Led燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法和電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法和電路；基于包括開關(guān)元件、二極管D1、電感L1和LED燈組成的DC-DC降壓電路；所述方法包括如下步驟：設(shè)置電壓檢測(cè)模塊，該電壓檢測(cè)模塊接收來自市電整流后脈動(dòng)電力的電壓信號(hào)；設(shè)置控制所述開關(guān)元件導(dǎo)通和截止的調(diào)控電路，該調(diào)控電路接收所述電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓信號(hào)，通過分析該輸出電壓信號(hào)，來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述DC-DC降壓電路兩端的輸入電壓Vi,并計(jì)算得出所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間TH和截止時(shí)間TL，來控制所述開關(guān)元件的導(dǎo)通對(duì)截止時(shí)間的比率，從而使驅(qū)動(dòng)所述LED燈的電流保持恒定。本發(fā)明恒流驅(qū)動(dòng)方法和電路具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、調(diào)光容易和安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法和電路
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及用于一般電光源的電路裝置，特別是涉及LED的供電電路及其控制裝置，尤其是涉及LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法和電路。本發(fā)明的LED是英文Light EmittingD1de的縮寫，中文意思是“發(fā)光二極管”。
[0002]【【背景技術(shù)】】
近年來，LED作為一種節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，應(yīng)用越來越廣泛，例如用于普通照明、標(biāo)志和信號(hào)，以及用于顯示面板和電視屏幕的背光源等等。LED驅(qū)動(dòng)電路被用于提供電源給LED。
[0003]LED的特性是要求恒流驅(qū)動(dòng)，LED燈驅(qū)動(dòng)電路包括隔離恒流驅(qū)動(dòng)電路和非隔離恒流驅(qū)動(dòng)電路，非隔離恒流驅(qū)動(dòng)電路由于效率高、成本低和集成度高，在小功率LED燈應(yīng)用中有很大的優(yōu)勢(shì)。
[0004]參見圖10，該圖是典型的DC-DC降壓電路(也叫Buck轉(zhuǎn)換電路，該電路圖中的LED燈可以是單個(gè)LED，也可以是多個(gè)LED串聯(lián)，或者是多個(gè)LED串聯(lián)后再并聯(lián))，該DC-DC降壓電路包括開關(guān)元件、二極管D1、電感LI和LED燈，改變開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間或者截止時(shí)間，都能改變流過LED燈的電流；而截止時(shí)間和電感LI的釋放能量有關(guān)，必須在電感LI所充的能量釋放到接近零時(shí)，這時(shí)打開開關(guān)元件，開關(guān)元件的損耗才比較小，這就是谷底開關(guān)模式。
[0005]參見圖11，現(xiàn)有技術(shù)LED燈驅(qū)動(dòng)電路之非隔離恒流驅(qū)動(dòng)電路基本上是采用比較器99采樣LED燈的串聯(lián)電阻R99的電壓來通過邏輯控制電路98來控制開關(guān)元件Q99而達(dá)到恒流的目的；這種非隔離恒流驅(qū)動(dòng)電路雖然容易恒流，但要調(diào)光，必須加入調(diào)光電路，導(dǎo)致成本增加；若要能實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光，還必須要加入價(jià)格較貴的智能芯片，即可編程序的集成電路，導(dǎo)致成本增加；而且，這種非隔離恒流驅(qū)動(dòng)電路在市電中的功率因素比較低，要提高功率因素，還得增加功率因素校正電路(例如填谷電路)，也會(huì)導(dǎo)致成本增加。
[0006]參見圖11，現(xiàn)有技術(shù)LED燈驅(qū)動(dòng)電路之非隔離恒流驅(qū)動(dòng)電路的輸入一般采用城市供電(簡(jiǎn)稱市電)，市電整流后周期一般為100赫茲，整流后的電壓一般為從零到300伏不停變化的直流電，其峰值電壓和LED燈的電壓差比較大，能達(dá)到百伏以上，由于市電電網(wǎng)的電壓波動(dòng)，其峰值電壓也跟隨波動(dòng)；目前現(xiàn)有技術(shù)LED燈驅(qū)動(dòng)用的電感LI 一般是毫亨級(jí)別，如果用現(xiàn)有技術(shù)的串聯(lián)電阻R99反饋來控制電流，每隔一個(gè)微秒，電流都有不小的變化，如果用智能芯片采樣串聯(lián)電阻R99的電壓來實(shí)現(xiàn)恒流控制，控制開關(guān)元件Q99的智能芯片反應(yīng)速度必須為納秒級(jí)別，而智能芯片接收存儲(chǔ)信號(hào)要幾個(gè)時(shí)鐘周期，智能芯片運(yùn)算處理信號(hào)在這里至少得十幾個(gè)時(shí)鐘周期，再到智能芯片輸出執(zhí)行命令也要幾個(gè)時(shí)鐘周期，要達(dá)到反應(yīng)速度在100納秒以內(nèi)，智能芯片的時(shí)鐘頻率必須大于100兆赫茲，實(shí)際上由于運(yùn)算的復(fù)雜，所需的智能芯片時(shí)鐘頻率會(huì)高得多，智能芯片的時(shí)鐘頻率越高，能耗也就越高，同時(shí)成本也越高，這對(duì)普及智能芯片在LED上的應(yīng)用會(huì)有很大的障礙。
