CN214315695U

CN214315695U - 一种led调光电路及led灯具

Info

Publication number: CN214315695U
Application number: CN202120116557.7U
Authority: CN
Inventors: 邓迅升; 吴浩明; 王前前
Original assignee: Shenzhen Sendis Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Sendis Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2021-09-28
Anticipated expiration: 2031-01-15

Abstract

本实用新型公开了一种LED调光电路及LED灯具，LED调光电路与LED灯串连接，包括依次连接的比较模块、滤波模块和恒流模块；比较模块用于接收第一调光信号，并将第一调光信号的电压值与预设参考电压进行比较后输出与调光信号的占空比相关且与调光信号的幅度无关的比较信号至滤波模块；滤波模块用于将比较信号进行滤波后输出第二调光信号至恒流模块；恒流模块用于根据第二调光信号调节流经LED灯串的电流；本实用新型通过设置比较模块结合滤波模块实现PWM调光信号的转换，并确保了转换后得到DIM调光信号与PWM调光信号的占空比相关、幅度无关的DIM调光信号，进而有效避免了PWM调光信号的幅度对DIM调光信号的影响。

Description

一种LED调光电路及LED灯具

技术领域

本实用新型涉及LED技术领域，特别涉及一种LED调光电路及LED灯具。

背景技术

LED灯的调光方式主要有两种，一种是PWM调光方式，PWM调光方式具体为通过控制PWM调光信号的高电平及低电平的时间宽度来控制LED灯串的电流开、关来实现调光；另一种是DIM调光方式，DIM调光方式具体为通过控制流过LED灯串的电流大小来实现调光，LED灯串电流只与DIM调光信号的幅度相关，无电流畸变的问题。现有LED灯的调光器普遍采用PWM调光方式，而PWM调光方式通过开、关LED灯串电流的方式引起线网电流畸变，干扰到电网，有传导超标及辐射等问题，并且PWM调光方式不停开关LED灯串电流，使得LED灯有与PWM同频的频闪，对人眼造成损伤。

在使用DIM调光方式时，为了兼容PWM调光器，将PWM调光信号用RC滤波电路滤波后，得到DIM调光信号，再将DIM调光信号去控制LED灯串的电流，解决了PWM调光方式电流畸变的问题。在将PWM调光信号转为DIM调光信号时，除PWM调光信号的高、低电平时间影响到DIM调光信号的幅度外，PWM调光信号的幅度也影响到DIM调光信号幅度，造成DIM调光信号不但随PWM调光信号的占空比信号变化，也在随PWM调光信号的幅度变化，DIM调光信号不能真实反映PWM调光信号，如图1所示。

因PWM调光信号的幅度影响到DIM调光信号，进而影响到LED灯功率，所以要求各个调光器的供电电源偏差非常小，使得各个调光器间输出的PWM调光信号幅度差异小，这要求调光器供电电源采用高精度的供电电路，限制了调光器供电电源的选用，也增加了调光器电源成本。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种LED调光电路及LED灯具,能够有效解决在将PWM调光信号转换成DIM调光信号后，DIM调光信号不能够真实反映PWM调光信号，而导致功率偏差以及成本增加的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种LED调光电路，与LED灯串连接，所述LED调光电路包括依次连接的比较模块、滤波模块和恒流模块；所述比较模块用于接收第一调光信号，并将所述第一调光信号的电压值与预设参考电压进行比较后输出与所述调光信号的占空比相关且与所述调光信号的幅度无关的比较信号至所述滤波模块；所述滤波模块用于将所述比较信号进行滤波后输出第二调光信号至所述恒流模块；所述恒流模块用于根据所述第二调光信号调节流经所述LED灯串的电流。

所述的LED调光电路中，所述比较模块包括比较器和第一电压源，所述比较器的正相输入端连接第一调光信号输入端，所述比较器的反相输入端连接所述第一电压源的正极，所述第一电压源的负极连接Vin-信号端，所述比较器的输出端连接所述滤波模块，所述比较器的正极电源端连接补偿电压输入端，所述比较器的负极电源端连接Vin-信号端。

所述的LED调光电路，还包括采样补偿模块，所述采样补偿模块与所述比较模块连接；所述采样补偿模块用于对线电压进行采样后得到采样电压，并根据所述采样电压输出补偿电压至所述比较模块。

所述的LED调光电路中，所述采样补偿模块包括采样单元和补偿单元，所述采样单元与所述补偿单元连接，所述补偿单元与所述比较模块连接；所述采样单元用于对所述线电压采样后输出所述采样电压至所述补偿单元；所述补偿单元用于根据所述采样电压输出所述补偿电压至所述比较模块。

