专利名称：具有调光功能的发光二极管灯具电源供应器的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种发光二极管灯具电源供应器，尤指一种可在单级电源转换 电路(AC/DC)架构下提供调光功能的发光二极管灯具电源供应器。
背景技术：
如图3所示，是一种已知的发光二极管灯具电源供应器，其包括一交直流(AC/DC) 电源转换器70及一直流对直流(DC/DC)转换器80 ；其中，该交直流电源转换器70包括一 变压器T，变压器T的一次侧分设一滤波电路71、一整流电路72、一功率开关73及一脉宽调 变控制器74，交流市电经由滤波电路71及整流电路72作滤波整流为直流电源后送至变压 器T 一次侧，又变压器T的一次侧是与功率开关73连接，其二次侧则透过一输出电路75与 该直流对直流转换器80连接，而前述功率开关73是受脉宽调变控制器74控制以决定变压 器T 一次侧的导通周期，从而由二次侧的输出电路75输出直流电压，又输出电路75的输出 电流将回授至脉宽调变控制器74，由脉宽调变控制器74调整功率开关73的开关周期，以达 到稳定输出电压的目的。由于发光二极管灯具的输出亮度和工作电源的电流强度有关，因此必须进一步采 用直流对直流转换器80进行稳流。该直流对直流转换器80含有内建脉宽调变(PWM)控制 器的控制单元81，以进行直流对直流转换；又前述控制单元81进一步提供一调光控制接脚 (DIM)，以接受外部送入的PWM形式调光讯号，透过内部逻辑间的控制，改变输出至发光二 极管灯具的电流大小，以调整发光二极管灯具的亮度。前述发光二极管灯具电源供应器提供了交流市电供电及调光等功能，为了满足前 述功能，必须采用两级电路，前一级作交直流转换，后一级作稳流处理及调光功能，但两级 电路都会有能量损耗，无论从整体效率或成本来看，都有可待改进的空间。又请参阅图4所示，揭示有另一种发光二极管灯具电源供应器，其可在单级架构 下达成稳定输出电流的目的，该发光二极管灯具电源供应器包括一变压器T，变压器T的一 次侧分设一滤波电路91、一整流电路92、一功率开关93、一功率因数校正电路94及一内建 脉宽调变控制器的控制单元90，交流市电经由滤波整流及功率因数校正后将直流电源后送 至变压器T 一次侧，且变压器T的一次侧是与功率开关93连接，其二次侧则透过一输出电 路95与发光二极管灯具(图中未示)连接，而前述功率开关93是受控制单元90控制以决 定变压器T 一次侧的导通周期，从而由二次侧的输出电路95输出直流电压，又输出电路95 的输出端是透过一稳流稳压(CC/CV)电路96、一光耦合器97回授至控制单元90，由控制单 元90调整功率开关93的开关周期，以稳定输出电压及电流。由于前述发光二极管灯具电源供应器的输出电路95透过稳流稳压控制器96回授 至控制单元90，使控制单元90调节功率开关93的开关周期，而在单级转换电路架构下提供 稳压稳流功能。然而所述电源供应器依然不具有调光功能，无法满足目前发光二极管灯具 渐被要求具备调光功能的要求。由上述可知，现有技术中的发光二极管灯具电源供应器仍有未尽周延实用之处，故有待进一步检讨，并谋求可行的解决方案。
实用新型内容因此，本发明主要目的在于提供一种具有调光功能的发光二极管灯具电源供应 器，其可在单级电源转换电路(AC/DC)的架构下，达成调光及稳流目的。