一種新型led調(diào)光電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種新型LED調(diào)光電路，包括PWM可控直流轉(zhuǎn)換電路和MOS管，所述PWM可控直流轉(zhuǎn)換電路由電感L，濾波電容C1和二極管D1組成，所述電感L的一端與二極管D1的陽(yáng)極相連，其另一端連接濾波電容C1的正極后與MOS管的柵極相連，所述二極管D1的陰極、濾波電容C1的負(fù)極以及MOS管的源極均為低電平。本實(shí)用新型提出的調(diào)光電路可以兼容市場(chǎng)非調(diào)光開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)方案，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外設(shè)成本低，無(wú)頻閃，且可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)光。
【專利說(shuō)明】
-種新型LED調(diào)光電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于電子電路領(lǐng)域，具體設(shè)及一種新型Lm)調(diào)光電路，W實(shí)現(xiàn)由非調(diào)光 LED驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)向調(diào)光市場(chǎng)切換的兼容性設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的發(fā)展，利用電氣等效負(fù)載的電子照明源，例如發(fā)光二極管Lm)燈等，逐 漸取代了傳統(tǒng)的白識(shí)燈，而成為人們?nèi)粘Ｉ钪姓彰鞴庠?。目前，可W利用Lm)燈調(diào)光器調(diào) 整電源的電流或電壓，W使作為負(fù)載的Lm)燈產(chǎn)生不同強(qiáng)度的光輸出，W滿足不同場(chǎng)景照明 需求。
[0003] 調(diào)光不但節(jié)約電能，更是高質(zhì)量照明必需，目前對(duì)Lm)的調(diào)光技術(shù)主要設(shè)及W下幾 種：
[0004] 可控娃調(diào)光:發(fā)展于白識(shí)燈的調(diào)光技術(shù)，利用可控娃的斬波技術(shù)，通過(guò)改變交流電 的導(dǎo)通角來(lái)改變電流的有效值，從而達(dá)到調(diào)光的目的。但是，用可控娃進(jìn)行調(diào)光會(huì)破壞輸入 電流的正弦波形，降低功率因數(shù)，通常使用可控娃進(jìn)行調(diào)光的Lm)驅(qū)動(dòng)電路的PF值低于0.5， 而且導(dǎo)通角越小，功率因數(shù)越差，很難做到高功率因數(shù);從目前來(lái)看兼容可控娃的調(diào)光電源 效率通常都很低，80%都很難達(dá)到，且只能工作在單一的輸入電壓下，應(yīng)用范圍有限，可見(jiàn) 此種方式對(duì)L邸并不實(shí)用；
[000引 P歷調(diào)光:L抓是一個(gè)二極管，可W實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)關(guān)，通過(guò)把電源改成脈沖恒流源，用 改變脈沖寬度的方法實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié);經(jīng)過(guò)對(duì)脈沖寬度的調(diào)制轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)制Lm)燈連續(xù)點(diǎn)亮的 時(shí)間，也同時(shí)轉(zhuǎn)變了輸入功率，從而到達(dá)節(jié)能調(diào)光的目的。但是，此種方式當(dāng)頻率小于200Hz 時(shí)易存在頻閃現(xiàn)象，且驅(qū)動(dòng)電流的過(guò)沖對(duì)Lm)忍片的壽命肯定有一定的影響，不利于實(shí)際應(yīng) 用；
[0006] 另外還有線性調(diào)光、遙控調(diào)光及分段調(diào)光等實(shí)現(xiàn)方案;線性調(diào)光利用恒流忍片的 專用調(diào)光腳來(lái)調(diào)整Lm)的電流實(shí)現(xiàn)調(diào)光目的，但接線比較復(fù)雜，不利于日光燈路燈等照明； 遙控調(diào)光采用紅外遙控或無(wú)線遙控對(duì)Lm)實(shí)現(xiàn)調(diào)光，其成本高，且沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)格，實(shí)現(xiàn)起來(lái) 比較困難;而分段調(diào)光只能按照預(yù)先設(shè)定的亮度循環(huán)調(diào)節(jié)，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)光；
