CN221151603U - Pwm调光信号传输电路及led驱动器 - Google Patents

Abstract

一种PWM调光信号传输电路及LED驱动器，所述PWM调光信号传输电路包括光耦合器以及开关单元，其中：所述光耦合器，其输入端输入第一PWM调光信号，其输出端与所述开关单元的控制端耦接；所述开关单元，其第一端与电源耦接，其第二端接地；所述光耦合器的输入端与所述PWM调光信号传输电路的输入端耦接，所述开关单元的第一端还与所述PWM调光信号传输电路的输出端耦接，所述PWM调光信号传输电路的输出端输出第二PWM调光信号。采用上述方案，能够有效减少PWM调光信号的畸变程度，提高调光一致性，实现精准调光。

Description

PWM调光信号传输电路及LED驱动器

技术领域

本实用新型涉及LED驱动技术领域，尤其涉及一种PWM调光信号传输电路及LED驱动器。

背景技术

在照明领域中，LED照明以其高光效率、长寿命等优点，已经被应用于多个应用场景。随着对节能和情景感受的要求越来越高，可调光LED驱动器已经逐渐成为市场的主流产品。

目前，在可调光LED驱动器中，脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)调光信号与输出LED负载之间存在电气隔离。通常情况下，使用光耦合器作为电气隔离器件。通过光耦合器的光电隔离，将PWM调光信号进行传递。

现有技术中，对于一些响应速度较慢的低速光耦合器，会引起PWM调光信号的严重畸变，导致调光一致性变差，无法实现精准调光。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是调光一致性较差，无法实现精准调光。

为解决上述问题，本实用新型提供一种PWM调光信号传输电路，包括：光耦合器以及开关单元，其中：所述光耦合器，其输入端输入第一PWM调光信号，其输出端与所述开关单元的控制端耦接；所述开关单元，其第一端与电源耦接，其第二端接地；所述光耦合器的输入端与所述PWM调光信号传输电路的输入端耦接，所述开关单元的第一端还与所述PWM调光信号传输电路的输出端耦接，所述PWM调光信号传输电路的输出端输出第二PWM调光信号。

可选的，所述光耦合器包括：光电二极管、光电三极管、第一电阻以及第二电阻，其中：所述第一电阻，其第一端与所述光耦合器的输入端耦接，其第二端与所述光电二极管的第一端耦接；所述光电二极管，其第二端接地，适于在所述第一PWM调光信号为高电平时发射光信号；所述第二电阻，其第一端与所述电源耦接，其第二端与所述光电三极管的第一端耦接；所述光电三极管，其第一端与所述光耦合器的输出端耦接，其第二端接地，适于在所述光信号的作用下导通。

可选的，所述开关单元包括三极管。

可选的，所述三极管为NPN型三极管。

可选的，所述PWM调光信号传输电路还包括：第三电阻及第四电阻，其中：所述第三电阻，其第一端与所述光耦合器的输出端耦接，其第二端与所述三极管的控制端耦接；所述第四电阻，其第一端与所述第三电阻的第二端耦接，其第二端接地。

可选的，所述PWM调光信号传输电路还包括：第五电阻，其中：所述第五电阻，其第一端与所述电源耦接，其第二端与所述三极管的第一端耦接。

可选的，所述三极管为PNP型三极管。

可选的，所述PWM调光信号传输电路还包括：第三电阻以及第四电阻，其中：所述第三电阻，其第一端与所述三极管的第二端耦接，其第二端接地；所述第四电阻，其第一端与所述第二电阻的第二端、所述光电三极管的第一端耦接，其第二端与所述三极管的控制端耦接。

可选的，所述第一PWM调光信号与所述第二PWM调光信号同相。

本实用新型还提供了一种LED驱动器，包括上述任一种所述的PWM调光信号传输电路。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

通过设置与光耦合器的输出端耦接的开关单元，当光耦合器的输入端输入的第一PWM调光信号为高电平时，光耦合器的输出端输出低电平，开关单元断开，故第二PWM调光信号为高电平；相应地，当光耦合器的输入端输入的第一PWM调光信号为低电平时，光耦合器的输出端输出高电平，开关单元导通，故第二PWM调光信号为低电平。通过光耦合器的输出对开关单元的控制端进行控制，由于开关单元的导通电压较低，故在光耦合器的输出端的电压逐渐升高的过程中即可导通，故可以避免光耦合器的响应时间较长导致的上升沿畸变的情况出现。

