CN201611973U - Led灯条模组无级调光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于灯具调光技术领域，涉及LED灯条模组无级调光器，电源的输入端分别与定时电路及电子开关恒流源电连接后，由电子开关恒流源的FET的漏极作为调控后的电源输出端，定时电路的输出端与电子开关恒流源的栅极电连接，在电源输入端与定时电路之间电连接有定时电路的RC调整电路，优点是：本实用新型的调光范围大，可在全亮度的1％～99％范围内连续调光，外形尺寸小，节约电能，接线简单方便，适用于对LED灯条、LED模组的大范围的连续调光。
Description
技术领域
本实用新型属于灯具调光技术领域，特指一种LED灯条模组无级调光器。
背景技术
LED是电流驱动型器件，通过控制进入LED的正向电流，可调节LED的亮度，但LED的色彩也随正向电流的变化而产生位移，所以只适用于容忍色彩位移和对亮度级别分辨没有要求的低档照明***。
但是LED更常用于做显示屏，为更好显示图像，希望把构成像素的每个LED发光亮度都能调节，亮度调节的精细度就表示LED显示屏灰度等级的高低，目前显示屏的灰度等级分16、32、64、128、256，具有256级灰度的显示屏才能显示出图像细腻，层次丰富的效果。但即使1米×0.3米的小显示屏已含有约3000个LED(即像素)，也就意味着若每个像素需要调节亮度那是无法实现的，更不用说通常含有几万以上像素的中型或大型显示屏。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种通过调整定时电路的充放电时间进而达到调整LED亮度的LED灯条模组无级调光器。
本实用新型的目的是这样实现的：
LED灯条模组无级调光器，电源的输入端分别与定时电路及电子开关恒流源电连接后，由电子开关恒流源的FET的漏极作为调控后的电源输出端，定时电路的输出端与电子开关恒流源的FET的栅极电连接，在电源输入端与定时电路之间电连接有定时电路的充放电时间调整电路。
上述的充放电时间调整电路是：电源输入端正极依次串联电阻R1、电位器Rd、电阻R2及二极管D2后接定时电路的触发端，定时电路的放电端与电位器Rd的调整端电连接，还与触发端之间串联有二极管D1，定时电路的触发端与电源负极之间串联有充放电电容Cd。
上述的电源的输入端分别与定时电路及电子开关恒流源电连接是：电源的输入端分别与定时电路的输入端及电子开关恒流源的FET的源极电连接，定时电路的输出端与电子开关恒流源的FET的栅极电连接，电子开关恒流源的FET的漏极作为调控后的电源正极输出端，电源输入端的负极与调控后的电源输出端的负极及定时电路的负极、充放电时间调整电路的负极电连接。
上述的电源的输入端的输入电压为直流12V。
本实用新型的调光原理是：
若对LED实行减少注入电流的无级调光，即模拟调光，又希望保持原有色彩和较高等级灰度，在原理上存在矛盾，所以，必须跳出原思维约束引入新理念。从人体生理可知，人眼对视觉有暂留反应，但视觉暂留影像亮度随时间作非线性衰减。设想对LED采用断续供电，在通电期间始终保持相同电流、电压，于是LED始终处在同一工作状态，亮度、色彩和灰度等级都没变化。但在断电时间，LED处在熄灭状态，只要断电时间小于人眼视觉暂留的最长时间(一个中等亮度刺激约0.05～0.2S)，那么人眼仍保留着原有LED点亮的影像。若断电时间较短又即通电，视觉暂留影像亮度稍有衰减，如此重复，那人眼感觉LED只是略暗。若断电时间较长，那么人眼感觉的影像平均亮度较暗，若断电时间接近视觉暂留的最长时间(即视觉暂留影像已大部衰减)然后再通电，那人眼感觉的平均亮度就很暗。上述过程若实际连贯操作，即达到无级调光。
通过数字电路来控制模拟信号，使模拟调光转换为PWM(PulsWidth Modulate)脉冲宽度调节方式进行无级调光。运用高分辨计数器把固定频率方波的占空比进行调制，相当于对模拟信号电平进行数字编码，用PWM信号进行直流供电，使供电电流不存在大小变化，而只存在“有”(即电路的“on”态)或“无”(即电路的“off”态)的重复脉冲序列被加到负载上，在PWM方式中，采用可调节占空比(接通时间与周期之比)的电源加到LED上便实现无级调光。我们采用定时电路，使产生固定频率为f。的方波，f。须大于100Hz，不然人眼看到LED亮度会有闪烁或抖动感。定时电路有暂稳态，利用外接RC的变化来控制充放电时间长短，形成可调控暂稳态的宽度，把此宽度受控的信号连接到作为电子开关恒流源的P沟道MOS型FET的栅极。电源+12V接到FET的源极，而FET的漏极作为已受PWM调控的电流源供电给LED，从而达到无级调光。
有关参数计算：
1、假设定时电路产生频率为f0的方波，则方波周期为：
T0＝1÷f0
公式：T0＝1.44(R1+R2+Rd)Cd----------------(1)
将实际的R1＝1kΩ、R2＝1kΩ、Rd＝100kΩ、Cd＝0.1μF的数值代入(1)后，得
T0≈1.44ms，f0R1+R2+Rd 694Hz＞＞100Hz，故能适用。
2、占空比公式：
d＝(R1+Ry)÷(R1+R2+Rd)
当电位器调节到最上端时，Rx＝0，Ry＝Rd，则