[0007] 上述各種方案在電路設(shè)計(jì)上很難實(shí)現(xiàn)與非開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)的調(diào)光方案相兼容，且應(yīng) 用范圍有限，不方便工程調(diào)試和線路設(shè)計(jì)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[000引本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述各種Lm)調(diào)光技術(shù)方案的不足，提出一種兼容現(xiàn)有 非調(diào)光開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)的調(diào)光方案:通過(guò)設(shè)計(jì)PWM可控直流轉(zhuǎn)換電路，并將轉(zhuǎn)換電路的輸出連 接至MOS管的柵極，利用MOS管工作在線性區(qū)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化智能控制和無(wú)極調(diào)光，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 單可靠，方便工程調(diào)試及線路設(shè)計(jì)。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出一種新型Lm)調(diào)光電路，包括Pmi可控直流轉(zhuǎn) 換電路和MOS管;所述PWM可控直流轉(zhuǎn)換電路由電感L，濾波電容Cl和二極管Dl組成，所述電 感L的一端與二極管Dl的陽(yáng)極相連，其另一端連接濾波電容Cl的正極后與MOS管的柵極相 連，所述二極管Dl的陰極、濾波電容Cl的負(fù)極W及MOS管的源極均為低電平。
[0010]進(jìn)一步的，為達(dá)到較好的濾波效果，輸出平穩(wěn)的直流電壓，所述濾波電容的兩端還 并聯(lián)有一個(gè)型號(hào)為104的電容C2。
[001。 進(jìn)一步的，所述電感L的取值I
決定;其中，Vout為直流 輸出電壓，Vin為P歷信號(hào)高電平電壓，Vout = Vin*D，D為P歷信號(hào)占空比，Ipk為電流峰值， 化eq為PWM驅(qū)動(dòng)頻率。
[0012] 進(jìn)一步的，所述濾波電容Cl的取值目
決定；其中，AU為輸 出電壓紋波量，T為周期。
[0013] 進(jìn)一步的，所述MOS管工作在線性工作區(qū)，所述線性工作區(qū)條件需滿足
；其中，Vgs為柵源電壓，Vth為MOS管開(kāi)啟電壓，Vds為漏源電壓。
[0014] 進(jìn)一步的，所述MOS管線性工作區(qū)電流
[0015] Id = u*Cox*W/L*[(Vgs-Vth)*Vds-0.5Vds2];其中，U 為電子遷移率，Cox 為柵極到 襯底電容，W、L為溝道寬和長(zhǎng)。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：
[0017] 1.電路設(shè)計(jì)兼容性好：
[0018] 本實(shí)用新型采用BUCK降壓電路結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)P歷可控直流電源轉(zhuǎn)換電路和MOS管；首 先在PWM信號(hào)為1(高電平)時(shí)通過(guò)電感L儲(chǔ)能，濾波電容Cl濾波，二極管Dl不導(dǎo)通;當(dāng)PWM信號(hào) 為〇(低電平)時(shí)，電感L釋放能量，濾波電容Cl濾波，二極管Dl此時(shí)導(dǎo)通形成回路完成直流電 壓轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)使MOS管工作在線性區(qū)及可變電阻區(qū)實(shí)現(xiàn)對(duì)L邸的無(wú)極調(diào)光；
[0019]通過(guò)PWM數(shù)字化可控輸出電壓+MOS管線性區(qū)工作方式整體來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)光，兼容PWM方 式調(diào)光容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化智能控制;也可W兼容可控娃調(diào)光方式接線線路，即去掉PWM輸入信 號(hào)，將原來(lái)的調(diào)光開(kāi)關(guān)的分壓比設(shè)置在MOS管的線性工作區(qū)電壓就可W實(shí)現(xiàn)控制調(diào)光；
[0020] 2.沒(méi)有頻閃問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)光：
[0021] Pmi調(diào)光是Lm)燈負(fù)載工作0和1之間，也就是燈一亮一滅的狀態(tài)切換來(lái)調(diào)光，人的 視覺(jué)暫留效應(yīng)看起來(lái)燈是一直亮著，實(shí)際是有人眼看不到的閃爍問(wèn)題;而本實(shí)用新型方案 雖然輸入的是PWM調(diào)光信號(hào)，但Vout輸出電壓是直流電壓調(diào)節(jié)MOS管線性電阻來(lái)調(diào)節(jié)燈的亮 度等級(jí)，使燈一直工作在1的狀態(tài)也就是一直都是亮著的，根本不存在頻閃問(wèn)題；
