TWI459854B - A white LED (WLED) drive circuit and driving method for three - terminal controllable silicon dimmer - Google Patents
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Description
本發明係有關LED的驅動方法及驅動電路,尤其有關適用於白光LED(WLED)的三端可控矽調光器的驅動方法及驅動電路。
如今WLED照明技術的應用已經越來越廣泛,並且以WLED取代傳統的燈泡照明已經成為WLED照明技術發展的一個主要趨勢。然而採用WLED取代傳統燈泡照明的一個困難點在於WLED驅動電路必須與標準的三端可控矽調光器相容以達成在照明過程中對WLED進行亮度調節,這不僅是用戶的需求,而且可以延長WLED的使用壽命。
傳統的三端可控矽調光器都是為純電阻性負載燈,諸如白熾燈和碘鎢燈等設計的。由於WLED並不呈現電阻性負載特性,因而採用傳統的三端可控矽調光器對WLED進行調光並不能達到良好的效果。如圖1所示為已知技術中將傳統的三端可控矽調光電阻性燈照明驅動結構使用於驅動WLED的驅動電路示意圖。該驅動電路100包括:三端可控矽調光器101、電子變壓器103、整流器105和WLED驅動器107,用以驅動WLED 109。三端可控矽調光器101透過調節其內部之三端雙向可控矽開關的導通時間以控制供電交流電源(通常為110V-220V的交流電)向驅動電路100傳輸的能量,以輸出一個導通角受控的高
壓交流電。所述三端雙向可控矽開關在一個供電週期內的導通時間用相應的角度表示即為導通角。通常所述三端雙向可控矽開關的開通係由一個控制信號來予以控制,當三端雙向可控矽開關中的電流減小到某一值時即自動關斷,因此控制信號到來的時間決定了三端雙向可控矽開關的導通時間。電子變壓器103接收所述高壓交流電並將其轉換為低壓交流電。整流器105將所述低壓交流電整流後輸出低壓直流電,用以為WLED驅動器107供電以驅動WLED 109操作。在調光過程中,通常三端可控矽調光器101輸出的高壓交流電並非均勻對稱的,那麼電子變壓器103輸出的低壓交流電也是非對稱的,經過整流器105處理輸出的低壓直流信號中會包含50Hz的低頻交流電壓紋波,如果三端可控矽調光器101輸出的高壓交流電在調光過程中發生某些導通角丟失,亦即,在某個供電週期內,如果控制三端雙向可控矽開關開通的控制信號到來較晚,這樣三端雙向可控矽開關的導通時間就較短,亦即,導通角較小,以至於三端雙向可控矽開關未能及時完全導通,那麼這個較小的導通角就丟失了,這樣整流器105輸出的低壓直流信號中還會包含低於50Hz的更低頻交流電壓紋波。這些50Hz或者更低頻的交流電壓紋波被輸入至WLED驅動器107會導致WLED 109中有50Hz或者更低頻的交流電流流過,從而引起WLED在調光過程中閃爍,這是在實際應用中應當消除的。
因此,為了避免調光過程中引起WLED閃爍,檢測三
端可控調光器的導通角並將其處理,以便調節WLED的亮度是很重要的。
本發明的目的在於解決現有三端可控矽調光器因存在低頻交流電而造成調光過程閃爍的問題,提供一種適用於三端可控矽調光器的WLED驅動方法及驅動電路,該驅動方法及驅動電路可以檢測三端可控矽調光器的導通角並將其應用於WLED的亮度調節,從而實現寬範圍、平滑無閃爍的WLED調光。
本發明的另一目的在於提供應用於上述調光器中的電子變壓器,以檢測其導通角並應用於WLED的亮度調節,從而實現寬範圍、平滑無閃爍的WLED調光。