所述的LED调光电路中，所述采样单元包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的一端连接Vin+信号端，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端和所述补偿单元，所述第二电阻的另一端连接Vin-信号端。

所述的LED调光电路中，所述补偿单元包括第二电压源、第三电压源、第一运算放大器、第二运算放大器、第一MOS管、第二MOS管、第三电阻、第四电阻和第五电阻；

所述第一运算放大器的正相输入端连接所述第一电阻的一端和所述第二电阻的另一端，所述第一运算放大器的反相输入端连接所述第一MOS管的源极和所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接Vin-信号端，所述第一MOS管的漏极连接所述第四电阻的一端和所述第二运算放大器的正相输入端，所述第一运算放大器的输出端连接所述第一MOS管的栅极，所述第四电阻的另一端连接所述第二电压源的正极，所述第二电压源的负极连接Vin-信号端，所述第二运算放大器的反相输入端连接所述第五电阻的一端、所述第二MOS管的源极和所述比较模块，所述第五电阻的另一端连接Vin-信号端，所述第二MOS管的漏极连接所述第三电压源的正极，所述第三电压源的负极连接Vin-信号端，所述第二运算放大器的输出端连接所述第二MOS管的栅极。

所述的LED调光电路中，所述滤波模块包括第六电阻和电容；所述第六电阻的一端连接所述比较器的输出端，所述第六电阻的另一端和所述电容的一端均连接所述恒流模块，所述电容的另一端连接Vin-信号端。

所述的LED调光电路中，所述恒流模块包括第三运算放大器、第三MOS管和第七电阻；所述第三运算放大器的正相输入端连接所述第六电阻的另一端和所述电容的一端，所述第三运算放大器的反相输入端连接所述第七电阻的一端和所述第三MOS管的源极，所述第三MOS管的漏极连接所述LED灯串的负极，所述第三MOS管的栅极连接所述第三运算放大器的输出端,所述第七电阻的另一端连接Vin-信号端。

一种LED灯具，包括LED灯串和上述的LED调光电路。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种LED调光电路及LED灯具，LED调光电路与LED灯串连接，包括依次连接的比较模块、滤波模块和恒流模块；比较模块用于接收第一调光信号，并将第一调光信号的电压值与预设参考电压进行比较后输出与调光信号的占空比相关且与调光信号的幅度无关的比较信号至滤波模块；滤波模块用于将比较信号进行滤波后输出第二调光信号至恒流模块；恒流模块用于根据第二调光信号调节流经LED灯串的电流；本实用新型通过设置比较模块结合滤波模块实现PWM调光信号的转换，并确保了转换后得到DIM调光信号与PWM调光信号的占空比相关、幅度无关的DIM调光信号，进而有效避免了PWM调光信号的幅度对DIM调光信号的影响。

附图说明

图1为现有的LED调光电路的结构框图；

图2为本实用新型提供的LED调光电路的结构框图；

图3为本实用新型提供的LED调光电路中采样补偿模块的电路原理图；

图4为本实用新型提供的LED调光电路中比较模块的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型提供的一种LED调光电路及LED灯具,能够有效解决在将PWM调光信号转换成DIM调光信号后，DIM调光信号不能够真实反映PWM调光信号，而导致功率偏差以及成本增加的问题。

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图2，本实用新型提供的LED调光电路与LED灯串100连接，所述LED调光电路包括依次连接的比较模块200、滤波模块300和恒流模块400；其中，所述比较模块200用于接收第一调光信号，并将所述第一调光信号的电压值与预设参考电压进行比较后输出与所述第一调光信号的占空比相关且与所述第一调光信号的幅度无关的比较信号至所述滤波模块300；本实施例中所述第一调光信号为PWM调光信号，所述PWM调光信号由所述PWM调光器提供，也即所述第一调光信号的占空比和幅度指代的是PWM调光信号的占空比和幅度；所述滤波模块300用于将所述比较信号进行滤波后输出第二调光信号至所述恒流模块400；所述恒流模块400用于根据所述第二调光信号调节流经所述LED灯串100的电流，本实施例中所述第二调光信号为DIM调光信号，本实用新型通过设置所述比较模块200结合所述滤波模块300生成一个与所述PWM调光信号的占空比相关且与所述PWM调光信号的幅度无关的DIM调光信号，有效避免了PWM调光信号的幅度对DIM调光信号的影响，那么就可以避免对LED灯串100功率的影响，在选择PWM调光器的供电电源时，可以选用低成本的稳压管等供电方式，降低***成本。

