CN201700052U - Pwm直流电源控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种PWM直流电源控制电路，涉及LED灯具的电源控制电路，用以减少LED驱动电路的电路结构，以提高灯具使用的稳定性，且有利于标准模块化生产与更换。该PWM直流电源控制电路的输入连接直流电，其输出连接到LED驱动电路的电源输入端。PWM直流电源控制电路由半导体开关器件及其控制电路组成，该半导体开关器件控制电路与该半导体开关器件连接，半导体开关器件串联在LED驱动电路的回路中。输入PWM直流电源控制电路的PWM信号通过半导体开关器件的控制电路控制半导体开关器件的开和关，使LED驱动电路按照PWM信号驱动LED灯。本实用新型主要用于LED路灯以及类似照明用途。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LED灯具，特别是涉及LED灯具的电源控制电路。
背景技术
通常LED路灯在电源的供电情况下，作输出功率大小(或说亮度大小)调节时，有二种方法：一是改变负载LED灯珠正常工作的电流大小，但这将影响到LED色温参数；二是改变DC-DC恒流部件的使能端，实现流过LED电流的通断，从而改变LED的功耗。
现有的LED灯具的供电电路原理图如图1所示，是上述第二种情况。直流电的正极线和负极线分别连接到LED恒流源驱动电路上，由其驱动LED灯；PWM调光信号源同样通过两根正极线和负极线连接到LED恒流源驱动电路上，由该驱动电路控制LED光源模组发光。
上述装置的每支路恒流装置都需用到4条线连接(其中2条分别是电源正负极，另2条是PWM控制信号的正负极)，或者电源、PWM控制信号共用负极线。这种方法的LED恒流源驱动电路其内集成有电源控制电路，以处理PWM调光信号，电源输出功率调节由LED驱动电路通过调节输出电流占空比方式完成，且输入端口至少有三个，每个驱动电路需要与三条电线连接，驱动电路的电气元件较多，电路结构较为复杂，易引起故障。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种PWM直流电源控制电路，用以减少LED驱动电路的电路结构，以提高灯具使用的稳定性，且有利于标准模块化生产与更换。
为了解决本实用新型的技术问题，本实用新型提出一种PWM直流电源控制电路，该PWM直流电源控制电路的输入连接直流电，其输出连接到LED驱动电路的电源输入端；
PWM直流电源控制电路由半导体开关器件及其控制电路组成，该半导体开关器件控制电路与该半导体开关器件连接，半导体开关器件串联在LED驱动电路的回路中；
输入PWM直流电源控制电路的PWM信号通过半导体开关器件的控制电路控制半导体开关器件的开和关，使LED驱动电路按照PWM信号驱动LED灯。
优选地：所述半导体开关器件为MOS开关管、三极管或可控硅开关中至少一种开关管。
优选地：所述半导体开关器件包括控制极，半导体开关器件的控制电路包括半导体开关器件的控制极稳压电路和触发信号控制电路；
触发信号控制电路连接控制极稳压电路，控制极稳压电路再与所述控制极连接；
PWM信号传送给触发信号控制电路，由触发信号控制电路控制所述控制极稳压电路对控制极输出的电平。
优选地：所述触发信号控制电路上包括连接外部PWM信号的第二端口。第二端口包括信号的正极管脚和负极管脚。
优选地：LED灯具装置还包括PWM控制器，所述触发信号控制器电路上包括与PWM控制器连接的第一端口，PWM控制器通过第一端口与触发信号控制器电路连接。第一端口包括信号的正极管脚、PWM控制器电源输入管脚以及负极管脚。
优选地：所述第一端口并联有稳压电路。
优选地：所述触发信号控制电路包括第二光耦，第二光耦的输入端连接所述第二端口，其输出端与所述控制极稳压电路连接，并连接到所述控制极；
