CN104023428A - 一种用于电压降幅调光灯具的调光器 - Google Patents

Abstract

一种用于电压降幅调光灯具的调光器包括一个功率因数校正电路，一个与该功率因数校正电路电性连接的DC/DC降压电路，一个与该DC/DC降压电路电性连接的半桥驱动电路，以及一个与该半桥驱动电路电性连接的滤波电路。所述功率因数校正电路使输入电压转换为高压直流电。所述半桥驱动电路将直流电转化为的方波。该调光器利用所述功率因数校正电路、DC/DC降压电路、半桥驱动电路、滤波电路等功能模块对电压的幅值进行了调整以达到调光的目的，但由于没有像前后切相调光器那样对电压波形进行切割而造成波形跳跃，即该调光器的输出波形仍然是连续的波形，从而可以使得负载灯具可以通过谐波测试，进而提供整个灯具的品质。

Description

一种用于电压降幅调光灯具的调光器

技术领域

本发明涉及一种照明设备，特别是一种用于电压降幅调光灯具的调光器。

背景技术

传统的灯具通常采用卤素灯作为电光源。卤素灯耗电量大，且温度高，不利于节能。随着LED技术的发展，人们发现LED是目前最好的照明光源之一，它具有发光亮度高、使用寿命长等优点。LED作为光源已被广泛应用于照明灯。随着人们生活水平的提高，包括居住、建筑、商业等越来越多的开始使用一些用于照明的灯具，特别是需要一种使用LED灯作为光源的灯具，以节省能源与增加灯具寿命。

随着市场的需求，以及能级规定，可调光、高PF，高效率的LED驱动器应运而生，但是市场上的可调光的LED驱动装置，即调光器多为前切相和后切相两种。而由于电子产品如LED灯具内部使用较多开关电源，在提高电源利用效率的同时，由于非线性的电能转换，会向电网里注入大量谐波电流，它不仅会干扰同一电网中的其他设备，还会使电网的中线电流超载，影响输电能力。此外，对电源的相位控制还会引起电网有效值电流发生变化，导致负载侧的有效值电压产生波动，引起照明灯具的灯光闪烁，因此，必须对所使用的灯具进行谐波测试，其也是提高灯具品质的必经途径之一。如图1为前切相或后切相调光器的电压波形图与市电的电压波形图的比较图。在图1中的前后切相调光器输出电压波形图中虚线表示为切去的部分，从图1可知，对于前切相或后切相调光器，其是通过对每个波形切去的多少而调节通过负载的电压的大小，从而达到调光的目的。从图1也可看出，由于前后切相调光器将市电的连续的整形波根据所需要的亮度切去一部分，使得该前后切相调光器的输出波形不再是连接的整形波，而是跳跃式的间隔波，从而造成该前后切相调光器的主要缺点是将影响电网质量，特别是大范围使用时，由于波形的叠加使得对电网影响相当大。当该前后切相调光器与可调光的LED电源或调光节能灯组电性连接时，与该LED电源连接的LED灯或调光节能灯组将很难通过灯具谐波测试。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可以让LED灯或调光灯组通过灯具谐波测试的用于电压降幅调光灯具的调光器。

一种用于电压降幅调光灯具的调光器，其包括一个功率因数校正电路，一个与该功率因数校正电路电性连接的DC/DC降压电路，一个与该DC/DC降压电路电性连接的半桥驱动电路，以及一个与该半桥驱动电路电性连接的滤波电路。所述功率因数校正电路使输入电压转换为高压直流电，所述半桥驱动电路将直流电转化为的方波，该滤波电路使半桥驱动电路输出的方波转化成正弦并为所述电压降幅调光灯具供电。

与现有技术相比，该用于电压降幅调光灯具的调光器利用所述功率因数校正电路、DC/DC降压电路、半桥驱动电路、滤波电路等功能模块对电压的幅值进行了调整，但由于没有像前后切相调光器那样对电压波形进行切割而造成波形跳跃，即该调光器的输出波形仍然是连续的波形，从而可以使得负载灯具可以通过谐波测试，进而提供整个灯具的品质。

附图说明

以下结合附图描述本发明的实施例，其中：

图1为前切相或后切相调光器的电压波形图与市电的电压波形图的比较图。

图2为本发明所提供的一种用于电压降幅调光灯具的调光器的电路原理框图。

图3A-3G为图2的用于电压降幅调光灯具的调光器在各功能单元处理后的波形图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅作为实施例，并不用于限定本发明的保护范围。

