專利名稱：低壓直流集中供電led恒流源線性調光電路及調光方法
技術領域：
本發(fā)明屬于半導體照明應用領域，涉及ー種低壓直流集中供電LED恒流源的便捷調光方法及調光電路。
背景技術：
LED燈由于具有發(fā)光效率高、節(jié)電效果明顯、壽命長、無污染、抗震動等顯著優(yōu)點，已日益受到世界各國的重視，有望在不久的將來取代傳統(tǒng)的各種照明燈具。在LED照明中加入調光功能可以達到大幅節(jié)能的效果，其應用市場很有前景。LED在低發(fā)光亮度時通過LED的正向電流較小，在相關回路電阻成分上損耗降低，因此，LED調光時的發(fā)光效率會提高。LED照明調光不僅節(jié)能，還可以改變空間視覺效果，從而影響人的 行為模式。目前常見的LED調光方法中，比較多采用通過直接調節(jié)與LED相串聯(lián)電阻的阻值來實現(xiàn)調光，如中國專利文獻CN201805598U所述用可調變阻器調光，這樣在調光時不僅會造成不必要的電阻功耗，而且需要逐個電路調節(jié)，控制起來比較麻煩，也不利于集中供電控制。一些靠增加開關管和控制電路，通過調光控制信號來實現(xiàn)PWM調光的方式，成本過高，而且需要較復雜的控制程序，對低壓直流供電的LED電源系統(tǒng)顯得大材小用了。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，無需改變硬件電路電阻值，提供低壓直流集中供電LED恒流源線性調光電路及調光方法。本發(fā)明在LED調光穩(wěn)定時流過恒定電流，確保LED發(fā)光穩(wěn)定，保證LED長壽命，通過調節(jié)輸入電壓線性改變LED供電電流的大小，可調節(jié)LED的光輸出量，實現(xiàn)方式簡單，無需外加調光信號，發(fā)光效率更高。本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn)低壓直流集中供電LED恒流源線性調光電路，包括直流供電電源模塊和分別與直流供電電源模塊連接的N個恒流調光模塊，每個恒流調光模塊的輸出端用于連接負載，所述N個恒流調光模塊的結構相同但其中各元件的參數(shù)由負載確定，其輸入端與直流供電電源模塊的正輸出端相連，直流供電電源模塊的負輸出端接地。所述恒流調光模塊包括線性調光電路、采樣電路和開關穩(wěn)壓器，所述線性調光電路包括第一電阻R1和第二電阻R2，直流供電電源模塊的輸出端經ー個限流電阻或者直接與開關穩(wěn)壓器的Vin端相連，直流供電電源模塊的輸出端還經第一電阻R1與開關穩(wěn)壓器的參考給定端Vref相連，第二電阻R2則連接在參考給定端Vref與地之間；所述采樣電路與LED負載串聯(lián)，采樣電路的端電壓作為開關穩(wěn)壓器中電壓比較器的反饋電壓VFB;所述開關穩(wěn)壓器的Vrat端與LED負載相連。所述開關穩(wěn)壓器包括恒流控制芯片。上述采用電路為采樣電阻R3。上述開關穩(wěn)壓器是一種常見的保持電壓恒定的開關控制電路，其中Vin、Vref, Vout,Vfb分別為該電路的電壓輸入端、電壓比較參考給定端、電壓輸出端、電壓比較反饋輸入端。穩(wěn)壓器通過將反饋輸入端電壓Vfb與參考給定端電壓VMf比較，控制開關管的通斷，以保證反饋輸入電壓Vfb的恒定，且等于給定的參考電壓VMf。一般根據輸入電壓范圍和實際應用選擇升壓或降壓類型的開關穩(wěn)壓器，在穩(wěn)壓器參考給定端電壓VMf不變的情況下，無論輸入電壓如何變化，電壓輸出端的電壓都保持不變。低壓直流集中供電LED恒流源線性調光電路的調光方法，通過開關穩(wěn)壓器保持采樣電路的端電壓恒定，從而實現(xiàn)與采樣電路串聯(lián)的LED負載的恒流，即Vfb恒定吋，しD=VFB/R3也恒定；通過改變輸入電壓值Vin線性改變開關穩(wěn)壓器電壓比較器中的給定參考電壓
Vref,即匕/=^^匕，從而改變了采樣電阻穩(wěn)壓的給定值，進而實現(xiàn)LED燈亮度調節(jié)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點無需要増加開關管和控制電路，無需外加調光信號，也無需通過改變電路結構或使用可調電阻來調光，其實現(xiàn)方式簡單，調節(jié)方便，只需調節(jié)輸入電壓就可以實現(xiàn)調光，降低了電路功耗，發(fā)光效率高，可移植性強，而且能保證調光后LED電流恒定，保證了 LED的發(fā)光穩(wěn)定和長壽命。這種低壓直流集中供電LED恒流源線性調光方法可以廣泛應用在100V以下的低壓LED集中供電系統(tǒng)中。
