CN205883637U - 一种led调光电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种LED调光电路，在恒压输出的隔离DC/DC变换电路和LED灯串之间串联第一开关管，实现对多个并联的LED灯串的驱动和调光控制，避免了现有技术布线复杂的问题；调光控制电路根据接收的调光信号，输出PWM信号至第一开关管，控制第一开关管的占空比；且调光控制电路还根据调灭信号，断开第一开关管，控制负载光通量为零，实现了调灭功能，同时输出终止信号，控制PFC电路停止工作，降低了电路实现调灭功能时的功耗。

Description

一种LED调光电路

技术领域

本实用新型涉及LED驱动技术领域，尤其涉及一种LED调光电路。

背景技术

LED照明具有节能、高光效等突出优点，因而被广泛应用于各种照明场所。在LED照明的使用过程中，面对调节LED负载亮度的不同要求，现有技术通常为LED光源的驱动器配备一个外部调光器以实现对于LED光源的调光功能。

如图1所示，LED驱动器12上设置输入线11和输出线13，其中LED驱动器12通过输入线11连接电源，通过输出线13连接至LED光源，为LED光源输出驱动电流。另外，LED驱动器12上还设置有连接来自外部调光器的调光信号线14，用户通过外部调光器可以调节输入到LED驱动器12中的调光信号，使得LED驱动器12根据调光信号对输出至LED光源的驱动电流进行调节，进而实现其调光功能。

但上述调光方式中，LED驱动器12通常为稳流输出，连接LED灯珠过多时，LED驱动器12的输出电压将过高；且稳流输出导致其与LED光源的连接方式受限，当LED光源包括多个LED灯串时，不能按需并联LED灯串，只能通过多个LED驱动器12实现对于各个LED灯串的分别驱动，同时需要为每个独立LED驱动器12引入调光信号线14，施工布线麻烦。另外，上述调光方式也难以将其输出电流调到极低或为零，使用户观察到的LED灯为“灭”的状态，即很难实现调灭功能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种LED调光电路，以解决现有技术中无法实现LED灯串并联且布线复杂，同时无法实现调灭功能的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供的技术方案如下：

一种LED调光电路，包括：整流桥、功率因素校正PFC电路、第一开关管、调光控制电路和恒压输出的隔离DC/DC变换电路；其中：

所述整流桥的交流输入端与电源相连；

所述整流桥的直流输出端与所述PFC电路的输入端相连；

所述PFC电路的输出端与所述隔离DC/DC变换电路的输入端相连；

所述第一开关管串联在所述隔离DC/DC变换电路的输出端和负载之间；

所述调光控制电路的输入端接收调光信号或者调灭信号，所述调光控制电路的第一输出端输出PWM信号、与所述第一开关管的控制端相连，所述调光控制电路的第二输出端输出终止信号、与所述PFC电路的控制端相连；所述PWM信号为根据所述调光信号调整所述第一开关管占空比、并根据所述调灭信号控制所述第一开关管断开的信号；所述终止信号为根据所述调灭信号控制所述PFC电路停止工作的信号。

