專利名稱：一種交流電可控硅調(diào)光模式的led恒流源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種照明系統(tǒng)調(diào)光的控制器，更具體，特別涉及一種交流電可控硅調(diào)光
模式的LED恒流源。
背景技術(shù)：
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，目前，半導體發(fā)光二極管也就是LED，它作為一種新型照明巳開始商業(yè)化，LED照明是一種全新的照明技術(shù)，因具有壽命長、節(jié)能、色彩可控、安全、環(huán)保、光譜性好、色純、光效高，無紫外線輻射等特性，被譽為人類照明的第三次革命，LED諸多的優(yōu)點使得其得到了積極的推廣，特別在當前全球能源危機、環(huán)保要求不斷提髙的情況下，低功耗、長壽命的半導體照明(LED照明)巳被世界公認為一種節(jié)能環(huán)保的重要途徑，因此，當前全世界都在全面推廣應用LED照明。由于LED是半導體，它的驅(qū)動方式不能像傳統(tǒng)照明那樣，直接用市電驅(qū)動；調(diào)光方式也不能像傳統(tǒng)的白熾燈或鹵素燈那樣，在其的輸入端加一個可控硅調(diào)光器對其進行切相調(diào)光的。目前，LED都是用恒流源驅(qū)動，它的調(diào)光是通過調(diào)節(jié)頻率比較高的PWM脈沖調(diào)光的。由于LED是恒流電源驅(qū)動，PWM調(diào)光，因此，在它的輸入端，除了有兩根電源線外，還有一根調(diào)光線，這使得LED的調(diào)光不能像傳統(tǒng)的白熾燈或鹵素燈那樣，用調(diào)節(jié)它兩端電壓大小的方式來調(diào)光，LED照明作為一^H1度的照明產(chǎn)品，怎樣在電路的控制方面與現(xiàn)有的接線完全兼容，將是推廣應用LED照明要走的路。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種交流電可控硅調(diào)光模式的LED恒流源，LED能線性無閃爍的接受傳統(tǒng)的交流電可控硅調(diào)光模式下的調(diào)光,解決了 LED照明與傳統(tǒng)照明的兼容性問題。
為了達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是
所述一種交流電可控硅調(diào)光模式的LED恒流源，它包括可控硅調(diào)光器、AC TO DC電源、LED可調(diào)光恒流源、LED光源、V/F (電壓-PWM變換，下同〉變換電路、電壓取樣電路、市電波形糾正電路、整流電路；市電經(jīng)可控硅調(diào)光器輸出分兩路，第一路送給ACTOD^;電源，并輸出兩組電壓，分別給LED可調(diào)光恒流源和V/F (PWM)變換電路供電:第二路送整流電路，經(jīng)可控硅調(diào)光的交流市電被整流后送市電波形糾正電路糾正后，出現(xiàn)切相波，可控硅調(diào)光整流后輸出的波形對應的電壓有效值是40VDC 220VDC, 40VDC 220VDC經(jīng)電壓取樣電路輸出與其對應的電壓為0 5V, 0 5V即為可用的調(diào)光電壓，此調(diào)光電壓經(jīng)V/F (PWM)變換電路，輸出占空比為0y。 100V。的PWM調(diào)光信號，PWM調(diào)光信號直接送LED可調(diào)光恒流源，經(jīng)調(diào)光后LED可調(diào)光恒流源驅(qū)動的LED光源發(fā)光的亮度與0% 100%的PWM調(diào)光信號對應。
具體為
一種交流電可控硅調(diào)光模式的LED恒流源,它包括可控硅調(diào)光器(2)、AC TO DC龜源(3)、LED可調(diào)光恒流源(4)、 LED光源(5)、 V/F (PWM)變換電路(6)、電壓取樣電路(7)、市電波
3形糾正電路(8)、整流電路(9):
其連接關(guān)系交流市電經(jīng)可控硅調(diào)光器(2)輸出分二路，第一路接AC TO DC電源(3)，第二路接整流電路(9), AC TO DC電源(3)輸出兩組電壓，第一組電壓連接到LED可調(diào)光恒流源(4)上，LED可調(diào)光恒流源(4)輸出接LED光源(5),第二組電壓連接到V/F (PWM)變換電路(6)上，整流電路(9)輸出連接市電波形糾正電路(8)和電壓取樣電斷7),電壓取樣電路(7)輸出的調(diào)光電壓通向V/F (PWM)變換(6)， V/F (PWM)變換(6)輸出的PWM信號與LED可調(diào)光恒流源(4)的調(diào)光端口相連；