[0022] 3.電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低：
[0023] 無(wú)需?？诘腖m)調(diào)光驅(qū)動(dòng)忍片，只要是普通的Lm)電源驅(qū)動(dòng)忍片配上PWM發(fā)生器及 本調(diào)光電路就可W實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能，方便工程調(diào)試和線路設(shè)計(jì)。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為本實(shí)用新型提供的調(diào)光電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中脈寬調(diào)制的調(diào)光波形示意圖；
[0026] 圖3為本實(shí)用新型調(diào)光電路實(shí)際應(yīng)用中硬件調(diào)光方案方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本實(shí)用新型提供一種新型調(diào)光電路，通過(guò)在電路中應(yīng)用設(shè)計(jì)PWM可控直流轉(zhuǎn)換電 路和MOS管，由PWM控制輸出電壓變化調(diào)節(jié)輸出電流，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)L抓等光亮度變化的功能，下 面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步地說(shuō)明。
[002引參考圖1，一種新型LED調(diào)光電路，包括PWM可控直流轉(zhuǎn)換電路和MOS管;所述P歷可 控直流轉(zhuǎn)換電路由電感L，濾波電容Cl和二極管D1組成，所述電感L的一端與二極管D1的陽(yáng) 極相連，其另一端連接濾波電容Cl的正極后與MOS管的柵極相連，所述二極管Dl的陰極、濾 波電容Cl的負(fù)極W及MOS管的源極均為低電平，為達(dá)到較好的濾波效果，所述濾波電容Cl的 兩端還并聯(lián)有一個(gè)型號(hào)為104的電容C2。
[0029] 本實(shí)脯例中，誦討Vout輸m官流電壓調(diào)節(jié)MOS管線性電阻來(lái)調(diào)節(jié)燈的亮度，所述電 感L的取值由
決定;其中，Vout為直流輸出電壓，Vin為PWM信號(hào)高 電平電壓，V〇ut = Vin*D，D為P歷信號(hào)占空比，Ipk為電流峰值，F(xiàn)req為P歷驅(qū)動(dòng)頻率;濾波電 容Cl的取值由
決定；其中，A U為輸出電壓紋波量，一般選取小于輸 出電壓的1%作計(jì)算，T為周期。
[0030] 為了實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)光，所述MOS管工作在線性工作區(qū)，且滿
.其中， Vgs為柵源電壓，Vth為MOS管開(kāi)啟電壓，Vds為漏源電壓，則可W通過(guò)計(jì)算MOS管線性工作區(qū) 電流Id = u*Co巧W/L*[(Vgs-Vth)*Vds-0.5Vds2];采用BUCK降壓電路結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)PWM可控直 流電源轉(zhuǎn)換電路和MOS管;首先在PWM信號(hào)為1(高電平)時(shí)通過(guò)電感L儲(chǔ)能，濾波電容Cl濾波， 二極管Dl不導(dǎo)通；當(dāng)PWM信號(hào)為0(低電平)時(shí)，電感L釋放能量，濾波電容Cl濾波，二極管Dl此 時(shí)導(dǎo)通形成回路完成直流電壓轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)使MOS管工作在線性區(qū)實(shí)現(xiàn)對(duì)LED的無(wú)極調(diào) 光；
[0031 ]通過(guò)PWM數(shù)字化可控輸出電壓+MOS管線性區(qū)工作方式來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)光的技術(shù)，兼容PWM 方式調(diào)光容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化智能控制;參考圖2，沒(méi)有頻閃問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)光通過(guò)PWM可控 直流轉(zhuǎn)換電路，通過(guò)Vout輸出的直流電壓調(diào)節(jié)MOS管線性電阻來(lái)調(diào)節(jié)燈的亮度等級(jí)，可實(shí)現(xiàn) 連續(xù)調(diào)節(jié)，且燈一直工作在1的狀態(tài)也就是一直都是亮著的，也不存在頻閃問(wèn)題；