优选的，所述PFC电路包括：PFC主电路和PFC控制电路；

所述PFC主电路的输入端连接到所述PFC电路的输入端；

所述PFC主电路的输出端连接到所述PFC电路的输出端；

所述PFC主电路的控制端连接到所述PFC控制电路的输出端；

所述终止信号输入到所述PFC控制电路，所述PFC控制电路接收到所述终止信号时终止对PFC主电路的控制。

优选的，还包括：第二开关管；

所述第二开关管的控制端与所述调光控制电路的第二输出端相连、接收所述终止信号；

所述第二开关管的第一端与所述PFC主电路的控制端相连；

所述第二开关管的第二端接地。

优选的，还包括：连接于所述PFC主电路与所述PFC控制电路之间的第三开关管；

所述第三开关管的控制端与所述调光控制电路的第二输出端相连、接收所述终止信号；

所述第三开关管的第一端与所述PFC控制电路的输出端相连；

所述第三开关管的第二端与所述PFC主电路的控制端相连。

优选的，还包括：第四开关管和辅助源电路；

所述第四开关管的控制端与所述调光控制电路的第二输出端相连、接收所述终止信号；

所述第四开关管的第一端与所述PFC控制电路的供电端相连；

所述第四开关管的第二端与所述辅助源电路的输出端相连。

优选的，所述辅助源电路的输出端与所述隔离DC/DC变换电路的控制电路的供电端及所述调光控制电路的供电端相连。

优选的，所述隔离DC/DC变换电路的隔离变压器还包括辅助绕组；所述辅助绕组的两端与所述辅助源电路的输入端相连。

优选的，所述PFC主电路包括：第一电感、第一二极管和第五开关管；其中：

所述第一电感的一端与所述整流桥的直流输出端正极相连；

所述第一电感的另一端与所述第五开关管的第一端和所述第一二极管的阳极相连；

所述第五开关管的第二端和所述整流桥的直流输出端负极相连；

所述第五开关管的控制端为所述PFC主电路的控制端；

所述第一二极管的阴极为所述PFC主电路的输出端正极；

所述第五开关管的第二端为所述PFC主电路的输出端负极。

优选的，所述隔离DC/DC变换电路包括：反激主电路和反激控制电路；其中：

所述反激控制电路的供电端为所述隔离DC/DC变换电路的控制电路的供电端；

所述反激控制电路的输出端与所述反激主电路的控制端相连；

所述反激主电路的输入端为所述隔离DC/DC变换电路的输入端；

所述反激主电路的输出端为所述隔离DC/DC变换电路的输出端。

优选的，所述反激主电路包括：隔离变压器、第二二极管和第六开关管；其中：

所述隔离变压器的原边绕组的同名端与所述PFC电路的输出端正极相连；

所述隔离变压器的原边绕组的异名端通过所述第六开关管与所述PFC电路的输出端负极相连；

所述第六开关管的控制端为所述反激主电路的控制端；

所述隔离变压器的副边绕组的异名端与所述第二二极管的阳极相连；

所述第二二极管的阴极为所述隔离DC/DC变换电路的输出端正极；

所述隔离变压器的副边绕组的同名端为所述隔离DC/DC变换电路的输出端负极。

本申请提供一种LED调光电路，在恒压输出的隔离DC/DC变换电路和LED灯串之间串联第一开关管，实现对于多个并联LED灯串的驱动和调光控制，避免了现有技术布线复杂的问题；调光控制电路根据接收的调光信号，输出PWM信号至第一开关管，控制所述第一开关管的占空比；且所述调光控制电路还将根据调灭信号，输出占空比为零的PWM信号至所述第一开关管，控制负载光通量为零，实现了调灭功能；并输出终止信号，控制PFC电路停止工作，降低了电路实现调灭功能时的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种LED调光电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种LED调光电路的结构示意图；

图3为本申请另一实施例提供的另外一种LED调光电路的结构示意图；

图4为本申请另一实施例提供的另外一种LED调光电路的结构示意图；

图5为本申请另一实施例提供的另外一种LED调光电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种LED调光电路，以解决现有技术中恒流驱动器无法实现LED灯串按需并联、难以实现调灭功能且布线复杂的问题，并且本实用新型还能在实现调灭功能时，实现电路的低功耗特性。

具体的，LED调光电路，如图2所示，包括：整流桥101、PFC(PowerFactorCorrection，功率因数校正)电路102(功率因素校正PFC电路，简称为PFC电路)、第一开关管K1、调光控制电路104和恒压输出的隔离DC/DC变换电路103；其中：

整流桥101的交流输入端与电源相连；

整流桥101的直流输出端与PFC电路102的输入端相连；

PFC电路102的输出端与和隔离DC/DC变换电路103的输入端相连；

第一开关管K1串联在隔离DC/DC变换电路103的输出端和负载之间；

调光控制电路104的输入端接收调光信号或者调灭信号，调光控制电路104的第一输出端输出PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号、与第一开关管K1的控制端相连，调光控制电路104的第二输出端输出终止信号Vcoff、与PFC电路102的控制端相连。

具体的工作原理为：

整流桥101将所述电源输出的交流电转换为直流电后输出至PFC电路102；

PFC电路102通过控制其输入电流跟随着整流桥101后的电压的变化而变化，使输入电流的相位与输入电压的相位一致，从而进行功率因数校正，以提高电路的PF值。

隔离DC/DC变换电路103为恒压输出，使其可以连接一个或多个并联的LED灯串，当LED光源包括多个LED灯串时，仅通过一个所述LED调光电路即可实现对于多个并联的LED灯串的驱动和调光控制。只要所有的LED灯串的电流之和小于所述LED调光电路的最大输出电流即可，特别适用于每个LED灯串的电流小，而且并联数量多的场合。

