專利名稱：一種可調(diào)光led驅(qū)動(dòng)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED照明領(lǐng)域，具體涉及ー種可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源，尤其適用于公共照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
LED作為新型高效的固體光源，具有環(huán)保、節(jié)能、壽命長、體積小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。其中，應(yīng)用于公共照明的LED燈比現(xiàn)有光源的壽命提升5倍及以上，且充分解決了現(xiàn)有燈管含汞的環(huán)保問題，另外LED燈發(fā)光效率高、購買成本低，這些優(yōu)勢(shì)使LED燈逐漸成為公共照明的主流。由于LED是特性敏感的半導(dǎo)體器件，又具有負(fù)溫度特性，在應(yīng)用過程中需要對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行穩(wěn)定和保護(hù)，因而目前應(yīng)用于公共照明的LED燈常使用恒流電源驅(qū)動(dòng)。為了更好地發(fā)揮LED照明的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，在LED恒流電源中加入調(diào)光功能已是大勢(shì)所趨。如今用于LED調(diào)光的方式主要有兩種，PWM (脈沖寬度調(diào)制)調(diào)光和模擬調(diào)光。PWM調(diào)光是使用開關(guān)電路以相對(duì)人眼識(shí)別カ來說足夠高的頻率工作，使用PWM設(shè)置周期和占空度來改變光輸出的平均值；模擬調(diào)光是通過改變電源輸出電流的幅值以改變LED的光輸出。PWM調(diào)光和模擬調(diào)光各有優(yōu)缺點(diǎn)，PWM調(diào)光精度高，但會(huì)引入潛在的電磁干擾頻率，為了降低噪聲和輻射的影響，照明系統(tǒng)的調(diào)光頻率一般要求幾萬赫茲，大幅度地縮小了 LED驅(qū)動(dòng)電源的調(diào)光范圍；而模擬調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)電源雖然不會(huì)引入潛在的電磁干擾頻率，但需要使用串聯(lián)電阻來辨別電流，電流通過折衷低能耗損失和高音噪比選定辨別電壓，這使LED驅(qū)動(dòng)電源中的允許誤差、偏移和延遲造成一個(gè)相對(duì)固定的誤差，從而降低了輸出電流的精度。鑒于以上兩種調(diào)光方式的特點(diǎn)，尋找ー種最適用的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源，應(yīng)用于路燈、隧道燈等公共照明系統(tǒng)一直是本行業(yè)迫切需要解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供ー種可精確調(diào)光、不受電磁干擾影響的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源，包括與電網(wǎng)連接的PFC模塊，用于提高輸出電源的功率因數(shù)，并將電源分別輸至DC/DC模塊與輔助電源；DC/DC模塊，將電流轉(zhuǎn)換成直流；調(diào)光電路，調(diào)整LED燈亮度；采樣模塊，將輸出電壓采樣信號(hào)輸入至調(diào)光電路；單片機(jī)，接受控制中心發(fā)送的調(diào)光指令并輸入PWM信號(hào)至調(diào)光電路；輔助電源，將PFC模塊提供的電源供應(yīng)至單片機(jī)；其中，所述調(diào)光電路包括將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為線性調(diào)光電壓的D/A轉(zhuǎn)換電路以及對(duì)調(diào)光電壓和采樣電壓進(jìn)行比較的運(yùn)算放大器。本發(fā)明通過D/A轉(zhuǎn)換電路將PWM調(diào)光中的PWM調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為線性電壓以降低電磁干擾的影響，并利用運(yùn)算放大器對(duì)D/A轉(zhuǎn)換電路輸入的調(diào)光電壓和采樣模塊輸入的采樣電壓進(jìn)行高精度運(yùn)算比較，達(dá)到精確控制輸出電流，準(zhǔn)確調(diào)光的目的。
