CN105636302B - Led调光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及LED调光装置，其中包括调光信号产生模块、频率调制模块及LED驱动模块；调光信号产生模块的输出端与频率调制模块的输入端相连接，频率调制模块的输出端与LED驱动模块的输入端相连接，所述的频率调制模块包括第一电流源(U1)、与第一开关(S1)、第二电流源(U2)、与第二开关(S2)、电容(C)及比较器(COMP)，所述的调光信号产生模块为可调电阻(R)。采用本发明的LED调光装置，通过调节可调电阻的电阻值对电路的工作频率进行调制，改变LED驱动模块中的开关管的占空比，最终实现对LED调光，电路结构简单，峰值电流减小不会增加工作频率，降低了LED驱动模块中的开关管损耗，工作稳定，成本低。

Description

LED调光装置
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及电路设计，具体是指一种LED调光装置。
背景技术
节能是LED最突出的优点之一，在普通照明中如果引入调光技术可以更大的发挥LED 照明的节能优势。目前常用的调光技术有线性调光、PWM调光和可控硅调光等，其中线性调光电路比较简单，是通过改变电压或电阻来改变电感的峰值电流来改变LED驱动电流，缺点是峰值电流变小会增加驱动电路的工作频率，增加开关损耗，同时降低LED电流的同时会引起白光向黄色光谱偏移。且现有调光技术中可控硅调光和MCU控制的调光成本都较高，比较简单的是通过改变电压或电阻来改变电感的峰值电流来改变LED驱动电流。
请参阅图1所示，非隔离LED驱动工作波形，开关管导通，电感电流从零开始上升，开关管关断，电感电流从峰值开始下降，一个工作周期时间T＝TON+TOFF∝IPK，电路的工作频率随峰值电流的减小成倍增加，降低LED电流的同时会引起白光向黄色光谱偏移。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够通过调节可变电阻的电阻值对电路的工作频率进行调制、改变LED驱动模块中的开关管导通时间的占空比、电路结构简单、峰值电流减小不会增加工作频率、降低了LED驱动模块中的开关管损耗、工作稳定、成本低的LED调光装置。
为了实现上述目的，本发明的LED调光装置具有如下构成：
该LED调光装置，其主要特点是，所述的装置包括调光信号产生模块、频率调制模块及 LED驱动模块；所述的调光信号产生模块的输出端与所述的频率调制模块的输入端相连接，所述的频率调制模块的输出端与所述的LED驱动模块的输入端相连接。
进一步地，所述的调光信号产生模块为可调电阻(R)。
更进一步地，所述的频率调制模块包括第一电流源(U1)、与第一开关(S1)、第二电流源(U2)、与第二开关(S2)、电容(C)及比较器(COMP)；所述的第一电流源(U1)的输出端与所述的第一开关(S1)的第一端相连接，所述的第二电流源(U2)的输出端与所述的第二开关(S2)的第一端相连接，所述的第一电流源的输入端及第二电流源的输入端分别与所述的可调电阻(R)相连接；所述的第一开关(S1)的第二端、所述的第二开关(S2)的第二端、所述的电容(C)的第一端相连接及所述的比较器(COMP)的正向输入端相连接，所述的电容(C)的第二端与地相连接，所述的比较器(COMP)的输出端与所述的LED驱动模块的输入端相连接。
再进一步地，所述的第一电流源(U1)及第二电流源(U2)为受控电流源。
再进一步地，所述的第一开关(S1)及第二开关(S2)为高频开关。
进一步地，所述的LED驱动模块为工作于高频开关模式的变换器。
进一步地，所述的调光装置还包括电源模块及LED模块，所述的LED驱动模块的输出端与LED模块相连接，所述的电源模块与所述的LED驱动模块相连接。
采用了该发明中的LED调光装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的LED调光装置，通过调节可变电阻的电阻值对电路的工作频率进行调制，改变 LED驱动模块中开关管导通时间的占空比，最终实现对LED调光；本发明的LED调光装置，电路结构简单，峰值电流减小不会增加工作频率，降低了LED驱动模块中开关管的损耗，工作稳定，成本低。
附图说明
图1为现有技术中的LED调光装置的波形图。
图2为本发明的LED调光装置结构示意图。
图3为本发明的LED调光装置的电路图。
图4为本发明的非隔离LED驱动电路的波形图。
图5为本发明的隔离LED驱动电路的波形图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
请参阅图2至图5所示，本发明的LED调光装置是基于PFM模式的调光电路和实现方式。
请参阅图2所示，本发明的LED调光装置包括调光信号产生模块、频率调制模块及LED 驱动模块；所述的调光信号产生模块的输出端与所述的频率调制模块的输入端相连接，所述的频率调制模块的输出端与所述的LED驱动模块的输入端相连接。通过调节可变电阻R的电阻值对电路的工作频率进行调制，增加LED驱动模块中开关管打开时间来改变开关管导通时间的占空比，最终实现对LED调光。
其中，所述的调光信号产生模块为可调电阻R。
请参阅图3所示，所述的频率调制模块包括第一电流源U1、与第一开关S1、第二电流源U2、与第二开关S2、电容C1 及比较器COMP；所述的第一电流源U1的输出端与所述的第一开关S1的第一端相连接，所述的第二电流源U2的输出端与所述的第二开关S2的第一端相连接，所述的第一电流源的输入端及第二电流源的输入端分别与所述的可调电阻R相连接；所述的第一开关S1的第二端、所述的第二开关S2的第二端、所述的电容C1 的第一端相连接及所述的比较器COMP的正向输入端相连接，所述的电容C1 的第二端与地相连接，所述的比较器COMP的输出端与所述的LED驱动模块的输入端相连接。
其中，所述的第一电流源U1及第二电流源U2为受控电流源。所述的第一开关S1及第二开关S2为高频开关。
可调电阻R用于改变第一电流源U1及第二电流源U2的大小，第一开关S1闭合，I1对电容C1 充电，第一开关S1打开，第二开关S2闭合，电容C1 通过I2放电。电容C1 充放电时间与I1、I2的大小有关，通过电容C1 充放电时间控制增加LED驱动模块中的开关管打开时间来改变开关管导通时间的占空比。
所述的LED驱动模块为工作于高频开关模式的变换器。所述的调光装置还包括电源模块及LED模块，所述的LED驱动模块的输出端与LED模块相连接，所述的电源模块与所述的 LED驱动模块相连接。
请参阅图3并结合图4所示，为本发明的非隔离LED驱动电路基于PFM模式调光的波形图，其中，不调光时无需频率调制模块工作，LED电流IL＝IPK/2，IPK为电感峰值电流。需要调光时频率调制模块对LED驱动模块进行控制，不调光时电路的一个工作周期为t1，在t1时间内，电容C1 充电，t1时间结束，电容C1 放电，通过可调电阻设置I2＝I1/N，放电时间t2＝Nt1，LED驱动模块控制LED驱动模块中的开关管在电感电流减小到0后延时t2时间后进入下一个周期，IL＝IPK/2(1+N)。
请参阅图3并结合图5所示，为本发明的隔离LED驱动电路基于PFM模式调光的波形图，其中，第一开关S1闭合，I1对电容C1 充电，VC>VREF，LED驱动模块控制LED驱动模块中的开关管闭合，主线圈电流IP上升，达到峰值电流，开关管打开，第一开关S1打开，第二开关S2闭合，电容C1 通过I2放电，辅线圈电流IS开始减小(ISK为辅线圈的峰值电流)，减小到0时，第一开关S1闭合，第二开关S2打开，电容C1 放电结束，放电时间为t2，I1对电容C1 再次充电，VC>VREF，开关管再次打开，IP再次达到峰值电流，开关管关断时，电容 C充电结束，充电时间为t1。
可调电阻R对第一电流源U1调节可得I1＝I2/N，t1＝Nt2，ILED＝ISK/2(1+N)，N＝1时为不调光模式。
采用了该发明中的LED调光装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的LED调光装置，通过调节可变电阻的电阻值对电路的工作频率进行调制，改变 LED驱动模块中开关管导通时间的占空比，最终实现对LED调光；本发明的LED调光装置，电路结构简单，峰值电流减小不会增加工作频率，降低了LED驱动模块中开关管的损耗，工作稳定，成本低。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (5)