调光控制电路104输出的所述PWM信号为根据所述调光信号调整第一开关管K1占空比、根据所述调灭信号控制第一开关管K1断开的信号；所述调光信号不同，则所述PWM信号的占空比也随之改变；所述PWM信号用于控制第一开关管K1，通过调整其占空比，实现调光功能；第一开关管K1的占空比越大，LED负载获得的功率越大，光通量越大；反之，占空比越小，LED负载获得的功率越小，光通量越小。

调光控制电路104输出的终止信号Vcoff为根据所述调灭信号控制PFC电路102停止工作的信号。调光控制电路104接收到所述调灭信号时，输出的所述PWM信号的占空比为零，第一开关管K1断开；也即，所述调灭信号为使整个LED负载的光通量为零、LED负载不工作的信号。同时，调光控制电路104输出另一个控制信号(终止信号Vcoff)，控制PFC电路102停止功率因数校正功能，以此降低调灭状态下的功耗。

本实施例所述的LED调光电路，通过隔离DC/DC变换电路103的恒压输出，可以实现多个LED负载的并联，特别适用于每串LED负载需求电流较小时，采用并联的方式，按需并联LED负载，提高了驱动电路的兼容性，避免了现有技术布线复杂的问题。同时，通过调光控制电路104根据接收的调光信号，输出所述PWM信号至第一开关管K1；当所述PWM信号的占空比为零时，与第一开关管K1相连的负载的光通量为零，以PWM控制来实现调光功能，很容易实现调灭功能。具体实现调灭功能时，由调光控制电路104根据接收到的所述调灭信号，输出占空比为零的PWM信号至第一开关管K1，控制第一开关管K1断开，进而使得负载(包括多个LED灯串的LED光源)的光通量为零，得以实现调灭功能；并输出终止信号Vcoff，控制PFC电路停止功率因数校正，降低了电路实现调灭功能时的功耗。

本实用新型另一具体的实施例中，在图2的基础之上，如图3或图4所示，PFC电路102包括：PFC主电路201和PFC控制电路202；

PFC主电路201的输入端连接到PFC电路102的输入端；

PFC主电路201的输出端连接到PFC电路102的输出端；

PFC主电路201的控制端连接到PFC控制电路202的输出端；

终止信号Vcoff输入到PFC控制电路201，PFC控制电路202接收到终止信号Vcoff时，控制PFC主电路201停止工作。

优选的，如图3所示，所述LED调光电路还包括：第二开关管K2；

第二开关管K2的控制端与调光控制电路104的第二输出端相连、接收终止信号Vcoff；

第二开关管K2的第一端和PFC主电路201的控制端相连；

第二开关管K2的第二端接地。

当调光控制电路104接收到所述调灭信号时，输出终止信号Vcoff，控制第二开关管K2闭合，PFC控制电路201输出的控制信号Vc始终被置于低电平，PFC控制电路202停止对PFC主电路201进行控制，PFC主电路201失去功率因数校正功能，只将整流桥101后的电压传递给后级隔离DC/DC变换电路103。

或者，如图4所示，所述LED调光电路还包括：连接于PFC主电路201与PFC控制电路202之间的第三开关管K3；

第三开关管K3的控制端与调光控制电路104的第二输出端相连、接收终止信号Vcoff；

第三开关管K3的第一端与PFC控制电路202的输出端相连；

第三开关管K3的第二端与PFC主电路201的控制端相连。

当调光控制电路104接收到所述调灭信号时，输出终止信号Vcoff，控制第三开关管K3断开，PFC主电路201的控制端断开与PFC控制电路202的输出端的连接，PFC控制电路202停止对PFC主电路201进行控制，PFC主电路201失去功率因数校正功能，只将整流桥101后的电压传递给后级隔离DC/DC变换电路103。

本实用新型另一具体的实施例中，在图2的基础之上，如图5所示，PFC电路102包括：PFC主电路201和PFC控制电路202；

PFC主电路201的输入端为PFC电路102的输入端；

PFC主电路201的输出端为PFC电路102的输出端；

PFC主电路201的控制端与PFC控制电路202的输出端相连；

所述终止信号Vcoff输入到所述PFC控制电路，PFC控制电路接收到所述终止信号时，切断供电电源，因此失去了对PFC主电路的控制。

优选的，如图5所示，所述LED调光电路还包括：第四开关管K4和辅助源电路；

第四开关管K4的控制端与调光控制电路104的第二输出端相连、接收终止信号Vcoff；

第四开关管K4的第一端与PFC控制电路202的供电端相连；

第四开关管K4的第二端与所述辅助源电路的输出端相连；

在所述辅助源电路和PFC控制电路202的供电通路中，通过控制第四开关管K4接通或关断所述辅助源电路和PFC控制电路202之间的连接，来实现接通或切断PFC控制电路202的供电电源。PFC控制电路202失去供电电源后，无法对PFC主电路201进行控制，PFC主电路201失去功率因数校正功能，只将整流桥101后的电压传递给后级隔离DC/DC变换电路103。