进一步地，请一并参阅图3，所述比较模块200包括比较器CMP和第一电压源V1，所述比较器CMP的正相输入端连接第一调光信号输入端，所述比较器CMP的反相输入端连接所述第一电压源V1的正极，所述第一电压源V1的负极连接Vin-信号端，所述比较器CMP的输出端连接所述滤波模块300，所述比较器CMP的正极电源端连接补偿电压输入端，所述比较器CMP的负极电源端连接Vin-信号端；其中，所述第一电压源V1为所述比较器CMP提供预设参考电压(本实施例为VREF1)，所述比较器CMP在比较出所述PWM调光信号的电压值大于预设参考电压时输出高电平，在比较出所述PWM调光信号的电压值小于预设参考电压时输出低电平，相当于所述PWM调光信号经过所述比较器CMP后输出一个与所述PWM调光信号相对应的占空比信号也即比较信号，也就是说该比较信号与PWM调光信号的幅度无关，而与所述PWM调光信号的占空比相关，进而实现后续DIM调光信号不受PWM调光信号的幅度的影响。

进一步地，请继续参阅图2，所述LED调光电路还包括采样补偿模块500，所述采样补偿模块500与所述比较模块200连接；所述采样补偿模块500用于对线电压进行采样后得到采样电压，并根据所述采样电压输出补偿电压(本实施例为VREF)至所述比较模块200，具体来说所述采样补偿模块500连接所述比较器CMP的正极电源端；本实施例中所述线电压为Vin+信号端和Vin-信号端之间的差值电压，也即线电压＝|Vin+-Vin-|，通过所述采样补偿模块500为所述比较器CMP提供补偿电压，当所述PWM调光信号经过所述比较器CMP后输出一个与PWM调光信号相对应的占空比信号，该占空比信号的幅度对应的就是该补偿电压的幅度。因为所述补偿电压是对线电压的采样得到，那么该补偿电压与PWM调光信号没有关系，更与所述PWM调光信号的幅度没有关系，进而使得经比较器CMP输出的占空比信号的幅度与所述PWM调光信号的幅度也没有关系，确保经过所述滤波模块300输出的DIM调光信号不受PWM调光信号的幅度的影响。

进一步地，请参阅图4，所述采样补偿模块500包括采样单元510和补偿单元520，所述采样单元510与所述补偿单元520连接，所述补偿单元520与所述比较模块200连接；所述采样单元510用于对所述线电压采样后输出所述采样电压至所述补偿单元520；所述补偿单元520用于根据所述采样电压输出所述补偿电压至所述比较模块200；本实施例中所述采样单元510直接连接的Vin+信号端和Vin-信号端，由所述采样单元510对Vin+信号端和Vin-信号端输入的电压也即线电压进行采样后，得到一个与所述线电压相关的所述采样电压，之后由所述补偿单元520根据该采样电压输出一个与所述采样电压相关的补偿电压至所述比较器CMP，使得比较器CMP输出的比较信号的幅度与所述补偿电压的幅度相关，相当于使得所述DIM调光信号的幅度与所述补偿电压的幅度相关。

进一步地，所述采样单元510包括第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一电阻R1的一端连接Vin+信号端，所述第一电阻R1的另一端连接所述第二电阻R2的一端和所述补偿单元520，所述第二电阻R2的另一端连接Vin-信号端，本实施例中通过所述第一电阻R1和第二电阻R2对线电压进行分压采样，相比于直接相比于采样LED灯串100下方电压的方式，LED灯串100的电流不受LED灯串100电压的影响。所述LED灯串100由多个LED灯珠串接组成，LED灯串100的电压根据市电电压设定，且LED灯串100所需的电压小于线电压；若选择采样LED灯串100下方电压的方式，在实际使用中，因每颗LED灯珠的电压偏差，导致同等LED灯珠数量串联后的LED灯串100电压不同，使得同规格的不同LED灯间得到的补偿电压不同，进而LED灯串100电流不同，造成同规格的不同LED灯间的功率有较大偏差，因此本实施例中直接采样线电压，能够有效避免LED灯串100的电流受LED灯串100电压的影响，避免了同规格的不同LED灯间的功率有偏差。

