CN104540294B - 一种实现无极调光的自激式led转换装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现无极调光的自激式LED转换装置及控制方法，装置包括无源阻尼调光自适应电路、AC‑DC整流电路、调光闪烁稳定引擎电路、调光器抑制尖峰电压电流电路、LC滤波电路、自激振荡电路、自检测线性恒流补偿电路、过压检测保护电路、LED模块温度保护电路、LED模块；自激振荡电路分别与上述其余各电路连接。本发明在LED负载前端增加了无源阻尼调光自适应电路、调光闪烁稳定引擎电路、调光器抑制尖峰电压电流电路使可控硅调光器进行无极调光时实现性线亮度变化，不产生刺激人眼的闪烁光；同时本发明电路结构简单，制造成本低廉并能实现无极调光功能，改变了传统市面上RCC自激式电路不能调光或者调光效果不善的缺点。

Description

一种实现无极调光的自激式LED转换装置及控制方法

技术领域

本发明涉及LED控制电路的研究领域，特别涉及一种适用于调光器实现无极调光的自激式LED转换装置。

背景技术

随着全球经济的发展，资源短缺和环境污染问题越来越突出，为缓解全球能源与环保压力，LED作为革命性的技术创新被引入照明领域。LED光源具有高节能、环保、长寿命、耐震动、可控性强等特点。LED照明产品则是利用LED光源制造出来的照明灯具。

在照明产品日益创新的同时，LED产品实现调光功能就进一步体现出比传统照明灯具更节能的优势，现市面上的LED调光照明产品都是应用调光IC模块设计出来的。

随着LED灯具调光功能的成本不断下降，而LED驱动线路作为LED灯具的核心部分，其价格比例也显得十分具有代表性。目前市面上调光LED驱动线路控制芯片主要是以NXP、PI国外半导体厂商垄断，而专门应用调光功能控制芯片的价格在整体驱动线路成本上占了很大比例，因此，若不采用专门调光控制芯片作为主要元件控制整体驱动线路，那么LED灯具的成本压力就能得到很大的缓解。

现有的一种LED恒流驱动电路，如中国专利CN 203691698U公开的一种自激式LED驱动电路，该LED驱动电路，为LED负载提供恒流驱动，包括控制所述恒流驱动电路占空比的自激式转换器，所述自激式转换器包括第一开关元件、以及与所述第一开关元件连接的关断电路，所述关断电路的一端接地，所述稳压管的负极接地，正极连接所述第一开关元件，所述关断电路吸收第一开关元件的电流以关断第一开关元件，参考图1。

现有的一种控制电路、RCC电路和照明设备，如中国专利CN 203674968U，它这种控制电路、RCC电路和照明设备提供了一种用于控制振荡阻塞变换器电路中的开关管的控制电路、RCC电路和照明设备，控制电路包括开关管，第一稳压器和第一电阻，其特征在于，第一稳压器的第一端第一电路，第一稳压器第二端与开关管的基极相连，以及第一电阻的第一端接第一电路，第一电阻的第二端与开关管的发射极相连，参考图2。

现有的一种具线性调光控制的光源供应模块，如中国专利CN 103491665A，它是一种线性调光控制的光源供应模块包含有至少一发光二极管、一开关电源装置与一控制装置；该开关电源装置包含一电源转换电路与一开关电路，其中，该电源转换电路接收一调光器输出的调光电源，并转换成预定电压或电流的电能后输出予该发光二极管，该开关电路是以震荡线圈变换器(RCC)电路的方式所构成，用以限制输出予该发光二极管的电流于一预定电流值，该控制装置侦测该调光电源的导通角，并输出一相应的控制信号至该开关电路，改变预定电流值，用以补偿该发光二极客的亮度与导通角的关系，使其呈线性关系，参考图3。

上述具线性调光控制的光源供应模块，控制电路，RCC电路和照明设备，一种LED恒流驱动电路，虽然可以实现调光功能或LED控制电路，但存在以下缺陷。

1、需要专门侦测该调光电源的导通角，无法解决调光闪烁及调光突变的问题。

2、需要控制装置，控制线路复杂，成本很高，不利于产品批量生产。

3、针对市面上的可控硅调光器不能兼容。

4、传统RCC自激振荡电路无专门过压保护线路，容易出现LED烧毁现象。

5、传统RCC自激振荡电路无专门线性恒流补偿电路进行闭环控制，造成恒流精度差，明显缺点，随输入电压波动，造成LED模块输出电流大幅度波动，容易导致LED过热甚至烧毁。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种适用于调光器实现无极调光的自激式LED转换装置。

