ＬＥＤ驱动电路及灯具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有调光功能的ＬＥＤ驱动电路及灯具，包含三端双向可控硅（ＴＲＩＡＣ）调光器，其接收交流输入电压，生成切相电压信号，再经整流模块整流后，耦合到调光信号发生器，功率因数校正控制器接收调光信号发生器的输出信号及反映ＬＥＤ亮度的反馈信号，输出开关控制信号控制开关管的闭合和关断，以实现对ＬＥＤ的驱动。通过调节ＴＲＩＡＣ调光器的导通角，实现对ＬＥＤ的调光。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术的实施例涉及一种LED驱动电路，尤其涉及利用三端双向可控硅 (TRIAC)对LED进行调光的驱动电路。本技术的实施例还涉及使用该驱动电路的灯具。
技术介绍
三端双向可控硅(TRIAC)是电力电子领域的常用的整流器件，通过门极的控制信 号可以实现其在两个方向上的导通。当TRIAC导通后，门极控制信号便失去控制作用，当通 过TRIAC的电流低于维持电流，TRIAC由导通变为截止。基于TRIAC的调光器目前广泛应用于对白炽灯和卤素灯等纯阻性负载的调光应 用中，基本原理是通过控制TRIAC的触发时刻来控制TRIAC的导通角，进而实现对光源(负 载)电压的调节，达到调光的目的。发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)由于具有体积小、节能、使用寿命 长等优点，成为传统光源(如白炽灯)最有潜力的替代光源之一。目前LED的常用调光技术 有PWM调光和模拟调光，前者的调光原理是控制流经LED电流的导通时间，后者的调光原理 是直接控制流经LED电流的大小。当采用TRIAC调光方案时，由于LED驱动器不是纯粹的 阻性负载，会因电路中的LC谐振导致通过TRIAC的电流不可控，使得不能有效地进行调光。 现有技术通过增加假负载(dummy load)的方法解决该问题，但由于假负载的功率消耗降低 了效率。因此需要改进现有LED的TRIAC调光方案，以降低功耗，提升效率。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种能够对LED进行调光的驱动电路，以解决现有 TRIAC调光器不能直接应用于LED驱动电路以实现对LED调光的问题。在本技术的一个方面，提出了一种对LED进行调光的驱动电路，包括三端双 向可控硅(TRIAC)调光器，具有输入端和输出端，所述输入端与交流输入电压耦接，从所述 输出端输出切相电压；整流电路，具有输入端和输出端，所述输入端与所述三端双向可控硅 调光器的输出端耦接，从所述整流电路的输出端输出直流信号；滤波电路，具有输入端和输 出端，所述滤波电路的输入端与所述整流电路的输出端耦接，从所述滤波电路的输出端将 滤波后的信号耦合到能量传输元件；分压电路，与所述整流电路的输出端耦接，从分压电路 的输出端输出分压信号；调光信号发生器，输入端与所述分压电路的输出端耦接；功率因 数校正(PFC)控制器，接收调光信号发生器的输出信号及反映LED亮度的信号，从输出端输 出驱动信号；驱动器，输入端与所述功率因数校正控制器的输出端耦接，从输出端输出开关 控制信号控制开关管，使所述滤波后的信号耦合到LED。优选地，所述功率因数校正控制器为有源功率因数校正电路。优选地，所述功率因数校正控制器工作于临界导通模式。优选地，所述功率因数校正控制器工作于连续导通模式。优选地，所述功率因数校正控制器工作于断续导通模式。优选地，所述能量传输元件为变压器。优选地，所述能量传输元件为电感。优选地，所述驱动电路基于正激拓扑、反激(FLYBACK)拓扑、半桥(HALF-BRIDGE) 拓扑、推挽拓扑中的任一种。优选地，所述驱动电路基于降压(BUCK)拓扑结构、升压(BOOST)拓扑结构、升降压 (BUCK-BOOST)拓扑结构、单端初级电感转换器(SEPIC)拓扑结构中的任一种。优选地，所述反映LED亮度的信号来自于变压器的原边。优选地，所述驱动电路还包括等效负载平均电流计算模块，一输入端耦合至PFC 控制器的输出端、驱动器的输出端及辅助绕组输出端三者中的一个，另一输入端耦接至反 映变压器原边电流值大小的采样信号，输出端生成所述反映LED亮度的信号，耦接至PFC控 制器。优选地，所述等效负载平均电流计算模块包含第一开关，一端耦接至反映原边电 流的信号；电容，耦接在第一开关的另一端和地之间；第二开关，一端耦接至第一开关与电 容的连接点；第三开关，耦接于第二开关的另一端和地之间；第二开关和第三开关之间的 连接点输出反映LED亮度的信号；第一开关(Si)、第二开关(S2)和第三开关(S3)受PFC控 制器的输出信号、驱动器的输出信号及辅助绕组输出信号三个中的一个的控制。