CN107426879B - 一种基于pwm的电压调光led控制*** - Google Patents

一种基于pwm的电压调光led控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于PWM的电压调光LED控制***，所述***中的LED从电路模块主要包括顺次电连接的电压转换模块、PWM生成模块和驱动线路。所述的LED调光原理为首先根据对LED的亮度要求直接改变LED从电路的输入电压值，然后经过电压转换模块后改变其用来驱动开关管的PWM信号或者将流过LED的电流稳定在对应值上，从而改变LED的亮度。本发明的有益效果是：相对于现有的LED调光技术，本发明不需要设置通信模块，也不需要设置产生PWM信号的***电路或者控制芯片，就可以达到LED调光的目的，同时可实现LED的稳流调光。

Description

一种基于PWM的电压调光LED控制***
技术领域
本发明涉及调光技术领域，尤其涉及一种基于PWM的电压调光LED控制***。
背景技术
LED作为绿色高效的照明光源其应用越来越广泛，而且对于LED灯具的调光功能，要求也越来越高。目前LED驱动电路常用的调光方式可分为两种：模拟调光和PWM调光。这两种方式都是通过改变流过LED的平均电流来改变它的亮度，模拟调光可以通过调整电流检测电阻的阻值大小来设置LED的电流，或者通过在驱动芯片的调光控制引脚端施加一个直流电压来实现，但是，这种通过调节电流的方法调亮度的同时会改变它的光谱和色温；脉冲宽度调制使用开关电路以相对于人眼无法识别的频率快速开关LED，人眼看起来LED是一直在发光的，实际在一闪一闪的，只是人眼无法识别，单位时间内开关管导通时间与关闭时间决定了流过LED的平均电流，也就决定了LED的亮度，PWM调光虽然可以避免模拟调光遇到的问题，但它需要***有能产生PWM控制信号的逻辑电路，相对较复杂些。
随着电子技术的发展，LED驱动电路的调光技术也越来越成熟。如申请号为201610106003.2的发明公开了一种通过电力线载波技术传输 PWM 信号控制LED的调光方法，其将LED调光器和LED灯两端分别加PLC电力线通信调制解调器，在LED调光器端，通过PLC 电力线通信调制解调器将调光器发出的PWM 信号调制后通过电力线传输给 LED灯端的 PLC 电力线通信调制解调器，LED 灯端的PLC 电力线通信调制解调器将调光器传输过来的调制信号进行解调后传给LED驱动，控制LED灯的亮度。如申请号为201710172311.x的发明公开了一种兼容电压调光与PWM调光的LED灯控制装置，包括有PWM调光器接入接口、电压0-10V调光器接入接口、以及顺次电连接的交流电输入接口、受控PWM开关电源模块、LED灯连接接口，PWM调光器接入接口与受控PWM开关电源模块的PWM信号输入端之间电连接有第一PWM电压幅度调节模块，本装置还包括有顺次电连接的三角波发生模块、电压比较器模块、以及第二PWM电压幅度调节模块，第二PWM电压幅度调节模块的PWM信号输出端与受控PWM开关电源模块的PWM信号输入端电连接。
无论是电力线载波技术传输PWM信号控制LED的调光方式还是传统的PWM调光方式，都需要有能产生PWM控制信号的逻辑电路或者相应的通信模块，所以，其***电路相对较复杂，本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种基于PWM的电压调光LED控制***，不需要通信模块和产生PWM信号的控制芯片，简化了其***电路。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种基于PWM的电压调光LED控制***，有效解决了现有技术中控制模块与LED灯组之间需要设置相应的通信模块，和生成PWM的控制芯片的问题，同时能够保证LED的稳流调光。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于PWM的电压调光LED控制***，主要由主电路模块、直流母线和LED从电路模块三部分组成，其特殊之处在于：所述的LED从电路模块，其中，每个LED从电路模块包括顺次电连接的电压转换模块、PWM信号生成模块、驱动线路和LED灯组；所述的电压转换模块包括电压检测模块和转换模块；所述的PWM信号生成模块由运算放大器、电压比较器及电阻元件构成；所述的驱动线路为DC-DC变换器电路；所述的LED控制***调光原理是通过直接改变LED从电路模块的输入电压值，然后经过相关电路的转换得到稳流需要的设定值，从而来改变其用来驱动开关管的PWM信号脉宽，进一步将流过LED灯组的电流稳定在设定值上，从而改变LED灯组的亮度。