本发明的另一目的在于，提供一种适用于调光器实现无极调光的自激式LED转换装置的控制方法。

为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案：

一种实现无极调光的自激式LED转换装置，包括用于对调光器每个周期开通瞬间产生一个阻尼作用的无源阻尼调光自适应电路、AC-DC整流电路、用于自动适应并检测前沿切相调光器及后沿切相调光器的调光闪烁稳定引擎电路、用于对整流后产生的尖峰电压和电流进行限幅的调光器抑制尖峰电压电流电路、LC滤波电路、自激振荡电路、自检测线性恒流补偿电路、过压检测保护电路、LED模块温度保护电路及LED模块；所述自激振荡电路分别与无源阻尼调光自适应电路、AC-DC整流电路、调光闪烁稳定引擎电路、调光器抑制尖峰电压电流电路、LC滤波电路、自检测线性恒流补偿电路、过压检测保护电路、LED模块温度保护电路、LED模块连接。

优选的，所述无源阻尼调光自适应电路包括相互并联的第一功率电阻R1和第二功率电阻R2，R1和R2之间连接有限幅电容C0。

优选的，所述调光闪烁稳定引擎电路包括前沿切向调光电路和后沿切相调光电路，所述前沿切向调光电路包括第五电阻RS5、第六电阻RS6、第七电阻RS7、第一三极管QS1、第一二极管DS1、第三电容CS3、第二场效应管Q2以及第四功率电阻R4；针对前沿切向调光器，上电后每个周期开通瞬间，Q2是关闭的，可控硅维持电流回路走功率电阻R4，保证每个开通周期有20-40mA维持电流通路，上电每个周期开通瞬间RS5、RS6、RS7分压电压通过DS1对CS3迅速充满电，充电时间常数T由RS7和CS3决定，Q2得到一个阀值电压被打开，开通周期20-40mA维持电流通路走Q2形成通路，周期工作中，QS1基极电位低于集电极电位，CS3通过QS1放电，Q2被迫关断，可控硅维持电流回路走功率电阻R4。

优选的，所述后沿切相调光电路包括第一电阻RS1、第二电阻RS2、第三电阻RS3、第四电阻RS4、第二二极管DS2、第二三极管QS2、第三二极管DS3、第四二级管DS4、第五功率电阻R5；针对后沿切相调光器，当RS3、RS4得到一个分压后，若QS2得到大于阀值电压，则QS2打开，保证每个开通周期10-20mA维持电流通路通过功率电阻RS1、RS2、QS2、DS3、DS4形成通路，周期工作中，电路检测R4、R5上的负电压，从而DS3、DS4反相导通，DS3、DS4导通电压把QS2发射极电位抬高，此时阀值电压低于导通值，QS2关闭。

优选的，调光器抑制尖峰电压电流电路包括第三二极管D3、第三功率电阻R3以及第一电容C1，D3和R3串联连接后与C1连接，C1连接在D3的阴极端。

优选的，所述自激振荡电路包括变压器T1、串联连接的第八电阻RS8和RS9、并联连接的第十电阻RS10至第十三电阻RS13以及第一三极管Q1，所述变压器T1包括主变压器T1-1和副变压器绕组T1-2；当Q1部分打开时，另由于Q1导通，给过压自检保护电路充电，同时通过过压自检保护电路、LED模块给主变压器T1-1充电，产生一个上正下负的电压，此时副变压器绕组T1-2产生一个感应电压，通过RS10、RS11、RS12、RS13对CS2充电，该电压加到Q1基极，使Q1基极电位上升，Q1集电极电流进一步加大，主变压器T1-1两端电压再升高，副变压器绕组T1-2感应电压同步升高，在正反馈作用下，使Q1饱和导通，在饱和导通区间，T1-2感应电压通过RS10、RS11、RS12、RS13、CS2、Q1的基极、Q1的发射极进行放电产生一个电流，该电流会对CS2充电，CS2两端产生一个下正上负的方向电压，随着CS2电压的上升，由于CS2负电位电压的上升，Q1基极电流下降，并且随之使得开关管Q1

截止。

优选的，由于变压器T1-1上的电流不能突变特性，T1-1两端电压反向，产生一个上负下正的电压，通过D1对LED模块放电，同时使用T1-2两端电压反向，产生一个上负下正的电压，该电压通过RS10、RS11、RS12、RS13对CS2充电，该电流通过Q1基极和发射极再通过RS19、RS20、RS21、RS22回到T1-2的地，此时产生一个小电流，使Q1微打开，当Q1微导通时，主变压器T1-1充电产生一个上正下负的电压，此时副变压器绕组T1-2产生一个感应电压，该电压也是上正下负，此上正下负电压通过RS10、RS11、RS12、RS13对CS2充电，该电压加到Q1基极，使Q1基极电位上升，Q1集电极电流进一步加大，由于Q1集电极电流加大原因，主变压器T1-1两端电压再升高，副变压器绕组T1-2感应电压同步升高，正反馈作用，使Q1饱和导通。

