燈具控制電路的製作方法

2023-06-15 07:35:31

專利名稱：燈具控制電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種燈具控制電路，尤其是一種可應用於發光二極體燈具的控制電路。
背景技術：
現在，發光二極體(Light Emitting Diode, LED)已經被廣泛應用到很多領域，尤其是廣泛應用於燈具。目前，一些發光二極體燈具採用脈寬調製(Pulse Width Modulation, PWM)信號供電，從而通過調節PWM信號的佔空比即可調節發光二極體燈具的亮度。然而，由於發光二極體產生的熱量較多，當供電電壓過高致使流經發光二極體的電流過大時，大量的熱量將會導致發光二極體低落的內部量子效應並且明顯縮短其壽命，嚴重時過高的電壓還會擊穿發光二極體而造成燈具損壞。有鑑於此，有必要提供一種發光二極體燈具工作電壓的控制電路，以實時監控、調節發光二極體燈具的工作電壓。

發明內容
以下將以實施例說明一種實時監控、調節發光二極體燈具工作電壓的控制電路。一種燈具控制電路，其包括一個放大電路、一個電壓比較電路以及一個邏輯運算電路，該放大電路用於接收燈具的工作電流，經放大後輸出至電壓比較電路；該電壓比較電路用於接收放大電路輸出的信號，並與參考電壓比較後輸出比較結果；該邏輯運算電路接收電壓比較電路的比較結果，對比較結果進行邏輯運算後輸出調節信號並根據該調節信號調節供給給燈具的脈寬調製電流。相對於現有技術，所述燈具控制電路採用放大電路將燈具的工作電流放大後提供給電壓比較電路，採用電壓比較電路將放大後的信號與參考電壓比較，並將比較結果經過邏輯運算電路的邏輯運算而產生調節信號，從而利用該調節信號調節供給給燈具的脈寬調製電流，達成實時監控、調節發光二極體燈具工作電壓的功能。


圖1是本發明實施例提供的燈具控制電路的電路框架示意圖。圖2是圖1所示燈具控制電路的電路結構示意圖。圖3是圖1所示燈具控制電路的控制單元電路結構示意圖。主要元件符號說明放大電路11濾波單元12二級電壓比較電路13邏輯運算電路14控制單元15
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發光二極體150光敏二極體15具體實施例方式請一併參見圖1和圖2，圖1是本發明實施例提供的燈具控制電路10的電路框架示意圖，圖2燈具控制電路10的電路結構示意圖。該燈具控制電路10包括放大電路11、濾波單元12、二級電壓比較電路13以及邏輯運算電路14。該放大電路11包括一個運算放大器U1-A，用於接收來自燈具LED的工作電流並將該工作電流信號放大。該運算放大器Ul-A的同相輸入端與燈具LED相連，以接收燈具LED 的工作電流。該運算放大器Ul-A的反相輸入端經由電阻R7接地，此外該運算放大器Ul-A 的反相輸入端還經由兩個相互串聯的電阻R8、R9與該運算放大器Ul-A的輸出端相連。該運算放大器Ul-A的輸出端用於將放大後的電流信號輸出至下一級電路。該運算放大器Ul-A 的VDD端與一外部電源VCC相連，且該運算放大器Ul-A的VDD端經由R5、R6接地，該R6兩端並聯有電容C4，該電容C4的非接地端經由R4連接至運算放大器Ul-A的同相輸入端。該運算放大器Ul-A的GND端接地。優選的，該運算放大器Ul-A的同相輸入端經由電容C3接地，以濾除雜訊。該濾波單元12用於對放大電路放大後的電流信號進行濾波。本實施例中，該濾波單元12包括一電容C6，該電容C6 —端與運算放大器Ul-A的輸出端相連，該電容C6另一端接地。當然，該濾波單元12並非必需，在精簡電路規模的情況下，該濾波單元12可以省略。
