CN201509346U - 可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置 - Google Patents

可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开一种可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置,其应用于一三端双向可控硅开关调光器及至少一发光二极管。该可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置包含:一调光电路、一输入电压检测器、一反馈电路、一直流-直流转换器及一整流器。该调光电路输出一参考电压。该参考电压可确保该三端双向可控硅开关调光器的导通角在过大时,该发光二极管能保持一固定的最大亮度;该参考电压可确保该三端双向可控硅开关调光器的导通角在过小时,该发光二极管能保持一固定的最小亮度。

Description

可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置
技术领域
本实用新型涉及一种发光二极管电源供应装置,特别是一种可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置。
背景技术
请参考图6,其为公知发光二极管电源供应装置方块图。该公知的发光二极管电源供应装置100A应用于一交流电源10A、一三端双向可控硅开关调光器20A及至少一发光二极管50A。该三端双向可控硅开关调光器20A电连接至该交流电源10A。该发光二极管电源供应装置100A电连接至该三端双向可控硅开关调光器20A及该发光二极管50A。
该发光二极管电源供应装置100A包含一全波整流器30A、一直流-直流转换器40A、一输入电压检测器60A、一反馈电路70A及一调光信号发生器80A。该全波整流器30A电连接至该三端双向可控硅开关调光器20A、该直流-直流转换器40A及该输入电压检测器60A。该反馈电路70A电连接至该直流-直流转换器40A、该调光信号发生器80A及该发光二极管50A。该发光二极管50A电连接至该直流-直流转换器40A及该反馈电路70A。该调光信号发生器80A电连接至该反馈电路70A及该输入电压检测器60A。
该输入电压检测器60A会产生一直流电压V1,该直流电压V1经过该调光信号发生器80A处理后,该调光信号发生器80A送出一调光信号S1。该调光信号S1与该三端双向可控硅开关调光器20A的导通角大小成正比:导通角越大,则该调光信号S1越大;导通角越小,则该调光信号S1越小。因此,不同制造厂商所制造的该三端双向可控硅开关调光器20A不同,所以导通角不同,该调光信号S1不同。因此将会造成该发光二极管50A在最大及最小亮度时有所差异。
其中,该交流电源10A经该三端双向可控硅开关调光器20A后的交流电源电压波形如图5所示。
实用新型内容
为解决上述公知技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置。
为实现本实用新型的上述目的,本实用新型的可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置,应用于一三端双向可控硅开关调光器及至少一发光二极管。该可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置包含:一调光电路;一输入电压检测器,电连接至该调光电路;一反馈电路,电连接至该调光电路及该发光二极管;一直流-直流转换器,电连接至该输入电压检测器、该反馈电路及该发光二极管;及一整流器,电连接至该输入电压检测器、该直流-直流转换器及该三端双向可控硅开关调光器。其中该调光电路接收该输入电压检测器输出的一直流电压并输出一参考电压至该反馈电路。该反馈电路接收该参考电压后,可确保该三端双向可控硅开关调光器的导通角在过大时,该发光二极管能保持一固定的最大亮度;以及确保该三端双向可控硅开关调光器的导通角在过小时,该发光二极管能保持一固定的最小亮度。
附图说明
图1为本实用新型的可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置方块图;
图2为本实用新型的调光电路的第一部分的一实施例线路图(脉宽调制调光信号发生器);
图3为本实用新型的调光电路的第二部分的一实施例线路图;
图4为第一运算放大器的非反向输入端的三角波波形图;
图5为公知三端双向可控硅开关调光器的输出电压波形图;
图6为公知发光二极管电源供应装置方块图。
其中,附图标记
交流电源10          三端双向可控硅开关调光器20
整流器30            直流-直流转换器40
发光二极管50                        输入电压检测器60
反馈电路70                          调光电路80
可固定最大与最小亮度的发光二极管    参考电压Vref
电源供应装置100
直流电压Vdim                        第一运算放大器U1
第二运算放大器U2                    第一电阻R36
第二电阻R4                          第三电阻R23
第四电阻R26                         第五电阻R27
第一电容C5                          脉宽调制调光信号S2
反向器95                            低通滤波器93
电压跟随器92                        第六电阻94
第七电阻96                          第八电阻98
反向脉宽调制调光信号S2              调光电压Vs
补偿电压Vd                          工作电压Vcc
电压最低值Vu                        电压最高值Vh