1.一种LED调光装置，其特征在于，所述的装置包括调光信号产生模块、频率调制模块及LED驱动模块；所述的调光信号产生模块的输出端与所述的频率调制模块的输入端相连接，所述的频率调制模块的输出端与所述的LED驱动模块的输入端相连接，所述的调光信号产生模块为可调电阻(R)，所述的频率调制模块包括第一电流源(U1)、第一开关(S1)、第二电流源(U2)、第二开关(S2)、电容(C)及比较器(COMP)；所述的第一电流源(U1)的输出端与所述的第一开关(S1)的第一端相连接，所述的第二电流源(U2)的输出端与所述的第二开关(S2)的第一端相连接，所述的第一电流源的输入端及第二电流源的输入端分别与所述的可调电阻(R)相连接；所述的第一开关(S1)的第二端、所述的第二开关(S2)的第二端、所述的电容(C)的第一端均与所述的比较器(COMP)的正向输入端相连接，所述的电容(C)的第二端与地相连接，所述的比较器(COMP)的输出端与所述的LED驱动模块的输入端相连接，所述的LED调光装置通过控制所述的第一开关和所述的第二开关的时序实现非隔离式LED调光装置的驱动。
2.根据权利要求1所述的LED调光装置，其特征在于，所述的第一电流源(U1)及第二电流源(U2)为受控电流源。
3.根据权利要求1所述的LED调光装置，其特征在于，所述的第一开关(S1)及第二开关(S2)为高频开关。
4.根据权利要求1所述的LED调光装置，其特征在于，所述的LED驱动模块为工作于高频开关模式的变换器。
5.根据权利要求1所述的LED调光装置，其特征在于，所述的调光装置还包括电源模块及LED模块，所述的LED驱动模块的输出端与LED模块相连接，所述的电源模块与所述的LED驱动模块相连接。
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