请参阅图1及图2，其为本发明所提供的一种用于电压降幅调光灯具的调光器100的电路原理框图。所述调光器100包括一个电源10，一个与该电源10电性连接的整流电路11，一个与所述整流电路11的输出端电性连接的功率因数校正电路12，一个与该功率因数校正电路12的输出端电性连接的DC/DC降压电路13，一个与该DC/DC降压电路13的输出端电性连接的半桥驱动电路14，一个与该半桥驱动电路14电性连接的滤波电路15，一个设置在所述半桥驱动电路14与滤波电路15之间的隔直电容器16，一个与所述滤波电路15的输出端电性连接的取样反馈电路17，一个与所述取样反馈电路17的输出端电性连接的微处理器18，一个为所述微处理器18提供输入的控制输入单元19。所述微处理器17的输出与DC/DC降压电路13与半桥驱动电路14电性连接以给所述DC/DC降压电路13与半桥驱动电路14提供控制信号。需要进一步说明的是，所述调光器100的负载电性连接在所述滤波电路15的输出端。所述负载可以是白炽灯、卤素灯，或者包含有驱动电源的LED灯具。

所述电源10可以为市电、发电机组等交流电，蓄电池等直流电等，其根据需要来设定，在本实施例中，所述电源10为市电等交流电，如图3A所示为该电源10的电压波形图，其为一条本领域技术人员所熟悉的正弦波，并在本实施例中以220伏电压为例来说明该调光器100的工作原理。

所述整流电路11电性连接在电源10与功率因数校正电路12之间，其可以为一种桥式整流电路，其利用二极管的单向导通性进行整流的电路，以将交流电转变为直流电。桥式整流电路利用四个二极管，并两两对接。当输入正弦波的正半部分时，所述四个二极管中的两个导通，从而输出正的半个正弦波。当输入正弦波的负半部分时，所述四个二极管中的另两个导通。由于这两只管是反接的，所以输出还将是正弦波的正半部分，因而可以减少电量损失，如图3B所示为经整流电路11整流后的电压波形图，其为一条近似的直线。“近似”的意思是虽然经过该整流电路11的整流，该直线仍有类似于正弦波的波动，因为整流电路不能将正弦波的交流变成绝对的直流电。

所述功率因数校正电路12用于调整整个调光器100的输出。功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。因此，为了提高电源的功率校正因数，一般都电源都安装功率因数校正电路以提高电源的转换效率，故其为现有技术，不再赘述。可以理解的是，当功率因数为1时，所述功率因数校正电路12的输入输出的电压值将相同，当功率因数小于1时，该功率因数校正电路12的输出的电压值将小于输入的电压值。对于本发明中的调光器100，所述功率因数校正电路12的功率因数大于或等于0.90，使输入电压转换为低压直流电，以保证该调光器100的功能符合负载要求。如图3C为经功率因数校正电路12校正后的电压波形图。

所述DC/DC降压电路13可以为一种开关电源芯片，其利用电容、电感的储能的特性，通过可控开关(MOSFET等)进行高频开关的动作，将输入的电能储存在电容(感)里，当开关断开时，电能再释放给负载，提供能量。其输出的功率或电压的能力与占空比(由开关导通时间与整个开关的周期的比值)有关。该DC/DC转换电路13可以用于升压和降压，当调光器100对电流大小进行调整时，该DC/DC转换电路10直接检测不到该调光器10的调整，从而也很难控制其输出电流的大小，进而不能控制LED灯的输入电流的大小，使得不能控制LED灯的亮度。因此需要联样反馈电路16与微处理器17来检测调光器100的输出，进而根据该输出电压值的大小对DC/DC降压电路13的输出电压值进行调整，在本实施例中，所述DC/DC转换电路13为降压式变换电路，并将电压值将到一任意值，设为X。如图3D为DC/DC降压电路13降压后的电压波形图，其为一条幅值小于或等于功率因数校正电路12输出电压幅值的直线。

所述半桥驱动电路14用于将DC/DC降压电路13输出的直流电再变成交流电。该半桥驱动电路14可以把直流电转化为频率为50Hz或60Hz的方波，同时所转化成的方波的输出高电平为直流电压，该高电平幅值为X，输出低电平为0V。如图3E为所述半桥驱动电路14后的电压波形图。