第二光耦的输入端回路中串联有使PWM信号单向导通的第三二极管。
优选地：所述触发信号控制电路包括第一光耦，第一光耦的输入端连接所述第一端口，其输出端与所述控制极稳压电路连接，并连接到所述控制极。
优选地：所述控制极稳压电路包括第一二极管以及分压电阻；
第一二极管的正极连接到直流电的正极，其负极与所述控制极串接，在第一二极管与控制极之间串联有分压电阻。
优选地：所述控制极稳压电路包括第一二极管、第二二极管、第一稳压管、分压的第一电阻和限流的第二电阻，以及与所述第一端口并联的稳压电路包括第二稳压管；
第一二极管的正极连接到直流电的正极，其负极连接分压的第一电阻，分压的第一电阻串联限流的第二电阻，限流的第二电阻连接到所述控制极；
第一稳压管、第二二极管和第二稳压管依次串联，组成串联稳压电路，该串联稳压电路与限流的第二电阻并接，与分压的第一电阻串接；其中，第一稳压管与分压的第一电阻连接，第二二极管的正极与第一稳压管的正极连接，第二稳压管的负极与第二二极管的负极连接，第二稳压管的正极接地；
该串联稳压电路与控制极所在电路支路并联，使控制极具有稳定的电平。
优选地：所述串联稳压电路两端并联有滤波电容，或者所述稳压电路两端并联有滤波电容。
优选地：在光耦的输入端串联有限流电阻。
优选地：所述PWM直流电源控制电路设有复用的四个管脚，即第一管脚、第二管脚、第三管脚和第四管脚；其中，第一管脚为PWM控制器的电源输入，第二管脚为复用的PWM信号输入，第三管脚为第一接地，第四管脚为第二接地。
本实用新型的有益效果：
现有技术的直流电的对负载的输入电压没有进行调制，LED驱动电路的电压占空比调节由每个LED模组的驱动电路完成；而本实用新型在直流电输出给LED驱动电路的电压已经进行过占空比调节，该功能由直流电的辅助电路(即PWM直流电源控制电路)完成，每个LED模组的驱动器不用负担PWM信号的处理，因此电路结构较现有技术简单，所需电子元件减少很多，这样就提高了灯具的稳定性。而且由于本实用新型连接到LED模组的电线只需要两根，电线需求减少，模组内空间得到更多的释放，有利于模组的设计和散热。由于本实用新型结构更为简单，有利于标准化模块的生产和更换。
附图说明
图1是现有技术的电路原理框图。
图2是本实用新型的电路原理框图。
图3是本实用新型实施例的电路图。
具体实施方式
本实用新型提出一种PWM直流电源控制电路，该PWM直流电源控制电路的输入连接直流电，其输出连接到LED驱动电路的电源输入端。PWM直流电源控制电路由半导体开关器件及其控制电路组成，该半导体开关器件控制电路与该半导体开关器件连接，半导体开关器件串联在LED驱动电路的回路中。输入PWM直流电源控制电路的PWM信号通过半导体开关器件的控制电路控制半导体开关器件的开和关，使LED驱动电路按照PWM信号驱动LED灯。
如图2所示，电源适配器包括AC/DC直流转换电路和PWM直流电源控制电路，AC/DC直流转换电路将市电220V交流电转换成直流电。PWM直流电源控制电路的输出连接到负载的电源输入端。负载部分，每个LED模组包括LED驱动电路和LED光源模组，每个LED光源模组由多个LED灯组合而成。图2中有LED模组1、LED模组2和LED模组3等三个LED模组。还可以根据实际功率需求情况连接更多的LED模组。
PWM直流电源控制电路主要由半导体开关器件及其控制电路构成。半导体开关器件优选为MOS开关管。该开关管的控制极连接着半导体开关器件控制电路。
半导体开关器件控制电路主要由控制极稳压电路和触发信号控制电路构成。其中，触发信号控制电路连接着PWM控制器。本例中，触发信号控制电路设计了复用外接PWM信号输入的管脚，因此还可以接外部PWM信号，其中管脚pin2为复用管脚。PWM控制器有三个管脚的第一端口，外部PWM信号有两个管脚的第二端口。