本發明採用的技術方案如下:一種適用於三端可控矽調光器的WLED驅動電路,包括:三端可控矽調光器,用以耦接高壓交流供電電源,以輸出導通角受控的高壓交流電;電子變壓器,用以接收所述高壓交流電,以輸出脈衝寬度調變低壓直流電;WLED驅動器,用以接收所述脈衝寬度調變低壓直流電,以輸出WLED驅動信號;以及所述電子變壓器檢測所述高壓交流電的導通角,並且基於該導通角而調節輸出的脈衝寬度調變低壓直流電的占
空比。
在本發明的一個較佳實施例中,所述電子變壓器可以包括:導通角檢測模組,導通角調變模組和變換器模組。其中,所述導通角檢測模組,用以檢測所述高壓交流電的導通角,基於所述導通角,以產生第一脈衝寬度調變信號;所述導通角調變模組,用以接收所述第一脈衝寬度調變信號,將其濾波而產生反映第一脈衝寬度調變信號之直流平均值的直流電壓信號,並將所述直流電壓信號與一個三角波信號做比較而輸出第二脈衝寬度調變信號;以及所述變換器模組,受所述第二脈衝寬度調變信號所控制,將所述高壓交流電轉換為所述脈衝寬度調變低壓直流電。
最好,所述第一脈衝寬度調變信號的頻率和占空比與所述導通角信號的頻率和占空比一致;及所述第二脈衝寬度調變信號的占空比受所述導通角信號所調節,其頻率高於所述導通角信號的頻率。
所述導通角檢測模組可以採用現有技術中的多種導通角檢測電路結構來予以實現,例如根據本發明的一個實施例,所述導通角檢測模組包括整流電路和類線性穩壓器電路,其中,所述整流電路,用以接收所述高壓交流電並將其整流為高壓直流電;以及所述類線性穩壓器電路,包括至少一個穩壓二極體和
一個可控開關,所述穩壓二極體的陰極經由第一電阻器而耦接所述高壓直流電,其陽極係耦接到地,所述可控開關的閘極係耦接所述穩壓二極體的陰極,其汲極係耦接所述高壓直流電,其源極經由第二電阻器而被耦接到地,所述可控開關的源極用作為所述導通角檢測模組的輸出端。
另外,在本發明的不同實施例中,還可以採用過零檢測比較器電路來替換所述類線性穩壓器電路,所述過零檢測比較器電路接收並處理所述高壓直流電,以輸出所述第一脈衝寬度調變信號,且當所述高壓直流電大於零時,所述第一脈衝寬度調變信號為高位準,而當所述高壓直流電降為零,所述第一脈衝寬度調變信號為低位準。
所述導通角調變模組可以包括:低通濾波器,用以將所述第一脈衝寬度調變信號濾波,以輸出所述直流電壓信號;以及脈衝寬度調變比較器,用以將所述直流電壓信號與所述三角波信號做比較而輸出所述第二脈衝寬度調變信號。
所述變換器模組可以是任何將高壓交流電轉換為低壓直流電的AC-DC變換器。
一種適用於三端可控矽調光器的WLED驅動方法,包括:接收高壓交流供電電源,以輸出導通角受控的高壓交流電;將所述高壓交流電轉變為脈衝寬度調變低壓直流電;以及
將所述脈衝寬度調變低壓直流電輸入WLED驅動器以調節其驅動WLED,其中,將所述高壓交流電轉變為脈衝寬度調變低壓直流電還包括檢測所述高壓交流電的導通角,並基於該導通角而調節輸出的脈衝寬度調變低壓直流電的占空比。
根據本發明的一個較佳實施例,將所述高壓交流電轉變為所述脈衝寬度調變低壓直流電的步驟包括:檢測所述高壓交流電的導通角,並產生第一脈衝寬度調變信號;將所述第一脈衝寬度調變信號濾波,以產生反映第一脈衝寬度調變信號之直流平均值的直流電壓信號;將所述直流電壓信號與一個三角波信號做比較,以產生第二脈衝寬度調變信號;以及基於所述第二脈衝寬度調變信號的控制,將所述高壓交流電轉變為所述脈衝寬度調變低壓直流電。
最好,所述第一脈衝寬度調變信號的頻率和占空比與所述導通角信號的頻率和占空比一致;及所述第二脈衝寬度調變信號的占空比受所述導通角信號所調節,其頻率高於所述導通角信號的頻率。
根據本發明的一個較佳實施例,透過導通角檢測模組以檢測所述高壓交流電的導通角,所述導通角檢測模組包括整流電路和類線性穩壓器電路,其中,所述整流電路,用以接收所述高壓交流電並將其整流為高壓直流電;以及
