专利名称：Led灯可调光开关电源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种开关电源装置，特别是一种LED灯可调光开关电源装置，该装置 可用于LED灯的调光。
背景技术：
目前，LED是一种节能、环保、外形小、寿命长且发光强度大的新型固体光源，近年 来不断地被推广并应用到日常照明领域。常用的LED驱动电源大多采用光电耦合器，此类 LED驱动电源具有以下缺点该LED调光电源在旋动可控硅调光器的调节旋钮时，LED的亮 度不会随调节旋钮的改变有相应较明显的变化，而是在调节旋钮变化到某一特定位置时亮 度突然发生较大变化，而且，LED在亮度将要变化的时刻出现明显的闪烁，并且串入可控硅 调光器后，功率因素会降低很多。因此，常见的LED驱动电源不能适应环境变化时对光亮度 变化的要求，特别是不能在光亮度要求较低的环境下有效节能。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种可靠、经济、适用范围广的LED灯 可调光开关电源装置。本发明的目的通过以下技术方案来实现一种LED灯可调光开关电源装置，包括 可控硅调光器和与所述可控硅调光器串接的电源，电源包括用于将经过可控硅调光器变换 后的电压变成直流电压的输入保险装置和第一整流滤波电路，经第一整流滤波电路整流后 的直流电压的高压端经过变压器初级连接在电压芯片，经过初级处理后的信号最后传送给 控制芯片，经过变压器初级处理后的直流电压传送给变压器次级，经过次级处理后的直流 电压传送给第二整流滤波电路，经过第二次整流滤波后的电压传送给LED负载，经第二整 流滤波电路整流后的电压接采样电阻后给LED负载提供能量，采样电阻连接有光耦反馈电 路，采样电阻和光耦反馈电路检测出经过第二次整流滤波后的输出信号的变化，并将输出 信号传送给控制芯片，在第一整流滤波电路和控制芯片之间设有亮度调节控制采样电路， 亮度调节控制采样电路采样到经第一次整流后的微弱的电压变化信号输送到控制芯片，控 制芯片检测到该信号并控制其输出口的脉宽使输出端驱动LED的电压和电流的变化，从而 调节LED的亮度。本发明的进一步改进在于亮度调节控制采样电路由电阻礼、电阻R2、电阻R3、电 阻r4、电阻R5、电阻R7及电容c2组成，电阻礼、电阻R3、电阻R5、电容c2正反馈电路检测到 整流之后的变化信号反映到电阻R5上输入至控制芯片的亮度调节端口 Bright，控制芯片连 接高频变压器初级线圈的输出PWM信号变化，从而调节开关电源输出电压在某一较小范围 内变化，市电经整流后接亮度调节控制采样电路以通过调节控制芯片的输出占空比来调节 LED上的电压从而实现对LED亮度的调节。本发明与现有技术相比具有以下有点本发明能有效解决LED调光闪烁的问题，并且在调节可控硅调光器时LED的发光强度能够实现近似线性的变化。使得LED在实现扩大应用范围的同时实现有效节能并最大 限度的提高起其性价比。
图1为本发明的原理框图；图2为本发明的电路原理图；图3为LED伏安特性曲线图；图4为市电输入可控硅调光器的波形图；图5为可控硅调光器最小调节时的输出波形；图6为可控硅调光器最小调节时整流后的电压波形图；图7为可控硅调光器最大调节时的输出电压波形图； 图8为可控硅调光器最大调节时整流后输出电压波形图；图中标号1-电阻R24、2-电阻R25、3-电阻队、4-电阻R2、5_电阻R3、6_电阻R4、 7-电阻R5、8-电阻R7、9-电容 C2、10-电阻 R12、ll-电阻R13、12-电容 C5、13_ 二极管D1(1、14-电 容 C7、15-电容 Cn、16- 二极管 D9、17-电阻 R14、18- 二极管 D6、19- 二极管 D7、20_ 二极管 D8、 21-电容C9、22-电阻R17、23-电压器U2、24-控制芯片。