進(jìn)ー步地，調(diào)光電路還包括一個(gè)光耦合器，光耦合器與運(yùn)算放大器的輸出端相連用以接受運(yùn)算放大器傳送的邏輯電平，并與DC/DC模塊的輸入端連接以通過調(diào)制自身功率控制DC/DC模塊的輸出電流。具體的，PFC模塊為主動(dòng)式PFC模塊，以提高功率因數(shù)并提供單片機(jī)工作的輔助電源電カ的來源。具體的，D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出端與運(yùn)算放大器的同相端相連。更具體的，D/A轉(zhuǎn)換電路包括由三個(gè)電阻組成的分壓網(wǎng)絡(luò)，還包括一個(gè)控制分壓網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)管，開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間由單片機(jī)傳輸?shù)腜WM信號(hào)控制，開關(guān)管接受所述單片機(jī)傳輸?shù)腜WM調(diào)光信號(hào)并根據(jù)PWM調(diào)光信號(hào)執(zhí)行導(dǎo)通周期。具體的，采樣模塊至少包括ー個(gè)采樣電阻，采樣電阻可將轉(zhuǎn)化的采樣電壓輸入至運(yùn)算放大器的反相端。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:(I)本發(fā)明通過D/A轉(zhuǎn)換電路將PWM調(diào)光中的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為線性電壓以降低電磁干擾的影響，并利用運(yùn)算放大器對(duì)D/A轉(zhuǎn)換電路輸入的調(diào)光電壓和采樣模塊輸入的采樣電壓進(jìn)行高精度運(yùn)算比較，達(dá)到精確控制輸出電流，準(zhǔn)確調(diào)光的目的。(2)調(diào)光電路中利用光耦合器，使輸入端與輸出端的信號(hào)有良好的絕緣作用，進(jìn)ー步增強(qiáng)了本發(fā)明可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源的抗干擾能力。(3)本發(fā)明采用的主動(dòng)式PFC模塊提高了功率因數(shù)并提供單片機(jī)工作的輔助電源電カ的來源。


圖1為本發(fā)明一種可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源實(shí)施例的原理框圖。圖2為本發(fā)明調(diào)光電路實(shí)施例的電路原理圖。圖3為本發(fā)明D/A轉(zhuǎn)換電路波形示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例如圖1所示，一種可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源，包括與電網(wǎng)連接的PFC模塊，用于提高輸出電源的功率因數(shù)，并將電源分別輸至DC/DC模塊與輔助電源；DC/DC模塊，將電流轉(zhuǎn)換成直流；調(diào)光電路，調(diào)整LED燈亮度；采樣模塊，將輸出電壓采樣信號(hào)輸入至調(diào)光電路；單片機(jī)，接受控制中心發(fā)送的調(diào)光指令并輸入PWM信號(hào)至調(diào)光電路；輔助電源，將PFC模塊提供的電源供應(yīng)至單片機(jī)；其中，所述調(diào)光電路包括將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為線性調(diào)光電壓的D/A轉(zhuǎn)換電路以及對(duì)調(diào)光電壓和采樣電壓進(jìn)行比較的運(yùn)算放大器。如圖1、圖2所示，調(diào)光電路包括運(yùn)算放大器、從PWM調(diào)光信號(hào)輸入端到運(yùn)算放大器同相端的D/A轉(zhuǎn)換電路以及光耦合器。運(yùn)算放大器同相端與D/A轉(zhuǎn)換電路連接，運(yùn)算放大器反相端通過電阻R5與采樣電阻Rs連接，可接受采樣電阻Rs轉(zhuǎn)化的采樣電壓，光耦合器與運(yùn)算放大器的輸出端相連用以接受運(yùn)算放大器傳送的邏輯電平并與DC/DC模塊的輸入端連接以通過調(diào)制自身功率控制DC/DC模塊的輸出電流。運(yùn)算放大器用于對(duì)調(diào)光電壓和采樣電壓進(jìn)行比較，D/A轉(zhuǎn)換電路的作用是將PWM調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為線性調(diào)光電壓，以降低電磁干擾的影響。D/A轉(zhuǎn)換電路包括電阻Rk電阻R2、電阻R3,電阻Rk電阻R2、電阻R3組成分壓網(wǎng)絡(luò)，開關(guān)管Q1控制電阻R1、電阻R2、電阻R3組成的分壓網(wǎng)絡(luò)，其中，開關(guān)管Q1的導(dǎo)通時(shí)間由單片機(jī)傳輸?shù)腜WM信號(hào)控制，開關(guān)管Q1接受單片機(jī)傳輸?shù)腜WM調(diào)光信號(hào)并根據(jù)PWM調(diào)光信號(hào)執(zhí)行導(dǎo)通周期。本發(fā)明可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源的主要工作原理如下:單片機(jī)通過發(fā)送的PWM調(diào)光信號(hào)控制開關(guān)管Ql的導(dǎo)通時(shí)間，從而利用開關(guān)管Ql控制電阻R1、電阻R2、電阻R3組成的分壓網(wǎng)絡(luò)上的電壓，也即調(diào)光電壓、運(yùn)算放大器同相端的電壓，調(diào)光電壓與C1上的電壓相等。當(dāng)LED的電流通過采樣電阻Rs轉(zhuǎn)換為采樣電壓Vs，輸入至運(yùn)算放大器反相端，運(yùn)算放大器同相端的調(diào)光電壓和運(yùn)算放大器反相端的取樣電壓經(jīng)過運(yùn)算放大器比較后輸出邏輯電平，通過光耦合器調(diào)制功率控制芯片的FB腳電流，從而調(diào)節(jié)DC / DC電路的輸出電流。從電路中可知取樣電壓:Vs=RsXIled ⑴電源輸出最大電流吋，PWM調(diào)光信號(hào)占空比為100%，經(jīng)過反相器倒相后，開關(guān)管Ql 一直關(guān)斷，此時(shí)電阻も、電阻R2、電阻R3組成的分壓網(wǎng)絡(luò)上的電壓為:V+(max)=R3XVcc/(R1+R2+R3) (2)