如图3所示电路图，该图提供了PWM直流电源控制电路的详细设计方案。NMOS开关管Q1的漏极和原极连接到照明负载的电路回路中，其控制极G连接半导体开关器件控制电路。
半导体开关器件控制电路由触发信号控制电路和控制极稳压电路两部分组成。
控制极稳压电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一稳压管Z1、并联在第一端口上的第二稳压管Z2、分压的第一电阻R1和限流的第二电阻R2、第一滤波电容C1和第二滤波电容C2。
第一二极管D1的正极连接到直流电的正极，其负极连接分压的第一电阻R1，从分压的第一电阻R1接出限流的第二电阻R2，限流的第二电阻R2连接到控制极G。
第一稳压管Z1、第二二极管D2和第二稳压管Z2依次串联，组成串联稳压电路，该串联稳压电路与限流的第二电阻R2并接，与分压的第一电阻R1串接；其中，第一稳压管Z1与分压的第一电阻R1连接，第二二极管D2的正极与第一稳压管Z1的正极连接，第二稳压管Z2的负极与第二二极管D2的负极连接，第二稳压管Z2的正极接地。第一滤波电容C1的一端连接在第一稳压管Z1的负极，其另一端接地。第二滤波电容C2的并联在第二稳压管Z2的两端。
触发信号控制电路包括第二光耦U2，第二光耦U2的输入端包括PWM、GND2两个输入管脚，它们连接第二端口，与外部PWM信号连接，其输出端的一端与控制极稳压电路的限流的第二电阻R2连接，并连接到控制极G上，另一端接地。第二光耦U2的输入端回路中串联有使PWM信号单向导通的第三二极管D3。
触发信号控制电路的第一光耦U1的输入端连接第一端口，第一端口包括VDD2、PWM和GND三个管脚，其与PWM控制器连接，其中，PWM为复用管脚，PWM控制器不能同时连接在PWM信号输入的端口上。第一光耦U1的输入端还连接有第三分压电阻R3。第一光耦U1和第二光耦U2的发光二极管的输入端连接在一起，第三分压电阻R3同时提供对两个光耦内发光二极管的分压保护。第一光耦U1的输出端的一端接地，另一端与控制极稳压电路的限流的第二电阻R2连接并连接到控制极G。
工作原理如下：
电路中，从VDD1和GND点取出一组电压要比从VDD2和GND点取出一组电压高，VDD1和GND点取出一组电压，经限流的第二电阻R2向开关管Q1的控制极G(亦称G极)提供触发推动所需工作电压。
VDD2和GND点取出一组电压是为PWM控制器的PWM电路提供稳定工作电压。由于PWM控制器端和外部PWM信号端不能同时使用。
若外接端口安装的是PWM控制器时，则通过三个外接口VDD2、+PWM、GND三个管脚与其连接，VDD2和GND为工作电源的正负极，+PWM和GND为PWM信号控制回路，GND为共用端。设某时刻+PWM端为高电平时，通过第三分压电阻R3流入第一光耦U1初级发光二极管的1脚和2脚，则发光二极管发光，此时第一光耦U1次极光敏三极管导通，光敏三极管的集电极为低电平，则电路中的A点为低电平，导致开关管Q1的G极为低电平，故开关管Q1截止，则关闭电源输出，负载灯灭。若某时刻+PWM端为低电平时，同理可推，此时开关管Q1导通，则开通电源输出，负载灯亮。
若外接端口安装的是外部PWM信号的装置时，则通过+PWM和GND2为外部PWM信号形成控制回路，设某时刻+PWM端为高电平时，通过第三分压电阻R3流入第二光耦U2初级发光二极管的1脚和2脚，经第三二极管D3形成回路，则发光二极管发光，此时第二光耦U2次极光敏三极管导通，光敏三极管的集电极为低电平，则电路中的A的为低电平，导致开关管Q1的控制极G为低电平，故开关管Q1截止，则关闭电源输出，负载灯灭。若某时刻+PWM端为低电平时，同理可推，此时开关管Q1导通，则开通电源输出，负载灯亮。
Claims (10)
1.一种PWM直流电源控制电路，其特征在于：该PWM直流电源控制电路的输入连接直流电，其输出连接到LED驱动电路的电源输入端；