具体实施例方式为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该 实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。如图1示出了本发明LED灯可调光开关电源装置的一种实施方式，包括可控硅调 光器和与可控硅调光器串接的电源，电源包括用于将经过可控硅调光器变换后的电压变成 直流电压的输入保险装置和第一整流滤波电路，经第一整流滤波电路整流后的直流电压的 高压端经过变压器初级连接在电压芯片，经过初级处理后的信号最后传送给控制芯片，经 过变压器初级处理后的直流电压传送给变压器次级，经过次级处理后的直流电压传送给第 二整流滤波电路，经过第二次整流滤波后的电压传送给LED负载，经第二整流滤波电路整 流后的电压接采样电阻后给LED负载提供能量，采样电阻连接有光耦反馈电路，采样电阻 和光耦反馈电路检测出经过第二次整流滤波后的输出信号的变化，并将输出信号传送给所 述控制芯片，在第一整流滤波电路和控制芯片之间设有亮度调节控制采样电路，亮度调节 控制采样电路采样到经第一次整流后的微弱的电压变化信号输送到控制芯片，控制芯片检 测到该信号并控制其输出口的脉宽使输出端驱动LED的电压和电流的变化，从而调节LED 的亮度。如图2所示，市电经可控硅调光器之后由保护装置，滤波电容，限流电阻后，送整 流桥整流，然后经稳压管稳压后(经过尖峰吸收器后，消除恶劣环境下可能会导入的脉冲 干扰能量，确保芯片和其他元件在安全区域内可靠工作)，通过滤波电路送至高频变压器的 初级绕组，并经过变压器的初级绕组接在控制芯片的DRAIN端口上，以通过控制芯片24接 收到的其它反馈信号调节该引脚上PWM信号的占空比，从而实现对高频变压器次级线圈上 电压的控制，以实现开关电源输出电压和电流的相对稳定。变压器次级线圈的输出经二极 管D1Q13，电容C714，电容Cn15整流滤波后直接送功率LED使其发光，另外从其输出端电阻R1722，二极管D916，二极管D719引出的反馈电压经电压器U223光电耦器耦合之后送控制芯 片24的PLIMT端，实现阶段恒流和过压保护功能，开关电源的输出相对稳定就是由该电路 实现的。变压器次级线圈及其附属电路电阻R1417，二极管D618，二极管D820，电容C921的作 用是为控制芯片及各耗电部位提供节能的电源稳定电压。电阻R1210、电阻R13ll及电容C512 的作用是为控制芯片提供时钟信号。本电路的核心电路也就是可控硅调光器由电阻礼3、电 阻R24、电阻R35、电阻R46、电阻R57、电阻R78及电容C29组成。其调光原理为电阻队3、电阻 R35、电阻R57、电容C29正反馈电路检测到整流之后的变化信号反映到电阻R57上输入至控 制芯片24的亮度调节端口 Bright，控制芯片24连接高频变压器初级线圈的输出PWM信号 变化，从而调节开关电源输出电压在某一较小范围内变化。由LED的伏安特性曲线(如图 3所示)可知，当加于LED两端电压发生变化时，其电流会发生较大变化，但当加于LED两 端电压在某一较小范围内发生变化时，其电流变化基本上可以认为呈现线性变化的趋势。 市电经整流后接亮度调节控制采样电路以通过调节控制芯片24的输出占空比来调节LED 上的电压从而实现对LED亮度的调节该调光电路就是利用这一特点，将开关电源设计成输 出在某一较小范围内变化的相对稳定的开关稳压电源，以调节流过LED的电流从而实现对 LED亮度的调节。以往的LED驱动电源会碰到两个问题1、在调节可控硅控制开关时当可控硅调节 到某一特定位置时，LED出现闪烁；2、在调节可控硅调节旋钮时，可控硅的调节在某一较大 范围内变化而LED发光亮度的变化并不明显，而是在可控硅调节到某一特定位置后再往该 方向调节时LED亮度突然发生较大变化。以上两种情况是我们在应用过程中不希望发生 的，同时，上述两种请况对LED使用的稳定和可靠性有一定的影响，不能适应LED等在更广 范围的应用。本发明较好的解决了以上两个问题，解决办法如下解决问题1所使用的办法 是在可控硅控制电路和整流桥之间增加电阻R24l、电阻R252以及电感器1^25，这些为可控硅 提供稳定的工作电流，消除了可控硅的频繁自锁现象，从而消除LED灯的闪烁。解决问题2 所用到的电路由电阻队3、电阻R24、电阻R35、电阻R46、电阻R57、电阻R78及电容C29组成， 这部分线路实时侦测可控硅的变化参数，控制芯片24根据这些反馈的变化参数实时的调 节功率转换线路，从而实现可控硅的较宽调节范围内的线性变换，从而使得流过LED上的 电流基本呈线性变化，从而使LED发光亮度呈现宽范围均勻变化。