优选的，所述自检测线性恒流补偿电路包括第五三极管QS5和第四三极管QS4，QS4的发射极与QS5的基极连接，QS4的集电极与QS5的集电极连接后还连接有第十四电阻RS14，QS4的基极连接有RS16和RS18，RS16和RS18之间连接有RS17，RS18的另一端还连接有并联连接的RS19至RS22；通过RS17时时监控副变压器绕组T1-2感应电压值，通过RS16限流，通过精密电阻RS19、RS20、RS21、RS22时时监控LED模块上的电流，通过RS18限流，RS16、得到一个电流值来控制QS4、QS5，通过QS4、QS5控制主开关管Q1的占空比。

为了达到上述第二目的，本发明采用以下技术方案：

一种实现无极调光的自激式LED转换装置的控制方法，包括下述步骤：

S1、无源阻尼调光自适应电路对调光器每个周期开通瞬间产生一个阻尼作用，抑制部分尖峰电压及电流；

S2、调光闪烁稳定引擎电路，自动适应并检测前沿切相调光器及后沿切相调光器，为每个工作周期调光器导通提供维持电流通路；

S3、整流之后的电压给电容开始充电时会产生较大的电流尖峰，通过调光器抑制尖峰电压电流电路对整流后产生的尖峰电压和电流进行限幅；

S4、应用无源阻尼调光自适应电路、调光闪烁稳定引擎电路、调光器抑制尖峰电压电流电路组合在一起，把容性负载LED模块接上调光器产生的锯齿波校正为阻性负载；

S5、过压自检测保护电路实时监控LED模块上的电压，电压阀值超过设定门槛，Dv1导通产生一个大电流，再通过精密电阻检测，产生一个比较大的电流值，该值超过设定门槛，迅速导通三极管，拉低开关管基极电位；

S6、通过自检测线性恒流补偿电路实时监控变压器的电压值，利用占空比的改变来达到自动降电流、降功率来实现LED模块温度保护。

优选的，步骤S3中的整流是通过整流电路实现的，当交流电通过AC-DC整流电路整流后，得到一个脉动直流电压，再通过LC滤波电路得到一个较平滑脉动电压VDC，VDC电压分两路，一路用于主开关管的微导通，另一路用于给电路充电。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明电路结构简单，只需少数开关元器件及调光处理电路；制造成本低廉并能实现无极调光功能，改变了传统市面上RCC自激式电路不能调光或者调光效果不善的缺点。

2、相对于传统RCC电路，本发明增加了无源阻尼调光自适应电路，调光闪烁稳定引擎电路、可控硅开关抑制尖峰电流电路、自检测线性恒流补偿电路、过压检测保护电路，兼容市面上大部分调光器的调光兼容性，过压保护功能防止LED光源烧毁，同时解决输入电压波动造成LED光源输出电流成几何增长导致LED光源过热甚至烧毁。

3、本发明通过调光闪烁稳定引擎电路为自激式LED转换装置每个工作周期调光器导通提供维持电流通路，通过开关的智能控制，在工作时间周期内，功率电阻不工作，从而提高自激式LED转换装置电路***的工作效率。

附图说明

图1是中国专利CN 203691698U自激式LED驱动电路的电路方框图；

图2是中国专利CN 203674968U自激式LED驱动电路的电路原理图；

图3是中国专利CN 103491665A线性调光控制的光源供应模块的电路原理图；

图4是前沿切相调光器和后沿切相调光器工作时的波形图；

图5是本发明自激式LED转换装置的电路原理图；

图6是调光器接上LED模块108无校正前锯齿波波形图；

图7是LED模块接上调光器产生的馒头波的波形图；

图8是本发明无极调光的自激式LED转换装置的调光曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

传统的调光器应用于纯电阻性的负载(白炽灯)调光功能，并能实现线性的无极调光功能，当上述调光器连接容性负载时(LED光源)，此时调光器无法正常工作或产生刺眼的闪烁光。传统调光器分两种类型：前沿切相调光器(Leading Edge)它的工作原理是延迟过零点之后的触发角将交流电每个半周期的初始部分切除，无法通过，而在后让后面的部分无切除的部分导通，实现斩波调光，后沿切相调光器(Trailing Edge)它的工作原理是工作于相反的方式在交流电每半周期的初始部分导通，而在后面部分截止，实现斩波调光，如图4所示。