控制步驟為
a) 、 AC TO DC電源(3)為V/F (PWM)變換電路(6)和LED可調(diào)光恒流源(4)提供供電；
b) 、經(jīng)可控硅調(diào)光的交流市電被整流電斷9)整流后送市電波形糾正電路(8)糾正，得到40VDC 220VDC的切相波，40VDC 220VDC的切相波經(jīng)電壓取樣電路(7)取出與其對應的0 5V調(diào)光電壓，0 5V的調(diào)光電壓經(jīng)V/F(PWM)變換電路(6)輸出與其對應占空比為0% 100%的PWM調(diào)光信號，PWM調(diào)光信號直接送LED可調(diào)光恒流源(4)， LED可調(diào)光恒流源(4)輸出與0% 100%的PWM調(diào)光信號對應的電流連接到LED光源(5)上，直接驅(qū)動LED光源(5)。
所述的AC TO DC電源(3)包括電容C1 C9，電阻R1 R9， 二極管D1 D3，整流橋BR1，芯片NCP1027、 LM7805、 TL4M，光電藕合器PC817和變壓器T1。
所述的LED可調(diào)光恒流源(4),它包括芯片MAX16820,電阻R14、電容C13、 C16,電感Ll, M0S管Q1， 二極管D4。
所述的V/F (PWM〉變換電路(6),包括A/D轉(zhuǎn)換器(11)和MCU微處理器(12),
所述的V/F (PWM)變換電路(6)，還可以由三角波發(fā)生電路和電壓比較器組成，它包括運放LM324和電阻R20 R26、電容Cll、三極管Q2、限流電阻R27、光電藕合器U8;
運放LM324(1)(2)和電阻R20 R26、電容Cll、三極管Q2連接組成三角波發(fā)生電路，三角波發(fā)生電路產(chǎn)生的三角波從運放LM324(1)的第1腳輸出連接到比較器LM324(3)的反相輸入端9腳，0 5V的調(diào)光電壓連接到LM324(3)的同相輸入端10腳，并和三角波發(fā)生電路產(chǎn)生的三角波比較，比較后LM324(3)的輸出引腳第8腳輸出的PWM信號接限流電阻R27連接到光電藕合器U8上，光電藕合器U8的另一邊把PWM調(diào)光信號送到LED可調(diào)光恒流源(4)上。
所述的市電波形糾正電路(8),它包括電阻R10,電阻R10的取值范圍為3K 40K，R10是并聯(lián)接在整流橋BR2的第2腳和第4腳上的*
發(fā)明的效果
1、 解決了 LED照明在傳統(tǒng)可控硅調(diào)光線路上的調(diào)光。
2、 調(diào)光控制線性好，不閃爍。
3、 安裝線路與現(xiàn)有的線路兼容。
4、 可通過軟件編程實m數(shù)型或非對數(shù)型調(diào)光。
5、 待機功耗低，


圖1是本實用新型電路原理框圖。
圖2是本實用新型MCU控制的調(diào)光電路原理圖。圖3是本實用新型三角波與調(diào)光電壓相比較的調(diào)光電路原理圖。圖4是本實用新型在施工線路上的接線示意圖。圖5是本實用新型的軟件原理圖。
圖6是本實用新型固化在MCU微處理器(12)上的軟件主程序流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。
如圖1所示，是本實用新型電路原理框圖，它包括交流市電(l)、可控硅調(diào)光器(2)、 ACTO DC電源(3)、 LED可調(diào)光恒流源(4)、 LED光源(5)、 V/F (PWM)變換電路(6)、電壓取樣電路(7)、市電波形糾正電路(8)、整流電路(9):
其連接關(guān)系交流市電(1)經(jīng)可控硅調(diào)光器(2)輸出分二路，第一路接AC TO DC電源(3),第二路接整流電路(9), AC TO DC電源(3)輸出兩組電壓，第一組電壓連接到LED可調(diào)光恒流源(4)上，LED可調(diào)光恒流源(4)輸出接LED光源(5),第二組電壓連接到V/F (PWM)變換電路(6)上，整流電路(9)輸出連接市電波形糾正電路(8)和電壓取樣電斷7),電壓取樣電路(7)輸出的調(diào)光電壓通向V/F (PWM)變換(6)， V/F (PWM)變換(6)輸出的PWM信號與LED可調(diào)光恒流源(4)的調(diào)光端口相連；
控制步驟為
a) 、 AC TO DC電源(3)為V/F (PWM)變換電路(6)和LED可調(diào)光恒流源(4)提供供電