所述的电压转换模块，其功能是：首先通过电压检测模块检测LED从电路模块的输入电压Vin，然后通过转换模块以一定的换算关系将输入电压转换成适合运算放大器或电压比较器的同相输入端的输入信号Vref。
所述的PWM信号生成模块，图2控制方式下，运算放大器的反相输入端信号为驱动线路流经LED灯组的反馈电流值Io，同相输入端信号为电压转换模块的输出值Vref，运算放大器输出两信号的偏差模拟量；电压比较器的反相输入端电性连接着三角波发生器，同相输入端信号为运算放大器输出的偏差模拟量；所述偏差模拟量与三角波信号经电压比较器作用后生成PWM信号。图3控制方式下，电压比较器的同相输入端信号为电压转换模块的输出值Vref，反相输入端电性连接着三角波发生器。
所述的驱动线路受上述所述产生的PWM信号控制从而为LED灯组提供稳定可调的电流。
所述的图2控制***调光原理，通过改变LED从电路模块输入电压来改变PWM生成模块中的运算放大器的同相输入端信号Vref，该值与流过LED的电流反馈值Io，通过运算放大器进行比较，其输出的偏差模拟量决定电压比较器输出的PWM信号导通时间的长短，从而将流过LED的电流值稳定控制在对应电流上并发出相应亮度的光，可实现LED的电流调光方式。
所述的图3控制***调光原理，电压转换模块的输出值直接接在电压比较器的同相输入端，通过改变从电路输入电压，然后经过电压转换模块后直接影响电压比较器输出的PWM信号，驱动驱动线路为LED灯组提供稳定可调的电流，并发出相应亮度的光，可实现LED的PWM调光方式。
本发明的有益效果是：
相对于现有的LED调光技术，本发明通过直接改变LED从电路的输入电压来达到LED调光的目的，省去了现有技术中控制模块与LED灯组之间需要设置相应的通信模块或者需设置生成PWM信号的控制芯片的麻烦，同时能够保证LED的稳流调光。
附图说明
图1为本发明***示意图；
图2为 LED从电路模块稳流控制内部结构示意图；
图3为LED从电路模块的PWM调光内部结构示意图；
图4为PWM信号生成示意图；
图5为LED灯组在PWM控制下亮暗过程框图；
图6为闭环恒流控制过程框图。
具体实施方式
下面结合附图及实例对本发明做进一步详细描述：
图1为本发明***的整体示意图，主要由主电路模块10、直流母线11和LED从电路模块1~ n三部分组成，所述的LED从电路模块，其中，每个LED从电路模块包括顺次电连接的电压转换模块22、PWM信号生成模块20、驱动线路21和LED灯组；所述的LED控制***调光原理是通过直接改变LED从电路模块的输入电压值Vin来改变其用来驱动驱动线路21开关管的PWM信号205或者将流过LED灯组的电流稳定在对应值上，从而改变LED灯组的亮度。
图2为LED从电路模块稳流控制内部结构示意图，包括顺次电连接的电压转换模块22、PWM信号生成模块20、驱动线路21和LED灯组，所述电压转换模块包括电压检测模块221和转换模块222；所述PWM信号生成模块20由用于比较反馈电流值Io和电压转换模块的输出值Vref的运算放大器器202和用于将三角波204与运算放大器输出端的偏差模拟量203进行比较产生PWM信号205的电压比较器201和电阻等元件构成；所述的驱动线路21为DC-DC变换器电路。
图3为LED从电路模块的PWM控制内部结构示意图，包括顺次电连接的电压转换模块22、PWM信号生成模块20、驱动线路21和LED灯组，与图2所示控制方式线路不同的是，所述PWM信号生成模块20主要由用于将三角波204与电压转换模块22输出值Vref进行比较产生PWM信号205的电压比较器201和电阻等元件构成。
图4为三角波信号与模拟量通过电压比较器比较产生PWM信号的波形示意图，如图所示，当三角波信号204高于偏差模拟量203时输出低电平信号，当三角波信号204低于偏差模拟量203时输出高电平信号，可以发现，当三角波信号保持不变时，偏差模拟量203的值越高输出的PWM信号205的导通时间越长。
