專利名稱：基于pwm無色漂led線性調(diào)光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于PWM無色漂LED線性調(diào)光系統(tǒng)，具體涉及 一種基于PWM無色漂LED線性調(diào)光裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)公開了有關(guān)LED的調(diào)光方式。目前LED的調(diào)光方式多采用通過直接調(diào)節(jié) 與LED相串聯(lián)電阻阻值的模擬調(diào)光方式實(shí)現(xiàn)LED調(diào)光，所述的調(diào)光方式具有較明顯的優(yōu)點(diǎn) 在于其電路結(jié)構(gòu)簡單，且成本低。但是，所述的調(diào)光方式同時(shí)促在下述非常顯著的缺點(diǎn) 在調(diào)光時(shí)會(huì)引起LED色溫改變顏色漂移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的存在的問題，提供一種基于PWM無色差線性 全范圍調(diào)光系統(tǒng)。所述的調(diào)光系統(tǒng)是以二極管，比較器、邏輯門器件、電阻及電容等最基本 電子原器件組成的線性調(diào)光裝置。本發(fā)明中，通過調(diào)節(jié)PWM調(diào)制模塊的可調(diào)電阻實(shí)現(xiàn)脈沖寬度調(diào)制進(jìn)而調(diào)節(jié)脈沖波 的占空比，由此脈沖波通過開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路或LED專用驅(qū)動(dòng)芯片等的調(diào)光端，實(shí)現(xiàn)LED無色 漂的線性調(diào)光。值得注意的是，市電或是蓄電池等電源輸入經(jīng)過恒流驅(qū)動(dòng)類電路后輸出至LED，本 發(fā)明調(diào)光系統(tǒng)中，通過調(diào)節(jié)PWM調(diào)制模塊的可調(diào)電阻實(shí)現(xiàn)脈沖寬度調(diào)制進(jìn)而調(diào)節(jié)脈沖波占 空比，整個(gè)調(diào)節(jié)過程中頻率不變，只有是脈寬發(fā)生變化(即脈沖波占空比發(fā)生變化)。本發(fā)明中，通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻阻值改變對(duì)電容充放電時(shí)間常數(shù)，再通過比較器及 邏輯門器件輸出PWM，實(shí)現(xiàn)LED線性調(diào)光。其中，尤其通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，改變電容充電與放 電的時(shí)間常數(shù)，電容充電或放電至某值時(shí)都將觸發(fā)比較器輸出狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，改變電容充 電與放電時(shí)間常數(shù)實(shí)現(xiàn)脈沖寬度調(diào)制進(jìn)而調(diào)節(jié)脈沖波的占空比。由此脈沖波通過開關(guān)管驅(qū) 動(dòng)電路或LED專用驅(qū)動(dòng)芯片等的調(diào)光端，實(shí)現(xiàn)LED無色漂的線性調(diào)光。具體而言，本發(fā)明通過調(diào)節(jié)PWM調(diào)制模塊的可調(diào)電阻實(shí)現(xiàn)脈沖寬度調(diào)制進(jìn)而線性 調(diào)節(jié)脈沖波的占空比。此占空比線性可調(diào)的脈沖波經(jīng)推挽電路或開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路等，驅(qū)動(dòng) 與LED負(fù)載串聯(lián)開關(guān)管的開通與關(guān)斷實(shí)現(xiàn)線性調(diào)節(jié)其開通時(shí)間占空比，調(diào)節(jié)與LED負(fù)載串 聯(lián)的開關(guān)管開通時(shí)間占空比便實(shí)現(xiàn)LED無色漂線性調(diào)光。本發(fā)明中，所述的PWM調(diào)制模塊為關(guān)鍵部分，其中的V。。電源經(jīng)串聯(lián)電阻分壓后一 端接比較器A的正極，一端接比較器B的負(fù)極。V。?？梢詾?V，3. 3V等電壓，接在比較器和 電源之間的電阻阻值可以根據(jù)需要選取。本發(fā)明中各元器件參數(shù)均可以自行選取，對(duì)應(yīng)不同的參數(shù)，只是輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的 臨界狀態(tài)值、充放電時(shí)間常數(shù)有所改變。本發(fā)明所述的基于PWM無色差線性全范圍調(diào)光系統(tǒng)，采用雙二極管將電容充放電 電路通道隔離，成功實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻阻值時(shí)同時(shí)改變電容的充電和放電時(shí)間常數(shù)，再通