所述類線性穩壓器電路,包括至少一個穩壓二極體和一個可控開關,所述穩壓二極體的陰極經由第一電阻器而耦接所述高壓直流電,其陽極係耦接到地,所述可控開關的閘極係耦接所述穩壓二極體的陰極,其汲極係耦接所述高壓直流電,其源極經由第二電阻器而被耦接到地,所述可控開關的源極用作為所述導通角檢測模組的輸出端。
另外,在本發明的不同實施例中,還可以採用過零檢測比較器電路來替換所述類線性穩壓器電路,所述過零檢測比較器電路接收並處理所述高壓直流電,以輸出所述第一脈衝寬度調變信號,且當所述高壓直流電大於零時,所述第一脈衝寬度調變信號為高位準,而當所述高壓直流電降為零,所述第一脈衝寬度調變信號為低位準。
根據本發明的一個較佳實施例,採用低通濾波器對所述第一脈衝寬度調變信號濾波。
根據本發明的一個較佳實施例,透過脈衝寬度調變比較器以接收所述直流電壓信號和所述三角波信號,以輸出所述第二脈衝寬度調變信號。
根據本發明的一個較佳實施例,透過AC-DC變換器以接收所述高壓交流電和所述第二脈衝寬度調變信號,將所述高壓交流電轉變為所述脈衝寬度調變低壓直流電。
本發明還提供一種電子變壓器,接收高壓交流電,且輸出脈衝寬度調變低壓直流電,該電子變壓器包括:導通角檢測模組,用以檢測所述高壓交流電的導通角;以及
控制模組,基於檢測出的導通角信號,以調節輸出的脈衝寬度調變低壓直流電的占空比。
本發明所提供的一種電子變壓器,所述控制模組包括導通角調變模組和變換器模組,其中所述導通角檢測模組,基於所述檢測出的導通角信號,以產生第一脈衝寬度調變信號;所述導通角調變模組,用以接收所述第一脈衝寬度調變信號,將其濾波而產生反映第一脈衝寬度調變信號之直流平均值的直流電壓信號,並將所述直流電壓信號與三角波信號做比較而輸出第二脈衝寬度調變信號;以及所述變換器模組,受所述第二脈衝寬度調變信號所控制,將所述高壓交流電轉換為所述脈衝寬度調變低壓直流電。
本發明提供的一種電子變壓器,所述第一脈衝寬度調變信號的頻率和占空比與所述導通角信號的頻率和占空比一致;且所述第二脈衝寬度調變信號的占空比受所述導通角信號所調節,其頻率高於所述導通角信號的頻率。
本發明提供的一種電子變壓器,所述導通角檢測模組包括整流電路和類線性穩壓器電路,其中,所述整流電路,用以接收所述高壓交流電並將其整流為高壓直流電;所述類線性穩壓器電路,包括至少一個穩壓二極體和一個可控開關,所述穩壓二極體的陰極經由第一電阻器而耦接所述高壓直流電,其陽極係耦接到地,所述可控開關
的閘極係耦接所述穩壓二極體的陰極,其汲極係耦接所述高壓直流電,其源極經由第二電阻器而被耦接到地,所述可控開關的源極用作為所述導通角檢測模組的輸出端。
本發明提供的一種電子變壓器,所述類線性穩壓器電路還可以採用過零檢測比較器電路來替換,所述過零檢測比較器電路接收並處理所述高壓直流電,以輸出所述第一脈衝寬度調變信號,且當所述高壓直流電大於零時,所述第一脈衝寬度調變信號為高位準,而當所述高壓直流電降為零,所述第一脈衝寬度調變信號為低位準。
本發明提供的一種電子變壓器,所述導通角調變模組包括低通濾波器和脈衝寬度調變比較器,其中,所述低通濾波器,用以接收所述第一脈衝寬度調變信號,並將其轉變為所述直流電壓信號;以及所述脈衝寬度調變比較器,用以將所述直流電壓信號與所述三角波信號做比較而輸出所述第二脈衝寬度調變信號。
本發明提供的一種電子變壓器,所述變換器模組是將高壓交流電轉換為低壓直流電的AC-DC變換器。
本發明之適用於三端可控矽調光器的WLED驅動方法及驅動電路的有益效果是:本發明所提供之適用於三端可控矽調光器的WLED驅動方法及驅動電路提供一種新穎的電子變壓器,可以檢測三端可控矽調光器所輸出的高壓交流電的導通角,並將所述高壓交流電轉變為占空比受所述導通角所調節的脈衝寬度調變低壓直流電。該脈衝寬度調
