采用松耦合变压器的LED机械式调光控制电路制造技术

一种采用松耦合变压器的LED机械式调光控制电路，包括松耦合变压器、原边谐振补偿电容、副边谐振补偿电容和磁芯调节机构；原边谐振补偿电容串联接在松耦合变压器初级侧；副边谐振补偿电容串联接在松耦合变压器副级侧；所述松耦合变压器的原副边的磁芯距离d可调；磁芯调节机构连接松耦合变压器上的所述磁芯距离d的调节端；通过磁芯调节机构调节所述的松耦合变压器器原副边的磁芯距离来改变变压器的参数，改变输出有功功率，实现LED调光，不需要额外的电气和控制电路，使用简单，减少成本，可靠性高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种LED机械式调光控制电路。
技术介绍
半导体发光二极管LED光源具有发光效率高、体积小、寿命长等优点，已成为下一代照明技术的主流。LED是电流型器件，需要专门的驱动器来提供驱动电流，满足照明需求。为满足安全规范要求，LED驱动器要求具有电气隔离，通常采用隔离变压 器将LED光源与输入母线隔离。为实现节能减排和个性化照明需求，LED驱动器要求具有调光功能，由LED发光原理可知，LED的驱动电流决定了输出光通量的大小，目前的调光方式均在驱动器中采用额外的电路和控制策略对电流大小进行调节，如幅值调节和脉宽调制调节等。额外增加的控制电路不仅增加了成本，而且增大了系统的复杂性，也降低了可靠性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种电路结构简单、成本低廉、可靠性更高的采用松耦合变压器的LED机械式调光控制电路。为了实现以上目的，本技术通过以下技术方案实现一种采用松耦合变压器的LED机械式调光控制电路，包括松耦合变压器、原边谐振补偿电容、副边谐振补偿电容和磁芯调节机构；原边谐振补偿电容串联接在松耦合变压器初级侧；副边谐振补偿电容串联接在松耦合变压器副级侧；所述松耦合变压器的原副边的磁芯距离d可调；磁芯调节机构连接松耦合变压器上的所述磁芯距离d的调节端。有益效果与现有技术相比，通过调节松耦合变压器的磁芯距离来改变输出有功功率，从而实现LED调光，不需要额外的电气和控制电路，使用简单，减少成本，可靠性高。附图说明图I是本技术的电路等效结构示意图。图2是LED等效电路模型示意图。图3是本技术的采用松耦合变压器的LED机械调光原理示意图。图4是采用本技术结构的LED调光设计实例。V1是输入交流电压；iP是输入交流电流；Vtl是输出交流电压；Cp是原边谐振补偿电容；cs是副边谐振补偿电容；T是松耦合变压器；LP是变压器原边漏感；LS是变压器副边漏感；Lm是变压器励磁电感；NP是变压器原边绕组匝数；NS是变压器副边绕组匝数；d是变压器原副边磁芯的距离；其中，LP、Ls、LMtt为等效电感。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施例做进一步的描述。如图I所示，一种采用松耦合变压器的LED机械式调光控制电路，包括松耦合变压器T、原边谐振补偿电容Cp、副边谐振补偿电容Cs和磁芯调节机构；原边谐振补偿电容Cp串联接在松耦合变压器T初级侧；副边谐振补偿电容Cs串联接在松耦合变压器T副级侧；所述松耦合变压器T的原副边的磁芯距离d可调；磁芯调节机构连接松耦合变压器上的所述磁芯距离d的调节端；通过磁芯调节机构调节所述的松耦合变压器器T原副边的磁芯距离d，由公式Z =其中μ ^是空气的导磁率，Ae是有效导磁面积，N是对应的线圈匝数，a可知当磁芯距离d发生变化，电感L值会相应变化，因此变压器中的励磁电感LM、原边漏感Lp和副边漏感Ls均随着磁芯距离d的变化而变化；输入交流电压V1不变，d改变，变压器励磁电感LM、原边漏感LP、副边漏感Ls均发生改变，因此，原边输入电流iP的幅值和相位发生变化，即输入有功功率发生变化，从而改变输出功率。由变压器模型和参数，可以得到原边电感L1、副边电感L2、耦合系数k、变比η满足 以下条件L1 = LP+LM, L2 = Ls+Lm/n2(I)_ Np j _ Lm = Ns n\L\L^由频域分析，输出V0与输入V1的电压传输比满足下式Gv(O)) = —— =I r 2 ! P7(to) s + ^^LED^Zp + O)Lm in(2) 丄_I_n Zp +_Δ_IIV其中，尽=A①Lx -~-77) ^zS =~-w) LED = ，Re, led 是 LED 等效电阻，① Ip^LEDΔ = GJ4L1CpL2Cs Gi2-IHco2(L1Ws)-I。图2所示的是LED等效电路模型示意图。LED负载可以看成一个很小的内阻r与内部电压源Vyh串联组成，因此，LED负载的电压和电流满足下式Vled (Iled) — Vth+Iled · r(3)图3是米用松稱合变压器的LED机械调光原理不意图,其中，输入交流电压米用占空比为D的方波信号，Ts :为输入方波电压开关周期。输入交流电压V1不变，若调节松耦合变压器的原、副边磁芯距离d，则变压器参数发生改变，从而改变输入电流iP的幅值和相位，输入有功功率发生变化，从而改变输出功率及LED驱动电流和输出光通量，实现调光。图4所示是电压传输比Gv函数随输入频率f的变化曲线。其中，改变松耦合变压器的距离d，得到其相关参数为下表所示 d(mm) L1(uH) L2(uH) Lp(uE) Ls(uE) LM(uE)kO11503. 7456. 5 O. 365 1093 0.926 5 129 I. 5 66I. 30663O. 252输入交流电压V1为幅值400V、占空比D为O. 85的交流方波信号(输入交流电压V1是通过模拟功率因数校正电路和全桥电路斩波得到)；负载采用Cree XREWHT系列冷白色LED共12只，其中，每6只LED串联，然后两串同向并联；LED支路满足Vled(Iled) = 18+Iled · 3. 428。其中，Vth = 18V, r = 3. 428 Ω 均由 LED 说明手册得至丨J。其中，d = O, kmax = O. 926 ；d = 5mm, kmin = 0. 252。图4给出d = O与d = 5mm时，负载对应的频率响应曲线，LED驱动电流Iu5d从O. 7A调节至O. 35A时，电压变化很小，电压传输比基本不变，由于负载电流减半，输出功率自动减小，从而实现调光，因此，输入频率选择在195kHz。由以上描述可知，本专利技术提出的采用松耦合变压器的LED机械调光技术具有如下优点通过调节松耦合变压器的磁芯距离来改变输出有功功率，从而实现LED调光，不需要额外的电气和控制电路，实现和使用简单，减少成本，可靠性高；通过原副边谐振电容，补偿漏感能量，保证能量传输的高效率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用松耦合变压器的LED机械式调光控制电路，其特征在于，包括松耦合变压器、原边谐振补偿电容、副边谐振补偿电容和磁芯调节机构；原边谐振补偿电容串联接在松耦合变压器初级侧；副边谐振补偿电容串联接在松耦合变压器副级侧；所述松耦合变压器的原副边的磁芯距离d可调；磁芯调节机构连接松耦合变压器上的所述磁芯距离d的调节端。

【技术特征摘要】
1.一种采用松耦合变压器的LED机械式调光控制电路，其特征在于，包括松耦合变压器、原边谐振补偿电容、副边谐振补偿电容和磁芯调节机构；原边谐振补偿电容串联接在松...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲小慧，黄少聪，黄学良，谢智刚，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：