一種低成本分立式兀器件le；d燈調光電路的製作方法
2023-10-05 17:54:14 1
一種低成本分立式兀器件le；d燈調光電路的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種低成本分立式兀器件LE：D燈調光電路，電源電路接降壓型開關電路，降壓型開關電路包括主功率開關管Q1、變壓器T1A及LED濾波電路；Q1基極經電阻接LED，LED接電源電路，LED兩端並接LED濾波電路，LED濾波電路接T1A兩端，集電極接T1A，而發射極接地；T1A—端接二極體D1正極，二極體D1接LED，LED接二極體D2正!'■極，D2負極T1A另一端；初始狀態下，電流經LED經串聯電阻R1、R2提供給Q1基極，導通Q1對T1A儲能；開關管控制電路控制Q1的關斷，Q1關斷狀態下，T1A經LED濾波電路為LED持續供電。本發明可以消除誤觸發和LED照明閃爍，且成本較低。
【專利說明】一種低成本分立式元器件LED燈調光電路
【技術領域】
[0001] 本發明涉及LED燈調光電路，尤其是指一種低成本分立式元器件LED燈調光電路。
【背景技術】
[0002] 現有技術中，常見可控矽調光電路原理如圖1所示，當AC輸入電壓加在可控矽U1 兩端時，由於電阻R2、電阻R及電容C3組成的RC充電電路存在充電時間，電容C3上的電壓 從0V開始充電，且可控矽U1的驅動極串聯DIAC (雙向觸發二極體，一般是30V左右)，因此 可控矽U1可靠截止，此時電容C3上的電壓慢慢上升，上升到30V時，DIAC觸發導通，可控 矽U1驅動極導通，可控矽U1可靠導通，可控矽U1兩端的電壓瞬間變為零，電容C3通過電 阻R及電阻R2迅速放電，當電容C3電壓跌落到30V以下時DIAC截止，可控矽U1如果通過 的電流大於其維持導通電流，可控矽U1繼續導通，如果低於維持導通電流將會截止，下一 周期重複所述工作。
[0003] 所述可控娃調光電路的關鍵參數：一，可控娃U1的維持導通電流，一般維持導通 電流為7MA到50MA，導通後可控矽迴路的電流大於該值導通，否則關斷；二，RC充電迴路， 電容C為固定值，通過調電阻R調節相位；R越大充電時間越長，導通時間越長，相移角度越 大，反之，相移角度越小。
[0004] 對於可控矽調光LED燈，其存在的問題在於調光電路的兼容性，傳統可控矽調光 電路需要處理數百瓦白熾燈泡消耗的功率，消耗功率小於20W的LED燈與採用由大功率 開關器件構成的調光電路產生相互影響，調光電路和LED燈的相互影響較大時出現可見閃 爍。
[0005] 為了防止閃爍，可控矽調光電路需要在可控矽觸發後能夠擎住電流，且在觸發後 的導通期間能夠維持電流，如果不能滿足，可控矽調光電路會出現誤觸發和LED照明閃爍， 本案為解決所述問題而產生。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在於提供一種低成本分立式元器件LED燈調光電路，分立式非隔離 降壓型LED恆流電源結合洩放電路實現與調光器兼容，以消除誤觸發和LED照明閃爍，且成 本較低。
[0007] 為達成上述目的，本發明的解決方案為： 一種低成本分立式元器件LED燈調光電路，包括電源電路、降壓型開關電路及開關管 控制電路；電源電路接降壓型開關電路，降壓型開關電路包括主功率開關管Q1、變壓器T1A 及LED濾波電路；主功率開關管Q1基極經電阻接LED，LED接電源電路，LED兩端並接LED濾 波電路，LED濾波電路接變壓器T1A兩端，集電極接變壓器T1A，而發射極接地；變壓器T1A 一端接二極體D1正極，二極體D1接LED，LED接二極體D2正極，D2負極變壓器T1A另一端； 初始狀態下，電流經LED經串聯電阻Rl、R2提供給主功率開關管Q1基極，導通主功率開關 管Q1對變壓器T1A儲能；開關管控制電路控制主功率開關管Q1的關斷，主功率開關管Q1 關斷狀態下，變壓器τ 1A經LED濾波電路為LED持續供電。
