一種可調(diào)光led電源的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種可調(diào)光LED電源，包括功率轉(zhuǎn)換電路、調(diào)光電路、輔助電源和控制器MCU，所述功率轉(zhuǎn)換電路有兩級(jí)電路組成，分別為有源功率因數(shù)校正APFC電路和DC/DC開(kāi)關(guān)電源，外部電網(wǎng)依次通過(guò)有源功率因數(shù)校正APFC電路、DC/DC開(kāi)關(guān)電源輸出恒定電流驅(qū)動(dòng)LED燈，所述有源功率因數(shù)校正APFC電路還與輔助電源連接，所述輔助電源為控制器MCU提供電能，所述控制器MCU通過(guò)RS485總線接收上位機(jī)指令后輸出PWM信號(hào)通過(guò)調(diào)光電路調(diào)節(jié)DC/DC開(kāi)關(guān)電源的輸出電流對(duì)LED燈的亮度進(jìn)行控制，所述控制器MCU采用ATmega8單片機(jī)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種可調(diào)光LED電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及LED電源，尤其是涉及一種可調(diào)光的LED電源。

【背景技術(shù)】
[0002]白光LED應(yīng)用于照明，將比現(xiàn)行光源壽命提高5倍以上，可充分解決燈管含汞的環(huán)保問(wèn)題，故LED為無(wú)污染的環(huán)保光源，且LED芯片的發(fā)光效率仍大有提高空間，成本有望不斷降低。LED作為下一代照明光源將造福人類(lèi)。由于LED的電壓電流特性，現(xiàn)在的白光LED照明一般使用恒流電源驅(qū)動(dòng)，為了更好的發(fā)揮LED照明的節(jié)能有點(diǎn)，在LED電源中加入調(diào)光功能是大勢(shì)所趨?，F(xiàn)在用于LED調(diào)光的方式有兩種，PWM調(diào)光和模擬調(diào)光。脈沖寬度調(diào)制(PWM)調(diào)光是使用開(kāi)關(guān)電路以相對(duì)于人眼識(shí)別力來(lái)說(shuō)足夠高的頻率工作，使用PWM來(lái)設(shè)置周期和占空度改變光輸出的平均值；模擬調(diào)光是改變電源輸出電流的幅值，來(lái)改變LED的光輸出，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。數(shù)字調(diào)光會(huì)引入潛在的電磁干擾頻率，為盡量降低可聽(tīng)到噪聲和輻射，高端照明系統(tǒng)的調(diào)光頻率一般要求幾萬(wàn)赫茲，但較高的調(diào)光頻率將大幅縮小驅(qū)動(dòng)的調(diào)光范圍。模擬調(diào)光面臨輸出電流精度的挑戰(zhàn)，每個(gè)LED驅(qū)動(dòng)都要用到某種串聯(lián)電阻辨別電流，電流辨別電壓通過(guò)折衷低能耗損失和高信噪比來(lái)選定，驅(qū)動(dòng)中的允許誤差、偏移和延遲導(dǎo)致了一個(gè)相對(duì)固定的誤差。要在一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)中降低輸出電流就必須降低電流識(shí)別電壓，這樣就會(huì)反過(guò)來(lái)降低輸出電流的精度。
[0003]本實(shí)用新型為了克服上述缺陷，進(jìn)行了有益的改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供了一種在傳統(tǒng)模擬調(diào)光電路的基礎(chǔ)上加入高精度運(yùn)算放大器以提高輸出電流精度的可調(diào)光LED電源。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種可調(diào)光LED電源，包括功率轉(zhuǎn)換電路、調(diào)光電路、輔助電源和控制器MCU，其特殊之處在于:所述功率轉(zhuǎn)換電路有兩級(jí)電路組成，分別為有源功率因數(shù)校正APFC電路和DC/DC開(kāi)關(guān)電源，外部電網(wǎng)依次通過(guò)有源功率因數(shù)校正APFC電路、DC/DC開(kāi)關(guān)電源輸出恒定電流驅(qū)動(dòng)LED燈，所述有源功率因數(shù)校正APFC電路還與輔助電源連接，所述輔助電源為控制器MCU提供電能，所述控制器MCU通過(guò)RS485總線接收上位機(jī)指令后輸出PWM信號(hào)通過(guò)調(diào)光電路調(diào)節(jié)DC/DC開(kāi)關(guān)電源的輸出電流對(duì)LED燈的亮度進(jìn)行控制，所述控制器MCU采用ATmega8單片機(jī)；
[0007]所述調(diào)光電路包括運(yùn)算放大器，其中調(diào)光電路中的電阻R1、電阻R2、電阻R3組成電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)關(guān)管Ql通過(guò)電阻R2與運(yùn)算放大器的同相端Cl連接，并對(duì)運(yùn)算放大器的同相端Cl的調(diào)光電壓V+進(jìn)行控制，LED燈的電流通過(guò)電阻采樣電阻RS轉(zhuǎn)換為取樣電壓VS并與運(yùn)算放大器的反相端連接，所述調(diào)光電壓V+和取樣電壓VS經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器比較后輸出，運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)光耦調(diào)制功率控制芯片的FB腳電流控制DC/DC開(kāi)關(guān)電源的輸出電流。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果:在白光LED燈應(yīng)用于隧道燈、路燈照明時(shí)，電磁兼容有較高要求，在傳統(tǒng)調(diào)光電路的基礎(chǔ)上加上運(yùn)算放大器比較取樣電壓和調(diào)光電壓，能精確調(diào)節(jié)輸出電流，通過(guò)單片機(jī)接收來(lái)自RS485總線的調(diào)光指令可實(shí)現(xiàn)多級(jí)調(diào)光，提高了輸出電流的精度和LED燈的亮度精準(zhǔn)控制。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的硬件框架圖；