變低壓直流電為WLED驅動器供電以驅動WLED操作,調節三端可控矽調光器即可以改變所述脈衝寬度調變低壓直流電壓信號的占空比,從而調節流過WLED燈管的平均電流,以改變WLED的亮度,所述脈衝寬度調變低壓直流電中不包含頻率為50Hz及50HZ以下的交流電壓紋波,因此,本發明之適用於三端可控矽調光器的WLED驅動方法、驅動電路及其中所應用的電子變壓器可以實現對WLED的平滑無閃爍調光。
下面詳細說明本發明實施例的三端可控矽調光WLED驅動方法及驅動電路。在接下來的說明中,一些具體的細節,例如實施例中的具體電路結構和這些電路元件的具體參數,都用來對本發明的實施例提供更好的理解。本技術領域的技術人員可以理解,即使在缺少很多細節或者其他方法、元件、材料等結合的情況下,本發明也可以被實現。
圖2為本發明一個實施例的三端可控矽調光WLED驅動電路示意圖。該驅動電路200主要包括三端可控矽調光器202、電子變壓器204和WLED驅動器206用以驅動WLED燈管208。其中:所述三端可控矽調光器202,用以接收高壓交流供電電壓U1,並產生導通角受控的高壓交流電U2;所述電子變壓器204,檢測所述高壓交流電U2的導
通角,並將所述高壓交流電U2轉換為一個占空比受所述導通角所調節的PWM(脈衝寬度調變)低壓直流電U3;所述WLED驅動器206,接收所述PWM低壓直流電U3,並輸出WLED驅動電流ILED,以驅動所述WLED 208操作。
如圖3所示,根據本發明一個實施例的三端可控矽調光WLED驅動電路200,所述電子變壓器204包括三個主要部分:導通角檢測模組、導通角調變模組和變換器模組。其中:所述導通角檢測模組,係耦接所述三端可控矽調光器202的輸出端,用以接收所述高壓交流電U2,並輸出表徵所述高壓交流電U2的導通角的第一PWM信號Ua;所述導通角調變模組,係耦接所述導通角檢測模組的輸出端,用以接收所述第一PWM信號Ua,將其進行低通濾波而產生一個直流電壓信號Udc,並將所述直流電壓信號Udc與一個三角波信號做比較,以輸出第二PWM信號Um;所述變換器模組,係耦接所述三端可控矽調光器202的輸出端和所述導通角調變模組的輸出端,以分別接收所述高壓交流電U2和所述第二PWM信號Um,並受所述第二PWM信號Um的控制而將所述高壓交流電U2轉換為所述PWM低壓直流電U3。
如圖4所示為根據本發明一個實施例的三端可控矽調光WLED驅動電路在正常操作情況下的主要信號波形圖。
下面將結合圖4所示的波形圖對本發明所提出的三端可控矽調光WLED驅動電路200的操作原理作進一步闡述。
在調光過程中,所述三端可控矽調光器202接收高壓交流供電電壓U1,透過調節其內部三端雙向可控矽開關的導通時間,使得所述高壓交流供電電壓U1在一個週期內僅在所述三端雙向可控矽開關的導通時間內向驅動電路200傳輸能量。通常所述三端雙向可控矽開關的開通係由一個控制信號來予以控制,當三端雙向可控矽開關中電流減小到某一值時即自動關斷,因此控制信號到來的時間決定了三端雙向可控矽開關的導通時間。所述三端雙向可控矽開關在一個供電週期內的導通時間用相對應的角度表示即為導通角。因此,所述三端可控矽調光器202處理所述高壓交流供電電壓U1,以輸出導通角受控的高壓交流電U2。所述電子變壓器204透過所述導通角檢測模組來檢測所述導通角,並產生第一PWM信號Ua,使得所述第一PWM信號Ua的頻率和占空比與所述導通角信號的頻率和占空比相同。所述第一PWM信號Ua輸入所述導通角調變模組,經過低通濾波而產生一個直流電壓信號Udc,該直流電壓信號Udc反映了所述第一PWM信號Ua的直流平均值,將所述直流電壓信號Udc與一個三角波信號做比較而產生第二PWM信號Um,則所述第二PWM信號Um的占空比受所述導通角所調節,且其頻率將大大高於所述導通角信號的頻率。所述第二PWM信號Um被輸入所述變換器模組,以控制其將所述高壓交流電U2轉換為