[0008] 進一步，電源電路由整流電路、洩放電路及濾波電路組成；整流電路輸入端接電 源，輸出端接洩放電路輸入端；洩放電路輸出端接濾波電路輸入端，濾波電路輸出端連接降 壓型開關電路。
[0009] 進一步，洩放電路由電容C1及串聯在電容C1兩端的電阻R3及R4組成，整流電路 為整流橋，電阻R3接整流橋負極，電阻R4接整流橋正極。
[0010] 進一步，在整流橋的輸入端接保險電阻RF。
[0011] 進一步，LED濾波電路由電容EC1及電阻R5並聯組成。
[0012] 進一步，開關管控制電路包括達林頓管、儲能電路及採樣電路；達林頓管的集電極 與主功率開關管Q1基極連接，基極經採樣電路與主功率開關管Q1發射極連接，而發射極接 地；採樣電路檢測主功率開關管Q1集電極電流，並反饋給達林頓管的基極，導通達林頓管， 主功率開關管Q1電流釋放而關斷；儲能電路重新為主功率開關管Q1供電並導通。
[0013] 進一步，達林頓管由三極體Q2及Q3組成，三極體Q2的基極與主功率開關管Q1發 射極連接，集電極與主功率開關管Q1基極連接，而發射極與三極體Q3的基極連接；三極體 Q3的集電極與主功率開關管Q1基極連接，而發射極接地。
[0014] 進一步，儲能電路包括變壓器T1B、二極體D3及儲能電容C3 ;變壓器T1B與變壓 器T1A耦合，一端連接二極體D3正極，二極體D3負極連接能電容C3 -端，二極體D3兩端 並聯電阻R6 ;電容C3另一端通過電阻R7連接變壓器T1B另一端；儲能電容C3連接二極體 D3負極一端連接至主功率開關管Q1的基極，另一端經電阻R7及變壓器T1B連接至主功率 開關管Q1的發射極。
[0015] 進一步，採樣電路包括並聯後連接在主功率開關管Q1發射極的電阻R8及R9,以及 一端連接主功率開關管Q1發射極，另一端連接達林頓管基極的串聯電阻R10及R11，電阻 R11與達林頓管基極連接。
[0016] 進一步，在達林頓管基極與發射極之間連接串接的電阻R12及熱敏電阻NTC，與電 阻R11組成溫度補償電路。
[0017] 進一步，在達林頓管基極與發射極之間連接電阻R13,電阻R13 -端串接變壓器 T1B，變壓器T1B接達林頓管發射極，另一端接電阻R11，電阻R11與達林頓管基極連接，組成 電源反饋電路。
[0018] 採用上述方案後，本發明工作時，初始狀態下，即電源打開時，電流經LED經電阻 提供給主功率開關管Q1基極，導通主功率開關管Q1對變壓器T1A儲能；開關管控制電路 控制主功率開關管Q1的關斷，主功率開關管Q1關斷狀態下，變壓器T1A經LED濾波電路為 LED持續供電，使得LED正常發光照明，本發明利用分立式非隔離降壓型LED恆流電源結合 洩放電路實現與調光器兼容，有效消除誤觸發和LED照明閃爍問題，且成本較低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1是現有技術的電路圖； 圖2本發明的電路圖。
[0020] 標號說明 電源電路1 整流電路11 洩放電路12 濾波電路13 降壓型開關電路2 LED濾波電路21 開關管控制電路3 達林頓管31 儲能電路32 採樣電路33。