图5为LED灯组在PWM控制下亮暗过程示意图，由图中流程框图和图3所示控制线路可知：若升高Vin值，则经过电压转换模块22得到的电压比较器201的同相输入端Vref值增大，该偏差模拟量203的值与固定的三角波信号204通过电压比较器作用后得到的PWM信号205的导通时间增大，使流过LED的电流值Io增加，LED亮度提高，同理，若减小Vin值，则经过电压转换模块22得到电压比较器的同相输入端Vref值减小，该偏差模拟量203的与固定的三角波信号204通过电压比较器作用后得到的PWM信号205的导通时间减小，使流过LED的电流值Io减小，LED亮度降低，即完成LED的PWM控制调光过程。
图6为闭环恒流控制过程框图示意图，由图中流程框图和图2所示控制线路可知：首先通过改变LED从电路模块的输入电压值，经过电压转换模块22输出将运算放大器的同相输入端信号固定在相应电流阈值上，然后若流过LED的电流值Io增大，则通过运算放大器202与阈值电流进行比较，输出的偏差模拟量203减小，该偏差模拟量与固定的三角波信号204通过电压比较器201作用后得到的PWM信号205的导通时间减小，即驱动线路的开关管导通时间减小，流经LED的电流值Io减小，相应地，若电流值Io 减小，运算放大器202输出的偏差模拟量203增大，PWM信号205的导通时间增大，流经LED的电流值Io增大，从而将流过LED的电流值稳定在对应阈值上并发出相应的亮度，形成LED闭环恒流控制，即完成LED的稳流控制调光过程。
本发明通过直接改变LED从电路输入电压值，然后经过相应的控制线路改变驱动线路的PWM信号脉宽，将流过LED的电流值稳定在设定值，从而改变其亮度，相对于现有技术不需要设置***控制电路与LED灯组之间的通信模块，也不需要设置产生PWM信号的***控制芯片线路，同时能够保证LED的稳流控制。

Claims (6)

1.一种基于PWM的电压调光LED控制***，主要由主电路模块（10）、直流母线（11）和LED从电路模块（1-n）三部分组成，其特征在于：所述的LED从电路模块（1-n），其中，每个LED从电路模块包括顺次电连接的电压转换模块（22）、PWM信号生成模块（20）、驱动线路（21）和LED灯组；所述的电压转换模块（22）包括电压检测模块（221）和转换模块（222）；所述的PWM信号生成模块（20）由运算放大器（201）、电压比较器（202）及电阻元件构成；所述的驱动线路（21）为DC-DC变换器电路；所述的LED控制***调光原理是通过直接改变LED从电路模块的输入电压值，然后来改变其用来驱动开关管的PWM信号或者将流过LED的电流稳定在对应值上，从而改变LED灯组的亮度；
所述的电压转换模块（22）的电压检测模块（221）检测从电路的输入电压V in ，然后通过转换模块（222）将输入电压转换成适合运算放大器（202）或电压比较器（201）的同相输入端的输入信号Vref。
2.根据权利要求1所述的一种基于PWM的电压调光LED控制***，其特征在于：所述的
PWM信号生成模块（20）的运算放大器（202）的反相输入端信号为驱动线路（21）流经LED的反馈电流值Io，同相输入端信号为电压转换模块（22）的输出值Vref，运算放大器（202）输出两信号的偏差模拟量（203）；电压比较器（201）的反相输入端电性连接着三角波发生器，同相输入端信号为运算放大器（202）输出的偏差模拟量（203）；所述偏差模拟量（203）与三角波信号（204）经电压比较器（201）作用后生成PWM信号（205）。
3.根据权利要求1所述的一种基于PWM的电压调光LED控制***，其特征在于：电压比较器（201）的同相输入端信号为电压转换模块（22）的输出值V ref，反相输入端电性连接着三角波发生器。
4.根据权利要求2所述的一种基于PWM的电压调光LED控制***，其特征在于：在PWM信号生成模块（20）中，通过转换模块（222）的换算将输入电压Vin转换成适合运算放大器（202）的同相输入端的输入信号Vref时，通过改变LED从电路模块的输入电压来改变PWM信号生成模块（20）中运算放大器（202）的同相输入端信号Vref，该值与流过LED灯组的电流反馈值Io通过运算放大器（202）进行比较，其输出的偏差模拟量（203）决定电压比较器（201）输出PWM信号的导通时间的长短，从而将流过LED的电流值稳定控制在对应电流上并发出相应亮度的光，可实现对LED灯组的电流调光方式。
5.根据权利要求3所述的一种基于PWM的电压调光LED控制***，其特征在于：在PWM信号生成模块（20）中，通过转换模块（222）的换算将输入电压Vin转换成适合电压比较器（201）的同相输入端的输入信号Vref电压转换模块（20）的输出值连接电压比较器（201）的同相输入端，通过改变LED从电路模块输入电压，然后经过电压转换模块后直接影响电压比较器（201）输出的PWM信号，驱动所述的驱动线路（21）为LED灯组提供稳定可调的电流，并发出相应亮度的光，可实现对LED灯组的PWM调光方式。
