一种高精度调光LED驱动电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高精度调光LED驱动电源，包括依次连接的AC/DC恒压源、半桥LLC谐振变换器、LED负载，所述半桥LLC谐振变换器内包括半桥驱动器和电源控制芯片，在半桥LLC谐振变换器输出端与电源控制芯片之间连接误差处理模块、PWM1调制电路、调光供电模块、调光电路；本实用新型专利技术可通过按键设定输出电流，并可以在显示屏对输出电流进行监控实现智能化；调光方案采用闭环控制，可根据电流反馈信号动态调整PWM1，进而调整VDD确保调光的准确度；通过调节调光电路的供电电压VDD，可避免调光电路中的串并联阻抗关系的变化导致的输出信号不准确问题；输出两路PWM调光信号，确保调光的可靠性。靠性。靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度调光LED驱动电源


[0001]本技术涉及一种LED驱动电源，尤其涉及一种可使用高频PWM信号对LED进行调光，并实现对调光的闭环控制的电源。

技术介绍

[0002]LED凭借优良的发光特性在各领域得到广泛应用，如在道路照明、植物生长、生物医疗、光固化等领域。随着人们对节能问题越来越重视，对LED进行调光就成为一个很好的解决方式，即根据需要对LED的亮度进行调节。
[0003]在LED调光时中，PWM调光信号频率越高，调光速度就越快、调光精度就越高，而高频的调光信号就会带来更大的噪声干扰造成频闪现象。因此，在室内照明、屏幕背光等场景设计驱动电源时，低频闪与高精度只能取两者的平衡点进行设计。目前，LED驱动电源大多采用市场中已成熟的电源产品，通过预留的调光端口进行调光，此类产品只能通过灯珠亮度来确定调光的合适与否，无法调整准确的输出电流，在调光时大大增加了工作量。又或有智能化的闭环调光做法（如授权号为CN 212628512 U），可以较好的控制实际输出与目标值之间的误差并实时显示数据，但当PWM调光信号频率较高时，会导致调光电路中分压电阻与低通滤波器之间的串并联阻抗关系变化，进而引起电路工作点的漂移，出现调光电路输出不准确的现象。
[0004]总结上述常用电源方案可知，现有方案还存在如下问题：1）在调光时只能看到LED负载的亮度的变化，无法得知电流变化了多少；2）调光电路多为开环控制，难以控制实际输出的电流与给定目标值之间的误差；3）调光信号为高频时，调光电路中的串并联电阻会引起电路工作点漂移，导致调光电路的输出信号不准确；4）电源系统智能化通常不足，一般不具有良好的人机交互功能。
[0005]因此，针对现有LED驱动电源存在的不足，设计一种可闭环、高频精准调光的后级DC
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DC恒流电源，是业界亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本技术提出一种高精度调光LED驱动电源。
[0007]本技术采用的技术方案是设计一种高精度调光LED驱动电源，包括依次连接的AC/DC恒压源、半桥LLC谐振变换器、LED负载，所述半桥LLC谐振变换器内包括半桥驱动器和电源控制芯片，在半桥LLC谐振变换器输出端与电源控制芯片之间连接误差处理模块、PWM1调制电路、调光供电模块、调光电路，其中所述误差处理模块采集半桥LLC谐振变换器的输出电流、并将之转化为误差电压Verr；所述PWM1调制电路，将误差电压Verr与三角载波VM进行比较，生成第一调制波PWM1；所述调光供电模块根据第一调制波PWM1生成调光供电电源VDD；所述调光供电电源VDD向调光电路供电，调光电路根据第二调制波PWM2生成调光信号VDIM，所述电源控制芯片根据调光信号VDIM驱动半桥驱动器工作。
[0008]高精度调光LED驱动电源还包括显示屏与按键模块、MCU模块，所述显示屏与按键模块用以显示参数和输入调光目标值，所述MCU模块将调光目标值转换为所述第二调制波PWM2。
[0009]所述误差处理模块包括第一运算放大器U1、串接在半桥LLC谐振变换器输出端与地之间的第一分压电阻Rf1和第二分压电阻Rf2，第一分压电阻Rf1和第二分压电阻Rf2的接点连接第一运算放大器U1的反相输入端，第一运算放大器U1的同相输入端连接电流基准Iref，第一运算放大器U1的输出端连接第十电容C10和第十一电容C11的一端、并送出所述误差电压Verr，第十电容C10的另一端连接第十电阻R10，第十电阻R10和第十一电容C11的另一端接地。
[0010]所述PWM1调制电路包括第二运算放大器U2、其反相输入端连接所述误差电压Verr、其同相输入端连接三角载波VM、其输出端输出所述第一调制波PWM1。