所述PWM低壓直流電U3。所述PWM低壓直流電U3的頻率和占空比與所述第二PWM信號Um的頻率和占空比一致,因而,其占空比反映了所述高壓交流電U2的導通角,其幅值被調節在一個預先設定的穩定值,例如12V,以為WLED驅動器206供電。當所述PWM低壓直流電U3為高位準時,WLED驅動器206向WLED 208提供恒定的操作電流;當所述PWM低壓直流電U3為低位準時,WLED驅動器206不向WLED 208供電,WLED 208中無電流流過。因此,調節所述三端可控矽調光器202,以改變其輸出高壓交流電U2的導通角,即可以調節所述電子變壓器204輸出的所述PWM低壓直流電U3的占空比,從而控制所述WLED驅動器206為所述WLED 208提供的平均電流大小,實現對WLED 208亮度的調節。由於本發明所提出的實施例中所述電子變壓器204輸出的所述PWM低壓直流電U3的頻率和占空比與所述第二PWM信號Um的頻率和占空比一致,因而其頻率大大高於所述導通角信號的頻率,從而所述PWM低壓直流電U3中不包含頻率為50Hz及50Hz以下的交流電壓紋波,則在調光過程中,所述WLED燈管208不會發生閃爍現象。
在本發明的不同實施例中,所述導通角檢測模組可以採用現有技術中的多種導通角檢測電路結構來實現。如圖5所示為根據本發明一個實施例之導通角檢測模組的電路結構圖。該電路500包括:整流電路501和類線性穩壓器電路502。其中,所述整流電路501係由四個耐高壓二極
體D1、D2、D3和D4所組成,耐高壓二極體D1和D2的串聯組合以及耐高壓二極體D3和D4的串聯組合係並聯耦接於供電線L1與地之間,並且耐高壓二極體D1和D3的陰極係耦接供電線L1,耐高壓二極體D2和D4的陽極係耦接到地,所述高壓交流電U2的一端係耦接耐高壓二極體D1的陽極和耐高壓二極體D2的陰極,其另一端係耦接耐高壓二極體D3的陽極和耐高壓二極體D4的陰極;所述類線性穩壓器電路502包括第一電阻器R1、第一穩壓二極體D5、第二穩壓二極體D6、電晶體Q1,第二電阻器R2和電容器C1,所述第一電阻器R1的一端係耦接供電線L1,其另一端係耦接所述第一穩壓二極體D5的陰極,所述第一穩壓二極體D5的陽極係耦接所述第二穩壓二極體D6的陰極和所述電晶體Q1的閘極,所述第二穩壓二極體D6的陽極係耦接到地,所述電晶體Q1的汲極係耦接供電線L1,其源極透過所述第二電阻器R2而被耦接到地,所述電容器C1係並聯耦接於第二電阻器R2的兩端,所述電晶體Q1的源極和所述第二電阻器R2的非接地端一起用作為該電路500的輸出端。該電路500的操作原理如下:所述高壓交流電U2經由所述整流電路501而被整流後,其正半波保持原樣,且其負半波被翻轉為正半波,則載入於供電線L1上的線電壓UL1,如圖6所示;所述類線性穩壓器電路502係由該線電壓UL1所供電,當所述第一穩壓二極體D5上的電壓到達其反向擊穿電壓時,所述第二穩壓二極體D6上的電壓開始上升,
導通角檢測電路500的輸出電壓Ua等於穩壓二極體D6上的電壓減去電晶體Q1的閘極-源極電壓,由於此時電晶體Q1係操作於線性區,其閘極-源極電壓很小,因此第一PWM信號Ua接近於穩壓二極體D6上的電壓;當穩壓二極體D6上的電壓也到達其反向擊穿電壓之後,穩壓二極體D6上的電壓被鉗位在其反向擊穿電壓上,同時,第一PWM信號Ua也被鉗位在一個接近於穩壓二極體D6的反向擊穿電壓的電位上(穩壓二極體D6的反向擊穿電壓減去電晶體Q1的閘極-源極電壓)。