b) 、經(jīng)可控硅調(diào)光的交流市電被整流電路(9)整流后送市電波形糾正電路(8)糾正，得到40VDC 220VDC的切相波，40VDC 220VDC的切相波經(jīng)電壓取樣電路(7)取出與其對應的0 5V調(diào)光電壓，0 5V的調(diào)光電壓經(jīng)V/F(PWM)變換電路(6)輸出與其對應占空比為0% 100。/。的PWM調(diào)光信號，PWM調(diào)光信號直接送LED可調(diào)光恒流源(4)， LED可調(diào)光恒流源(4)輸出與0% 100%的PWM調(diào)光信號對應的電流連接到LED光源(5)上，直接驅(qū)動LED光源(5)。
圖2是本實用新型MCU微處理器控制的調(diào)光電路原理圖。
如圖所示，它包括可控硅調(diào)光器(2)、 AC TO DC電源(3)、 LED可調(diào)光恒流源(4)、 LED光源(5)、 V/F (PWM)變換電路(6)、電壓取樣電路(7)、市電波形糾正電路(8)、整流電路(9)，
圖中，交流市電經(jīng)可控硅調(diào)光器(2)輸出的有效值約為40VAC 220VA， 一路與整流電路(9)連接，整流電路(9)中的整流橋BR2把40VAC 220VAC變?yōu)榈那邢嘀绷麟姡绷麟娊?jīng)市電波形糾正電路(8)的電阻R10糾正后到得沒有毛刺的切相波，切相波的有效電壓值約為40VDC 220VDC, R10在作為波形糾正電路時，最佳取值為3K 40K,柳VDC 220VDC經(jīng)電壓取樣電路(7)上的電阻R11 R13、 R15 R16分壓，電容C10濾波，得到約0 5V的電壓，其中，電容C10是并聯(lián)在電阻R13上的，由于電路的冷地與熱地要隔離，所以電阻R11 R12、 R1S R16的取值比較大，以實現(xiàn)安全的隔離，電容C10的負極與低壓地相連，正極作為濾波后輸出0 5V的電壓送A/D轉(zhuǎn)換斷11),即送由A/D轉(zhuǎn)換器(ll)和MCU微處理器(12)組成的V/F (PWM)變換電路(6)上；0 5V的電壓送A/D轉(zhuǎn)換器(U)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后，通過SPI總線送給MCU微處理器(12)處理，處理后送出與0 5V對應占空比的0 100%的PWM調(diào)光信號，0 100%的PWM調(diào)光信號與LED可調(diào)光恒流源(4)中的恒流芯片MAX16820的第3個腳連接，恒流芯片MAX16820依調(diào)光信號輸出相應的電流驅(qū)動LED光源(5)。其中，電容C14、 C15晶振Yl組成MCU微處理器(12)工作所需的時鐘電路，為MCU微處理器(12)工作提供時鐘源，電容C12、電阻R17組成MCU微處理器(12)的復位電路， Cll為電源的濾波電容。其中，MCU微處理器(12)可選用內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的MCU微處理器 如STC12C2052AD或ATmega系列的微處理器等等，本實用新型選用A/D轉(zhuǎn)換器(ll)為 MAX1116, MCU微處理器(12)為AT89C2051來說明本實用新型的實施情況。
另一路接到AC TO DC電源(3)上，AC TO DC電源(3)輸出分兩路，一路給LED可調(diào)光 恒流源(4)供電，另一路給LM7805供電，LM7805得到穩(wěn)定的5V電壓送MCU微處理器(12) 和A/D轉(zhuǎn)換器(ll); AC TO DC電源(3)可工作在35VDC 265VDC之間，由于40VDC 220VDC對應的調(diào)光電壓是0 5V,而0 SV的調(diào)光電壓對應的PWM調(diào)光信號的占空比是 0% 100%，也就是說LED光源所消耗的功率與0n/。 100。/。是對應的，所以可以把ACTO DC電源(3)看成輸出功率也是與PWM調(diào)光信號的占空比對應的，電壓越高，AC TO DC電 源(3)輸出的功率就越大，反之就越小，所以ACTODC電源(3)輸出是可以正常工作的。
圖3是本實用新型三角波與調(diào)光電壓相比較的調(diào)光電路原理圖。
如圖所示，它主要包括可控硅調(diào)光器(2)、 ACTODC電源(3)、 LED可調(diào)光恒流源(4)、 LED光源(S)、 V/F (PWM)變換電路(6)、電壓取樣電路(7)、市電波形糾正電路(8)、整流電 路(9);