d＝101K÷102K＝0.99＝99％
当电位器调节到最下端时，Rx＝Rd，Ry＝0，则
d＝1K÷102K＝0.0098≈1％
所以，本实用新型的占空比可以从1％调节到99％。
本实用新型相比现有技术突出的优点是：
1、本实用新型的直流工作电压5V～16V，最大工作电流1.5A，调光范围可在全亮度的1％～99％范围内连续调光；
2、本实用新型的外形尺寸小(长×宽×高＝4cm×1.4cm×1.2cm)，未包括调节电位器的手柄长度，可直接串联于供电电源与LED之间使用；
3、本实用新型的最大效果是当从最亮调到最暗时所耗用电流约减少80％，这完全证明本调光装置是节能式调光，不像以前应用可变电阻作降压调光时光亮度变暗所减少耗用的电能完全转变为可变电阻降压后所产生的热量，造成能量浪费。
4、本实用新型的接线简单方便，适用于对LED灯条、LED模组的大范围的连续调光。
附图说明
图1是本实用新型的电路方框图；
图2是本实用新型无级调光时，占空比d的变化示意图。
具体实施方式
下面以具体实施例对本实用新型作进一步描述，参见图1：
LED灯条模组无级调光器1，电源的输入端5分别与定时电路3及电子开关恒流源2电连接后，由电子开关恒流源2的FET的漏极D端作为调控后的电源输出端6可外接LED灯条或LED模组，定时电路3的输出端与电子开关恒流源2的FET的栅极G端电连接，在电源输入端5与定时电路3之间电连接有定时电路的充放电时间调整电路4。
上述的充放电时间调整电路4是：电源输入端正极依次串联电阻R1、电位器Rd、电阻R2及二极管D2后接定时电路3的触发端13，定时电路3的放电端12与电位器Rd的调整端16电连接，在定时电路3的放电端12与触发端13之间串联有二极管D1，定时电路3的触发端13与电源负极之间串联有充放电电容Cd，二极管D1由放电端12至触发端13的方向为正向，二极管D2由触发端13至电阻R2的方向为正方向。
上述的电源的输入端5分别与定时电路3及电子开关恒流源2电连接是：电源的输入端5分别与定时电路3的输入端及电子开关恒流源2的FET的源极S电连接，定时电路3的输出端15与电子开关恒流源2的FET的栅极G端电连接，电子开关恒流源2的FET的漏极D端作为调控后的电源正极输出端，电源输入端5的负极与调控后的电源输出端6的负极及定时电路3的负极、充放电时间调整电路4的负极电连接。
上述的电源的输入端的输入电压为直流12V。
本实用新型的应用：将本实用新型的LED灯条模组无级调光器2的D端作为电源输出端6与LED显示屏7的输入端电连接，因受供电电源所限，只选用小尺寸显示屏，当把亮度从最亮逐渐调暗，可看到亮度虽逐渐变暗，但显示屏的色彩未感到有明显变化，而且亮度虽暗，显示层次仍清晰可辨。
上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例之一，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.LED灯条模组无级调光器，其特征在于：电源的输入端分别与定时电路及电子开关恒流源电连接后，由电子开关恒流源的FET的漏极作为调控后的电源输出端，定时电路的输出端与电子开关恒流源的栅极电连接，在电源输入端与定时电路之间电连接有可调整定时电路的充放电时间调整电路。
2.根据权利要求1所述的LED灯条模组无级调光器，其特征在于：所述的充放电时间调整电路是：电源输入端正极依次串联电阻R1、电位器Rd、电阻R2及二极管D2后接定时电路的触发端，定时电路的放电端与电位器Rd的调整端以及D1电连接，定时电路的触发端与电源负极之间串联有充放电电容Cd。
3.根据权利要求1所述的LED灯条模组无级调光器，其特征在于：所述的电源的输入端分别与定时电路及电子开关恒流源电连接是：电源的输入端分别与定时电路的输入端及电子开关恒流源的FET的源极电连接，定时电路的输出端与电子开关恒流源的FET的栅极电连接，电子开关恒流源的FET的漏极作为调控后的电源正极输出端，电源输入端的负极与调控后的电源输出端的负极及定时电路的负极、充放电时间调整电路的负极电连接。
4.根据权利要求1或2所述的LED灯条模组无级调光器，其特征在于：所述的电源的输入端的输入电压为直流12V。
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Assignee: Zhejiang Yabao Optoelectronics Technology Co., Ltd. Assignor: Zhejiang Yabao Optoelectronics Technology Co., Ltd| Chen Yunjun Contract record no.: 2012330000475 Denomination of utility model: Stepless dimmer for LED lamp bar module Granted publication date: 20101020 License type: Exclusive License Record date: 20120827 |
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