导通角A1                            交流电源10A
三端双向可控硅开关调光器20A         全波整流器30A
直流-直流转换器40A                  发光二极管50A
输入电压检测器60A                   反馈电路70A
调光信号发生器80A                   发光二极管电源供应装置100A
直流电压V1                          调光信号S1
具体实施方式
请参考图1,其为本实用新型的可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置方块图。本实用新型的可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置100应用于一交流电源10、一三端双向可控硅开关调光器20及至少一发光二极管50。该三端双向可控硅开关调光器20电连接至该交流电源10。该可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置100电连接至该三端双向可控硅开关调光器20及该发光二极管50。
该可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置100包含:一调光电路80、一反馈电路70、一输入电压检测器60、一直流-直流转换器40及一整流器30。该整流器30电连接至该输入电压检测器60、该直流-直流转换器40及该三端双向可控硅开关调光器20。该调光电路80电连接至该输入电压检测器60及该反馈电路70。该反馈电路70电连接至该调光电路80、该直流-直流转换器40及该发光二极管50。该发光二极管50电连接至该直流-直流转换器40及该反馈电路70。
请参考图2,其为本实用新型的调光电路的第一部分的一实施例线路图(脉宽调制调光信号发生器)。该调光电路80包含一第一运算放大器U1、一第二运算放大器U2、一第一电阻R36、一第二电阻R4、一第三电阻R23、一第四电阻R26、一第五电阻R27及一第一电容C5。
该第一运算放大器U1的非反向输入端电连接至该第二运算放大器U2的非反向输入端。该第二运算放大器U2的反向输入端电连接至该输入电压检测器60。该第一电阻R36的一端电连接至12伏特电压,另一端电连接至该第一运算放大器U1的输出端。该第二电阻R4的一端电连接至该第一运算放大器U1的输出端,另一端电连接至该第一运算放大器U1的非反向输入端。该第三电阻R23的一端电连接至该第一运算放大器U1的输出端,另一端电连接至该第一运算放大器U1的反向输入端。该第四电阻R26的一端电连接至12伏特电压,另一端电连接至该第一运算放大器U1的反向输入端。该第五电阻R27的一端接地,另一端电连接至该第一运算放大器U1的反向输入端。该第一电容C5的一端接地,另一端电连接至该第一运算放大器U1的非反向输入端。
请参考图3,其为本实用新型的调光电路的第二部分的一实施例线路图。该调光电路80更包含一低通滤波器93、一反向器95、一电压跟随器(Voltage-follower)92、一第六电阻94、一第七电阻96及一第八电阻98。该第六电阻94的一端电连接至该电压跟随器92的输出端,另一端电连接至一补偿电压Vd。该第七电阻96的一端电连接至该电压跟随器92的输出端,另一端电连接至该反馈电路70。该第八电阻98的一端电连接至该电压跟随器92的输出端,另一端接地。该电压跟随器92的非反向输入端电连接至该低通滤波器93。该反向器95电连接至该第二运算放大器U2的输出端及该低通滤波器93。该电压跟随器92尚且电连接于一工作电压Vcc及接地之间。
以下将说明本实用新型的可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置的动作流程,请同时参考图1、图2及图3。
本实用新型的可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置的最主要概念在于:该调光电路80输出一参考电压Vref;该反馈电路70接收该参考电压Vref后,该直流-直流转换器40及该反馈电路70驱动该发光二极管50发光,可确保该三端双向可控硅开关调光器20的导通角在过大时,该发光二极管50能保持一固定的最大亮度;该反馈电路70接收该参考电压Vref后,该直流-直流转换器40及该反馈电路70驱动该发光二极管50发光,可确保该三端双向可控硅开关调光器20的导通角在过小时,该发光二极管50能保持一固定的最小亮度。兹详述如下:
该第一运算放大器U1的组态为一磁滞比较器,该第一运算放大器U1的非反向输入端可得一三角波,如图4所示。该三角波与该第二运算放大器U2的非反向输入端电连接。而该输入电压检测器60所送出的一直流电压Vdim则电连接至该第二运算放大器U2的反向输入端。该三角波与该直流电压Vdim由该第二运算放大器U2处理比较后,可得一脉宽调制调光信号S2,并传送至该反向器95,经反向后得一反向脉宽调制调光信号S2,该反向脉宽调制调光信号S2传送至该低通滤波器93,该低通滤波器93处理后可得一调光电压Vs并传送至该电压跟随器92的非反向输入端。
当该直流电压Vdim的电压值由一电压最低值Vu变化至一电压最高值Vh,该脉宽调制调光信号S2的占空比(Duty)由100%变化至0%,输出电流由最小变化为最大。举例来说,当导通角在90度时,该直流电压Vdim为2V,120度时该直流电压Vdim为4V,若设定此角度变化为调光范围,该电压最低值Vu及该电压最高值Vh就需设计在2V及4V。而该第三电阻R23、该第四电阻R26及该第五电阻R27可决定该三角波的该电压最低值Vu及该电压最高值Vh的数值。运算式则如下所示:
Vh = 12 V × R 26 / / R 27 R 23 + ( R 26 / / R 27 ) + 12 V × R 23 / / R 27 R 26 + ( R 23 / / R 27 )