【具體實施方式】
[0021] 以下結合附圖及具體實施例對本發明做詳細的說明。
[0022] 參閱圖2所示，本發明揭示的一種低成本分立式元器件LED燈調光電路，包括電源 電路1、降壓型開關電路2及開關管控制電路3。
[0023] 電源電路1接降壓型開關電路2,本實施例中，電源電路1由整流電路11、洩放電 路12及濾波電路13組成。整流電路11輸入端接電源，輸出端接洩放電路12輸入端；洩放 電路12輸出端接濾波電路13輸入端，濾波電路13輸出端連接降壓型開關電路2。
[0024] 其中，洩放電路12由電容C1及串聯在電容C1兩端的電阻R3及R4組成，整流電 路11為整流橋，電阻R3接整流橋負極，電阻R4接整流橋正極。同時，在整流橋的輸入端接 保險電阻RF。濾波電路13由電感L0及電容C2組成的LC濾波電路。
[0025] 由於調光電路在觸發時，電容C1的快速充電作用，出現較高的電壓和電流尖峰。 電流尖峰破壞可控矽調光電路，尤其多個LED並聯時尤為如此，因為每個LED的電流尖峰之 和將會超過可控矽調光電路的額定電流。電流尖峰之後會出現電流振蕩，振蕩中出現低於 維持電流的負電流，引起調光燈誤觸發。電壓尖峰如果超出額定擊穿電壓，將會破壞外部器 件。洩放電路12的電容C1，用於提供擎住電流和維持導通電流。消除上述電壓與電流尖 峰，採用洩放電阻R4阻尼該尖峰。所述電流為給可控矽的維持導通電流，從而消除誤觸發 和閃爍。
[0026] 降壓型開關電路2包括主功率開關管Q1、變壓器T1A及LED濾波電路21。主功率 開關管Q1基極經串聯電阻Rl、R2接LED。LED接電源電路1，LED兩端並接LED濾波電路 21，LED濾波電路21接變壓器T1A兩端，LED濾波電路21由電容EC1及電阻R5並聯組成。 主功率開關管Q1的集電極接變壓器T1A，而發射極接地。變壓器T1A-端接二極體D1正 極，二極體D1接LED，LED接二極體D2正極，D2負極變壓器T1A另一端。
[0027] 初始狀態下，電流經LED經串聯電阻Rl、R2提供給主功率開關管Q1基極，導通主 功率開關管Q1對變壓器T1A儲能；開關管控制電路3控制主功率開關管Q1的關斷，主功率 開關管Q1關斷狀態下，變壓器T1A經LED濾波電路21為LED持續供電，使得LED正常發光 照明，有效消除誤觸發和LED照明閃爍問題，且成本較低。
[0028] 主功率開關管Q1工作在高頻開關狀態，當其導通時，電流通過整流橋和L0、LED、 變壓器T1A及主功率開關管Q1形成導通迴路。當其關閉時，變壓器T1A中貯存的能量通過 二極體Dl、LED的迴路釋放電流，如此為該線路高頻開關的一個周期。經過EC1的濾波，在 LED上有連續的電流通過，LED正常發光照明。
[0029] LED濾波電路21的電容EC1起到濾平LED光源流過電流作用，使LED的發光更穩 定。其中，由二極體D2作為LED開路保護電路，當LED開路時，D2處於反向截止狀態，從而 使R1沒有啟動電流流過，電路無法啟動，起到開路保護的作用。
[0030] 開關管控制電路3包括達林頓管31、儲能電路32及採樣電路33。達林頓管21的 集電極與主功率開關管Q1基極連接，基極經採樣電路33與主功率開關管Q1發射極連接， 而發射極接地；採樣電路33檢測主功率開關管Q1集電極電流，並反饋給達林頓管31的基 極，導通達林頓管31，主功率開關管Q1電流釋放而關斷；儲能電路32重新為主功率開關管 Q1供電並導通。