附图说明

图1是现有一种光耦合器的电路结构图；

图2是本实用新型实施例中的一种PWM调光信号传输电路的电路结构图；

图3是本实用新型实施例中的另一种PWM调光信号传输电路的电路结构图。

具体实施方式

参照图1，给出了现有的一种光耦合器的电路结构图。图1中，光耦合器包括第一电阻R1、光电二极管D0、光电三极管Q0、第二电阻R2。

光耦合器的输入端PWM In输入PWM调光信号，光耦合器的输出端PWM Out输出经过光耦合器的PWM调光信号。

第一电阻R1与光电二极管D0串联，第一电阻R1的第一端与光耦合器的输入端PWMIn耦接，第一电阻R1的第二端与光电二极管D0的第一端耦接，光电二极管D0的第二端接地(数字地DGND)。第二电阻R2的第一端与电源耦接，输入电源电压(VDC)，第二电阻R2的第二端与光电三极管Q0的第一端耦接，光电三极管Q0的第二端接地(信号地SGND)。第二电阻R2的第二端与光耦合器的输出端PWM Out耦接。

在一些实施例中，光电二极管D0可以为发射红外光。光电三极管Q0的第一端可以为光电三极管Q0的集电极，光电三极管Q0的第二端可以为光电三极管Q0的发射极。

如图1所示的光耦合器，当PWM In的输入信号为高电平时，光电二极管D0发射光信号，光电三极管Q0在光信号的作用下导通，PWM Out的输出信号降为低电平。反之，当PWM In的输入信号为低电平时，光电二极管D0不导通，光电三极管Q0处于截止状态，PWM Out的输出信号为高电平。可见，通过光耦合器的光电转换，PWM Out的输出信号随PWM In的输入信号变化且反相，从而实现PWM调光信号的传递，实现电气隔离。

然而，一些低速光耦合器的响应时间较慢，光电三极管的集电极的电压上升速度较慢，导致PWM Out的输出信号上升沿存在较大的畸变，也即PWM Out的输出信号并不是标准的方波信号。当PWM调光信号的占空比较小时，PWM Out的输出信号甚至会畸变成三角波信号，导致PWM调光信号严重失真。

在本实用新型实施例中，通过光耦合器的输出对开关单元的控制端进行控制，由于开关单元的导通电压较低，故在光耦合器的输出端的电压逐渐升高的过程中即可导通，故可以避免光耦合器的响应时间较长导致的上升沿畸变的情况出现。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

本实用新型实施例提供了一种PWM调光信号传输电路，包括：光耦合器以及开关单元，其中：

光耦合器的输入端可以输入第一PWM调光信号，光耦合器的输出端输出与第一PWM调光信号关联的输出信号；

开关单元的第一端与电源耦接，开关单元的第二端接地，开关单元的控制端与光耦合器的输出端耦接。电源的供电电压为VDC。

在本实用新型实施例中，光耦合器的输入端与PWM调光信号传输电路的输入端耦接，开关单元的第一端与PWM调光信号传输电路的输出端耦接，PWM调光信号传输电路的输出端输出第二PWM调光信号。

在本实用新型实施例中，第二PWM调光信号与第一PWM调光信号同相，即为PWM调光信号传输电路输出的PWM调光信号。第一PWM调光信号即为输入至PWM调光信号传输电路的PWM调光信号。

下面对上述的PWM调光信号传输电路进行详细说明。

参照图2，给出了本实用新型实施例中的一种PWM调光信号传输电路的电路结构图。

在本实用新型实施例中，光耦合器可以包括光电二极管D0、光电三极管Q0、第一电阻R1以及第二电阻R2。

具体地，第一电阻R1的第一端可以与光耦合器的输入端耦接，第一电阻R1的第二端可以与光电二极管D0的第一端耦接；

光电二极管D0的第二端接地；当第一PWM调光信号为高电平时，光电二极管D0导通，发射光信号，光电二极管D0的第一端可以为光电二极管D0的正极，光电二极管D0的第二端可以为光电二极管D0的负极；

