一种LED调光控制电路及其方法技术

一种LED调光控制电路，主结构是一个反激变换器，包括NMOS管Q1，直流变压器T1、续流二极管D1、电解电容C1、C2，用两种不同频率的PWM2驱动信号同时控制主功率管Q1的通断，同时控制LED串电流的占空比和电流水平，分别实现PWM调光和模拟调光，其中，通过改变高频PWM2驱动信号占空比来改变LED串电流的幅度，实现PWM调光，通过改变低频PWM2驱动信号的占空比来改变LED串电流的占空比，实现模拟调光，由两种调光模式共同实现LED串的精确调光。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种LED调光控制电路，主结构是一个反激变换器，包括NMOS管Q1，直流变压器T1、续流二极管D1、电解电容C1、C2，用两种不同频率的PWM2驱动信号同时控制主功率管Q1的通断，同时控制LED串电流的占空比和电流水平，分别实现PWM调光和模拟调光，其中，通过改变高频PWM2驱动信号占空比来改变LED串电流的幅度，实现PWM调光，通过改变低频PWM2驱动信号的占空比来改变LED串电流的占空比，实现模拟调光，由两种调光模式共同实现LED串的精确调光。【专利说明】一种LED调光控制电路及其方法
本专利技术涉及LED电源装置，尤其是一种LED调光控制电路及其方法，能够在LED低亮度的情况下提高效率，属于微电子
。
技术介绍
目前LED调光主要有三种方式，分别为可控硅(TRAIC)调光，模拟调光和脉宽调制(PWM)调光。可控硅调光采用三端双向可控硅(TRAIC)相位控制电路进行调光，其优势在于可与传统的白炽灯和卤素灯兼容，但由于该方案是在整流桥前面加上可控硅调光器，通过调节导通角来调节输入功率，从而达到调光的目的，会使整个系统的功率因数降低，同时产生较大的EMI问题。模拟调光是通过改变流过LED串的电流水平，从而改变LED的发光亮度。通常有两种方法实现模拟调光:一种是通过改变与LED串串联的限流电阻的大小，来达到改变电流的目的；另一种是控制芯片上本身带有的模拟调光引脚，通过改变控制芯片模拟调光引脚上的电压值，来改变输出电流等级，从而调节LED的亮度。模拟调光的优势在于其调光时不会产生噪声，其缺点在于发出光线的色温会随着LED电流的某个函数变化。PWM调光原理是通过控制LED恒流驱动器的工作与不工作，从而控制LED中的电流，使LED中的电流在设定的最大直流电流Imax与零电流之间工作。设当LED中流过最大直流电流Imax的时间为t，LED驱动器工作与不工作的周期为T，则当PWM信号的占空比为D = t/T时，LED的平均电流为Iled = DImax,由此可知LED的平均电流与PWM信号的占空比D成正比，同时LED的亮度与流过LED的电流成比例，即通过调节驱动器PWM信号的占空比，即可调节LED的亮度。PWM调光方式的优点在于其调光范围宽、精度高、效率高、不会出现闪烁，其缺点在于会引入可听见噪声。
技术实现思路
本专利技术提供一种LED调光控制电路及其方法，通过控制主功率管的通断来改变LED串两端的电压，使其间断处于导通与不导通的状态，从而调节LED的亮度。同时可以通过控制主功率管的导通周期与占空比，将调光方式变为模拟调光。本专利技术所提供的调光电路是在反激式电源的基础上改进的，其技术方案如下:一种LED调光控制电路，连接于Buck电路的输出端，其特征在于:主结构是一个反激变换器，包括NMOS管Ql，直流变压器Tl、续流二极管Dl、电解电容Cl、C2，变压器Tl的原边Lp的同名端连接电解电容C2的负极，原边Lp的另一端连接NMOS管Ql的漏极，NMOS管Ql的源极连接电解电容C2和Cl的正极并与变压器Tl的副边Ls的同名端连接，变压器Tl的副边Ls的另一端连接续流二极管Dl的阴极，续流二极管Dl的阳极连接电解电容Cl的负极，NMOS管Ql的栅、源极分别连接由信号发生器产生的PWM2驱动电压，LED负载串的阳极和阴极分别连接电解电容C2的负极和电解电容Cl的负极。上述LED调光控制电路的调光控制方法，其特征在于:用两种不同频率的PWM2驱动信号同时控制主功率管Ql的通断，同时控制LED串电流的占空比和电流水平，分别实现PWM调光和模拟调光，其中，通过改变高频PWM2驱动信号占空比来改变LED串电流的幅度，实现PWM调光，通过改变低频PWM2驱动信号的占空比来改变LED串电流的占空比，实现模拟调光，由两种调光模式共同实现LED串的精确调光。