當(dāng)PWM調(diào)光信號(hào)占空比降為0時(shí)，Q1導(dǎo)通，C1放電，Q1的飽和壓降為Vces，此時(shí):v+(min)=R3xvCES/ (r2+r3)，v+〈vs，運(yùn)算放大器輸出低電平，調(diào)節(jié)控制芯片減小輸出電流，直到滿足V+ Vs，此時(shí)電源最小輸出電流為:!LED_V+(min)/Rs (3)如圖3所示，開關(guān)管Ql關(guān)斷，C1充電；Ql導(dǎo)通，C1放電。在ー個(gè)PWM周期內(nèi)，電容C1上的平均電壓為:V+=V+(fflax) X n (4)其中n為PWM調(diào)光信號(hào)占空比，根據(jù)運(yùn)算放大器的虛短特性可得出:V+ ^ Vs (5)由式(I)、(2)、(4)、(5)可得:Iled=R3XVccX ^/( + +! )Rs (6)式(6)說明，選定も、R2, R3、Rs的阻值后，電源輸出電流將由PWM信號(hào)占空比精確控制。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，包括: 與電網(wǎng)連接的PFC模塊，用于提高輸出電源的功率因數(shù)，并將電源分別輸至DC/DC模塊與輔助電源； DC/DC模塊，將電流轉(zhuǎn)換成直流； 調(diào)光電路，調(diào)整LED燈亮度； 采樣模塊，將輸出電壓采樣信號(hào)輸入至調(diào)光電路； 單片機(jī)，接受控制中心發(fā)送的調(diào)光指令并輸入PWM信號(hào)至調(diào)光電路； 輔助電源，將PFC模塊提供的電源供應(yīng)至單片機(jī)； 其中，所述調(diào)光電路包括將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為線性調(diào)光電壓的D/A轉(zhuǎn)換電路以及對(duì)調(diào)光電壓和采樣電壓進(jìn)行比較的運(yùn)算放大器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于:所述調(diào)光電路還包括一個(gè)光耦合器，所述光耦合器與所述運(yùn)算放大器的輸出端連接用以接受運(yùn)算放大器傳送的邏輯電平，并與所述DC/DC模塊的輸入端連接以通過調(diào)制自身功率控制DC/DC模塊的輸出電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于:所述PFC模塊為主動(dòng)式PFC模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于:所述D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出端與運(yùn)算放大器的同相端相連。。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于:所述D/A轉(zhuǎn)換電路包括由三個(gè)電阻組成的分壓網(wǎng)絡(luò)，所述D/A轉(zhuǎn)換電路還包括一個(gè)控制所述分壓網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)管，開關(guān)管接受所述單片機(jī)傳輸?shù)腜WM調(diào)光信號(hào)并根據(jù)PWM調(diào)光信號(hào)執(zhí)行導(dǎo)通周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于:所述采樣模塊至少包括ー個(gè)采樣電阻，采樣電阻可將轉(zhuǎn)化的采樣電壓輸入至運(yùn)算放大器的反相端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源，旨在提高驅(qū)動(dòng)電源的調(diào)光的精確度以及抗電磁干擾能力。其包括與電網(wǎng)連接的PFC模塊，用于提高輸出電源的功率因數(shù)，并將電源分別輸至DC/DC模塊與輔助電源；DC/DC模塊，將電流轉(zhuǎn)換成直流；調(diào)光電路，調(diào)整LED燈亮度；采樣模塊，將輸出電壓采樣信號(hào)輸入至調(diào)光電路；單片機(jī)，接受控制中心發(fā)送的調(diào)光指令并輸入PWM信號(hào)至調(diào)光電路；輔助電源，將PFC模塊提供的電源供應(yīng)至單片機(jī)；其中，所述調(diào)光電路包括將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為線性調(diào)光電壓的D/A轉(zhuǎn)換電路以及對(duì)調(diào)光電壓和采樣電壓進(jìn)行比較的運(yùn)算放大器。
文檔編號(hào)H05B37/02GK103139990SQ20131003993
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:廣東卓耐普智能技術(shù)股份有限公司