为达成前述目的采取的主要技术手段是令前述具有调光功能的发光二极管灯具 电源供应器包括有一交直流电源转换模块，主要是于一变压器的一次侧分设一滤波电路、一整流电 路、一功率开关、一功率因数校正电路及一内建脉宽调变控制器的控制单元；其中，该功率 开关受控制单元控制以决定变压器一次侧的导通周期；且变压器的二次侧设有一输出电 路，该输出电路又透过一稳流稳压控制器与前述控制单元的回授端连接；一调光模块，具有一调光讯号输入端及一补偿电压输出端，该补偿电压输出端是 连接至稳流稳压控制器的回授电流输入端；前述交直流电源转换模块是以其输出电路的输出端与一发光二极管灯具连接，该 调光模块的调光讯号输入端是与一调光器连接，以接受该调光器输入的PWM形式调光讯 号，当调光模块收到一调光讯号时，将在电压输出端产生一对应的补偿电压，并施加在稳流 稳压控制器回授电流输入端上，由此改变稳流稳压控制器自输出电路取得的回授电流大 小，该回授电流经回授至交直流电源转换模块的控制单元，随即透过调整功率开关的导通 周期，以调整输出电路输出至发光二极管灯具的输出电流，由于发光二极管灯具的亮度与 电流强度相关，当交直流电源转换模块的输出电流改变，发光二极管灯具的亮度也同时改 变，如此一来，本发明仅采用单级电源转换电路架构，就可同时达成稳流及调光的目的，就 整体效率而言已大幅提升。
图1为本发明一较佳实施例的详细电路图。图2为本发明又一较佳实施例的详细电路图。图3为现有两级式发光二极管灯具电源供应器的详细电路图。图4为现有单级式发光二极管灯具电源供应器的详细电路图。[主.要元件符号说明[0018]10交直流电源转换模块[0019]11滤波电路12整流电路[0020]13功率开关14功率因数校正电路[0021]15控制单元16输出电路[0022]17稳流稳压控制器18光華禹合器[0023]20调光模块21整流电路[0024]22驱动电路23调光讯号输入端[0025]24补偿电压输出端30发光二极管灯具[0026]40无极性调光器50模拟式有极性调光器[0027]70交直流电源转换器71滤波电路[0028]72整流电路73功率开关[0029]74脉宽调变控制器75输出电路[0030]80直流对直流转换器81控制单元[0031]90控制单元91滤波电路[0032]92整流电路93功率开关[0033]94功率因数校正电路95输出电路[0034]96稳流稳压控制器97光耦合器
具体实施方式
如图1所示，本发明包括一交直流电源转换模块10及一调光模块20，该交直流电 源转换模块10的输出端是与一发光二极管灯具30连接，该调光模块20的输入端则与一无 极性调光器40连接，以接受该调光器输入的PWM形式调光讯号；其中该交直流电源转换模块10主要是在一变压器T的一次侧分设一滤波电路11、一 整流电路12、一功率开关13、一功率因数校正电路14及一内建脉宽调变控制器的控制单元 15 ；其中，该功率开关13是受控制单元15控制以决定变压器T 一次侧的导通周期；又变压 器T的二次侧设有一输出电路16，该输出电路16的输出端分别连接有数个电阻Rsense、R2、 R3-R5，其中电阻Rsense、R2构成一输出电流检出回路，该电阻R2的输出节点连接至一稳流稳 压控制器17。该稳流稳压控制器17内具有两组0P1、0P2，分别执行稳流稳压控制，其中一 0P2 执行稳压控制，其正端输入连接一齐纳二极管，以提供一 2. 5V的参考电压，其负端透过分 压电阻R7、R8自输出电路16输出端的电阻R3上检出一输出电压V。ut ；而另一 OPl执行稳 流控制，其正端是一参考电压端，本实施例中，该参考电压端上的参考电压是由0P2正 端提供2. 5V的参考电压V,ef经电阻R4、R5分压后所供应，其负端是构成一回授电流输入端 A，并与前述输出电流检出回路连接；再者，两0P1、0P2的输出端是共同透过一光耦合器18与控制单元15的回授端连 接，通过将自输出电路16检出的输出电流、输出电压回授至控制单元15，以调节输出电流/ 电压，达到稳流与稳压的目的。该调光模块20具有一调光讯号输入端23及一补偿电压输出端24，其中，调光讯 号输入端23是与一外部的无极性调光器40连接，以接受无极性调光器40所送入脉宽调变 (PWM)形式的调光讯号，又该补偿电压输出端24是连接至稳流稳压控制器17的回授电流输 入端A上，在本实施例中，该补偿电压输出端24产生的补偿电压VC6是透过分压电阻R1、 R2分压后施加在稳流稳压控制器17的回授电流输入端A上，藉以视无极性调光器40送出 的调光讯号产生一对应的补偿电压VC6，进而使控制单元15调整输出电路16的输出电流， 从而改变发光二极管灯具的亮度，进而达到调光的目的。