如图5所示，本实施例实现无极调光的自激式LED转换装置，包括用于对调光器每个周期开通瞬间产生一个阻尼作用的无源阻尼调光自适应电路101、AC-DC整流电路109、用于自动适应并检测前沿切相调光器及后沿切相调光器的调光闪烁稳定引擎电路106、用于对整流后产生的尖峰电压和电流进行限幅的调光器抑制尖峰电压电流电路102、LC滤波电路103、自激振荡电路104、自检测线性恒流补偿电路107、过压检测保护电路105、LED模块温度保护电路100以及LED模块108；所述自激振荡电路分别与无源阻尼调光自适应电路、AC-DC整流电路、调光闪烁稳定引擎电路、调光器抑制尖峰电压电流电路、LC滤波电路、自检测线性恒流补偿电路、过压检测保护电路、LED模块温度保护电路、LED模块连接。

所述无源阻尼调光自适应电路101包括相互并联的第一电阻R1和第二电阻R2，R1和R2之间连接有限幅电容C0；该电路对调光器每个周期开通瞬间产生一个阻尼作用，抑制部分尖峰电压及电流，保证每个周期开通瞬间尖峰电压与电流抑制一定幅度，这样可以消除振荡产生的条件，防止调光器开关器件频繁开通与关断产生刺眼的闪烁现象。

所述调光闪烁稳定引擎电路包括前沿切向调光电路和后沿切相调光电路，所述前沿切向调光电路包括第五电阻RS5、第六电阻RS6、第七电阻RS7、第一三极管QS1、第一二极管DS1、第三电容CS3、第二场效应管Q2以及第四功率电阻R4；针对前沿切向调光器，上电后每个周期开通瞬间，Q2是关闭的，可控硅维持电流回路走功率电阻R4，保证每个开通周期有20-40mA维持电流通路，上电每个周期开通瞬间RS5、RS6、RS7分压电压通过DS1对CS3迅速充满电，充电时间常数T由RS7和CS3决定，Q2得到一个阀值电压被打开，开通周期20-40mA维持电流通路走Q2形成通路，周期工作中，QS1基极电位低于集电极电位，CS3通过QS1放电，Q2被迫关断，可控硅维持电流回路走功率电阻R4，周而复始工作。

所述后沿切相调光电路包括第一电阻RS1、第二电阻RS2、第三电阻RS3、第四电阻RS4、第二二极管DS2、第二三极管QS2、第三二极管DS3、第四二级管DS4、第五功率电阻R5；针对后沿切相调光器，当自激式LED转换装置启动，主变压器充电，副变压器得到一个感应电压，RS3、RS4得到一个分压，当QS2得到大于1.4V阀值电压，QS2打开，保证每个开通周期10-20mA维持电流通路通过功率电阻RS1、RS2、QS2、DS3、DS4形成通路，周期工作中，电路检测R4、R5上的负电压，从而DS3、DS4反相导通，DS3、DS4导通电压把QS2发射极电位抬高，此时阀值电压低1.4V，QS2关闭，提高电路***工作效率，DS2、DS4钳位功能，此电路中的负压被DS2、DS4钳位到-1.4V保证QS2的Vb_e结，不被R4、R5上的高负电压击穿，此电路周而复始循环工作，此电路很好保证后切相调光器正常工作中需要的10-20mA维持电流。

上述调光闪烁稳定引擎电路106，保证自激式LED转换装置每个工作周期调光器导通提供维持电流通路，通过开关的智能控制，工作时间周期内，功率电阻不工作，保证自激式LED转换装置电路***工作效率。通过106电路很好的解决调光器维持电流不够不正常自行关断与重启，造成LED模块108产生重启与关断的工频闪烁问题。

调光器抑制尖峰电压电流电路102包括第三二极管D3、第三功率电阻R3以及第一电容C1，D3和R3串联连接后与C1连接，C1连接在D3的阴极端。调光器抑制尖峰电压电流电路102，当调光器内部电路上电开通瞬间，内部控制开关，开始导通的时候需要一个大的Latch电流(擎住电流)，是通过R3对C1电容充电为调光器内部可控硅导通提供条件。整流之后的bus电压给C1电容开始充电时会产生较大的电流尖峰，这个尖峰电流会对调光器内部可控硅产生过流冲击，损坏调光器，R3、D3同时会有对该尖峰电流限幅功能。调光器接上LED模块108无校正前锯齿波波形图如图6所示。

应用无源阻尼调光自适应电路、调光闪烁稳定引擎电路、调光器抑制尖峰电压电流电路组合在一起，把容性负载LED模块108接上调光器产生的锯齿波校正为阻性负载(白炽灯)接上调光器产生的馒头波如图7所示。

