CN203761654U - 一种数字式自适应型调光电源 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种数字式自适应型调光电源，包括整流电路、电源匹配电路、调光信号采集电路、逻辑控制芯片、能量输出控制芯片和存储记忆芯片。本实用新型的整个调光控制过程采用全数字控制，抗干扰性强，可靠性高；具有自适应功能，适用所有通用的调光器，节省了用户的使用成本，加快了LED调光灯具的普及和应用。

Description

一种数字式自适应型调光电源
[技术领域]
本实用新型涉及LED驱动控制领域，尤其涉及一种数字式外部连续调光LED驱动电路。
[背景技术]
LED照明具有节能、高效、环保、寿命长、体积小等特点，已逐渐取代传统照明，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。由于LED自身的电器特性，人们使用中无法自由设定它的亮度，给使用带来很多不便。
现有的可以通过外部调光的LED驱动电路，大都采用外部的可控硅组成的斩波电路结合相应的驱动电源来实现改变LED灯亮度的目的，这种调光方式，存在调光效果不好，调光器不匹配等问题。
[实用新型内容]
本实用新型提供了一种数字式自适应型调光电源，其可以自适应调光器，不存在与调光器的匹配问题，调光效果好，使用简单，抗干扰性强，可靠性高。
本实用新型的技术方案是：
一种数字式自适应型调光电源，包括依顺序连接在外部的调光器和LED负载之间的整流电路和电源匹配电路、连接在所述整流电路和所述电源匹配电路之间的调光信号采集电路，以及逻辑控制芯片、能量输出控制芯片和存储记忆芯片，所述调光信号采集电路对输入到所述电源匹电路的电源信号取样检测并将检测信号传输给所述逻辑控制芯片，所述逻辑控制芯片根据接收到的所述检测信号输出相应的PWM信号给所述能量输出控制芯片，使所述能量输出控制芯片控制所述电源匹配电路输出相应的电压或电流给所述LED负载；所述存储记忆芯片和所述逻辑控制芯片连接，所述逻辑控制芯片记录所述调光器在不同亮度状态下的匹配值并存储于所述存储记忆芯片中。
本实用新型通过调光信号采集电路检测调光器输出的信号的有无和大小，并将检测信号输出到逻辑控制芯片，逻辑控制芯片从而可以根据不同的检测信号，进行学习调光器的输出调光范围，并根据检测信号的范围自行匹配输出相应的PWM信号的范围，选择输出相应的PWM控制LED负载的电流大小，以实现LED负载的调光；整个调光控制过程采用全数字控制，抗干扰性强，可靠性高；具有自适应功能，可以更好的配合调光器使用。节省了用户的使用成本，加快了LED调光灯具的普及和应用。
[附图说明]
图1是本实用新型的一种数字式自适应型调光电源在一实施例中的电路原理框图；
图2是本实用新型的一种数字式自适应型调光电源在一具体实施例中的电路图。
[具体实施方式]
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做一详细的阐述。
本实用新型的一种数字式自适应型调光电源，如图1，包括整流电路、电源匹配电路、调光信号采集电路、逻辑控制芯片、能量输出控制芯片和存储记忆芯片；其中，整流电路的输入端外接调光器，整流电路的输出端接电源匹配电路的输入端，电源匹配电路的输出端接外部的LED负载，该电源匹配电路用于输出相匹配的电流给LED负载；调光信号采集电路连接在整流电路和电源匹配电路之间，即连接在电源匹配电路的电源输入端，对输入到电源匹电路的电源信号取样检测，然后将检测信号传输到逻辑控制芯片；逻辑控制芯片根据接收到的检测信号输出相应的PWM信号给能量输出控制芯片，能量输出控制芯片根据接收到的PWM信号控制电源匹配电路输出相应的电压或电流给LED负载；存储记忆芯片和逻辑控制芯片连接，逻辑控制控制芯片记录调光器在不同亮度状态下的匹配值并存储于所述存储记忆芯片中。
具体调光过程可以如下：
自适应学习过程：
在第一次使用本实用新型的一种数字式自适应型调光电源的时候，需要进行适应学习，以达到与新调光器的匹配的目的，过程如下：
1.接通电源开关，将调光器调到最大亮度值。
2.在设定时间（2秒）内连续关复数次（2次），即将调光器调到关闭然后再调到最大；调光信号采集电路将检测信号输出到逻辑控制芯片，逻辑控制芯片收到检测信号后，会输出PWM信号给将能量输出控制芯片，通过电源匹配电路将LED负载亮度调到最大，然后闪动一次告诉用户已经采集到调光器的最大值；同时逻辑控制芯片记录调光器的最大值并存储到存储记忆芯片。
3.将调光器调到最小亮度值（不要关闭电源），停留设定时间（3秒）后，调光信号采集电路将检测信号输出到逻辑控制芯片，逻辑控制芯片收到检测信号后，会输出PWM信号给能量输出控制芯片，通过电源匹配电路将LED负载亮度调到最小，然后闪动一次告诉用户已经采集到调光器的最小值；同时逻辑控制芯片记录调光器的最小值并存储到存储记忆芯片。
通过以上步骤，新的调光器适应学习成功。
调光过程：
将调光器调到所需的亮度，调光信号采集电路将检测信号输出到逻辑控制芯片，逻辑控制芯片收到检测信号后，确定调光器所需的调光亮度，输出PWM信号给能量输出控制芯片，通过电源匹配电路将LED负载亮度调到所需值。