3過比較器及邏輯門器件輸出PWM波，實(shí)現(xiàn)無色差線性全范圍調(diào)光調(diào)光。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了采用 基本電子原器件，可對(duì)鹵素?zé)簟ED等光源進(jìn)行亮度線性調(diào)節(jié)，并且在LED亮度調(diào)節(jié)過程中 無色差無色溫漂移。解決了現(xiàn)有技術(shù)中通過直接調(diào)節(jié)與LED串聯(lián)的電阻實(shí)現(xiàn)調(diào)光會(huì)出現(xiàn)色 差及色漂的問題。本發(fā)明使人們可根據(jù)需要隨意地?zé)o色差線性全范圍調(diào)節(jié)LED等燈的亮 度，方便人們的生活的同時(shí)又能有效地節(jié)約能源。適用于室內(nèi)家居照明、公共場(chǎng)所照明等多 個(gè)照明領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明的功能框圖。圖2為本發(fā)明的PWM調(diào)制模塊電路原理圖。圖3為本發(fā)明的PWM調(diào)制模塊輸出脈沖波形原理圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1結(jié)合圖2，進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。所述的PWM調(diào)制模塊為關(guān)鍵部分其中的V。。電源經(jīng)串聯(lián)電阻分壓后一端接比較器 A的正極，一端接比較器B的負(fù)極。V。?？梢詾?V，3. 3V等電壓，接在比較器和電源之間的電 阻阻值可以根據(jù)需要選取；取三個(gè)阻值均為10K，從圖2中可以得出，比較器A的正極電壓為|VCC ,而比較器B的負(fù)極電壓為|VCC ,
上面兩個(gè)電壓值與接在比較器和電源之間的電阻阻值選取有關(guān)，如若選取不同的電阻對(duì)應(yīng) 的電壓值可能會(huì)有所改變。電容電壓在上升期間，當(dāng)電壓超過|vcc時(shí)，比較器A的負(fù)引腳輸入電壓將大于其
正引腳輸入電壓，比較器A輸出經(jīng)反相器后電平為低，與非門1輸出高電平。而此時(shí)，比較
器B的正引腳輸入電平為電容電壓大于|vCC，負(fù)引腳電壓為|vcc，使得比較器B輸出電平
為低，經(jīng)反相器后輸出為高。綜上所述Vtl輸出電平將為低。與些同時(shí)，由于與非門1輸出高
2
電平導(dǎo)致晶體管T開通，電容通過R放及晶體管T進(jìn)行放電，電容電壓從y Vcc開始下降。電容電壓下降期間，在電容電壓大于I Vcc時(shí)，比較器B的正引腳電壓為電容電壓，
而負(fù)引腳電壓為|vcc，比較器B輸出經(jīng)反相器后持續(xù)輸出電平為高，Vtl輸出電平持續(xù)為低。 晶體管T持續(xù)開通，電容通過R放及晶體管T繼續(xù)放電，電容電壓進(jìn)一步下降。當(dāng)電容電壓低于IVcc時(shí)，比較器B的正引腳輸入電平為電容電壓而負(fù)引腳電平為
ivcc，使得比較器B輸出經(jīng)反相器后電平為低。Vtl輸出電平由低電平變成了高電平。此時(shí)
比較器A輸出經(jīng)反相器后是高電平，Vtl輸出電平由低電平變成了高電平將使得與非門的輸出由高電平變成低電平，晶體管τ關(guān)斷。電容進(jìn)入充電階段，電容電壓從1/3Vcc上升。電容電壓上升期間，在電壓低于2/3VCC時(shí)，Vtl輸出電平持續(xù)為高電平。綜上所述，Vtl 輸出電平及電容電壓的波形請(qǐng)參閱圖3。由以上的分析結(jié)果表明，Vtl輸出電平為低的時(shí)間、為電容電壓從2/3Vcc經(jīng)電阻Rst 放電到1/3Vcc所耗時(shí)間。Vtl輸出電平為高的時(shí)間t2為電容電壓由V。。經(jīng)過R^e進(jìn)行充電，電容 電壓從1/3 Vcc上升到2/3 Vcc到所經(jīng)歷時(shí)間。請(qǐng)參閱圖2，充電過程是V。。通過R^e和二極管對(duì)電容進(jìn)行充電。而放電過程則是電容通過Rst和晶體管T進(jìn)行放電。經(jīng)過分析，表明充放電時(shí)間分別為，輸出波形請(qǐng)見圖3 ti = R1C In 2 ≈ 0. TR1Ct2 = R2C In 2≈0. 7R2C其中R1為放電回路中的電阻即Rst, R2為充電回路中的電阻即PWM調(diào)節(jié)模塊 的頻率由下式?jīng)Q 由圖2可知，對(duì)于任意設(shè)定的電路，R1(即Rst)和&(即R。