升，当输出的电压大于LED的最低导通电压时，LED为导通状态，电压电流检测电路8采样到LED流过电流，当该电流达到预先设定值时，控制输出整流滤波电路4的输出电压停止上升，该时刻的输出整流滤波电路4的输出电压为该调光电源的调光起始电压。实现完全自动适应LED负载，自动寻找调光起始电压的目的。
[0018]图2是调光起始电压自适应的恒压调光电源控制端的原理图，其中LED按照极性正确的接到DC+端时，电流由DC+流过LED，通过电流检测电阻R6流到电源的回路地，当电流检测电阻R6流过电流时，由于电阻有限流作用，在电流检测电阻6端会产生电压，此电压随着流过电流检测电阻R6的电流变化而变化，当电流检测电阻R6的两端产生的电压大于所并联二极管Dl的正向压降时，电流由并联二极管Dl旁路，从而限制电流检测电阻R6的功耗，提高电源的效率；当电流检测电阻R6检测到电压信号，此电压信号送入比较运算电路U3-B的正端，U3-B组成电压跟随器，作为电压检测阻抗变换用，U3-B的输出端连接到U3-C的反向输入端，U3-C的正端连接设置好的LED最低正向电流参考电压，U3-C作比较放大器使用，当电流检测电阻R6检测到电压信号增大，比例运算放大器U3-C的输出电压变低，U3-C的输出端通过隔离二极管D3连接可编程控制三端稳压电路U2得控制端，控制由可编程三端稳压电路U2组成的稳压检测电路的稳压值，当电流检测电阻R6检测到电压信号信号与U3-C的正端连接设置好的LED最低正向电流参考电压接近的时候，可编程三端稳压电路U2组成的稳压检测电路的稳压值即为调光初始电压并保持此电压。电阻Rl 1、电阻Rl2、电阻Rl3、电容C4和MCUU4的ADl脚组成调光接口电路，当调光接口电路的调光控制电压端接入电压调光信号以后，相当于在Rl2、Rl3电阻串联后的2端引脚接入一个可变电阻，使接入到M⑶U4的ADI脚的电压随着调光控制电压端接入电压调光信号的变化而变化，MCU U4的ADI输入脚内置有AD模数转换模块，将接入到MCU U4的ADl脚的电压信号转换成MCU U4能识别的数字信号，MCU U4内部有设计好的运算逻辑函数的程序，控制MCU U4的PWM弓丨脚输出脉宽信号从最小亮度的脉宽到最大亮度的脉宽变化;在U4MCU的P丽引脚输出对应脉冲宽度的PffM电压信号，经过由R9、C3、R8、C2组成的积分电路滤波成直流电压加到比较运算放大器U3-A的正端，控制由可编程三端稳压电路U2组成的稳压检测电路的稳压值，从而控制由光耦控制的DC-DC变换电路3的工作，实现输出电压的调节，实现调光。
[0019]以上所揭露的仅为本实用新型一种实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
【主权项】
1.一种调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于增加电压电流检测电路和电压电流处理电路，电压电流处理电路和电压电流检测电路相连接，电压电流检测电路用于采样LED的工作电流，电压电流处理电路用于对采样到的LED的工作电流进行处理；电压电流处理电路内设有电流监控电路，用于监控LED的工作电流;输出电压控制模块控制开启时输出电压缓慢上升，当电流监控电路监控到LED流过电流时，输出当前LED两端的输出电压为LED的调光起始电压信号，对应当前LED为调光最低亮度。2.根据权利要求1所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于包括整流滤波电路、PFC校正电路、DC-DC变换电路、电压电流检测电路、电压电流处理电路、光耦反馈环路电路、输出整流滤波电路和辅助电源供电电路，所述电压电流检测电路通过与待驱动的LED负载串联的取样电路进行电流采样，电压电流处理电路输出控制光耦反馈环路电路，光耦反馈环路电路与DC-DC变换电路的反馈端相连接，所述电流监控电路采用比较器模块实现，用于比较判断LED负载电流是否超过预先设置值。3.根据权利要求2所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于电压电流检测电路中的取样电路中的电流传感器采用电阻、二极管、MOSFET、BJT或电流互感器。4.根据权利要求3所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于所述比较器模块为运算放大器，所述运算放大器一输入端接预先设定的参考起始电压，另一输入端接电压电流检测电路的取样电路输出端，运算放大器的输出端与光耦反馈环路电路相连。5.根据权利要求4所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于还包括调光接口电路，调光接口电路实现外部输入的调光信号转换成调压信号输入到电压电流处理电路，电压电流处理电路根据调压信号调整输出控制光耦反馈环路电路。6.根据权利要求3所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于所述比较器模块为单片机，电压电流检测电路的电压输出端与电压电流处理电路中单片机的模数转换采样输入端相连，所述单片机将模数转换采样的电压信号同预先存储的参考起始电压进行比较，并记录电压信号达到参考起始电压时所控制光耦反馈环路电路的PWM信号的占空比。7.根据权利要求6所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于还包括调光接口电路，调光接口电路实现外部输入的调光信号转换成调压信号输入到电压电流处理电路中单片机的模数转换采样输入端，电压电流处理电路根据调压信号调整PWM信号的输出占空比控制光耦反馈环路。8.根据权利要求5或7所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于还包括限压用的普通二极管，所述限压用的普通二极管与取样电路并联。9.根据权利要求8所述的调光起始电压自适应的恒压调光电源，其特征在于还包括使用受外部控制的开关型器件，所述开关型器件与取样电路并联，还包括保护用开关型器件的驱动电路和电压跟随电路，电压跟随电路的输入端与电流检测电阻相接，输出端与保护用开关型器件的驱动电路的负输入端相接，保护用开关型器件的驱动电路的正输入端与开关型器件的设置允许导通压降用的参考电压相接。
【文档编号】H05B33/08GK205566720SQ201620161343
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月3日
【发明人】杨超, 邹高迪
【申请人】深圳迈睿智能科技有限公司