[0011]所述调光供电模块包括第三运算放大器U3，直流电源VCC连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接三端稳压器U4的阴极、第二电阻R2的一端、第三运算放大器U3的同相输入端，第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端、三端稳压器U4控制端、第三MOS管Q3的漏极，第三MOS管Q3的源极、第三电阻R3的另一端和三端稳压器U4的阳极接地，第三MOS管Q3的栅极连接所述第一调制波PWM1，第三运算放大器U3的输出端连接其反相输入端、并输出所述调光供电电源VDD。
[0012]所述调光电路包括第五运算放大器U5，所述调光供电电源VDD连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接第四MOS管Q4的漏极和第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端连接第一电容C1的一端和第五运算放大器U5的同相输入端，第一电容C1的另一端和第四MOS管Q4的源极接地，第四MOS管Q4的栅极连接所述第二调制波PWM2，第五运算放大器U5的输出端连接其反相输入端、并输出所述调光信号VDIM。
[0013]所述半桥LLC谐振变换器包括受半桥驱动器控制的第一开关管Q1和第二开关管Q2，以及变压器T；所述变压器T包括原边绕组W1、第一副边绕组W2和第二副边绕组W3，第一开关管Q1和第二开关管Q2串接在AC/DC恒压源的正、负输出端之间，第一开关管Q1和第二开关管Q2的接点A与地之间串接谐振电容Cr、原边绕组W1、谐振电感Lr，第一副边绕组W2的同名端连接第一二极管D1的阳极，第二副边绕组W3的异名端连接第二二极管D2的阳极，第一二极管D1的阴极和第二二极管D2的阴极连接后作为半桥LLC谐振变换器的正极输出，第一副边绕组W2的异名端和第二副边绕组W3的同名端连接后作为半桥LLC谐振变换器的负极输出。
[0014]本技术提供的技术方案的有益效果是：
[0015]1）可通过按键设定输出电流，并可以在显示屏对输出电流进行监控实现智能化。
[0016]2）调光方案采用闭环控制，可根据电流反馈信号动态调整PWM1，进而调整VDD确保调光的准确度。
[0017]3）通过调节调光电路的供电电压VDD，可避免调光电路中的串并联阻抗关系的变化导致的输出信号不准确问题。
[0018]4）输出两路PWM调光信号，确保调光的可靠性。
附图说明
[0019]下面结合实施例和附图对本技术进行详细说明，其中：
[0020]图1是本技术系统原理框图；
[0021]图2是半桥LLC谐振变换器电路图；
[0022]图3是误差处理模块电路图；
[0023]图4是 PWM1调制电路图；
[0024]图5是调光供电模块电路图；
[0025]图6是调光电路电路图；
[0026]图7是MCU及外围电路示意图；
[0027]图8是显示屏与按键模块面板示意图。
具体实施方式
[0028]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度调光LED驱动电源，包括依次连接的AC/DC恒压源、半桥LLC谐振变换器、LED负载，所述半桥LLC谐振变换器内包括半桥驱动器和电源控制芯片，其特征在于：在半桥LLC谐振变换器输出端与电源控制芯片之间连接误差处理模块、PWM1调制电路、调光供电模块、调光电路，其中所述误差处理模块采集半桥LLC谐振变换器的输出电流、并将之转化为误差电压Verr；所述PWM1调制电路，将误差电压Verr与三角载波VM进行比较，生成第一调制波PWM1；所述调光供电模块根据第一调制波PWM1生成调光供电电源VDD；所述调光供电电源VDD向调光电路供电，调光电路根据第二调制波PWM2生成调光信号VDIM，所述电源控制芯片根据调光信号VDIM驱动半桥驱动器工作。2.如权利要求1所述的高精度调光LED驱动电源，其特征在于：还包括显示屏与按键模块、MCU模块，所述显示屏与按键模块用以显示参数和输入调光目标值，所述MCU模块将调光目标值转换为所述第二调制波PWM2。3.如权利要求2所述的高精度调光LED驱动电源，其特征在于：所述误差处理模块包括第一运算放大器U1、串接在半桥LLC谐振变换器输出端与地之间的第一分压电阻Rf1和第二分压电阻Rf2，第一分压电阻Rf1和第二分压电阻Rf2的接点连接第一运算放大器U1的反相输入端，第一运算放大器U1的同相输入端连接电流基准Iref，第一运算放大器U1的输出端连接第十电容C10和第十一电容C11的一端、并送出所述误差电压Verr，第十电容C10的另一端连接第十电阻R10，第十电阻R10和第十一电容C11的另一端接地。4.如权利要求3所述的高精度调光LED驱动电源，其特征在于：所述PWM1调制电路包括第二运算放大器U2、其反相输入端连接所述误差电压Verr、其同相输入端连接三角载波VM、其输出端输出所述第一调制波PWM1。5.如权利要求4所述的高精度调光LED驱动电源，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛鹏，左廷友，王本欣，肖顶奎，
申请(专利权)人：湖南福瑞康电子有限公司，
类型：新型
国别省市：