的總值是固定的，調(diào) 節(jié)可調(diào)電阻可分別改變R1和R2值，但是其總值卻保持不變，由上式可知脈沖波的頻率是保 持不變的。調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，實(shí)現(xiàn)了改變Rp故充電常數(shù)發(fā)生變化，則Vtl輸出電平為高的時(shí)間 也跟著R^e變化而變化，詳細(xì)關(guān)系式如、所示。同時(shí)，信號(hào)頻率保持不變，更為重要的是高電 平的占空比也將發(fā)生變化，從而成功實(shí)現(xiàn)了通過調(diào)節(jié)PWM調(diào)制模塊的可調(diào)電阻實(shí)現(xiàn)脈沖頻 率寬度進(jìn)而調(diào)節(jié)脈沖波的占空比，最終實(shí)現(xiàn)了基于PWM無色漂LED線性調(diào)光系統(tǒng)。
權(quán)利要求
基于PWM無色漂LED線性調(diào)光系統(tǒng)，其特征在于，所述的調(diào)光系統(tǒng)是以二極管，比較器、邏輯門器件、電阻及電容電子原器件組成的線性調(diào)光裝置；所述的調(diào)光系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)PWM調(diào)制模塊的可調(diào)電阻實(shí)現(xiàn)脈沖寬度調(diào)制調(diào)節(jié)脈沖波占空比，調(diào)節(jié)過程中頻率不變，只是脈寬發(fā)生變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PWM無色漂LED線性調(diào)光系統(tǒng)，其特征在于，所述的脈寬 發(fā)生變化即脈沖波占空比發(fā)生變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PWM無色漂LED線性調(diào)光系統(tǒng)，其特征在于，所述的調(diào)光 系統(tǒng)是通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，改變電容充電與放電的時(shí)間常數(shù)，電容充電或放電至某值時(shí)都 將觸發(fā)比較器輸出狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，改變電容充電與放電時(shí)間常數(shù)實(shí)現(xiàn)脈沖寬度調(diào)制進(jìn)而調(diào) 節(jié)脈沖波的占空比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的基于PWM無色漂LED線性調(diào)光系統(tǒng)，其特征在于，所述的 脈沖波通過開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路或LED驅(qū)動(dòng)芯片的調(diào)光端，實(shí)現(xiàn)LED無色漂的線性調(diào)光。
全文摘要
本發(fā)明屬半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于PWM無色漂LED線性調(diào)光系統(tǒng)，及基于PWM無色漂LED線性調(diào)光裝置。本發(fā)明采用雙二極管將電容充放電電路通道隔離實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻阻值時(shí)同時(shí)改變電容的充電和放電時(shí)間常數(shù)，再通過比較器及邏輯門器件輸出PWM波，實(shí)現(xiàn)無色差線性全范圍調(diào)光調(diào)光。本發(fā)明采用基本電子原器件，可對(duì)鹵素?zé)簟ED等光源進(jìn)行亮度線性調(diào)節(jié)，在LED亮度調(diào)節(jié)過程中無色差無色溫漂移。解決了現(xiàn)有技術(shù)中通過直接調(diào)節(jié)與LED串聯(lián)的電阻實(shí)現(xiàn)調(diào)光出現(xiàn)色差及色漂的問題。本發(fā)明可根據(jù)需要隨意地?zé)o色差線性全范圍調(diào)節(jié)LED等燈的亮度，方便且節(jié)約能源。適用于室內(nèi)家居照明、公共場(chǎng)所照明。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101925213SQ20091005300
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者劉克富, 劉卓, 趙海洋, 邱劍 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)