输入可控硅调光电路前 所测得的市电波形如图4所示。在本发明中使用到的关键器件是可控硅调光器，其调光原 理为当220V市电经可控硅控制器件时，该器件可以通过控制电路调节控制器两端输出电 压的大小，使正反馈电路检测到该变化信号从而调节稳压电源输出端电压在某一较小范围 内发生变化，使流过LED上的电流也发生一定程度的改变实现对LED发光亮度的调节。可 控硅的调压工作原理是通过控制交流电的导通角、实现对交流市电的斩波来控制输出电压 的大小。图5所示是当可控硅调光器调节到最小时其两端的输出电压波形，该波形是前沿 斩波波形。其导通角为90°，也就是说当可控硅调节到最小时，其导通时间为整个市电工作 周期的一半。 图6所示为可控硅经最小调节后再经整流输出的电压波形图。经调节后的电压经 整流后，其电压的负半周向上翻转实现了将交流电转换成直流电，为后面的电路提供直流 电信号，使得后面的电路能够正常工作。
图7和图8所示分别为可控硅调光器最大调节时可控硅两端的电压输出波形图和 可控硅调光器最大调节输出时经整流后的输出电压波形图。其原理与上述可控硅调光器最 小调节时的电压输出波形的分析相。本发明良好的解决了在LED调光中所遇到的闪烁和亮度变化突变等问题，其性价 比相对较高、性能也更稳定，对降低能源消耗、提高光源利用率等方面都起到积极的作用。
权利要求
一种LED灯的可调光开关电源装置，包括可控硅调光器和与所述可控硅调光器串接的电源，其特征在于所述电源包括用于将经过所述可控硅调光器变换后的电压变成直流电压的输入保险装置和第一整流滤波电路，经第一整流滤波电路整流后的直流电压的高压端经过变压器初级连接在电压芯片，经过初级处理后的信号最后传送给控制芯片，经过所述变压器初级处理后的直流电压传送给变压器次级，经过次级处理后的直流电压传送给第二整流滤波电路，经过第二次整流滤波后的电压传送给LED负载，经所述第二整流滤波电路整流后的电压接采样电阻后给LED负载提供能量，所述采样电阻连接有光耦反馈电路，所述采样电阻和光耦反馈电路检测出经过第二次整流滤波后的输出信号的变化，并将输出信号传送给所述控制芯片，在所述第一整流滤波电路和所述控制芯片之间设有亮度调节控制采样电路，亮度调节控制采样电路采样到经第一次整流后的微弱的电压变化信号输送到所述控制芯片，控制芯片检测到该信号并控制其输出口的脉宽使输出端驱动LED的电压和电流的变化，从而调节LED的亮度。
2.根据权利要求1所述LED灯可调光开关电源装置，其特征在于所述亮度调节控制 采样电路由电阻礼(3)、电阻R2 (4)、电阻R3 (5)、电阻R4 (6)、电阻R5 (7)、电阻R7 (8)及电容 C2(9)组成，所述电阻队⑶、电阻R3(5)、电阻R5(7)、电容C2(9)构成的正反馈电路检测到整 流之后的变化信号反映到所述电阻R5(7)上输入至所述控制芯片(24)的亮度调节端口，控 制芯片(24)连接高频变压器初级线圈的输出PWM信号变化，从而调节开关电源输出电压 在某一较小范围内变化，市电经整流后接亮度调节控制采样电路以通过调节所述控制芯片 (24)的输出占空比来调节LED上的电压从而实现对LED亮度的调节。
全文摘要
本发明公开了一种LED灯可调光开关电源装置，它用于LED的调光，它包括可控硅调光器和与可控硅调光器串接的电源，电源包括用于将经过可控硅调光器变换后的电压变成直流电压的输入保险装置和第一整流滤波电路，整流后的高压端经过变压器初级连接在电压芯片，最后传送给控制芯片，变压器初级依次接变压器次级，第二整流滤波电路和LED负载，经第二整流滤波电路整流后的电压接采样电阻后给LED负载提供能量，采样电阻和光耦反馈电路检测输出信号的变化，并将信号传送给控制芯片，在第一整流滤波电路和控制芯片之间设有亮度调节控制采样电路。本发明具有可靠、经济、适用范围广的优点。
文档编号H05B37/02GK101861016SQ20101016835
公开日2010年10月13日 申请日期2010年5月11日 优先权日2010年5月11日
发明者吴金炎, 沈锦华 申请人:南通中润照明电器有限公司