第二电阻R2的第一端与电源耦接，第二电阻R2的第二端与光电三极管Q0的第一端耦接；

光电三极管Q0的第一端与光耦合器的输出端耦接，光电三极管Q0的第二端接地；光电三极管Q0可以在光信号的作用下导通。

也就是说，当第一PWM调光信号为高电平时，光电二极管D0导通并发射光信号，光电三极管Q0在光信号的作用下导通。反之，当第一PWM调光信号为低电平时，光电二极管D0不导通，相应地光电三极管Q0也处于截止状态。

在一些实施例中，光电二极管发射的光信号可以为红外光信号。

在本实用新型实施例中，开关单元可以包括三极管。三极管可以为NPN型三极管。

对于NPN型三极管，其第一端为集电极，与电源耦接；其第二端为发射极，与地耦接；其控制端为基极，与光耦合器的输出端耦接。

当三极管为NPN型三极管时，PWM调光信号传输电路还可以包括第三电阻以及第四电阻，其中：

第三电阻的第一端与光耦合器的输出端耦接，第三电阻的第二端与三极管的控制端耦接；

第四电阻的第一端与第三电阻的第二端耦接，第四电阻的第二端接地。

第三电阻与第四电阻为分压电阻。第三电阻与第四电阻的具体阻值可以与三极管的导通电压相关。

在具体实施中，当三极管为NPN型三极管时，PWM调光信号传输电路还可以包括第五电阻，其中：

第五电阻的第一端可以与电源耦接，第五电阻的第二端与三极管的第一端(也即三极管的集电极)耦接。第五电阻起到限流作用，用于限制三极管的输入电流不超过三极管的工作电流。

继续参照图2，PWM调光信号传输电路包括第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5，其中：

第三电阻R3的第一端与第二电阻R2的第二端、光电三极管Q0的第一端耦接，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端、三极管Q1的基极耦接；

第四电阻R4的第二端接地；

第五电阻R5的第一端与电源、第二电阻R2的第一端耦接，第五电阻R5的第二端与三极管Q1的集电极耦接。

结合图2，PWM调光信号传输电路的输入端PWM In输入第一PWM调光信号。当第一PWM调光信号为高电平信号时，发光二极管D0导通并发射光信号。光电三极管Q0接收到光信号后导通，三极管Q1的基极电压被拉低，进而导致三极管Q1不导通。在此场景下，PWM调光信号传输电路的输出端PWM Out输出的第二PWM调光信号为高电平。

当第一PWM调光信号为低电平时，发光二极管D0未导通，故不发射光信号。光电三极管Q0不导通，三极管Q1的基极电压被拉高，三极管Q1导通。在此场景下，PWM调光信号传输电路的输出端PWM Out输出的第二PWM调光信号为低电平。

可见，第一PWM调光信号与第二PWM调光信号同相。

由于三极管的导通电压(通常为0.7V)较低，故在光电三极管的集电极电压大于三极管的导通电压即可使得三极管导通，从而能够有效避免光电三极管的集电极电压上升较慢导致PWM调光信号畸变的情况出现。由此，通过光耦合器控制三极管的开关状态，PWM Out输出的第二PWM调光信号的波形趋近于标准的方波，提高调光一致性和调光精度。

在本实用新型实施例中，当三极管为PNP型三极管时，三极管的第一端为发射极，与电源耦接；三极管的第二端为集电极，与地耦接；三极管的控制端为基极，与光电三极管的第一端耦接。