[0032] 同時(shí)，本申請(qǐng)方案也可W兼容可控娃調(diào)光方式接線線路，即去掉PWM輸入信號(hào)，將 原來(lái)的調(diào)光開(kāi)關(guān)的分壓比設(shè)置在MOS管的線性工作區(qū)電壓就可W實(shí)現(xiàn)控制調(diào)光，實(shí)現(xiàn)起來(lái) 也比較簡(jiǎn)單方便。
[0033] 總之，本實(shí)用新型電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低，如圖3所示，本電路設(shè)計(jì)可W兼容現(xiàn)有非 調(diào)光開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)的調(diào)光方案，只需要在原有電路上添加本實(shí)用新型所述的調(diào)光電路，將 調(diào)光電路的信號(hào)輸出與電源控制電路相連，無(wú)需?？诘腖ED調(diào)光驅(qū)動(dòng)忍片，只要在普通的 L抓電源驅(qū)動(dòng)忍片配上PWM發(fā)生器及本調(diào)光電路就可W實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能，且無(wú)需更換忍片，兼 容市場(chǎng)各種驅(qū)動(dòng)方案及墻壁式調(diào)光接線，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，兼容性好，可W很好的控制成本， 具有廣泛的推廣和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[0034] W上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本實(shí)用新型作其它形式 的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述掲示的技術(shù)內(nèi)容加W變更或改型為等同 變化的等效實(shí)施例應(yīng)用于其它領(lǐng)域，但是凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí) 用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)W上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本技術(shù)方 案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型L抓調(diào)光電路，其特征在于，包括PWM可控直流轉(zhuǎn)換電路和MOS管;所述PWM可 控直流轉(zhuǎn)換電路由電感L，濾波電容C1和二極管D1組成，所述電感L的一端與二極管D1的陽(yáng) 極相連，其另一端連接濾波電容C1的正極后與M0S管的柵極相連，所述二極管D1的陰極、濾 波電容C1的負(fù)極W及M0S管的源極均為低電平。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型LED調(diào)光電路，其特征在于，所述濾波電容的兩端還 并聯(lián)有一個(gè)型號(hào)為104的電容C2。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型LED調(diào)光電路，其特征在于，所述電感L的取值由夾定；其中，Vout為直流輸出電壓，Vin為PWM信號(hào)高電平電壓， Vout = Vin*D，D為PWM信號(hào)占空比，Ipk為電流峰值，化eq為PWM驅(qū)動(dòng)頻率。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型LED調(diào)光電路，其特征在于，所述濾波電容C1的取值 由夾定;其中，A U為輸出電壓紋波量，T為周期。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型L邸調(diào)光電路，其特征在于，所述M0S管工作在線性工 作區(qū)，所述線性工作區(qū)條件需滿足其中，Vgs為柵源電壓，Vth為M0S管開(kāi)啟 電壓，Vds為漏源電壓。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型L邸調(diào)光電路，其特征在于，所述M0S管線性工作區(qū)電 流Id = u*Cox*W/L*[(Vgs-Vth)*Vds-0.5Vds2];其中，U為電子遷移率，Cox為柵極到襯底電 容，W、L為溝道寬和長(zhǎng)。
【文檔編號(hào)】H05B33/08GK205610994SQ201620333856
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】王在義, 王啟葉, 侯欽文
【申請(qǐng)人】青島華潞佳電子科技有限公司