穩壓二極體D5和D6的反向擊穿電壓一般不大,則第一PWM信號Ua的上升邊緣與三端可控矽調光器202中的三端雙向可控矽開關的導通時刻基本一致,同理,第一PWM信號Ua的下降邊緣與三端雙向可控矽開關的關斷時刻也基本一致,當三端雙向可控矽開關被關斷,則線電壓UL1變為零,那麼第一PWM信號Ua也將跳變為零,因此Ua是一個脈衝信號,其脈寬與三端雙向可控矽開關的導通時間一致,因而實現了對高壓交流電U2的導通角之檢測。本領域的技術人員應該理解,該電路500還可以有多種等效變化,例如去掉所述第一穩壓二極體D5,仍可以實現相同的導通角檢測功能,所述電晶體Q1還可以是其他可控開關裝置,諸如BJT。另外,本領域的技術人員應該理解,在本發明的不同實施例中,還可以採用過零檢測比較器電路來替換所述電路500中的類線性穩壓器電路502,將所述線電壓UL1經過零檢測比較器電路處理,而輸出所述第一PWM
信號Ua,一旦所述線電壓UL1大於零,則過零檢測比較器電路輸出的Ua信號跳變為高位準,一旦所述線電壓UL1降到零,則過零檢測比較器電路輸出的Ua信號跳變為低位準,因此,所述第一PWM信號的脈寬反映了所述高壓交流電U2的導通角。
在本發明的不同實施例中,所述導通角調變模組包括低通濾波器和PWM比較器,其中,所述低通濾波器用以接收所述第一PWM信號Ua並將其轉變為所述直流電壓信號Udc,所述PWM比較器接收所述直流電壓信號並將其與一個三角波信號做比較,而輸出所述第二PWM信號Um。
在本發明的不同實施例中,所述變換器模組可以是任何將高壓交流電轉換為低壓直流電的AC-DC變換器。
本發明實施例的三端可控矽調光WLED驅動方法及驅動電路成功地實現了採用三端可控矽調光器對WLED進行平滑無閃爍調光的目的,可以達到良好的WLED照明亮度調節效果。
本發明的各個實施例的三端可控矽調光WLED驅動電路控制電路可以在積體電路層級上用低成本和低複雜性的方式來予以實現。
上述本發明的說明書和實施方式僅僅是示例性的適用於三端可控矽調光器的WLED驅動方法及驅動電路,並不用於限定本發明的範圍。對於揭示的實施例進行變化和修改都是可能的,其他可行的選擇性實施例和對實施例中元
件的等同變化可以被本技術領域的普通技術人員所瞭解。本發明所揭示的實施例的其他變化和修改並不超出本發明的精神和保護範圍。
200‧‧‧驅動電路
202‧‧‧三端可控矽調光器
204‧‧‧電子變壓器
206‧‧‧WLED驅動器
208‧‧‧WLED燈管
100‧‧‧驅動電路
101‧‧‧三端可控矽調光器
103‧‧‧電子變壓器
105‧‧‧整流器
107‧‧‧WLED驅動器
109‧‧‧白光LED(WLED)
500‧‧‧電路
501‧‧‧整流電路
502‧‧‧類線性穩壓器電路
下面的圖形例示本發明的實施方式。這些圖形和實施方式以非限制性、非窮舉性的方式提供了本發明的一些實施例。
圖1示出了現有技術中的一種採用三端可控矽調光器的WLED驅動電路示意圖。
圖2為根據本發明一個實施例之適用於三端可控矽調光器的WLED驅動電路示意圖。
圖3為根據本發明一個實施例之適用於三端可控矽調光器的WLED驅動電路中電子變壓器電路示意圖。
圖4為根據本發明一個實施例之適用於三端可控矽調光器的WLED驅動電路主要信號波形示意圖。
圖5為根據本發明一個實施例之適用於三端可控矽調光器的WLED驅動電路中導通角檢測模組的電路結構圖。
圖6為圖5所示的導通角檢測電路的主要信號波形示意圖。
200‧‧‧驅動電路
202‧‧‧三端可控矽調光器
204‧‧‧電子變壓器
206‧‧‧WLED驅動器
208‧‧‧WLED燈管
Claims (19)