前述调光模块20的具体构造及工作原理进一步详述如后在本实施例中，该调光模块20包括一整流电路21、一驱动电路22及一充放电容 C6，该整流电路21是由一桥式整流器构成，其输入端是与无极性调光器40连接，其输出端 是连接至驱动电路22，本实施例中，该驱动电路22的驱动电源端P是与前述稳流稳压控制 器17其中一 0P2的正端取得2. 5V的工作电源，由此可无须再另外提供一辅助电源。且驱动电路22是由一 NPN晶体管Q18、一 PNP晶体管Q17组成，两晶体管Q18、Q17的基极是分 别透过一电阻R45、R53连接至整流电路21的输出端，NPN晶体管Q18发射极与PNP晶体管 Q17发射极的连接节点则连接至充放电容C6，又NPN晶体管Q18、PNP晶体管Q17是分别操 作在饱和区与截止区，以决定充放电容C6的充放电，当NPN晶体管Q18导通时，充放电容C6 的电容电压VC6上升，又当PNP晶体管Q17导通时，充放电容C6的电容电压VC6则下降，由 此，该充放电容C6的电容电压VC6可随PWM调光讯号的周期(duty)宽度所决定，平均值在 0 2. 5V (忽略 BJT 的 VCE)。当PWM调光讯号的Duty = 0，也就是未执行调光功能，该稳流稳压控制器17回授 电流输入端A上的电压(Vsense)由输出电流I。*电阻Rsense决定，由于稳流稳压控制器17内 部一 OPl是以负端与前述回授电流输入端A连接，其正端则透过分压电阻R4、R5取得一参 考电压，由于OPl负端的稳态值必须等于正端的参考电压，由此达到稳定电流的功能。当PWM调光讯号的Duty不等于0，故将执行调光功能，前述执行稳定电流的OPl正 端仍透过分压电阻R4、R5取得参考电压Vref,，由于OPl负端电压Vsense的稳态值必须等于 正端的参考电压\ef‘，而原本OPl负端的电压Vsense为I。*RSENSE，但在PWM调光讯号加入后， 驱动电路22导通后使充放电容C6充放电，故有一电压(VC6(R2/(R1+R2))施加在OPl的负 端上，此时OPl的负端电压即为V' SENSE = VC6 (R2/ (R1+R2)) +I。*RS臓，且 V' SENSE > Vsenseo在前述状况下，稳流稳压控制器17回授至控制单元15的讯号将使控制单元15判 断输出电流I0为过高的状态，因而将调降输出电路16的输出电流(透过改变输出电压)， 进而调整了发光二极管灯具30的亮度，由于调光模块20输出的补偿电压值(即VC6)是根 据PWM调光讯号的周期大小而有不同，故输出的补偿电压值不同，即可将发光二极管灯具 30调整至不同亮度。利用前述设计，本发明可以在单级的交直流电源转换电路架构下兼具 稳流与调光功能。再者，在前述实施例中，调光模块20中驱动电路22的工作电源、稳流稳压控制器 17中稳流用OPl的参考电压V,ef,均是来自稳流稳压控制器17中稳压用0P2的参考电压端 所供应，此状况下，即无须基于前述工作电源及参考电压的需求而另外提供一辅助电源，故 具有降低成本、简化电路构造的效果。另外，当稳流稳压控制器17中稳压用0P2的参考电 压端所供应的参考电压较低时，则无须经过电阻R4、R5分压，即可供应参考电压V,ef给0卩1 ； 另一方面，补偿电压输出端24的补偿电压也可无须经过电阻Rl、R2分压，即可直接施加在 稳流稳压控制器17的回授电流输入端A上。又请参阅图2所示，其为本发明又一较佳实施例，其整体架构与前一实施例大致 相同，不同之处在于该调光模块20的补偿电压输出端上进一步并联设有一模拟式有极性 调光器50，如此一来，本发明的发光二极管灯具电源供应器除可接受无极性的调光讯号执 行调光功能外，也可接受模拟式且有极性的调光讯号执行调光。