Vu = 12 V × R 23 / / R 27 R 26 + ( R 23 / / R 27 )
通过该补偿电压Vd及该第六电阻94、该第七电阻96及该第八电阻98的重叠网路,可提供开机时的初始的该参考电压Vref。该电压跟随器92的特性是输出电压会等于非反向输入端电压。当非反向输入端电压大于该电压跟随器92的VOH(最大输出电压),则输出电压会维持在VOH;当非反向输入端电压小于该电压跟随器92的VOL(最小输出电压),则输出电压会维持在VOL。也就是说,输出电压最大值与最小值不会超出一个预定范围(上述实施例为介于VOH及VOL之间)。
该调光电路80传送该参考电压Vref至该反馈电路70以决定最后输出至该发光二极管50的电流大小。当该调光电压Vs大于该电压跟随器92的VOH,则输出电压会维持在VOH,可以确保导通角若过大时仍可保持同一亮度。当该调光电压Vs小于该电压跟随器92的VOL,则输出电压会维持在VOL,可以确保导通角若过小时仍可保持同一亮度。
若须保持固定的最小亮度,则该整流器30必须为半波整流器,因为全波整流器在导通角过小时会导致关机,无法维持固定的最小亮度。
因此,定义好最小与最大亮度的导通角后,可通过该输入电压检测器60得到相对应的该直流电压Vdim。根据该直流电压Vdim变化范围及上述运算式,设计该第三电阻R23、该第四电阻R26及该第五电阻R27的阻值,并搭配该电压跟随器92,就可在定义导通角内做到额定输出电流1%~100%的变化。如此,即可以避免因不同制造厂商所制造的该三端双向可控硅开关调光器20的导通角不同,而造成最大及最小亮度有所差异。
本实用新型可定义固定的最大与最小亮度所需的导通角,当三端双向可控硅开关调光器的导通角小于定义的角度,可固定最小输出亮度;大于定义的角度,可固定最大输出亮度。
本实用新型所提出的可固定最大与最小亮度的调光电路技术的使用,解决了发光二极管电源供应器搭配不同三端双向可控硅开关调光器无法固定最大与最小亮度的缺点,并实现调光范围由1%~100%的变化,并且增加发光二极管电源供应器亮度的可调性。
当然,本实用新型还可有其它多种实施例,在不背离本实用新型精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置,应用于一三端双向可控硅开关调光器及至少一发光二极管,其特征在于,该可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置包含:
一调光电路;
一输入电压检测器,电连接至该调光电路;
一反馈电路,电连接至该调光电路及该发光二极管;
一直流-直流转换器,电连接至该输入电压检测器、该反馈电路及该发光二极管;及
一整流器,电连接至该输入电压检测器、该直流-直流转换器及该三端双向可控硅开关调光器,
其中该调光电路接收该输入电压检测器输出的一直流电压并输出一参考电压至该反馈电路,该反馈电路接收该参考电压后,可确保该三端双向可控硅开关调光器的导通角在过大时,该发光二极管能保持一固定的最大亮度;以及确保该三端双向可控硅开关调光器的导通角在过小时,该发光二极管能保持一固定的最小亮度。
2.如权利要求1所述的可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置,其特征在于,该调光电路包含一脉宽调制调光信号发生器及一低通滤波器,该脉宽调制调光信号发生器电连接至该低通滤波器,该脉宽调制调光信号发生器接收该输入电压检测器输出的该直流电压后,获得一脉宽调制调光信号,并传送至该低通滤波器,该低通滤波器处理后再产生该参考电压并传送至该反馈电路。
3.如权利要求2所述的可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置,其特征在于,该调光电路还包含一第一运算放大器及一第二运算放大器,该第一运算放大器的非反向输入端电连接至该第二运算放大器的非反向输入端,该第二运算放大器的反向输入端电连接至该输入电压检测器。
4.如权利要求3所述的可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置,其特征在于,该调光电路还包含:
一电压跟随器,该电压跟随器的非反向输入端电连接至该第二运算放大器的输出端;及
一反向器,该反向器电连接至该第二运算放大器的输出端及该低通滤波器,
其中,该第一运算放大器的非反向输入端获得一三角波,该三角波与该直流电压由该第二运算放大器处理比较后,获得该脉宽调制调光信号,并传送至该反向器,经反向后得一反向脉宽调制调光信号,该反向脉宽调制调光信号传送至该低通滤波器,该低通滤波器处理后获得一调光电压并传送至该电压跟随器的非反向输入端,再产生该参考电压并传送至该反馈电路。
5.如权利要求4所述的可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置,其特征在于,该调光电路还包含:
一第一电阻,该第一电阻的一端电连接至12伏特电压,另一端电连接至该第一运算放大器的输出端;
一第二电阻,该第二电阻的一端电连接至该第一运算放大器的输出端,另一端电连接至该第一运算放大器的非反向输入端;
一第三电阻,该第三电阻的一端电连接至该第一运算放大器的输出端,另一端电连接至该第一运算放大器的反向输入端;
一第四电阻,该第四电阻的一端电连接至12伏特电压,另一端电连接至该第一运算放大器的反向输入端;
一第五电阻,该第五电阻的一端接地,另一端电连接至该第一运算放大器的反向输入端;及
一第一电容,该第一电容的一端接地,另一端电连接至该第一运算放大器的非反向输入端。
6.如权利要求5所述的可固定最大与最小亮度的发光二极管电源供应装置,其特征在于,该调光电路还包含:
一第六电阻,该第六电阻的一端电连接至该电压跟随器的输出端,另一端电连接至一补偿电压;
一第七电阻,该第七电阻的一端电连接至该电压跟随器的输出端,另一端电连接至该反馈电路;
一第八电阻,该第八电阻的一端电连接至该电压跟随器的输出端,另一端接地。
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