[0007]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法，以及按照該方法制造的一種LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路，采用該LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法和使用該LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路，可以直接用成本較低的調(diào)控電路例如可編程序的集成電路來控制開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止時(shí)間，既能達(dá)到恒流的目的，還可以很容易的接收外部信號(hào)來實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、調(diào)光容易和安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:
一種LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法，基于包括開關(guān)元件、二極管Dl、電感LI和LED燈組成的DC-DC降壓電路；所述方法包括如下步驟:設(shè)置電壓檢測(cè)模塊，該電壓檢測(cè)模塊接收來自市電整流后脈動(dòng)電力的電壓信號(hào)；設(shè)置控制所述開關(guān)元件導(dǎo)通和截止的調(diào)控電路，該調(diào)控電路接收所述電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓信號(hào)，通過分析該輸出電壓信號(hào)，來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述DC-DC降壓電路兩端的輸入電壓Vi，并計(jì)算得出所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間TH和截止時(shí)間TL，來控制所述開關(guān)元件的導(dǎo)通對(duì)截止時(shí)間的比率，從而使驅(qū)動(dòng)所述LED燈的電流保持恒定。
[0009]所述輸入電壓Vi是指市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路兩端的峰值電壓或平均峰值電壓或平均電壓。
[0010]所述LED燈的驅(qū)動(dòng)電流在保持恒定的同時(shí)，所述開關(guān)元件工作在谷底開關(guān)模式。
[0011]所述調(diào)控電路還接收調(diào)光信號(hào)，來調(diào)整所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間TH或截止時(shí)間TL，從而使驅(qū)動(dòng)LED燈的電流發(fā)生變化來達(dá)到調(diào)光的目的。
[0012]所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間TH根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出，TH=I*L/(V1-Vd)，其中I是電感LI的峰值電流，單位為安培，L是電感LI的電感值，單位為亨，Vi是所述DC-DC降壓電路兩端的輸入電壓，單位為伏特，Vd是所述LED燈的導(dǎo)通電壓，單位為伏特，導(dǎo)通時(shí)間TH的單位為秒。
[0013]所述開關(guān)元件的截止時(shí)間TL根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出，TL ^ I*L/Vd，其中I是電感LI的峰值電流，單位為安培，L是電感LI的電感值，單位為亨，Vd是所述LED燈的導(dǎo)通電壓，單位為伏特，截止時(shí)間TL的單位為秒。
[0014]所述調(diào)控電路是可編程序的集成電路，包括可編程序的微控制單元或單片微處理器及其外圍電路。
[0015]本發(fā)明還可以通過以下的技術(shù)方案進(jìn)一步得到實(shí)施:
一種LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括由開關(guān)元件、二極管Dl、電感LI和LED燈組成的DC-DC降壓電路，以及將市電整流成為脈動(dòng)直流的整流橋電路BI;所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路還包括電壓檢測(cè)模塊和調(diào)控電路；所述電壓檢測(cè)模塊電連接在所述整流橋電路BI的輸出兩端；所述調(diào)控電路與所述電壓檢測(cè)模塊和開關(guān)元件互相電連接，該調(diào)控電路接收所述電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓信號(hào)，通過分析該輸出電壓信號(hào)，來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述DC-DC降壓電路兩端的輸入電壓Vi，并計(jì)算得出所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間TH和截止時(shí)間TL，來控制所述開關(guān)元件的導(dǎo)通對(duì)截止時(shí)間的比率，從而使驅(qū)動(dòng)LED燈的電流保持恒定。
[0016]所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路還包括能接收外部調(diào)光信號(hào)模塊發(fā)送調(diào)光信號(hào)的感應(yīng)器J1，該感應(yīng)器Jl將接收的調(diào)光信號(hào)傳遞給所述調(diào)控電路，所述調(diào)控電路接收到該調(diào)光信號(hào)后，來調(diào)整所述開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間TH或截止時(shí)間TL，從而使驅(qū)動(dòng)LED燈的電流發(fā)生變化來達(dá)到調(diào)光的目的。
[0017]所述電壓檢測(cè)模塊包括串聯(lián)在一起的兩個(gè)電阻Rl、R2，該串聯(lián)的兩個(gè)電阻Rl、R2電連接在所述整流橋電路BI的輸出兩端；所述調(diào)控電路的一個(gè)端口電連接在兩個(gè)電阻R1、R2之間。