所述自激振荡电路104包括变压器T1、串联连接的第八电阻RS8和RS9、并联连接的第十电阻RS10至第十三电阻RS13以及第一三极管Q1，所述变压器T1包括主变压器T1-1和副变压器绕组T1-2；当交流(Vin)电通过AC-DC整流电路109整流后，得到一个脉动直流电压，再通过LC滤波电路103得到一个较平滑脉动电压(VDC)，VDC电压分两路，一路加到RS8、RS9上，产生一个小电流，这个小电流加到Q1的基极，为主开关管Q1微导通提供条件，当Q1部分打开时，另一路电压由于Q1导通，给C3充电，同时通过C3、LED负载给主变压器T1-1充电，产生一个上正下负的电压，此时副变压器绕组T1-2产生一个感应电压，该电压也是上正下负，此上正下负通过RS10、RS11、RS12、RS13对CS2充电，该电压加到Q1基极，使Q1基极电位上升，Q1集电极电流进一步加大，由于Q1集电极电流加大的原因，主变压器T1-1两端电压再升高，副变压器绕组T1-2感应电压同步升高，正反馈作用，使Q1饱和导通，饱和导通区间，T1-2感应电压通过RS10、RS11、RS12、RS13、CS2、Q1的基极、Q1的发射极进行放电产生一个电流，该电流会对CS2充电，CS2两端产生一个下正上负的方向电压，随着CS2电压的上升，由于CS2负电位电压的上升，Q1基极电流下降，并且随之使得开关管Q1截止，然而，由于变压器T1-1上的电流不能突变特性，T1-1两端电压反向，产生一个上负下正的电压，因此该电流通过D1对LED模块108放电，同时使用T1-2两端电压反向，产生一个上负下正的电压，该电压通过RS10、RS11、RS12、RS13对CS2充电，该电流通过Q1基极和发射极再通过RS19、RS20、RS21、RS22回到T1-2的地，此时产生一个小电流，使Q1微打开提供条件，当Q1微导通时，主变压器T1-1充电产生一个上正下负的电压，此时副变压器绕组T1-2产生一个感应电压，该电压也是上正下负，此上正下负通过RS10、RS11、RS12、RS13对CS2充电，该电压加到Q1基极，使Q1基极电位上升，Q1集电极电流进一步加大，由于Q1集电极电流加大原因，主变压器T1-1两端电压再升高，副变压器绕组T1-2感应电压同步升高，正反馈作用，使Q1饱和导通，如此循环，周而复始的工作，自激式工作原理，RS8、RS9只上电启动时参与工作。

过压检测保护电路105通过Dv1时时监控LED模块上的电压，电压阀值超过设定门槛，Dv1导通产生一个大电流，再通过RS19、RS20、RS21、RS22精密电阻检测，产生一个比较大的电流值，该值超过QS4、QS5设定门槛，QS4、QS5迅速导通，拉低开关管Q1基极电位，开关管Q1截止起到过压保护功能，从而解决现有的自激振荡电路无专门过压保护线路，容易造成LED模块烧毁现象。

所述自检测线性恒流补偿电路107包括第五三极管QS5和第四三极管QS4，QS4的发射极与QS5的基极连接，QS4的集电极与QS5的集电极连接后还连接有第十四电阻RS14，QS4的基极连接有RS16和RS18，RS16和RS18之间连接有RS17，RS的另一端还连接有并联连接的RS19至RS22；通过RS17时时监控副变压器绕组T1-2感应电压值，通过RS16限流，通过精密电阻RS19、RS20、RS21、RS22时时监控LED模块上的电流，通过RS18限流，RS16、得到一个电流值来控制QS4、QS5，通过QS4、QS5控制主开关管Q1的占空比。该电路通过RS17时时监控副变压器绕组T1-2感应电压值，通过RS16限流，RS15、NTC分压后，得到一个电压值来驱动QS4、QS5,过一步控制主开关管Q1的占空比，Q1占空比的智能控制，无极调光的LED控制电路装置就能实现线性恒流补偿功能，同样，由于输入电压的波动，造成LED模块输出电流大幅度波动，通过精密电阻RS19、RS20、RS21、RS22时时监控LED模块上的电流，通过RS18限流，RS16、RS15、NTC分压后，得到一个电流值来控制QS4、QS5，进一步通过QS4、QS5控制主开关管Q1的占空比，Q1占空比的智能控制，无极调光的LED控制电路装置就能实现线性恒流补偿功能。