进一步地，所述补偿单元520包括第二电压源V2、第三电压源V3、第一运算放大器OP1、第二运算放大器OP2、第一MOS管、第二MOS管M2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5；所述第一运算放大器OP1的正相输入端连接所述第一电阻R1的一端和所述第二电阻R2的另一端，所述第一运算放大器OP1的反相输入端连接所述第一MOS管的源极和所述第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端连接Vin-信号端，所述第一MOS管的漏极连接所述第四电阻R4的一端和所述第二运算放大器OP2的正相输入端，所述第一运算放大器OP1的输出端连接所述第一MOS管的栅极，所述第四电阻R4的另一端连接所述第二电压源V2的正极，所述第二电压源V2的负极连接Vin-信号端，所述第二运算放大器OP2的反相输入端连接所述第五电阻R5的一端、所述第二MOS管M2的源极和所述比较模块200，所述第五电阻R5的另一端连接Vin-信号端，所述第二MOS管M2的漏极连接所述第三电压源V3的正极，所述第三电压源V3的负极连接Vin-信号端，所述第二运算放大器OP2的输出端连接所述第二MOS管M2的栅极，本实施例中所述第一MOS管M1和第二MOS管M2均为N沟道MOS管，其中，所述第二电压源V2用于提供参考电压VREF2，所述第三电压源V3用于提供参考电压VREF3。

经所述第一电阻R1和所述第二电阻R2分压采样得到的采样电压输入至所述第一运算放大器OP1的正相输入端，其中，所述第一运算放大器OP1、第一MOS管和第三电阻R3组成一个恒流源，所述第二运算放大器OP2、第二MOS管M2和第五电阻R5组成另一个恒流源。当采样电压随着线电压增大时，流过第一MOS管和第三电阻R3的电流增大，那么输入至所述第二运算放大器OP2的正相输入端的参考电压VREF0变小，流过第二MOS管M2和第五电阻R5的电流变小，那么补偿电压变小；当采样电压随着线电压减小时，流过第一MOS管和第三电阻R3的电流减小，输入至所述第二运算放大器OP2的正相输入端的参考电压VREF0变大，流过第二MOS管M2和第五电阻R5的电流变大，那么补偿电压变大，也就是补偿电压与采样电压负相关，因所述采样电压与所述线电压正相关，那么所述补偿电压与所述线电压负相关；本实施例中通过所述采样补偿模块500输出一个与线电压负相关的补偿电压至所述比较器CMP，使得比较器CMP输出的DIM调光信号的幅度与所述补偿电压的幅度正相关；相当于，当线电压升高时，采样电压增大，补偿电压减小，DIM调光信号减小，LED灯串100电流减小，当线电压降低时，采样电压减小，补偿电压增大，DIM调光信号增大，LED灯串100电流增大，由此使得LED灯功率在线电压变化时，LED灯串100的功率保持相对恒定。

进一步地，请继续参阅图3，所述滤波模块300包括第六电阻R6和电容C1；所述第六电阻R6的一端连接所述比较器CMP的输出端，所述第六电阻R6的另一端和所述电容C1的一端均连接所述恒流模块400，所述电容C1的另一端连接Vin-信号端，本实施例中所述第六电阻R6和电容C1组成RC滤波电路，由该RC滤波电路对所述比较器CMP输出的占空比信号进行滤波处理后得到DIM调光信号，因为占空比信号对应为所述PWM调光信号的占空比，该占空比信号的幅度对应补偿电压的幅度，因补偿电压与PWM调光信号的幅度也没有关联，那么对应得到DIM调光信号只与PWM调光信号的占空比相关，而与PWM调光信号的幅度无关，从而有效避免了PWM调光信号的幅度对DIM调光信号的影响。

进一步地，所述恒流模块400包括第三运算放大器OP3、第三MOS管M3和第七电阻R7；所述第三运算放大器OP3的正相输入端连接所述第六电阻R6的另一端和所述电容C1的一端，所述第三运算放大器OP3的反相输入端连接所述第七电阻R7的一端和所述第三MOS管M3的源极，所述第三MOS管M3的漏极连接所述LED灯串100的负极，所述第三MOS管M3的栅极连接所述第三运算放大器OP3的输出端，所述第七电阻R7的另一端连接Vin-信号端；本实施例中，所述第三MOS管M3为N沟道MOS管，所述第七电阻R7用于设定流经LED灯串100的电流，具体为流经LED灯串100的电流Iled＝DIM/R7，DIM为DIM调光信号对应的电压，R7为第七电阻R7的阻值；所述第三运算放大器OP3的正相输入端连接来自转换模块的DIM调光信号，该DIM调光信号的幅度为运算放大器的电源输入端的补偿电压，所述恒流模块400通过DIM调光信号的幅度控制流过LED灯串100电流大小；即当DIM调光信号的幅度高时，流过LED灯串100的电流大，反之则小。