再次上电后将调光器调到所需的亮度，逻辑控制芯片首先读取存储在存储记忆芯片里的调光器的匹配值，所述的匹配值可以理解为检测信号的强度和所对应的PWM信号占空比，然后读取调光信号采集电路检测到的检测信号，确定调光器所需的调光亮度，输出PWM信号给能量输出控制芯片，通过电源匹配电路将LED负载亮度调到所需值。
如图2，在一具体实施例中，所述调光信号采集电路包括第一取样单元（第一电阻R1、第二电阻R2）和光耦器件U4，第七电阻R7，第八电阻R8，第九电阻R9，第二电容C2和第三电容C3。第一电阻R1的一端接整流电路的正极输出端2，第一电阻R1的另一端通过第二电阻R2接整流电路的负极输出端1，第一电阻R1和第二电阻R2的连接点（即取样点）与光耦器件U4的1端连接，光耦器件U4的2端的与整流电路的负极输出端1连接，光耦器件U4的4端接电位VDD，光耦器件U4的3端通过第七电阻R7接地，第七电阻R7上并联第二电容C2，光耦器件U4的3端连接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端通过第九电阻R9连接到地，第九电阻上并联第三电容C3，第八电阻R8和第九电阻R9的连接点为调光信号采集电路的信号一个输出端，连接到逻辑控制芯片U2的第七脚。
所述调光信号采集电路还包括第二取样单元（第三个电阻R3，第四个电阻R4），NPN型三极管Q1，第一电容C1；第三电阻R3的一端接整流电路的正极输出端2，第三电阻R3的另一端通过第四电阻R4接整流电路的负极输出端1，第三电阻R3和第四电阻R4的连接点（即取样点）与NPN型三极管Q1的基极连接，NPN型三极管Q1的发射极接地，NPN型三极管Q1的集电极作为调光信号采集电路的检测信号输出端连接至逻辑控制芯片U2的第四脚，另外，在集电极和逻辑控制芯片U2之间的连接点上还连接有一接地的第一电容C1。需要说明的是，以上所列举的三极管型号并不用于限制本实用新型。
其中，整流电路BD1由四个二极管组成，整流电路的正极输入端4连接调光器输出端，整流电路的负极输入端3连接调光器输出端，调光输入端连接电源的火线L连接，调光另一输入端与交流电源的零线N连接。
具体实施时，所述逻辑控制芯片U2型号可以为MK7A23P，所述能量输出控制芯片U1型号可以为PT4209；逻辑控制芯片U2的第一脚接地、第八脚接高电位VDD，第二脚和第三脚与存储记忆芯片连接，第五脚与能量输出控制芯片的第七脚DIM连接，第六脚悬空。能量输出控制芯片U1的第六脚GND接地，能量输出控制芯片的第一脚至第五脚（VINS、DET、VCC、DRV）及第八脚COMP分别与电源匹配电路连接。
所述存储记忆芯片U3型号可以为HT24C02，是可读写EEPROM，可以掉电保存数据；存储记忆芯片的第一脚至第四脚（A0、A1、A2、VSS）及第七脚WP接地，第八脚VCC接高电位VDD，第五脚SDA和第六脚SCL分别与逻辑控制芯片的第三脚和第二脚连接。
其中，逻辑控制芯片和存储记忆芯片也可以采用一个IC来实现；当然也可以将逻辑控制芯片、存储记忆芯片和能量输出控制芯片采用同一个IC来实现。但其实现原理与本实用新型一致，达到同样的全数字调光效果。
以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种数字式自适应型调光电源，其特征在于，包括依顺序连接在外部的调光器和LED负载之间的整流电路和电源匹配电路、连接在所述整流电路和所述电源匹配电路之间的调光信号采集电路，以及逻辑控制芯片、能量输出控制芯片和存储记忆芯片，所述调光信号采集电路对输入到所述电源匹配电路的电源信号取样检测并将检测信号传输给所述逻辑控制芯片，所述逻辑控制芯片根据接收到的所述检测信号输出相应的PWM信号给所述能量输出控制芯片，使所述能量输出控制芯片控制所述电源匹配电路输出相应的电压或电流给所述LED负载；所述存储记忆芯片和所述逻辑控制芯片连接，所述逻辑控制芯片记录所述调光器在不同亮度状态下的匹配值并存储于所述存储记忆芯片中。
2.根据权利要求1所述的调光电源，其特征在于：所述调光信号采集电路包括光耦器件和第一取样单元；所述光耦器件的输入端连接在所述第一取样单元的取样点和地之间，所述光耦器件的输出端连接在一高电位和所述逻辑控制芯片之间。
3.根据权利要求2所述的调光电源，其特征在于：所述调光信号采集电路还包括三极管和第二取样单元；所述三极管的第一端连接所述第二取样单元的取样点，所述三极管的第二端连接在所述逻辑控制芯片上，所述三极管的第三端接地。
4.根据权利要求1或2所述的调光电源，其特征在于：所述逻辑控制芯片型号为MK7A23P，所述能量输出控制芯片型号为PT4209；逻辑控制芯片的第一脚接地、第八脚接高电位，第六脚悬空，第四脚和第七脚接所述调光控信号采集电路的输出端，第二脚和第三脚与存储记忆芯片连接，第五脚与能量输出控制芯片的第七脚连接，能量输出控制芯片的第六脚接地，能量输出控制芯片的第一脚至第五脚及第八脚分别与电源匹配电路连接。
5.根据权利要求4所述的调光电源，其特征在于：所述存储记忆芯片型号为HT24C02，存储记忆芯片的第一脚至第四脚及第七脚接地，第八脚接高电位，第五脚和第六脚分别与逻辑控制芯片的第三脚和第二脚连接。
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