LED模块温度保护电路100，该电路通NTC温度检测元件，时时监控LED模块温度，通过RS15补偿后，得到一个电流值来控制QS4、QS5，进一步通过QS4、QS5控制主开关管Q1的占空比，占空比的改变来达到无极调光的LED控制电路装置自动降电流、降功率来满足LED模块温度保护电路功能。

本实施例的自激式变换装置(RCC)调光电路工作在电感电流临界模式，

当功率管Q1导通时流过储能电感T1-1的电流从零开始上升，导通时间

Ton＝L*Ipk/(Vdc-Vled)；

其中，L是电感量，Ipk是电感的电流峰值，Vdc是经整流后的电压，Vled是LED模块的压降值，f是***工作频率。

当功率管Q1关断时流过储能电感T1-1的电流从峰值开始下降，到零时，功率管开通，功率管关断时间为Toff＝L*Ipk/Vled；

储能电感的公式：L＝Vled*(Vdc-Vled)/f x Ipk*Vdc。

本实施例实现无极调光的自激式LED转换装置的控制方法，包括下述步骤：

S1、无源阻尼调光自适应电路对调光器每个周期开通瞬间产生一个阻尼作用，抑制部分尖峰电压及电流；

S2、调光闪烁稳定引擎电路，自动适应并检测前沿切相调光器及后沿切相调光器，为每个工作周期调光器导通提供维持电流通路；

S3、整流之后的电压给电容开始充电时会产生较大的电流尖峰，通过调光器抑制尖峰电压电流电路对整流后产生的尖峰电压和电流进行限幅；

S4、应用无源阻尼调光自适应电路、调光闪烁稳定引擎电路、调光器抑制尖峰电压电流电路组合在一起，把容性负载LED模块接上调光器产生的锯齿波校正为阻性负载；

S5、过压自检测保护电路实时监控LED模块上的电压，电压阀值超过设定门槛，Dv1导通产生一个大电流，再通过精密电阻检测，产生一个比较大的电流值，该值超过设定门槛，迅速导通三极管，拉低开关管基极电位；

S6、通过自检测线性恒流补偿电路实时监控变压器的电压值，利用占空比的改变来达到自动降电流、降功率来实现LED模块温度保护。

步骤S3中的整流是通过整流电路实现的，当交流电通过AC-DC整流电路整流后，得到一个脉动直流电压，再通过LC滤波电路得到一个较平滑脉动电压VDC，VDC电压分两路，一路用于主开关管的微导通，另一路用于给电路充电。

通过上述控制方法，无极调光的自激式LED转换装置是符合NEMASSL6标准的，调光曲线可与白炽灯的调光效果媲美，符合人眼对光变化的敏感规律及NEMA SSL6标准要求，如图8所示。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实现无极调光的自激式LED转换装置，其特征在于，包括用于对调光器每个周期开通瞬间产生一个阻尼作用的无源阻尼调光自适应电路、AC-DC整流电路、用于自动适应并检测前沿切相调光器及后沿切相调光器的调光闪烁稳定引擎电路、用于对整流后产生的尖峰电压和电流进行限幅的调光器抑制尖峰电压电流电路、LC滤波电路、自激振荡电路、自检测线性恒流补偿电路、过压检测保护电路、LED模块温度保护电路及LED模块；所述无源阻尼调光自适应电路、AC-DC整流电路、调光闪烁稳定引擎电路、调光器抑制尖峰电压电流电路、LC滤波电路依次连接；

其中，自激振荡电路分别与LC滤波电路、过压检测保护电路、自检测线性恒流补偿电路连接；过压检测保护电路的输出连接有LED模块，自检测线性恒流补偿电路中设置有LED模块温度保护电路；

所述调光闪烁稳定引擎电路包括前沿切相调光电路和后沿切相调光电路，所述前沿切相调光电路包括第五电阻RS5、第六电阻RS6、第七电阻RS7、第一三极管QS1、第一二极管DS1、第三电容CS3、第二场效应管Q2以及第四功率电阻R4；针对前沿切相调光器，上电后每个周期开通瞬间，Q2是关闭的，调光器内部的可控硅维持电流回路走功率电阻R4，保证每个开通周期有20-40mA维持电流通路，上电每个周期开通瞬间RS5、RS6、RS7分压电压通过DS1对CS3迅速充满电，充电时间常数T由RS7和CS3决定，Q2得到一个阀值电压被打开，开通周期20-40mA维持电流通路走Q2形成通路，周期工作中，QS1基极电位低于集电极电位，CS3通过QS1放电，Q2被迫关断，可控硅维持电流回路走功率电阻R4；其中，第五电阻RS5连接AC-DC整流电路的正输出端，第五电阻RS5的另一端通过第六电阻RS6连接第一二极管DS1的阳极，第七电阻RS7的一端与第一三极管QS1的基极连接，第七电阻RS7的另一端与第一三极管QS1的集电极连接，第三电容CS3一端连接AC-DC整流电路的负输出端，第三电容CS3另一端、第一二极管DS1的阴极、第一三极管QS1的发射极分别与第二场效应管Q2的栅极连接，第二场效应管Q2的漏极连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接第二场效应管Q2的源极；第一三极管QS1的集电极连接AC-DC整流电路的负输出端，第一三极管QS1的基极还与第一二极管DS1的阳极连接；