优选的，所述辅助源电路的输出端与隔离DC/DC变换电路103的控制电路的供电端及调光控制电路104的供电端相连，为隔离DC/DC变换电路103的控制电路和调光控制电路104提供电源。

优选的，隔离DC/DC变换电路103的隔离变压器还包括辅助绕组；

所述辅助绕组的两端与所述辅助源电路的输入端相连，为辅助源电路提供电源。

图3至图5所示的LED调光电路，在实现调灭功能时，PFC控制电路202停止工作，上述两个实施例所述的两种方式都能降低调灭状态下的功耗，此处不做具体限定，可视其具体用于环境而定。

本实用新型另一具体的实施例中，在图2的基础之上，如图3至图5任一所示，PFC主电路201包括：第一电感L1、第一二极管D1和第五开关管K5；其中：

第一电感L1的一端与整流桥101的直流输出端正极相连；

第一电感L1的另一端与第五开关管K5的第一端和第一二极管D1的阳极相连；

第五开关管K5的第二端和整流桥101的直流输出端负极相连；

第五开关管K5的控制端为PFC主电路201的控制端；

第一二极管D1的阴极为PFC主电路201的输出端正极；

第五开关管K5的第二端为PFC主电路201的输出端负极。

因为反激电路具有宽范围输入电压的特性，不仅在前级PFC电路正常工作、输出高母线电压时，能正常工作；在前级PFC电路停止工作、整流桥后的电压直接输入的情况下，也能正常工作。

所以，优选的，如图5所示，所述隔离DC/DC变换电路包括：反激主电路301和反激控制电路302；其中：

反激控制电路302的供电端为隔离DC/DC变换电路103的控制电路的供电端；

反激控制电路302的输出端与反激主电路201的控制端相连；

反激主电路301的输入端为隔离DC/DC变换电路103的输入端；

反激主电路301的输出端为隔离DC/DC变换电路103的输出端。

优选的，如图5所示，反激主电路301包括：隔离变压器、第二二极管D2和第六开关管K6；其中：

所述隔离变压器的原边绕组的同名端与PFC电路102的输出端正极相连；

所述隔离变压器的原边绕组的异名端通过第六开关管K6与PFC电路102的输出端负极相连；

第六开关管K6的控制端为反激主电路201的控制端；

所述隔离变压器的副边绕组的异名端与第二二极管D2的阳极相连；

第二二极管D2的阴极为隔离DC/DC变换电路103的输出端正极；

所述隔离变压器的副边绕组的同名端为隔离DC/DC变换电路103的输出端负极。

优选的，辅助源电路的供电从反激主电路301的所述隔离变压器的一个辅助绕组取得。

如图5所示，PFC主电路201为boost电路；PFC控制电路202、调光控制电路104和反激控制电路302的供电电源，通过所述辅助源电路从反激主电路302中的所述隔离变压器的辅助绕组取得。为了关闭该boost电路，切断辅助源电路给PFC控制电路202的供电通路，可以关断第四开关管K4。第四开关管K4断开后，PFC控制电路202失去供电电源，无法给PFC主电路201中的第五开关管K5提供导通电压，第五开关管K5常断。该Boost电路无法实现功率因数校正功能，只能将整流桥101后的电压经过第一电感L1和第一二极管D1直接传递给反激主电路301。

此时，第四开关管K4切断的只是所述辅助源电路和PFC控制电路202之间的通路，但是反激控制电路302和调光控制电路104还是继续工作的，相当于整个LED调光电路处于待机状态，一旦调光控制电路104接收到的信号由所述调灭信号转变为所述调光信号后，第四开关管K4接通，所有电路都开始工作，所述PWM信号根据所述调光信号调节第一开关管K1的占空比，LED负载工作在与所述占空比对应的亮度状态。

当然，在具体的实际应用中，PFC电路102和隔离DC/DC变换电路103的具体实现形式并不一定限定于图3至图5所示，也可以根据具体的实际情况进行选择，能实现各自功能的电路实现形式均在本申请的保护范围内。

另外，如图3至图5所示，还可以在PFC电路102的输出端以及隔离DC/DC变换电路103的输出端均连接一个滤波电容，对电压进行滤波后再输出至后级电路，降低输入至负载的电压纹波。