圖I為實施方式中低壓直流集中供電LED恒流源線性調光電路結構框圖。圖2為基于LM3409恒流芯片的低壓直流集中供電LED恒流線性調光電路圖。圖3為本發(fā)明實施方式中的輸入電壓ー輸出電流關系曲線。圖4a 圖4c為實施方式中工作在線性調光區(qū)時的不同輸入電壓和輸出電流的波形。圖5a和圖5b為實施方式中工作在高壓恒流區(qū)時的不同輸入電壓和輸出電流的波形。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施作進ー步描述，但本發(fā)明的實施和保護不限于此。低壓直流集中供電LED恒流源線性調光電路結構框圖如圖I所示，其中包括直流供電電源模塊和分別與直流供電電源模塊連接的N個恒流調光模塊(N > I)，每個恒流調光模塊的輸出端用于連接負載，恒流調光模塊的輸入端均與直流供電電源模塊的正輸出端相連，直流供電電源模塊的負輸出端接地。N個恒流調光模塊的結構相同但其中各元件的參數(shù)由負載確定，在確定負載大小后，選擇符合負載要求的恒流控制芯片，然后根據芯片和負載的參數(shù)確定圖中各電阻(Rl、R2、R3)的值，根據しd=Vfb/R3計算采樣R3，其中Imi為負載所需的恒流值，Vfb為芯片內部反饋電壓的給定標準值，第一電阻R1和第二電阻R2組成的分
壓器用于比例縮小輸入電壓Vin的值，根據
權利要求
1.低壓直流集中供電LED恒流源線性調光電路，其特征在于包括直流供電電源模塊(A)和分別與直流供電電源模塊(A)連接的N個恒流調光模塊(B1In),每個恒流調光模塊的輸出端用于連接負載；所述N個恒流調光模塊(B1In)的結構相同但其中各元件的參數(shù)由負載確定，每個恒流調光模塊的輸入端與直流供電電源模塊(A)的正輸出端相連，直流供電電源模塊(A)的負輸出端接地。
2.如權利要求I所述的低壓直流集中供電LED恒流源線性調光電路，其特征在于所述恒流調光模塊包括線性調光電路(I)、采樣電路(2)和開關穩(wěn)壓器(3)，所述線性調光電路(I)包括第一電阻和第二電阻，直流供電電源模塊(A)的輸出端經ー個限流電阻或者直接與開關穩(wěn)壓器(3)的電壓輸入端Vin相連，直流供電電源模塊(A)的輸出端還經第一電阻與開關穩(wěn)壓器(3)的電壓比較參考給定端VMf相連，第二電阻則連接在參考給定端Vref與地之間；所述采樣電路(2)與LED負載串聯(lián)，采樣電路(2)的端電壓作為開關穩(wěn)壓器(3)中電壓比較反饋輸入端電壓Vfb ;所述開關穩(wěn)壓器(3)的電壓輸出端Vrat與LED負載相連。
3.如權利要求I所述的低壓直流集中供電LED恒流源線性調光電路，其特征在于所述采樣電路(2)為采樣電阻R3。
4.如權利要求3所述的低壓直流集中供電LED恒流源線性調光電路，其特征在于所述開關穩(wěn)壓器(3 )是保持電壓恒定的開關控制電路，包括電壓輸入端Vin、電壓比較參考給定端VMf、電壓輸出端Vwt和電壓比較反饋輸入端Vfb，穩(wěn)壓器通過將反饋輸入端電壓Vfb與參考給定端電壓Vref比較，控制開關管的通斷，以使反饋輸入電壓Vfb恒定，且等于給定的參考電壓VMf。
5.如權利要求3所述的低壓直流集中供電LED恒流源線性調光電路，其特征在于所述開關穩(wěn)壓器(3)包括恒流控制芯片。
6.權利要求Γ5任一項所述的低壓直流集中供電LED恒流源線性調光電路的調光方法，其特征在于通過開關穩(wěn)壓器(3)保持采樣電路(2)的端電壓恒定，從而實現(xiàn)與采樣電路(2)串聯(lián)的LED負載(C1In)的恒流，即電壓比較反饋輸入端Vfb恒定吋，LED負載的電流Im=VFB/R3也恒定；通過改變輸入電壓值Vin線性改變開關穩(wěn)壓器(3)電壓比較器中的給定參考電壓VMf，即
全文摘要
本發(fā)明提供低壓直流集中供電LED恒流源線性調光電路及調光方法，包括直流供電電源模塊和分別與直流供電電源模塊連接的N個恒流調光模塊，恒流調光模塊包括線性調光電路、采樣電路和開關穩(wěn)壓器。調光方法通過開關穩(wěn)壓器保持采樣電路的端電壓恒定，來實現(xiàn)恒流，通過改變輸入電壓值，就可以線性改變電壓比較中的給定參考電壓值Vref，達到調節(jié)LED恒流給定值的目的，進而實現(xiàn)LED負載的調光控制。本發(fā)明實現(xiàn)方法簡單，只需調整開關穩(wěn)壓器外圍電路結構，就可以實現(xiàn)LED燈的恒流調光，而且無需通過改變電路結構或使用可調電阻，可以廣泛應用在5V到100V的低壓LED集中供電系統(tǒng)中。
文檔編號H05B37/02GK102695335SQ20121014697
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權日2012年5月11日
發(fā)明者丘東元, 張波, 張雪霽, 肖文勛 申請人:華南理工大學