PWM直流电源控制电路由半导体开关器件及其控制电路组成，该半导体开关器件控制电路与该半导体开关器件连接，半导体开关器件串联在LED驱动电路的回路中；
输入PWM直流电源控制电路的PWM信号通过半导体开关器件的控制电路控制半导体开关器件的开和关，使LED驱动电路按照PWM信号驱动LED灯。
2.根据权利要求1所述的PWM直流电源控制电路，其特征在于：所述半导体开关器件为MOS开关管、三极管或可控硅开关中至少一种开关管；或者
所述PWM直流电源控制电路设有复用的四个管脚，即第一管脚、第二管脚、第三管脚和第四管脚；其中，第一管脚为PWM控制器的电源输入，第二管脚为复用的PWM信号输入，第三管脚为第一接地，第四管脚为第二接地；或者
所述串联稳压电路两端并联有滤波电容，或者所述稳压电路两端并联有滤波电容；或者
在光耦的输入端串联有限流电阻。
3.根据权利要求1所述的PWM直流电源控制电路，其特征在于：所述半导体开关器件包括控制极，半导体开关器件的控制电路包括半导体开关器件的控制极稳压电路和触发信号控制电路；
触发信号控制电路连接控制极稳压电路，控制极稳压电路再与所述控制极连接；
PWM信号传送给触发信号控制电路，由触发信号控制电路控制所述控制极稳压电路对控制极输出的电平。
4.根据权利要求3所述的PWM直流电源控制电路，其特征在于：所述触发信号控制电路上包括连接外部PWM信号的第二端口。
5.根据权利要求3所述的PWM直流电源控制电路，其特征在于：所述PWM直流电源控制电路还包括PWM控制器，所述触发信号控制器电路上包括与PWM控制器连接的第一端口，PWM控制器通过第一端口与触发信号控制器电路连接。
6.根据权利要求5所述的PWM直流电源控制电路，其特征在于：所述第一端口并联有稳压电路。
7.根据权利要求4所述的PWM直流电源控制电路，其特征在于：所述触发信号控制电路包括第二光耦(U2)，第二光耦(U2)的输入端连接所述第二端口，其输出端与所述控制极稳压电路连接，并连接到所述控制极；
第二光耦(U2)的输入端回路中串联有使PWM信号单向导通的第三二极管(D3)。
8.根据权利要求5所述的PWM直流电源控制电路，其特征在于：所述触发信号控制电路包括第一光耦(U1)，第一光耦(U1)的输入端连接所述第一端口，其输出端与所述控制极稳压电路连接，并连接到所述控制极。
9.根据权利要求6、7或8所述的PWM直流电源控制电路，其特征在于：所述控制极稳压电路包括第一二极管(D1)以及分压电阻；
第一二极管(D1)的正极连接到直流电的正极，其负极与所述控制极串接，在第一二极管(D1)与控制极之间串联有分压电阻。
10.根据权利要求6所述的PWM直流电源控制电路，其特征在于：所述控制极稳压电路包括第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一稳压管(Z1)、分压的第一电阻(R1)和限流的第二电阻(R2)，以及与所述第一端口并联的稳压电路包括第二稳压管(Z2)；
第一二极管(D1)的正极连接到直流电的正极，其负极连接分压的第一电阻(R1)，分压的第一电阻(R1)串联限流的第二电阻(R2)，限流的第二电阻(R2)连接到所述控制极；
第一稳压管(Z1)、第二二极管(D2)和第二稳压管(Z2)依次串联，组成串联稳压电路，该串联稳压电路与限流的第二电阻(R2)并接，与分压的第一电阻(R1)串接；其中，第一稳压管(Z1)与分压的第一电阻(R1)连接，第二二极管(D2)的正极与第一稳压管(Z1)的正极连接，第二稳压管(Z2)的负极与第二二极管(D2)的负极连接，第二稳压管(Z2)的正极接地；
该串联稳压电路与控制极所在电路支路并联，使控制极具有稳定的电平。
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