权利要求一种具有调光功能的发光二极管灯具电源供应器，其特征在于，包括有一交直流电源转换模块，主要是于一变压器的一次侧分设一滤波电路、一整流电路、一功率开关、一功率因数校正电路及一内建脉宽调变控制器的控制单元；其中，该功率开关受控制单元控制以决定变压器一次侧的导通周期；又变压器的二次侧设有一输出电路，该输出电路又透过一稳流稳压控制器与前述控制单元的回授端连接；一调光模块，具有一调光讯号输入端及一补偿电压输出端，该补偿电压输出端连接至稳流稳压控制器的回授电流输入端。
2.如权利要求1所述的具有调光功能的发光二极管灯具电源供应器，其特征在于，该 输出电路的输出端分别连接有数个电阻，以分别构成一输出电流检出回路及一输出电压检 出回路，并分别连接至稳流稳压控制器；该稳流稳压控制器内具有两组0P1、0P2，分别执行稳流稳压控制，其中一 0P2执行稳压 控制，其正端输入连接一齐纳二极管，以提供参考电压，其负端透过一组分压电阻自输出电 路输出端上检出一输出电压；另一 OPl执行稳流控制，其正端是一参考电压端，其负端是构成一回授电流输入端，并 与前述输出电流检出回路连接；两0P1、0P2的输出端是共同透过一光耦合器与控制单元的回授端连接。
3.如权利要求2所述的具有调光功能的发光二极管灯具电源供应器，其特征在于，该 调光模块包括一整流电路、一驱动电路及一充放电容，该整流电路的输入端是与一无极性 调光器连接，其输出端是连接至驱动电路，该驱动电路输出端是与充放电容连接，以控制其 充放电。
4.如权利要求3所述的具有调光功能的发光二极管灯具电源供应器，其特征在于，该 驱动电路是由一NPN晶体管、一PNP晶体管组成，两晶体管的基极是分别透过一电阻分别连 接至整流电路的输出端，NPN晶体管发射极与PNP晶体管发射极的连接节点则连接至充放 电容。
5.如权利要求2至4中任一项权利要求所述的具有调光功能的发光二极管灯具电源供 应器，其特征在于，该调光模块的驱动电路电源端是与稳流稳压控制器内一 0P2的正端连 接，以取得工作电源；该稳流稳压控制器内另一 OPl正端是由前述0P2的正端取得参考电压。
6.如权利要求5所述的具有调光功能的发光二极管灯具电源供应器，其特征在于，该 稳流稳压控制器内另一 OPl正端是由前述0P2的正端经一组分压电阻分压后取得参考电 压。
7.如权利要求5所述的具有调光功能的发光二极管灯具电源供应器，其特征在于，该 调光模块的驱动电路输出端是透过一组分压电阻连接至该稳流稳压控制器的回授电流输 入端。
8.如权利要求7所述的具有调光功能的发光二极管灯具电源供应器，其特征在于，该 调光模块的整流电路是由桥式整流器所构成。
9.如权利要求1至4中任一项权利要求所述的具有调光功能的发光二极管灯具电源供 应器，其特征在于，该调光模块的补偿电压输出端上进一步以并联方式设有一模拟式有极 性调光器连接。
专利摘要本实用新型是关于一种具有调光功能的发光二极管灯具电源供应器，主要是令一交直流电源转换模块由一脉宽调变控制电路透过一功率开关及一输出电路控制供应予一发光二极管灯具的工作电源，并自输入电路的输出端回授取得输出电流，以达到稳流目的；该输出电路又与一调光模块连接，当调光模块接受无极性调光器输入的调光讯号，其将改变输出电路输出端的回授电流大小，使脉宽调变控制电路改变输出电路的输出电流以达到调光目的，借此可在单级电源转换电路(AC/DC)的架构下达成调光目的，使整体效率得以提高。
文档编号H05B37/02GK201682668SQ20102017493
公开日2010年12月22日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者刘孟衢, 杨松柏, 王仕元, 黄子明 申请人:康舒科技股份有限公司