[0018]所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路還包括隔離二極管D2和儲(chǔ)能電容C2 ;隔離二極管D2的陽極電連接在所述整流橋電路BI的正輸出端，隔離二極管D2的陰極電連接在所述DC-DC降壓電路的LED燈的陽極端；儲(chǔ)能電容C2電連接在隔離二極管D2的陰極和地之間。
[0019]所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路還包括為所述調(diào)控電路降壓穩(wěn)壓供電的供電模塊，該供電模塊包括降壓電阻RV、穩(wěn)壓二極管DV和三極晶體管Q1，該三極晶體管Ql為場(chǎng)效應(yīng)管或三極管；降壓電阻RV和穩(wěn)壓二極管DV串聯(lián)后電連接在所述整流橋電路BI的輸出兩端，其中穩(wěn)壓二極管DV的陽極接地，該地就是所述整流橋電路BI的負(fù)輸出端，降壓電阻RV接所述整流橋電路BI的正輸出端；三極晶體管Ql的柵極或基極電連接在降壓電阻RV和穩(wěn)壓二極管DV之間，三極晶體管Ql的漏極或集電極電連接在所述整流橋電路BI的正輸出端，三極晶體管Ql的源極或發(fā)射極電連接到所述調(diào)控電路的電源端口。
[0020]同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法和電路之有益效果在于:
由于設(shè)有電壓檢測(cè)模塊和調(diào)控電路，所采用的調(diào)控電路成本又較低，例如一種成本較低的可編程序的集成電路，調(diào)控電路接收電壓檢測(cè)模塊的輸出電壓信號(hào)，通過分析該輸出電壓信號(hào)，來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)DC-DC降壓電路兩端的輸入電壓，并計(jì)算得出開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間和截止時(shí)間，來控制所述開關(guān)元件的導(dǎo)通對(duì)截止時(shí)間的比率，從而使驅(qū)動(dòng)LED的電流保持恒定。因此本發(fā)明可以直接用成本較低的調(diào)控電路例如可編程序的集成電路來控制開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止時(shí)間，既能達(dá)到恒流的目的，還可以很容易的接收外部信號(hào)來實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、調(diào)光容易和安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。
[0021]【【附圖說明】】
圖1是本發(fā)明LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例一的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；
圖2是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例二的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；
圖3是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例三的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；
圖4是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例四的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；
圖5是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例五的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；
圖6是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例六的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；
圖7是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例七的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；
圖8是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例八的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；
圖9是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路的一種具體電路示意圖；
圖10是現(xiàn)有技術(shù)DC-DC降壓電路(也叫Buck轉(zhuǎn)換電路)的電原理方框示意圖；
圖11是現(xiàn)有技術(shù)LED燈驅(qū)動(dòng)電路之非隔離恒流驅(qū)動(dòng)電路的電原理示意圖。
[0022]【【具體實(shí)施方式】】
下面結(jié)合各附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0023]參見圖1至圖8，一種LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法，基于包括開關(guān)元件300、二極管D1、電感LI和LED燈組成的DC-DC降壓電路，LED燈為負(fù)載，該DC-DC降壓電路也叫Buck轉(zhuǎn)換電路；所述方法包括如下步驟:設(shè)置電壓檢測(cè)模塊100，該電壓檢測(cè)模塊100接收來自市電整流后脈動(dòng)電力的電壓信號(hào)；設(shè)置控制所述開關(guān)元件300導(dǎo)通和截止的調(diào)控電路200，該調(diào)控電路200接收所述電壓檢測(cè)模塊100的輸出電壓信號(hào)，通過分析該輸出電壓信號(hào)，來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述DC-DC降壓電路兩端的輸入電壓Vi，并計(jì)算得出所述開關(guān)元件300的導(dǎo)通時(shí)間TH和截止時(shí)間TL，來控制所述開關(guān)元件300的導(dǎo)通對(duì)截止時(shí)間的比率，從而使驅(qū)動(dòng)所述LED燈的電流保持恒定。