本专利技术的优点及显著效果:(I)电路简单，无需专用集成电路的复杂控制，成本低，可靠性好；(2)能够实现模拟调光和PWM (脉宽调制)调光，结合了 PWM调光和模拟调光的优点，提高了调光精确度，并提高LED在低载下的效率。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术LED调光控制电路图；图2为本专利技术LED调光控制电路与前级电路连接的总电路图；图3为本专利技术中开关管控制信号及输出电流波形；图4为两种调光方法的效率比较。【具体实施方式】如图1所示，本专利技术LED调光控制电路主结构是一个反激变换器，包括一个NMOS管Q1，一个直流变压器Tl和一个续流二极管Dl，Ql的漏极与变压器Tl的原边相连，源极与电容C2的正极相连，栅极接驱动信号。变压器的原边电感Lp与一个滤波电容C2串联，而副边电感Ls与直流稳压电容Cl相连，LED负载由Cl和C2上的电压共同驱动，Cl与C2的极性相反。通过控制MOS管的开关频率可以控制电路工作在CCM模式或者DCM模式，也就分别对应于模拟调光和PWM调光。下面以DCM为例说明该电路的工作过程，整个过程可以分为三个阶段:1、第一阶段从MOS管Ql导通开始，二极管Dl反向偏置，C2上的电压近似恒定，即变压器原边电感两端电压恒定，电感电流ip线性上升。同时，直流部分通过滤波电容C2给负载供电，当Ql关闭时第一阶段结束；2、第二阶段从Ql关闭开始，二极管Dl导通续流，副侧电感将储能返回给Cl。直流部分继续通过C2给负载供电，同时，电感两侧受到反向电压电流不断下降，当副侧电感电流is减少至零时第二阶段结束；3、第三阶段MOS管Ql和二极管Dl都不导通，LED负载由Cl和C2连续供电，这个过程直到开关管Ql再次开通又回到第一阶段。当Ql关断时，C2由输出电流充电，如果关断时间足够长，C2电压足够高，LED将被关断。所以，如果将MOS管用两种不同频率的PWM信号驱动，就可以让LED电流实现模拟调光和脉宽调制调光。如图2，将市电AC接入系统后，经过限流电阻Rl，R2，过流保险丝F以及滤波网络LI，L2，R3，R4，C4后接入整流桥D2，得到直流电压。电感L3和电容C3为二级滤波网，NMOS管Q2，续流二极管D2和电感L4构成一个Buck电路。其中Q2的漏极接电感L3，源极接电感L4，栅、源极接驱动信号PWM1(PWMl和PWM2都是浮置的驱动信号，可由信号发生器充当)。Q2的驱动信号PWMl的占空比决定后级的输出电压。假设驱动信号PWMl的占空比为D，则电容Cl上的电压Vcl = DVin，其中Vin为市电经过整流滤波后的输入电压。后级的主功率管Q1，直流变压器Tl，电容C2以及续流二极管Dl构成的调光电路则为本专利技术提供的结构。驱动信号PWM2控制主功率管Ql的通断。假设电容C2两端电压为Ve2，则V。= Vcl-Ve2，将发光二级管等效为导通压降Vf与LED串的导通电阻Re串联，则V。= VfItjRe，这里I。是输出电流。输出电流也可以表示成【权利要求】1.一种LED调光控制电路，连接于Buck电路的输出端，其特征在于:主结构是一个反激变换器，包括NMOS管Ql，直流变压器Tl、续流二极管Dl、电解电容Cl、C2， 变压器Tl的原边Lp的同名端连接电解电容C2的负极，原边Lp的另一端连接NMOS管Ql的漏极，NMOS管Ql的源极连接电解电容C2和Cl的正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED调光控制电路，连接于Buck电路的输出端，其特征在于：主结构是一个反激变换器，包括NMOS管Q1，直流变压器T1、续流二极管D1、电解电容C1、C2，变压器T1的原边Lp的同名端连接电解电容C2的负极，原边Lp的另一端连接NMOS管Q1的漏极，NMOS管Q1的源极连接电解电容C2和C1的正极并与变压器T1的副边Ls的同名端连接，变压器T1的副边Ls的另一端连接续流二极管D1的阴极，续流二极管D1的阳极连接电解电容C1的负极，NMOS管Q1的栅、源极分别连接由信号发生器产生的PWM2驱动电压，LED负载串的阳极和阴极分别连接电解电容C2的负极和电解电容C1的负极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐申，程维昶，葛上，宋慧滨，孙伟锋，陆生礼，时龙兴，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32