從圖中可知，它的工作基本原理與圖2大體是相同的，不同的是在V/F (PWM)變換電 路中，圖2是采用A/D轉(zhuǎn)換器(ll)把0~5V的調(diào)光電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號通過SPI總線送給 MCU微處理器(12)處理，MCU微處理器(12)處理的結(jié)果產(chǎn)生0% 100%的PWM調(diào)光信號 送LED可調(diào)光恒流源(4),而在圖3中，運放LM324(1)(2)和電阻R20 R26、電容Cll和三 極管Q2組成三角波發(fā)生電路，LM324(3)為比較器，三角波發(fā)生電路產(chǎn)生的三角波從運放 LM324(1)的第1腳輸出連接到比較器LM324(3)的反相輸入端9腳，電壓取樣電路(7)取得的 對應40V 265V的0 5V調(diào)光電壓從LM324(3)的同相輸A^ 10腳進入并和三角波發(fā)生電 路產(chǎn)生的三角波比較，0 5V的電壓中，電壓越髙，占空比越大，調(diào)光時調(diào)光電壓是0 5V 變化的，所以V/F (PWM)變換電路(6)依調(diào)光電壓的大小輸出占空比為0% 100%的PWM 調(diào)光信號，輸出的PWM調(diào)光信號經(jīng)限流電阻R27限流后驅(qū)動光電藕合器U8,從而把PWM 調(diào)光信號送到LED可調(diào)光恒流源(4)上，并實現(xiàn)了冷熱地的隔離。
圖4是本實用新型在施工線路上的接線示意圖*
如圖所示，兩線交流市電(1)的L、 N線進入，經(jīng)可控硅調(diào)光器(2)調(diào)光后進A^實用新型 控制電路(10),本實用新型控制電路(10懶出與調(diào)光值相對應的恒定電流連接到LED光源(5) 上。
圖5是本實用新型的軟件原理圖。
如圖所示， 一種交流電可控硅調(diào)光模式的LED恒流源，固化在MCU微處理對12)上的 軟件模塊，包括讀取A/D轉(zhuǎn)換值模塊(13)、 A/D轉(zhuǎn)換值判斷模塊(14)、調(diào)光值修正處理模塊 (15)、更換新的PWM值并輸出新的PWM調(diào)光信號，模塊(16)、主控程序(17): 主控程序(17)與讀取A/D轉(zhuǎn)換值模塊(13)互通、主控程序(17)與A/D轉(zhuǎn)換i^J斷模救14)、調(diào) 光值修正處理模塊(15)、更換新的PWM值并輸出新的PWM調(diào)光信號處理模塊(16)連接。 圖6是本實用新型固化在MCU微處理器(12)上的軟件主程序流程圖。 如圖所示，固化在MCU微處理器(12)上的軟件主程序流程是:上電進入"系統(tǒng)初始化"(18)， 進入"讀取A/D轉(zhuǎn)換值"(19)，進入判斷'A/D轉(zhuǎn)換值有變化嗎？ "(20)，如果是，進入"做調(diào)光 值修正處理"(21),進入"更換新的PWM值并輸出新的PWM調(diào)光信號"(22),完畢返回到"讀取A/D轉(zhuǎn)換值"(19);如果否，進入"讀取A/D轉(zhuǎn)換值"(19)。
本實用新型特別適用于照明系統(tǒng)交流電可控硅調(diào)光模式下如商場、酒店、家用等場合調(diào) 光使用。
雖然本實用新型已參照上述的實施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，應當 清楚的認識到以上的實施例僅僅是本實用新型的說明優(yōu)例，應理解其中可作各變化和修改而 在廣義上沒有脫離本實用新型，所以并非作為本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì) 精神范圍內(nèi)，對以上所述的實施的變化變形或修改都將落入本實用新型權(quán)利的要求的保護范 圍。
權(quán)利要求1、一種交流電可控硅調(diào)光模式的LED恒流源，它包括可控硅調(diào)光器(2)、AC TO DC電源(3)、LED可調(diào)光恒流源(4)、LED光源(5)、V/F(PWM)變換電路(6)、電壓取樣電路(7)、市電波形糾正電路(8)、整流電路(9)；其連接關(guān)系交流市電經(jīng)可控硅調(diào)光器(2)輸出分二路，第一路接AC TO DC電源(3)，第二路接整流電路(9)，AC TO DC電源(3)輸出兩組電壓，第一組電壓連接到LED可調(diào)光恒流源(4)上，LED可調(diào)光恒流源(4)輸出接LED光源(5)，第二組電壓連接到V/F(PWM)變換電路(6)上，整流電路(9)輸出連接市電波形糾正電路(8)和電壓取樣電路(7)，電壓取樣電路(7)輸出的調(diào)光電壓通向V/F(PWM)變換(6)，V/F(PWM)變換(6)輸出的PWM信號與LED可調(diào)光恒流源(4)的調(diào)光端口相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電可控硅調(diào)光模式的LED恒流源，其特征在于 所述的AC TO DC電源(3)包括電容C1 C9，電阻R1 R9， 二極管D1 D3，整流橋BR1，芯片NCP1027、 LM7805、 TL431，光電親合器PC817和變壓器Tl。