所述隔直电容器16用于将半桥驱动电路14变换形成的方波进行移相，使该电压方波的正负幅值的大小相等。经过该隔直电容器16的调整，所输出的电压方法的正负幅值的大小皆为半桥驱动电路14的输出高电平的一半，即X/2，如图3F为所述隔直电容器16处理后的电压方波波形图。

所述滤波电路15用来将半桥驱动电路14输出的交流方波电压变为正弦波电压。经过所述滤波电路15的处理，变成所述负载可以使用的电压，当负载为白炽灯或卤素灯时，则可以直接使用，而当负载为LED灯时，则需要电性连接一个电源驱动器，再连接该LED灯。该电源驱动器的作用在于再次该滤波电路15输出的交流电变换为直流电。如图3G为经滤波电路15变换后的电压波形图。

所述取样反馈电路17用于检测滤波电路15的输出电压幅值大小，并形成电信号，输入给微处理器18，以便用户根据该幅值与需要，决定需要调高还是调低滤波电路15的输出电压幅值。

所述微处理器18可以为单片机或CPU等具有数据处理功能的单元，其根据取样饭电路17与控制输入单元19的输入来调整DC/DC降压电路13与半桥驱动电路14的输出。

所述控制输入单元19用于用户根据所需要灯具所发出的光的亮度为所述微处理器18输入控制信号，以调节灯具的发光强度或亮度。该控制输入单元19可以为电位器或开关，在本实施例中，所述控制输入单元19为电位器。

还需要说明的是，所述的电源10、整流电路11、功率因数校正电路12、DC/DC降压电路13、半桥驱动电路14、滤波电路15、隔直电容器16、取样反馈电路17、微处理器18、控制输入单元19等各单元模块皆为现有技术，其具体的由各元器件所组成的电路为本领域技术人员所习知，在此不再赘述。

与现有技术相比，该用于电压降幅调光灯具的调光器100用于所述功率因数校正电路12、DC/DC降压电路13、半桥驱动电路14、滤波电路15，隔直电容器16以及取样反馈电路17、微处理器18、控制输入单元19等功能模块的作用，即可以起到调整输出电压幅值的效果，同时由于没有像前后切相调光器那样对电压波形进行切割而造成波形跳跃，该调光器100仍然是连续的波形，从而可以使得负载灯具可以通过谐波测试，进而提供整个灯具的品质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则的内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围的内。

Claims (10)

1.一种用于电压降幅调光灯具的调光器，其特征在于：该调光器包括一个功率因数校正电路，一个与该功率因数校正电路电性连接的DC/DC降压电路，一个与该DC/DC降压电路电性连接的半桥驱动电路，以及一个与该半桥驱动电路电性连接的滤波电路，所述功率因数校正电路使输入电压转换为高压直流电，所述半桥驱动电路将直流电转化为的方波，该滤波电路使半桥驱动电路输出的方波转化成正弦波并为所述电压降幅调光灯具供电。

2.如权利要求1所述的用于电压降幅调光灯具的调光器，其特征在于：所述调光器还包括一个电源与一个整流电路，该整流电路电性连接在电源与功率因数校正电路之间。

3.如权利要求1所述的用于电压降幅调光灯具的调光器，其特征在于：所述调光器还包括一个取样反馈电路和一个微处理器，所述取样反馈电路与滤波电路电性连接，所述微处理器与取样反馈电路的输出电性相连，微处理器的输出与所述DC/DC降压电路和半桥驱动电路电性相连。

4.如权利要求3所述的用于电压降幅调光灯具的调光器，其特征在于：所述调光器还包括一个控制输入单元，该控制输入单元为所述微处理器输入控制信号。

5.如权利要求3所述的用于电压降幅调光灯具的调光器，其特征在于：所述微处理器为单片机或CPU。

6.如权利要求4所述的用于电压降幅调光灯具的调光器，其特征在于：所述控制输入单元为电位器或开关。

7.如权利要求1所述的用于电压降幅调光灯具的调光器，其特征在于：所述DC/DC降压电路为降压式变换电路。

8.如权利要求1所述的用于电压降幅调光灯具的调光器，其特征在于：所述半桥驱动电路输出高电平为直流电压，低电平为0V。

9.如权利要求1所述的用于电压降幅调光灯具的调光器，其特征在于：所述功率因数校正电路的功率因数大于或等于0.90。

10.如权利要求1所述的用于电压降幅调光灯具的调光器，其特征在于：所述经半桥驱动电路转化的交流电的频率为50Hz或60Hz。