[0010]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例模擬調(diào)光電路圖；
[0011]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例D/A電路波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0013]本實(shí)用新型的實(shí)施例整體電路設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)的LED恒流電源中加入模擬調(diào)光電路，設(shè)計(jì)智能調(diào)光系統(tǒng)，如圖1所示。在該系統(tǒng)的功率轉(zhuǎn)換部分，采用APFC和DC/DC兩級(jí)電路的設(shè)計(jì)，模擬調(diào)光控制電路使用ATmegaS單片機(jī)搭建，控制中心調(diào)控LED燈具的亮度，采用RS485總線發(fā)送調(diào)光指令。
[0014]接收到RS485總線的調(diào)光指令后，單片機(jī)將輸出對(duì)應(yīng)的PWM信號(hào)，來(lái)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)電源的輸出電流。而我們采用運(yùn)算放大器精確調(diào)節(jié)輸出電流，需要將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為線性調(diào)光電壓。如圖2所示，PWM信號(hào)輸入端到運(yùn)放同相端是D/A轉(zhuǎn)換電路。
[0015]RU R2、R3組成電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，Ql作為開(kāi)關(guān)管，由PWM調(diào)光信號(hào)控制其導(dǎo)通時(shí)間，Ql的開(kāi)關(guān)控制Cl上的電壓，即運(yùn)放的同相端電壓。LED的電流通過(guò)取樣電阻Rs，轉(zhuǎn)換為取樣電壓Vs，輸入運(yùn)放的反相端。調(diào)光電壓V+和取樣電壓Vs經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器比較后輸出邏輯電平，通過(guò)光耦調(diào)制功率控制芯片的FB腳電流，從而調(diào)節(jié)DC/DC電路的輸出電流。
[0016]從電路中可知取樣電壓:Vs = RsXILED，電源輸出最大電流時(shí)，PWM調(diào)光信號(hào)占空比為100%，經(jīng)過(guò)反相器倒相后，Ql 一直關(guān)斷，此時(shí)電阻分壓網(wǎng)絡(luò)R3上的電壓為:V+(max)=R3XVCC/(R1+R2+R3)，當(dāng)PWM調(diào)光信號(hào)占空比降為O時(shí)，Ql導(dǎo)通，Cl放電，Ql的飽和壓降為VCES，此時(shí):V+(min) = R3XVCES/(R2+R3)，V+〈Vs，運(yùn)放輸出低電平，調(diào)節(jié)控制芯片減小輸出電流，直到滿足Vs ^ V+，此時(shí)電源最小輸出電流為:ILED = V+(min)/Rs,
[0017]如圖3所示，Ql關(guān)斷，Cl充電；Ql導(dǎo)通，Cl放電。在一個(gè)PWM周期內(nèi)，電容上的平均電壓為:v+ = V+(max) Xh，式中:h為PWM調(diào)光信號(hào)占空比，根據(jù)運(yùn)算放大器的虛短特性有:V+ ~ Vs。由此可知，選定R1、R2、R3的阻值后，電源輸出電流將由PWM信號(hào)占空比精確控制。
[0018]以上所述實(shí)施方式僅表達(dá)了本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可調(diào)光LED電源，包括功率轉(zhuǎn)換電路、調(diào)光電路、輔助電源和控制器MCU，其特征在于:所述功率轉(zhuǎn)換電路有兩級(jí)電路組成，分別為有源功率因數(shù)校正APFC電路和DC/DC開(kāi)關(guān)電源，外部電網(wǎng)依次通過(guò)有源功率因數(shù)校正APFC電路、DC/DC開(kāi)關(guān)電源輸出恒定電流驅(qū)動(dòng)LED燈，所述有源功率因數(shù)校正APFC電路還與輔助電源連接，所述輔助電源為控制器MCU提供電能，所述控制器MCU通過(guò)RS485總線接收上位機(jī)指令后輸出PWM信號(hào)通過(guò)調(diào)光電路調(diào)節(jié)DC/DC開(kāi)關(guān)電源的輸出電流對(duì)LED燈的亮度進(jìn)行控制，所述控制器MCU采用ATmega8單片機(jī)； 所述調(diào)光電路包括運(yùn)算放大器，其中調(diào)光電路中的電阻R1、電阻R2、電阻R3組成電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)關(guān)管Ql通過(guò)電阻R2與運(yùn)算放大器的同相端Cl連接，并對(duì)運(yùn)算放大器的同相端Cl的調(diào)光電壓V+進(jìn)行控制，LED燈的電流通過(guò)電阻采樣電阻RS轉(zhuǎn)換為取樣電壓VS并與運(yùn)算放大器的反相端連接，所述調(diào)光電壓V+和取樣電壓VS經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器比較后輸出，運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)光耦調(diào)制功率控制芯片的FB腳電流控制DC/DC開(kāi)關(guān)電源的輸出電流。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK204206554SQ201420629289
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】朱士林 申請(qǐng)人:威海海泰電子有限公司