該二級電壓比較電路13用於接收放大電路11輸出的電流信號，並與參考電壓比較後輸出比較結果。該二級電壓比較電路13包括運算放大器U1-B、U7-A以及U7-B。該運算放大器Ul-B的同相輸入端與運算放大器Ul-A的輸出端相連，以接收經由運算放大器Ul-A放大的電流信號。該運算放大器Ul-B的反相輸入端經由電阻R12與該運算放大器Ul-B的輸出端相連。該運算放大器Ul-B的反相輸入端經由相互並聯的電阻R11、 R38接地。此外，外部電源VCC經由電阻RlO連接至該運算放大器Ul-B的反相輸入端，以提供一參考電壓。由於，電阻RlO與相互並聯的電阻Rll、R38串接與外部電源VCC與地之間，從而可通過調節RIO、R1UR38來調整該運算放大器Ul-B反相輸入端的輸入電壓，達到預定的理想參考電壓值。此外，該運算放大器Ul-B的輸出端經由電阻R14接地，並經由電阻R13連接至外部電源。該運算放大器U7-A的同相輸入端與運算放大器Ul-A的輸出端相連，以接收經由運算放大器Ul-A放大的電流信號。該運算放大器U7-A的反相輸入端與該運算放大器U7-A 的輸出端相連。該運算放大器U7-A的VDD端與外部電源VCC相連。該運算放大器U7-A的 GND端接地。該運算放大器U7-B的同相輸入端與運算放大器U7-A的輸出端相連。優選的，該運算放大器U7-B的同相輸入端經由電容C3接地，以濾除雜訊。該運算放大器U7-B的反相輸入端經由電阻R43與該運算放大器U7-B的輸出端相連。該運算放大器U7-B的反相輸入端經由相互並聯的電阻R41、R42接地。此外，外部電源VCC經由電阻R40連接至該運算放大器U7-B的反相輸入端，以提供一參考電壓。由於，電阻R40與相互並聯的電阻R41、R42 串接與外部電源VCC與地之間，從而可通過調節R40、R41、R42來調整該運算放大器U7-B反相輸入端的輸入電壓，達到預定的理想參考電壓值。此外，該運算放大器U7-B的輸出端經由電阻R44接地，並經由電阻R45連接至外部電源。該運算放大器U1-B、U7_B的輸出端A0、A1作為二級電壓比較電路13的輸出端分別向邏輯運算電路14輸出高電平或低電平作為比較結果。該邏輯運算電路14接收二級電壓比較電路13輸出端AO、Al的高電平或低電平， 將其作為數位訊號進行邏輯運算後輸出調節信號並根據該調節信號調節供給給燈具LED 的脈寬調製電流，從而達成實時監控、調節發光二極體燈具工作電壓的功能。優選的，該燈具控制電路10還包括一個控制單元15，該控制單元15接收用於控制燈具LED的亮、暗狀態的脈寬調製電流，並根據該脈寬調製電流來控制燈具LED的電流供給。該控制單元15包括一個光耦合器U1，該光耦合器Ul包括發光二極體150及光敏二極體 152。該發光二極體150的正極A與脈寬調製電流供給端DIM相連，用於接收控制燈具亮、暗狀態的脈寬調製電流。該發光二極體的負極K接地。該光敏二極體152的發射極E接地，該光敏二極體152的集電極C與外部電源VCC 相連，並作為燈具電流供給端DIMl向燈具LED(圖3未示出)提供工作電流。當控制燈具關閉的高電平脈寬調製電流流經發光二極體150時，發光二極體150 正常工作而發光。發光二極體150發出的光使得光敏二極體152的發射極E與集電極C導通，從而燈具電流供給端DIMl此時接地，無法向燈具提供正常工作所需電壓，燈具處於關閉狀態。當控制燈具發光的低電平脈寬調製電流流經發光二極體150時，發光二極體150 不發光。從而光敏二極體152的發射極E與集電極C之間截止，從而燈具電流供給端DIMl 的電位此時被外部電源VCC拉升，進而向燈具提供正常工作所需電壓，燈具處於發光狀態。 如此設計將外部電源VCC作為燈具供電電源，從而可以使得控制燈具亮、暗狀態的脈寬調製電流信號與燈具的供電電源相互隔離，避免背景技術中所述的發光二極體燈具因交流電壓差而被損壞。優選的，該發光二極體150經由電阻R17連接至DIM端，以採用電阻R17對發光二極體150分壓，避免發光二極體150承受電壓過高而損壞。優選的，該光敏二極體152的集電極，也即電流供給端DIM1，經由濾波電容C20接地，以濾除雜訊。優選的，該光敏二極體 152的集電極C經由一個電阻R62接地，且該光敏二極體152的集電極C經由一個電阻R18 連接至所述給燈具供電的外部電源VCC，從而調節電阻R62、R18的大小即可調整供給給燈具的電壓大小。更優選的，該所述外部電源VCC與電阻R18之間還串接有穩壓二極體D12。需要說明的是本實施例提供的電壓比較電路並不局限為二級電壓比較電路，該二級電壓比較電路13也可視具體情況更換為三級、四級甚至更多級的電壓比較電路，從而達到更高的電流監控精密度和準確度。另外，本領域技術人員還可於本發明精神內做其它變化，以用於本發明的設計，只要其不偏離本發明的技術效果均可。這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