本实用新型中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种LED调光电路，其特征在于，包括：整流桥、功率因素校正PFC电路、第一开关管、调光控制电路和恒压输出的隔离DC/DC变换电路；其中：

所述整流桥的交流输入端与电源相连；

所述整流桥的直流输出端与所述PFC电路的输入端相连；

所述PFC电路的输出端与所述隔离DC/DC变换电路的输入端相连；

所述第一开关管串联在所述隔离DC/DC变换电路的输出端和负载之间；

所述调光控制电路的输入端接收调光信号或者调灭信号，所述调光控制电路的第一输出端输出脉冲宽度调制PWM信号、与所述第一开关管的控制端相连，所述调光控制电路的第二输出端输出终止信号、与所述PFC电路的控制端相连；所述PWM信号为根据所述调光信号调整所述第一开关管占空比、并根据所述调灭信号控制所述第一开关管断开的信号；所述终止信号为根据所述调灭信号控制所述PFC电路停止工作的信号。

2.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述PFC电路包括：PFC主电路和PFC控制电路；

所述PFC主电路的输入端连接到所述PFC电路的输入端；

所述PFC主电路的输出端连接到所述PFC电路的输出端；

所述PFC主电路的控制端连接到所述PFC控制电路的输出端；

所述终止信号输入到所述PFC控制电路，所述PFC控制电路接收到所述终止信号时终止对PFC主电路的控制。

3.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，还包括：第二开关管；

所述第二开关管的控制端与所述调光控制电路的第二输出端相连、接收所述终止信号；

所述第二开关管的第一端与所述PFC主电路的控制端相连；

所述第二开关管的第二端接地。

4.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，还包括：连接于所述PFC主电路与所述PFC控制电路之间的第三开关管；

所述第三开关管的控制端与所述调光控制电路的第二输出端相连、接收所述终止信号；

所述第三开关管的第一端与所述PFC控制电路的输出端相连；

所述第三开关管的第二端与所述PFC主电路的控制端相连。

5.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，还包括：第四开关管和辅助源电路；

所述第四开关管的控制端与所述调光控制电路的第二输出端相连、接收所述终止信号；

所述第四开关管的第一端与所述PFC控制电路的供电端相连；

所述第四开关管的第二端与所述辅助源电路的输出端相连。

6.根据权利要求5所述的LED调光电路，其特征在于，所述辅助源电路的输出端与所述隔离DC/DC变换电路的控制电路的供电端及所述调光控制电路的供电端相连。

7.根据权利要求5或6所述的LED调光电路，其特征在于，所述隔离DC/DC变换电路的隔离变压器还包括辅助绕组；

所述辅助绕组的两端与所述辅助源电路的输入端相连。

8.根据权利要求2至6任一所述的LED调光电路，其特征在于，所述PFC主电路包括：第一电感、第一二极管和第五开关管；其中：

所述第一电感的一端与所述整流桥的直流输出端正极相连；

所述第一电感的另一端与所述第五开关管的第一端和所述第一二极管的阳极相连；

所述第五开关管的第二端和所述整流桥的直流输出端负极相连；

所述第五开关管的控制端为所述PFC主电路的控制端；

所述第一二极管的阴极为所述PFC主电路的输出端正极；

所述第五开关管的第二端为所述PFC主电路的输出端负极。

9.根据权利要求1至6任一所述的LED调光电路，其特征在于，所述隔离DC/DC变换电路包括：反激主电路和反激控制电路；其中：

所述反激控制电路的供电端为所述隔离DC/DC变换电路的控制电路的供电端；

所述反激控制电路的输出端与所述反激主电路的控制端相连；

所述反激主电路的输入端为所述隔离DC/DC变换电路的输入端；

所述反激主电路的输出端为所述隔离DC/DC变换电路的输出端。

10.根据权利要求9所述的LED调光电路，其特征在于，所述反激主电路包括：隔离变压器、第二二极管和第六开关管；其中：

所述隔离变压器的原边绕组的同名端与所述PFC电路的输出端正极相连；

所述隔离变压器的原边绕组的异名端通过所述第六开关管与所述PFC电路的输出端负极相连；

所述第六开关管的控制端为所述反激主电路的控制端；

所述隔离变压器的副边绕组的异名端与所述第二二极管的阳极相连；

所述第二二极管的阴极为所述隔离DC/DC变换电路的输出端正极；

所述隔离变压器的副边绕组的同名端为所述隔离DC/DC变换电路的输出端负极。