在具体实施中，当三极管为PNP型三极管时，PWM调光信号传输电路还可以包括第三电阻以及第四电阻，其中：

第三电阻的第一端可以与三极管的第二端耦接，第三电阻的第二端接地；

第四电阻的第一端可以与第二电阻的第二端、光电三极管的第一端耦接，第四电阻的第二端与三极管的控制端耦接。

参照图3，给出了本实用新型实施例中的另一种PWM调光信号传输电路的电路结构图。与图2所不同的是，图3中的开关单元为PNP型的三极管。

继续参照图3，PWM调光信号传输电路包括第三电阻R3、第四电阻R4，其中：

第三电阻R3的第一端与三极管Q1的集电极耦接，第三电阻R3的第二端接地；

第四电阻R4的第一端与第二电阻R2的第二端、光电三极管Q0的第一端耦接，第四电阻R4的第二端与三极管Q1的基极耦接。

结合图3，PWM调光信号传输电路的输入端PWM In输入第一PWM调光信号。当第一PWM调光信号为高电平信号时，发光二极管D0导通并发射光信号。光电三极管Q0接收到光信号后导通，三极管Q1的基极电压被拉低，进而导致三极管Q1导通。在此场景下，PWM调光信号传输电路的输出端PWM Out输出的第二PWM调光信号为高电平。

当第一PWM调光信号为低电平时，发光二极管D0未导通，故不发射光信号。光电三极管Q0不导通，三极管Q1的基极电压被拉高，三极管Q1不导通。在此场景下，PWM调光信号传输电路的输出端PWM Out输出的第二PWM调光信号为低电平。

由于三极管Q1的导通电压(通常为0.7V)较低，故在VDC与光电三极管的集电极之间的电压差大于三极管的导通电压的情况下，即可使得三极管Q1导通，从而能够有效避免光电三极管的集电极电压上升较慢导致PWM调光信号畸变的情况出现。由此，通过光耦合器控制三极管Q1的开关状态，PWM Out输出的第二PWM调光信号的波形趋近于标准的方波，提高调光一致性和调光精度。

本实用新型还提供了一种LED驱动器，所述LED驱动器包括上述任一实施例提供的PWM调光信号传输电路。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种PWM调光信号传输电路，其特征在于，包括：光耦合器以及开关单元，其中：

所述光耦合器，其输入端输入第一PWM调光信号，其输出端与所述开关单元的控制端耦接；

所述开关单元，其第一端与电源耦接，其第二端接地；

所述光耦合器的输入端与所述PWM调光信号传输电路的输入端耦接，所述开关单元的第一端还与所述PWM调光信号传输电路的输出端耦接，所述PWM调光信号传输电路的输出端输出第二PWM调光信号。

2.如权利要求1所述的PWM调光信号传输电路，其特征在于，所述光耦合器包括：光电二极管、光电三极管、第一电阻以及第二电阻，其中：

所述第一电阻，其第一端与所述光耦合器的输入端耦接，其第二端与所述光电二极管的第一端耦接；

所述光电二极管，其第二端接地，适于在所述第一PWM调光信号为高电平时发射光信号；

所述第二电阻，其第一端与所述电源耦接，其第二端与所述光电三极管的第一端耦接；

所述光电三极管，其第一端与所述光耦合器的输出端耦接，其第二端接地，适于在所述光信号的作用下导通。

3.如权利要求2所述的PWM调光信号传输电路，其特征在于，所述开关单元包括三极管。

4.如权利要求3所述的PWM调光信号传输电路，其特征在于，所述三极管为NPN型三极管。

5.如权利要求4所述的PWM调光信号传输电路，其特征在于，还包括：第三电阻及第四电阻，其中：

所述第三电阻，其第一端与所述光耦合器的输出端耦接，其第二端与所述三极管的控制端耦接；

所述第四电阻，其第一端与所述第三电阻的第二端耦接，其第二端接地。

6.如权利要求5所述的PWM调光信号传输电路，其特征在于，还包括：第五电阻，其中：

所述第五电阻，其第一端与所述电源耦接，其第二端与所述三极管的第一端耦接。

7.如权利要求2所述的PWM调光信号传输电路，其特征在于，所述三极管为PNP型三极管。

8.如权利要求7所述的PWM调光信号传输电路，其特征在于，还包括：第三电阻以及第四电阻，其中：

所述第三电阻，其第一端与所述三极管的第二端耦接，其第二端接地；

所述第四电阻，其第一端与所述第二电阻的第二端、所述光电三极管的第一端耦接，其第二端与所述三极管的控制端耦接。

9.如权利要求1所述的PWM调光信号传输电路，其特征在于，所述第一PWM调光信号与所述第二PWM调光信号同相。

10.一种LED驱动器，其特征在于，包括上述权利要求1～9任一项所述的PWM调光信号传输电路。