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電可控硅調(diào)光模式的LED恒流源，其特征在于 所述的LED可調(diào)光恒流源(4)，它包括芯片MAX16820，電阻R14、電容C13、 C16,電感Ll, MOS管Ql, 二極管D4。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電可控硅調(diào)光模式的LED恒流源，其特征在于 所述的V/F (PWM)變換電路(6),包括A/D轉(zhuǎn)換器(11)和MCU微處理器(12)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電可控硅調(diào)光模式的LED恒流源，其特征在于 所述的V/F (PWM)變換電路(6),還可以由三角波發(fā)生電路和電壓比較器組成，它包括運放LM324和電阻R20 R26、電容Cll、三極管Q2、限流電阻R27、光電藕合器U8;運放LM324(1)(2)和電阻R20 R26、電容Cll、三極管Q2連接組成三角波發(fā)生電路， 三角波發(fā)生電路產(chǎn)生的三角波從運放LM324(1)的第1腳輸出連接到比較器LM324(3)的反相 輸入端9腳，0 5V的調(diào)光電壓連接到LM324(3)的同相輸入端10腳，并和三角波發(fā)生電路 產(chǎn)生的三角波比較，比較后LM324(3)的輸出引腳第8腳輸出的PWM信號接限流電阻R27 連接到光電藕合器U8上，光電藕合器U8的另一邊把PWM調(diào)光信號送到LED可調(diào)光恒流 源(4)上，
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電可控硅調(diào)光模式的LED恒流源，其特征在于 所述的市電波形糾正電路(8)，它包括電阻RIO,電阻R10的取值范圍為3K 40K，電阻R10是并聯(lián)接在整流橋BR2的第2腳和第4腳上的。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電可控硅調(diào)光模式的LED恒流源，其特征在于 固化在MCU微處理器(12)上的軟件微，包括讀取A/D轉(zhuǎn)換值模塊(13)、 A/D轉(zhuǎn)換值判斷模塊(14)、調(diào)光值修正處理模塊(15)、更換新的PWM值并輸出新的PWM調(diào)光信號處理 模塊(16)、主控程序(17);主控程序(17)與讀取A7D轉(zhuǎn)換值模塊(13)互通、主控程序(17)與A/D 轉(zhuǎn)換值判斷模塊(14)、調(diào)光值修正處理模塊(15)、更換新的PWM值并輸出新的PWM調(diào)光信 號處理模塊(16)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種交流電可控硅調(diào)光模式的LED恒流源，它包括AC TO DC電源、LED可調(diào)光恒流源、LED光源、V/F變換電路、電壓取樣電路、市電波形糾正電路、整流電路，還包含固化在芯片中的信息處理軟件；AC TO DC電源為系統(tǒng)提供電源；經(jīng)可控硅調(diào)光的市電進入整流電路，輸出經(jīng)市電波形糾正電路糾正處理后由電壓取樣電路取出調(diào)光電壓送V/F變換電路，V/F變換電路輸出PWM調(diào)光信號驅(qū)動LED可調(diào)光恒流源，進而實現(xiàn)LED可控硅的調(diào)光，解決了LED照明與傳統(tǒng)照明的兼容性。這種適應于在照明系統(tǒng)交流電可控硅調(diào)光模式的LED恒流源，將要求在可控硅調(diào)光模式下的LED照明方面有很大的應用前景。
文檔編號H05B37/02GK201307960SQ20082021410
公開日2009年9月9日 申請日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者舒 李 申請人:深圳市亮百佳電子科技有限公司