优选地，所述调光信号发生器根据整流后的切相电压输出脉冲宽度调制信号或幅 值受控的信号。优选地，功率因数校正控制器包括误差放大器，同相端与调光信号发生器的输出 耦接，反相端与反映LED亮度的信号相耦合；乘法器，将误差放大器的输出信号和所述反映 直流信号的信号相乘，输出参考信号；比较器，反相端接收所述参考信号，同相端与反映流 过能量传输元件的电流大小的电压信号耦接；电流过零检测器，耦接到能量传输元件，对所 述能量传输元件的能量传输情况进行检测；触发器，所述比较器的输出信号耦接到触发器 的复位端，触发器的置位端与电流过零检测器的输出端耦接，接收电流过零检测器的输出 信号，触发器的输出端与驱动器耦接。优选地，功率因数校正控制器包括误差放大器，同相端与调光信号发生器的输出 耦接，反相端与反映LED亮度的信号相耦合；电流过零检测器，耦接到所述能量传输元件， 对所述能量传输元件的能量传输情况进行检测；导通时长控制器，接收所述误差放大器的 输出信号和所述电流过零检测器的输出信号，触发器，所述导通时长控制器的输出信号耦 接到触发器的复位端，触发器的置位端与所述电流过零检测器的输出端耦接，接收电流过 零检测器的输出信号，触发器的输出端与驱动器耦接。在本技术的另一方面，提出了一种灯具，该灯具具备如上所述的驱动电路。上述驱动电路及使用该电路的灯具，解决了现有技术中存在的TRIAC调光器不能 直接对LED进行调光的问题，兼容了现有的传统光源(如白炽灯)的调光方案。附图说明图1为现有的利用TRIAC调光器对LED调光的技术方案。图2为根据本技术实施例的一个副边采样并基于带乘法器PFC的具体实施例。图3为图2所示实施例中相关信号在交流输入电压AC的一个半周期内的波形。图4为根据本技术实施例的一个副边采样并基于带导通时长控制电路PFC的 具体实施例。图5为根据本技术实施例的一个原边采样并基于带乘法器PFC的具体实施 例。图6为图5所示等效负载平均电流计算模块570的一个具体框图。图7为根据本技术实施例的一个原边采样并基于带导通时长控制电路PFC的 具体实施例。具体实施方式以下各具体实施例及附图中，除非另外强调，相同的标记代表相同的部分。图1为现有的LED三端双向可控硅(TRIAC)调光方案示意图。下面说明其调光原 理。交流输入电压Vin从输入端进入TRIAC调光器，经过TRIAC调光器作用后，在输出端输 出导通时刻受控的电压信号101，从输入端输入到整流模块，在整流模块的输出端得到单向 电压102，电压102被分压电路分压后在分压电路的输出端得到电压103，输送给调光信号 发生器的输入端，从调光信号发生器的输出端得到宽度被调节的脉冲信号(PWM信号)104。 通过调节TRIAC调光器的导通时刻，调光信号发生器的输入电压103波形被改变，相应地 调光信号发生器的输出信号104的脉冲宽度被调节，再经不具有功率因数校正功能(non power factor correction,简称Non-PFC)控制器的作用后，使得经变压器TR传送到负载 LED的能量被调节，最终本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＬＥＤ驱动电路，包括：　　三端双向可控硅调光器，具有输入端和输出端，所述输入端与交流输入电压耦接，从所述输出端输出切相电压；　　整流电路，具有输入端和输出端，所述输入端与所述三端双向可控硅调光器的输出端耦接，从所述整流电路的输出端输出直流信号；　　滤波电路，具有输入端和输出端，所述滤波电路的输入端与所述整流电路的输出端耦接，从所述滤波电路的输出端将滤波后的信号耦合到能量传输元件；　　分压电路，与所述整流电路的输出端耦接，从分压电路的输出端输出分压信号；　　调光信号发生器，输入端与所述分压电路的输出端耦接；　　其特征在于，所述ＬＥＤ驱动电路还包括：　　功率因数校正控制器，接收调光信号发生器的输出信号及反映ＬＥＤ亮度的信号，从输出端输出驱动信号；　　驱动器，输入端与所述功率因数校正控制器的输出端耦接，从输出端输出开关控制信号控制开关管，使所述滤波后的信号耦合到ＬＥＤ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邝乃兴，杜磊，张军明，任远程，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]