[0031] 達林頓管31由三極體Q2及Q3組成，三極體Q2的基極與主功率開關管Q1發射極 連接，集電極與主功率開關管Q1基極連接，而發射極與三極體Q3的基極連接；三極體Q3的 集電極與主功率開關管Q1基極連接，而發射極接地。
[0032] 儲能電路33包括變壓器T1B、二極體D3及儲能電容C3 ;變壓器T1B與變壓器T1A 耦合，一端連接二極體D3正極，二極體D3負極連接能電容C3 -端，二極體D3兩端並聯電 阻R6 ;電容C3另一端通過電阻R7連接變壓器T1B另一端；儲能電容C3連接二極體D3負 極一端連接至主功率開關管Q1的基極，另一端經電阻R7及變壓器T1B連接至主功率開關 管Q1的發射極。
[0033] 採樣電路33包括並聯後連接在主功率開關管Q1發射極的電阻R8及R9,以及一 端連接主功率開關管Q1發射極，另一端連接達林頓管31基極的串聯電阻R10及R11，電阻 R11與達林頓管基極連接。
[0034] 在達林頓管31基極與發射極之間連接串接的電阻R12及熱敏電阻NTC，與電阻 R11組成溫度補償電路。
[0035] 在達林頓管31基極與發射極之間連接電阻R13,電阻R13 -端串接變壓器T1B，變 壓器T1B接達林頓管31發射極，另一端接電阻R11，電阻R11與達林頓管31基極連接，組成 電源反饋電路。
[0036] 主功率開關管Q1的基極驅動電流第一次啟動由電阻R1和R2提供，隨後其基極驅 動電流由變壓器T1B通過R7和C3提供。主功率開關管Q1的關斷由三極體Q2及Q3控制， 低壓放大三極體Q2及Q3組成了達林頓結構，達林頓結構有更好的動態響應。當三極體Q2 及Q3導通時，將主功率開關管Q1的基極驅動電流釋放掉，使其關閉，控制主功率開關管Q1 的導通時間是LED是否恆流的關鍵點。
[0037] 其中，電阻R11、電阻R4、電阻NTC和三極體Q2、Q3組成了溫度補償線 路，其原理如下：電阻NTC為一種熱敏電阻，當中R11上的電壓大於{VBE(Q2) + VBE(Q3) } X (R12+NTC+R3)/ (R12+NTC)時，三極體Q2及Q3組成的達林頓三極體導通，控 制主功率開關管Q1關閉。當環境溫度升高時，根據三極體特性，BE結正向電壓會降低，即 VBE(Q2)+ VBE(Q3)會降低。而熱敏電阻NTC阻值會減小，起到了溫度補償反饋的作用，使 R11上的電壓在不同溫度時仍能保證在相同電壓值時使主功率開關管Q1關斷，使得不同的 環境溫度下，主功率開關管Q1仍能保持基本相同的導通時間。減小溫度對LED電流的影響。
[0038] 變壓器T1B和電阻R13在電路中是起到對電源電壓反饋的作用，當電源電壓升高 時，主功率開關管Q1導通時，變壓器T1B電壓會升高，通過R13上的電壓提高，使主功率開 關管Q1適當提前關斷，減小LED電流受電源電壓的影響。
[0039] 電阻R8、R9檢測主功率開關管Q1集電極電流，把電流在R8、R9上產生的電壓值通 過R10加到R11上的電壓，來控制三極體Q2的關斷。
[0040] 以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非對本案設計的限制，凡依本案的設計關 鍵所做的等同變化，均落入本案的保護範圍。
【權利要求】
1. 一種低成本分立式元器件LED燈調光電路，其特徵在於：包括電源電路、降壓型開關 電路及開關管控制電路；電源電路接降壓型開關電路，降壓型開關電路包括主功率開關管 Q1、變壓器T1A及LED濾波電路；主功率開關管Q1基極經電阻接LED，LED接電源電路，LED 兩端並接LED濾波電路，LED濾波電路接變壓器T1A兩端，集電極接變壓器T1A，而發射極接 地；變壓器T1A -端接二極體D1正極，二極體D1接LED，LED接二極體D2正極，D2負極變 壓器T1A另一端；初始狀態下，電流經LED經串聯電阻R1、R2提供給主功率開關管Q1基極， 導通主功率開關管Q1對變壓器T1A儲能；開關管控制電路控制主功率開關管Q1的關斷，主 功率開關管Q1關斷狀態下，變壓器T1A經LED濾波電路為LED持續供電。