本实用新型提供的LED调光电路，一方面当线电压升高时，采样电压增大，补偿电压减小，DIM调光信号的幅度减小，LED灯串100的电流减小；当线电压降低时，采样电压减小，补偿电压增大，DIM调光信号的幅度增大，使得LED灯串100的功率在交流电压升高时，LED灯串100电流减小，功率保持相对恒定。另一方面，当PWM调光信号的幅度在大于VREF1以上的范围变化时，DIM调光信号不随PWM调光信号的幅度变化，LED灯串100电流不变，LED灯功率不变。比较器CMP输出的DIM调光信号只随PWM调光信号的占空比值变化，当占空比值增大时，DIM调光信号增大，LED灯串100电流变大，当占空比值减小时，DIM调光信号减小，LED灯串100电流减小，进而实现PWM调光转DIM调光功能，解决PWM调光引起的频闪、传导辐射等问题。并且，所述LED灯串100的功率不受PWM调光信号的幅度影响，在选择PWM调光器的供电电源时，可以选用低成本的稳压管等供电方式，降低***成本。

基于上述的LED调光电路，本实用新型还相应提供了一种LED灯具，所述LED灯具包括LED灯串和如上所述LED调光电路，由于上文对该LED调光电路进行了详细描述，此处不再赘述。

综上所述，本实用新型提供的一种LED调光电路及LED灯具，LED调光电路与LED灯串连接，包括依次连接的比较模块、滤波模块和恒流模块；比较模块用于接收第一调光信号，并将第一调光信号的电压值与预设参考电压进行比较后输出与调光信号的占空比相关且与调光信号的幅度无关的比较信号至滤波模块；滤波模块用于将比较信号进行滤波后输出第二调光信号至恒流模块；恒流模块用于根据第二调光信号调节流经LED灯串的电流；本实用新型通过设置比较模块结合滤波模块实现PWM调光信号的转换，并确保了转换后得到DIM调光信号与PWM调光信号的占空比相关、幅度无关的DIM调光信号，进而有效避免了PWM调光信号的幅度对DIM调光信号的影响。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种LED调光电路，与LED灯串连接，其特征在于，包括依次连接的比较模块、滤波模块和恒流模块；所述比较模块用于接收第一调光信号，并将所述第一调光信号的电压值与预设参考电压进行比较后输出与所述调光信号的占空比相关且与所述调光信号的幅度无关的比较信号至所述滤波模块；所述滤波模块用于将所述比较信号进行滤波后输出第二调光信号至所述恒流模块；所述恒流模块用于根据所述第二调光信号调节流经所述LED灯串的电流。

2.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述比较模块包括比较器和第一电压源，所述比较器的正相输入端连接第一调光信号输入端，所述比较器的反相输入端连接所述第一电压源的正极，所述第一电压源的负极连接Vin-信号端，所述比较器的输出端连接所述滤波模块，所述比较器的正极电源端连接补偿电压输入端，所述比较器的负极电源端连接Vin-信号端。

3.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，还包括采样补偿模块，所述采样补偿模块与所述比较模块连接；所述采样补偿模块用于对线电压进行采样后得到采样电压，并根据所述采样电压输出补偿电压至所述比较模块。

4.根据权利要求3所述的LED调光电路，其特征在于，所述采样补偿模块包括采样单元和补偿单元，所述采样单元与所述补偿单元连接，所述补偿单元与所述比较模块连接；所述采样单元用于对所述线电压采样后输出所述采样电压至所述补偿单元；所述补偿单元用于根据所述采样电压输出所述补偿电压至所述比较模块。

5.根据权利要求4所述的LED调光电路，其特征在于，所述采样单元包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的一端连接Vin+信号端，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端和所述补偿单元，所述第二电阻的另一端连接Vin-信号端。

6.根据权利要求5所述的LED调光电路，其特征在于，所述补偿单元包括第二电压源、第三电压源、第一运算放大器、第二运算放大器、第一MOS管、第二MOS管、第三电阻、第四电阻和第五电阻；

7.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，所述滤波模块包括第六电阻和电容；所述第六电阻的一端连接所述比较器的输出端，所述第六电阻的另一端和所述电容的一端均连接所述恒流模块，所述电容的另一端连接Vin-信号端。

8.根据权利要求7所述的LED调光电路，其特征在于，所述恒流模块包括第三运算放大器、第三MOS管和第七电阻；所述第三运算放大器的正相输入端连接所述第六电阻的另一端和所述电容的一端，所述第三运算放大器的反相输入端连接所述第七电阻的一端和所述第三MOS管的源极，所述第三MOS管的漏极连接所述LED灯串的负极，所述第三MOS管的栅极连接所述第三运算放大器的输出端,所述第七电阻的另一端连接Vin-信号端。

9.一种LED灯具，包括LED灯串，其特征在于，还包括如利要求1-8任意一项所述的LED调光电路。