所述后沿切相调光电路包括第一电阻RS1、第二电阻RS2、第三电阻RS3、第四电阻RS4、第二二极管DS2、第二三极管QS2、第三二极管DS3、第四二级管DS4、第五功率电阻R5；针对后沿切相调光器，当RS3、RS4得到一个分压后，若QS2得到大于导通值的阀值电压，则QS2打开，保证每个开通周期10-20mA维持电流通路通过功率电阻RS1、RS2、QS2、DS3、DS4形成通路，周期工作中，电路检测R4、R5上的负电压，从而DS3、DS4反相导通，DS3、DS4导通电压把QS2发射极电位抬高，此时阀值电压低于导通值，QS2关闭；其中，第一电阻RS1一端连接AC-DC整流电路的正输出端，第一电阻RS1另一端通过第二电阻RS2连接第二三极管QS2的集电极，第二三极管QS2的基极分别与第三电阻RS3一端、第二二极管DS2的阳极、第四电阻RS4一端连接，第三电阻RS3另一端连接自激振荡电路的副变压器绕组T1-2的一端，第四电阻RS4的另一端连接AC-DC整流电路的负输出端，第二三极管QS2的发射极分别与第三二极管DS3的阳极、第二场效应管Q2的源极连接，第三二极管DS3的阴极分别与第二二极管DS2的阴极、第四二级管DS4的阳极连接，第四二级管DS4阴极连接第五功率电阻R5的一端和AC-DC整流电路的负输出端，第五功率电阻R5的另一端连接第四功率电阻R4的另一端。

2.根据权利要求1所述的实现无极调光的自激式LED转换装置，其特征在于，所述无源阻尼调光自适应电路包括第一功率电阻R1和第二功率电阻R2，第一功率电阻R1一端接交流电源一端，第一功率电阻R1另一端连接限幅电容C0的一端，限幅电容C0的另一端连接第二功率电阻R2，第二功率电阻R2另一端接交流电源另一端。

3.根据权利要求1所述的实现无极调光的自激式LED转换装置，其特征在于，调光器抑制尖峰电压电流电路包括二极管D3、第三功率电阻R3以及第一电容C1；二极管D3和第三功率电阻R3并联连接后一端接地，其另一端与第一电容C1连接，第一电容C1连接在二极管D3的阴极端，第一电容C1的另一端连接AC-DC整流电路的正输出端。

4.根据权利要求1所述的实现无极调光的自激式LED转换装置，其特征在于，所述自激振荡电路包括主变压器T1-1，主变压器T1-1一端与电解电容C3的负极连接，主变压器T1-1的另一端分别与二极管D1的阳极、三极管Q1的集电极连接，二极管D1的的阴极与电解电容C3的正极连接，三极管Q1发射极与电阻RS19、电阻RS20、电阻RS21、电阻RS22并联的一端连接，电阻RS19、电阻RS20、电阻RS21、电阻RS22并联的另一端连接回路GND，三极管Q1的基极连接第九电阻RS9的一端，第九电阻RS9另一端通过第八电阻RS8连接电解电容C3的正极，副变压器T1-2的一端接电阻RS10、RS11、RS12、RS13的并联后的一端，副变压器T1-2另一端接回路GND，RS10、RS11、RS12、RS13的并联后的另一端连接第二电容CS2的一端，第二电容CS2的另一端连接三极管Q1的基极、第五二极管DS5的阴极，第五二极管DS5的的阳极接回路GND；

当第八电阻RS8、第九电阻RS9对三极管Q1的基极进行充电，三极管Q1工作被部分打开时，由于三极管Q1的导通，给过压检测保护电路充电，同时通过过压检测保护电路、LED模块给主变压器T1-1充电，产生一个上正下负的电压，此时副变压器绕组T1-2产生一个感应电压，通过RS10、RS11、RS12、RS13对CS2充电，该电压加到三极管Q1基极，使三极管Q1基极电位上升，三极管Q1集电极电流进一步加大，主变压器T1-1两端电压再升高，副变压器绕组T1-2感应电压同步升高，在正反馈作用下，使三极管Q1饱和导通，在饱和导通区间，T1-2感应电压通过RS10、RS11、RS12、RS13、CS2、三极管Q1的基极、三极管Q1的发射极进行放电产生一个电流，该电流会对CS2充电，CS2两端产生一个下正上负的方向电压，随着CS2电压的上升，由于CS2负电位电压的上升，三极管Q1基极电流下降，并且随之使得三极管Q1截止。