- 一種適用於三端可控矽調光器的白光LED驅動電路,包括:三端可控矽調光器、電子變壓器、及白光LED驅動器,其中,該三端可控矽調光器,用以耦接高壓交流供電電源,以輸出導通角受控的高壓交流電;該電子變壓器,用以接收該高壓交流電,以輸出脈衝寬度調變低壓直流電;以及該白光LED驅動器,用以接收該脈衝寬度調變低壓直流電,以輸出白光LED驅動信號,其特徵在於,該電子變壓器檢測該高壓交流電的導通角,並基於該導通角而調節所輸出的脈衝寬度調變低壓直流電的占空比,該電子變壓器包括:導通角檢測模組、導通角調變模組和變換器模組,其中,該導通角檢測模組,用以檢測該高壓交流電的導通角,而基於該導通角,以產生第一脈衝寬度調變信號;該導通角調變模組,用以接收該第一脈衝寬度調變信號,將其濾波以產生反映該第一脈衝寬度調變信號之直流平均值的直流電壓信號,並將該直流電壓信號與三角波信號做比較而輸出第二脈衝寬度調變信號;以及該變換器模組,受該第二脈衝寬度調變信號所控制,以將該高壓交流電轉換為該脈衝寬度調變低壓直流電。
- 如申請專利範圍第1項所述的白光LED驅動電路,其中,該第一脈衝寬度調變信號的頻率和占空比與該 導通角信號的頻率和占空比一致;及該第二脈衝寬度調變信號的占空比受該導通角信號所調節,其頻率高於該導通角信號的頻率。
- 如申請專利範圍第1項所述的白光LED驅動電路,其中,該導通角檢測模組包括整流電路和類線性穩壓器電路,其中,該整流電路,用以接收該高壓交流電並將其整流為高壓直流電;以及該類線性穩壓器電路,包括至少一個穩壓二極體和一個可控開關,該穩壓二極體的陰極經由第一電阻器而耦接該高壓直流電,其陽極係耦接到地,該可控開關的閘極係耦接該穩壓二極體的陰極,其汲極係耦接該高壓直流電,其源極經由第二電阻器而被耦接到地,該可控開關的源極用作為該導通角檢測模組的輸出端。
- 如申請專利範圍第1項所述的白光LED驅動電路,其中,該導通角檢測模組包括整流電路和過零檢測比較器電路,其中,該整流電路,用以接收該高壓交流電並將其整流為高壓直流電;以及該過零檢測比較器電路,用以接收並處理該高壓直流電,以輸出該第一脈衝寬度調變信號,且當該高壓直流電大於零時,該第一脈衝寬度調變信號為高位準,而當該高壓直流電降為零時,該第一脈衝寬度調變信號為低位準。
- 如申請專利範圍第1或3項所述的白光LED驅動 電路,其中,該導通角調變模組包括低通濾波器和脈衝寬度調變比較器,其中,該低通濾波器,用以接收該第一脈衝寬度調變信號,並將其轉變為該直流電壓信號;以及該脈衝寬度調變比較器,用以將該直流電壓信號與該三角波信號做比較而輸出該第二脈衝寬度調變信號。
- 如申請專利範圍第1項所述的白光LED驅動電路,其中,該變換器模組是將高壓交流電轉換為低壓直流電的AC-DC變換器。
- 一種適用於三端可控矽調光器的白光LED驅動方法,包括:接收高壓交流供電電源,以輸出導通角受控的高壓交流電;將該高壓交流電轉變為脈衝寬度調變低壓直流電;以及將該脈衝寬度調變低壓直流電輸入白光LED驅動器以調節其驅動白光LED;其特徵在於,還包括檢測該高壓交流電的導通角,並基於該導通角而調節該脈衝寬度調變低壓直流電的占空比;其中,該將高壓交流電轉變為該脈衝寬度調變低壓直流電的步驟包括:檢測該高壓交流電的導通角,並產生第一脈衝寬度調變信號;將該第一脈衝寬度調變信號濾波,以產生反映該第一 脈衝寬度調變信號之直流平均值的直流電壓信號;將該直流電壓信號與三角波信號做比較,以產生第二脈衝寬度調變信號;以及基於該第二脈衝寬度調變信號的控制,將該高壓交流電轉變為該脈衝寬度調變低壓直流電。
- 如申請專利範圍第7項所述的白光LED驅動方法,其中,該第一脈衝寬度調變信號的頻率和占空比與該導通角信號的頻率和占空比一致;及該第二脈衝寬度調變信號的占空比受該導通角信號所調節,其頻率高於該導通角信號的頻率。