權利要求
1.一種燈具控制電路，其包括一個放大電路、一個電壓比較電路以及一個邏輯運算電路，該放大電路用於接收燈具的工作電流，經放大後輸出至電壓比較電路；該電壓比較電路用於接收放大電路輸出的信號，並與參考電壓比較後輸出比較結果；該邏輯運算電路接收電壓比較電路的比較結果，對比較結果進行邏輯運算後根據運算結果輸出調節信號，並根據該調節信號調節供給給燈具的脈寬調製電流。
2.如權利要求1所述的燈具控制電路，其特徵在於，該放大電路包括一個第一運算放大器，該第一運算放大器的同相輸入端用於接收燈具的工作電流，該第一運算放大器的反相輸入端經由第一電阻接地且該第一運算放大器的反相輸入端經由兩個相互串聯的第二、 第三電阻與該第一運算放大器的輸出端相連，該第一運算放大器的輸出端將放大後的信號輸出至電壓比較電路。
3.如權利要求2所述的燈具控制電路，其特徵在於，該燈具控制電路還包括一個濾波單元，該濾波單元對放大電路放大後的電流進行濾波。
4.如權利要求3所述的燈具控制電路，其特徵在於，該濾波單元包括一個濾波電容，該運算放大器的同相輸入端經由該濾波電容接地。
5.如權利要求2所述的燈具控制電路，其特徵在於，該電壓比較電路包括一個第二運算放大器，一個第三運算放大器以及一個第四運算放大器，該第二運算放大器的同相輸入端與第一運算放大器的輸出端相連，該第二運算放大器的反相輸入端經由第四電阻與該第二運算放大器的輸出端相連，該第二運算放大器的反相輸入端經由相互並聯的第五電阻、第六電阻接地，該第二運算放大器的反相輸入端經由第七電阻連接至燈具供電的外部電源；該第三運算放大器的同相輸入端與第一運算放大器的輸出端相連，該第三運算放大器的反相輸入端與該第三運算放大器的輸出端相連；該第四運算放大器的同相輸入端與第三運算放大器的輸出端相連，該第四運算放大器的反相輸入端經由第八電阻與該第二運算放大器的輸出端相連，該第四運算放大器的反相輸入端經由相互並聯的第九電阻、第十電阻接地，該第四運算放大器的反相輸入端經由第十一電阻連接至燈具供電的外部電源；該第二、第四運算放大器的輸出端作為電壓比較電路的輸出端向邏輯運算電路輸出電壓比較結果。
6.如權利要求1所述的燈具控制電路，其特徵在於，該燈具控制電路還包括一個控制單元，該控制單元接收用於控制燈具亮、暗狀態的脈寬調製電流，並根據該脈寬調製電流來控制燈具的電流供給。
7.如權利要求6所述的燈具控制電路，其特徵在於，該控制單元包括一個光耦合器，該光耦合器包括發光二極體及光敏二極體，該發光二極體的正極用於接收控制燈具亮、暗狀態的脈寬調製電流，該發光二極體的負極接地，該光敏二極體的集電極分別與燈具及一個給燈具供電的外部電源相連，該光敏二極體的發射極接地。
8.如權利要求7所述的燈具控制電路，其特徵在於，該光敏二極體的集電極經由一個濾波電容接地。
9.如權利要求7所述的燈具控制電路，其特徵在於，該光敏二極體的集電極經由第十二電阻接地，且該光敏二極體的集電極經由第十三電阻連接至所述給燈具供電的外部電源。
10.如權利要求9所述的燈具控制電路，其特徵在於，該控制單元還包括一個串接在所述外部電源與分壓電阻之間的一個穩壓二極體。
11.如權利要求7所述的燈具控制電路，其特徵在於，該發光二極體的正極經由一限流電阻與所述控制燈具亮、暗狀態的脈寬調製電流的輸出端相連。
全文摘要
一種燈具控制電路，其包括放大電路、電壓比較電路以及邏輯運算電路，該放大電路將燈具的工作電流放大後輸出至電壓比較電路，該電壓比較電路接收濾波單元輸出的信號並與參考電壓比較，該邏輯運算電路對比較結果進行邏輯運算、並根據運算結果調節供給給燈具的脈寬調製電流。該控制電路可實時監控並調節供給燈具的工作電壓。
文檔編號H05B37/02GK102291866SQ20101020205
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月17日 優先權日2010年6月17日
發明者劉育彬, 孔聖翔, 江明誠, 洪隆裕 申請人:富士邁半導體精密工業(上海)有限公司, 沛鑫能源科技股份有限公司