5.根据权利要求4所述的实现无极调光的自激式LED转换装置，其特征在于，由于变压器T1-1上的电流不能突变特性，T1-1两端电压反向，产生一个上负下正的电压，通过D1对电解电容C3充电，同时使用副变压器绕组T1-2两端电压反向，产生一个上负下正的电压，该电压通过电阻RS10、RS11、RS12、RS13对CS2充电，该电流通过三极管Q1基极和发射极再通过RS19、RS20、RS21、RS22回到T1-2的地，此时产生一个小电流，使三极管Q1微打开，当Q1微导通时，主变压器T1-1充电产生一个上正下负的电压，此时副变压器绕组T1-2产生一个感应电压，该电压也是上正下负，此上正下负电压通过RS10、RS11、RS12、RS13对CS2充电，该电压加到Q1基极，使Q1基极电位上升，Q1集电极电流进一步加大，由于三极管Q1集电极电流加大原因，主变压器T1-1两端电压再升高，副变压器绕组T1-2感应电压同步升高，正反馈作用，使三极管Q1饱和导通。

6.根据权利要求4所述的实现无极调光的自激式LED转换装置，其特征在于，所述自检测线性恒流补偿电路包括第五三极管QS5和第四三极管QS4，QS4的发射极与QS5的基极连接，QS4的集电极与QS5的集电极连接后还连接有第十四电阻RS14一端，第十四电阻RS14的另一端连接到三极管Q1的基极，QS4的基极通过电阻RS16连接电阻RS18的一端；电阻RS18的另一端还连接到并联连接的电阻RS19至RS22与三极管Q1的发射极所连接的一侧；电阻RS16和RS18之间连接有电阻RS17一端，电阻RS17的另一端连接到副变压器T1-2与电阻RS10所连接的一侧；QS5的发射极接回路GND；通过RS17时监控副变压器绕组T1-2感应电压值，通过RS16限流，通过精密电阻RS19、RS20、RS21、RS22实时监控LED模块上的电流，通过RS18、RS16限流，得到一个电流值来控制QS4、QS5，通过QS4、QS5控制三极管Q1的占空比。

7.根据权利要求6所述实现无极调光的自激式LED转换装置的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、无源阻尼调光自适应电路对调光器每个周期开通瞬间产生一个阻尼作用，抑制部分尖峰电压及电流；

S2、调光闪烁稳定引擎电路，自动适应并检测前沿切相调光器及后沿切相调光器，为每个工作周期调光器导通提供维持电流通路；

S3、整流之后的电压给电容开始充电时会产生较大的电流尖峰，通过调光器抑制尖峰电压电流电路对整流后产生的尖峰电压和电流进行限幅；

S4、应用无源阻尼调光自适应电路、调光闪烁稳定引擎电路、调光器抑制尖峰电压电流电路组合在一起，把容性负载LED模块接上调光器产生的锯齿波校正为阻性负载；

S5、过压检测保护电路实时监控LED模块上的电压，电压阀值超过设定门槛，过压检测保护电路及其中的Dv1导通产生一个大电流，再通过电阻RS19、RS20、RS21、RS22检测，产生一个比较大的电流值，该值超过设定门槛，迅速导通三极管Q1，拉低三极管Q1基极电位；所述过压检测保护电路包括电解电容C3，电解电容C3一端与电阻RS23一端连接，电阻RS23另一端与电阻RS24一端连接，电容C3另一端与主变压器T1-1和电阻RS24另一端连接，电阻RS23一端与双向二极管DV1一端连接，双向二极管DV1另一端与电阻RS24另一端连接；

S6、通过自检测线性恒流补偿电路实时监控变压器的电压值，利用占空比的改变来达到自动降电流、降功率来实现LED模块温度保护。

8.根据权利要求7所述实现无极调光的自激式LED转换装置的控制方法，其特征在于，步骤S3中的整流是通过整流电路实现的，当交流电通过AC-DC整流电路整流后，得到一个脉动直流电压，再通过LC滤波电路得到一个较平滑脉动电压VDC，VDC电压分两路，一路用于三极管Q1的微导通，另一路用于给电路充电。