- 如申請專利範圍第7項所述的白光LED驅動方法,其中,透過導通角檢測模組來檢測該高壓交流電的導通角,該導通角檢測模組包括整流電路和類線性穩壓器電路,其中,該整流電路,用以接收該高壓交流電並將其整流為高壓直流電;以及該類線性穩壓器電路,包括至少一個穩壓二極體和一個可控開關,該穩壓二極體的陰極經由第一電阻器而耦接該高壓直流電,其陽極係耦接到地,該可控開關的閘極係耦接該穩壓二極體的陰極,其汲極係耦接該高壓直流電,其源極經由第二電阻器而被耦接到地,該可控開關的源極用作為該導通角檢測模組的輸出端。
- 如申請專利範圍第7項所述的白光LED驅動方法,其中,透過導通角檢測模組來檢測該高壓交流電的導 通角,該導通角檢測模組包括整流電路和過零檢測比較器電路,其中,該整流電路,用以接收該高壓交流電並將其整流為高壓直流電;以及該過零檢測比較器電路,用以接收並處理該高壓直流電,以輸出該第一脈衝寬度調變信號,且當該高壓直流電大於零時,該第一脈衝寬度調變信號為高位準,而當該高壓直流電降為零時,該第一脈衝寬度調變信號為低位準。
- 如申請專利範圍第7項所述的白光LED驅動方法,其中,採用低通濾波器而對該第一脈衝寬度調變信號濾波。
- 如申請專利範圍第7項所述的白光LED驅動方法,其中,透過脈衝寬度調變比較器來接收該直流電壓信號和該三角波信號,以輸出該第二脈衝寬度調變信號。
- 如申請專利範圍第7項所述的白光LED驅動方法,其中,透過AC-DC變換器來接收該高壓交流電和該第二脈衝寬度調變信號,以將該高壓交流電轉變為該脈衝寬度調變低壓直流電。
- 一種電子變壓器,用以接收由三端可控矽調光器輸出的高壓交流電,且輸出脈衝寬度調變低壓直流電,其特徵在於,包括導通角檢測模組,用以檢測該高壓交流電的導通角;以及控制模組,基於檢測出的導通角信號,以調節輸出的 脈衝寬度調變低壓直流電的占空比;其中該控制模組包括導通角調變模組和變換器模組;該導通角檢測模組,基於該檢測出的導通角信號,以產生第一脈衝寬度調變信號;該導通角調變模組,用以接收該第一脈衝寬度調變信號,將其濾波而產生反映該第一脈衝寬度調變信號之直流平均值的直流電壓信號,並將該直流電壓信號與三角波信號做比較而輸出第二脈衝寬度調變信號;以及該變換器模組,受該第二脈衝寬度調變信號所控制,以將該高壓交流電轉換為該脈衝寬度調變低壓直流電。
- 如申請專利範圍第14項所述的電子變壓器,其中,該第一脈衝寬度調變信號的頻率和占空比與該導通角信號的頻率和占空比一致;及該第二脈衝寬度調變信號的占空比受該導通角信號所調節,其頻率高於該導通角信號的頻率。
- 如申請專利範圍第14項所述的電子變壓器,其中,該導通角檢測模組包括整流電路和類線性穩壓器電路,其中,該整流電路,用以接收該高壓交流電並將其整流為高壓直流電;以及該類線性穩壓器電路,包括至少一個穩壓二極體和一個可控開關,該穩壓二極體的陰極經由第一電阻器而耦接該高壓直流電,其陽極係耦接到地,該可控開關的閘極係耦接該穩壓二極體的陰極,其汲極係耦接該高壓直流電, 其源極經由第二電阻器而被耦接到地,該可控開關的源極用作為該導通角檢測模組的輸出端。
- 如申請專利範圍第14項所述的電子變壓器,其中,該導通角檢測模組包括整流電路和過零檢測比較器電路,其中,該整流電路,用以接收該高壓交流電並將其整流為高壓直流電;以及該過零檢測比較器電路,用以接收並處理該高壓直流電,以輸出該第一脈衝寬度調變信號,且當該高壓直流電大於零時,該第一脈衝寬度調變信號為高位準,而當該高壓直流電降為零時,該第一脈衝寬度調變信號為低位準。
- 如申請專利範圍第14項所述的電子變壓器,其中,該導通角調變模組包括低通濾波器和脈衝寬度調變比較器,其中,該低通濾波器,用以接收該第一脈衝寬度調變信號,並將其轉變為該直流電壓信號;以及該脈衝寬度調變比較器,用以將該直流電壓信號與該三角波信號做比較而輸出該第二脈衝寬度調變信號。
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