6.根据权利要求4或5所述的一种基于PWM的电压调光LED控制***，其特征在于：所述的驱动线路（21）受上述所述产生的PWM信号（205）控制从而为LED灯组提供稳定可调的电流。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108112118A (zh) * 2017-12-15 2018-06-01 上海昭关照明实业有限公司 照明设备的启动方法、装置及led灯组件
CN111836432B (zh) * 2019-03-27 2022-07-26 辉芒微电子（深圳）有限公司 一种pwm调光的线性恒流驱动电路、芯片以及方法
CN110047436B (zh) * 2019-06-06 2021-11-23 京东方科技集团股份有限公司 像素电路、阵列基板、其驱动方法、显示面板及显示装置
CN112654111A (zh) * 2020-12-30 2021-04-13 上海新进芯微电子有限公司 Led调光电路、led驱动***及电子设备
CN117395831B (zh) * 2023-10-30 2024-05-07 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种led驱动调光电路及控制方法
CN117881041A (zh) * 2024-03-11 2024-04-12 广东柏科电源有限公司 一种调光控制方法及调光电路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102821511A (zh) * 2011-06-08 2012-12-12 美格纳半导体有限公司 Led驱动电路
CN103151009A (zh) * 2013-02-26 2013-06-12 深圳市华星光电技术有限公司 一种背光调光电路及其调光方法、液晶显示器
CN105578692A (zh) * 2016-02-25 2016-05-11 南京思飞捷软件科技有限公司 一种通过电力线载波技术传输pwm信号控制led的调光方法
CN206042453U (zh) * 2016-09-12 2017-03-22 惠州Tcl照明电器有限公司 Pwm隔离调光电路及led调光驱动电源
CN106922052A (zh) * 2017-03-22 2017-07-04 中山品上照明有限公司 一种兼容电压调光与pwm调光的led灯控制装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101385117B1 (ko) * 2007-12-06 2014-04-15 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 어셈블리, 이를 갖는 표시장치 및 이의 구동에적용되는 전류제어소자의 셧다운 방지방법
CN202514136U (zh) * 2012-03-30 2012-10-31 南京冠亚电源设备有限公司 一种可调光的led驱动芯片及驱动电路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102821511A (zh) * 2011-06-08 2012-12-12 美格纳半导体有限公司 Led驱动电路
CN103151009A (zh) * 2013-02-26 2013-06-12 深圳市华星光电技术有限公司 一种背光调光电路及其调光方法、液晶显示器
CN105578692A (zh) * 2016-02-25 2016-05-11 南京思飞捷软件科技有限公司 一种通过电力线载波技术传输pwm信号控制led的调光方法
CN206042453U (zh) * 2016-09-12 2017-03-22 惠州Tcl照明电器有限公司 Pwm隔离调光电路及led调光驱动电源
CN106922052A (zh) * 2017-03-22 2017-07-04 中山品上照明有限公司 一种兼容电压调光与pwm调光的led灯控制装置

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