2. 如權利要求1所述的一種低成本分立式元器件LED燈調光電路，其特徵在於：電源 電路由整流電路、洩放電路及濾波電路組成；整流電路輸入端接電源，輸出端接洩放電路輸 入端；洩放電路輸出端接濾波電路輸入端，濾波電路輸出端連接降壓型開關電路。
3. 如權利要求2所述的一種低成本分立式元器件LED燈調光電路，其特徵在於：洩放 電路由電容C1及串聯在電容C1兩端的電阻R3及R4組成，整流電路為整流橋，電阻R3接 整流橋負極，電阻R4接整流橋正極。
4. 如權利要求3所述的一種低成本分立式元器件LED燈調光電路，其特徵在於：在整 流橋的輸入端接保險電阻RF ;LED濾波電路由電容EC1及電阻R5並聯組成。
5. 如權利要求1所述的一種低成本分立式元器件LED燈調光電路，其特徵在於：開關 管控制電路包括達林頓管、儲能電路及採樣電路；達林頓管的集電極與主功率開關管Q1基 極連接，基極經採樣電路與主功率開關管Q1發射極連接，而發射極接地；採樣電路檢測主 功率開關管Q1集電極電流，並反饋給達林頓管的基極，導通達林頓管，主功率開關管Q1電 流釋放而關斷；儲能電路重新為主功率開關管Q1供電並導通。
6. 如權利要求5所述的一種低成本分立式元器件LED燈調光電路，其特徵在於：達林 頓管由三極體Q2及Q3組成，三極體Q2的基極與主功率開關管Q1發射極連接，集電極與主 功率開關管Q1基極連接，而發射極與三極體Q3的基極連接；三極體Q3的集電極與主功率 開關管Q1基極連接，而發射極接地。
7. 如權利要求5所述的一種低成本分立式元器件LED燈調光電路，其特徵在於：儲能 電路包括變壓器T1B、二極體D3及儲能電容C3 ;變壓器T1B與變壓器T1A耦合，一端連接二 極管D3正極，二極體D3負極連接能電容C3 -端，二極體D3兩端並聯電阻R6 ;電容C3另 一端通過電阻R7連接變壓器T1B另一端；儲能電容C3連接二極體D3負極一端連接至主功 率開關管Q1的基極，另一端經電阻R7及變壓器T1B連接至主功率開關管Q1的發射極。
8. 如權利要求5所述的一種低成本分立式元器件LED燈調光電路，其特徵在於：採樣 電路包括並聯後連接在主功率開關管Q1發射極的電阻R8及R9,以及一端連接主功率開關 管Q1發射極，另一端連接達林頓管基極的串聯電阻R10及R11，電阻R11與達林頓管基極連 接。
9. 如權利要求8所述的一種低成本分立式元器件LED燈調光電路，其特徵在於：在達 林頓管基極與發射極之間連接串接的電阻R12及熱敏電阻NTC，與電阻R11組成溫度補償電 路。
10. 如權利要求8所述的一種低成本分立式元器件LED燈調光電路，其特徵在於：在達 林頓管基極與發射極之間連接電阻R13,電阻R13 -端串接變壓器T1B，變壓器T1B接達林 頓管發射極，另一端接電阻R11，電阻R11與達林頓管基極連接，組成電源反饋電路。
【文檔編號】H05B37/02GK104219851SQ201410473722
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月17日 優先權日:2014年9月17日
【發明者】何潤林 申請人:廈門螢火蟲節能科技有限公司