[0024]所述輸入電壓Vi是指市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路兩端的峰值電壓或平均峰值電壓或平均電壓。在一個(gè)電壓波動(dòng)周期內(nèi)，當(dāng)輸入電壓Vi的波動(dòng)大于或等于5%時(shí)，所述輸入電壓Vi是指市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路兩端的峰值電壓或平均峰值電壓；在一個(gè)電壓波動(dòng)周期內(nèi)，當(dāng)輸入電壓Vi的波動(dòng)小于5%時(shí)，所述輸入電壓Vi —般可以采用市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路兩端的平均電壓，當(dāng)然所述輸入電壓Vi也可以采用市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路兩端的峰值電壓或平均峰值電壓，此時(shí)采用峰值電壓或平均峰值電壓和采用平均電壓差不多。具體地說，參見圖1至圖7，當(dāng)所述DC-DC降壓電路兩端和電壓檢測(cè)模塊100兩端沒有并聯(lián)儲(chǔ)能電容C2時(shí)，或者參見圖8，當(dāng)所述DC-DC降壓電路兩端并聯(lián)有儲(chǔ)能電容C2，而該儲(chǔ)能電容C2并沒有并聯(lián)在電壓檢測(cè)模塊100兩端時(shí)，或者參見圖9，當(dāng)所述DC-DC降壓電路兩端和電壓檢測(cè)模塊100兩端一起并聯(lián)有儲(chǔ)能電容C2而該儲(chǔ)能電容C2的容量又比較小時(shí)，所述輸入電壓Vi是指市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路兩端的峰值電壓或平均峰值電壓；參見圖9，當(dāng)所述DC-DC降壓電路兩端和電壓檢測(cè)模塊100兩端一起并聯(lián)有儲(chǔ)能電容C2而該儲(chǔ)能電容C2的容量又足夠大時(shí)，所述輸入電壓Vi —般可以采用市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路兩端的平均電壓，當(dāng)然所述輸入電壓Vi也可以采用市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路兩端的峰值電壓或平均峰值電壓，此時(shí)采用峰值電壓或平均峰值電壓和采用平均電壓差不多。平均峰值電壓是至少兩個(gè)電壓波動(dòng)周期的各峰值電壓的平均值，例如平均峰值電壓可以采用三個(gè)電壓波動(dòng)周期的各峰值電壓的平均值，也可以采用四個(gè)電壓波動(dòng)周期的各峰值電壓的平均值，還可以采用五個(gè)電壓波動(dòng)周期的各峰值電壓的平均值，等等。
[0025]參見圖1至圖9，所述調(diào)控電路200是可編程序的集成電路，包括可編程序的微控制單元或單片微處理器及其外圍電路，可編程序的集成電路有時(shí)稱為智能芯片。調(diào)控電路200包括MCU、PLC或FPGA及其外圍電路。MCU是英文Micro Control Unit的縮寫，中文名稱為微控制單元，又稱單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer)或者單片機(jī)。PLC是英文Programmable Logic Controller的縮寫，中文名稱為可編程邏輯控制器。FPGA (是英文Field — Programmable Gate Array的縮寫，中文名稱為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，簡(jiǎn)稱可編程門陣列。
[0026]對(duì)本發(fā)明所述調(diào)控電路200要求不高，所述調(diào)控電路200只需要有一個(gè)A/D輸入端口(即模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換輸入端口)，兩個(gè)普通輸入端口(一個(gè)普通輸入端口用來檢測(cè)紅外信號(hào)，另一個(gè)普通輸入端口用來檢測(cè)電源開關(guān)時(shí)間)，一個(gè)PffM輸出端口，就能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法和電路的功能，因此本發(fā)明所述調(diào)控電路200的成本比較低。比如有很多8位的MCU都能達(dá)到這個(gè)要求，例如ATMEL(愛特梅爾)公司生產(chǎn)的型號(hào)為atmega88的MCU，中國(guó)臺(tái)灣的義隆電子股份有限公司公司生產(chǎn)的型號(hào)為EM78P259的MCU，等等。PffM是英文Pulse Width Modulat1n的縮寫，中文名稱為脈沖寬度調(diào)制，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制。
[0027]參見圖1至圖9，所述LED燈的驅(qū)動(dòng)電流保持恒定的同時(shí)，所述開關(guān)元件300工作在谷底開關(guān)模式；谷底開關(guān)模式是在電感LI所充的能量釋放到接近零時(shí)，這時(shí)打開開關(guān)元件300，開關(guān)元件300的損耗才比較小。
[0028]參見圖2和圖5至圖9，所述調(diào)控電路200還接收調(diào)光信號(hào)400，來調(diào)整所述開關(guān)元件300的導(dǎo)通時(shí)間TH或截止時(shí)間TL，從而使驅(qū)動(dòng)LED燈的電流發(fā)生變化來達(dá)到調(diào)光的目的。調(diào)光信號(hào)400包括紅外光信號(hào)、無線模塊信號(hào)或直接輸入的指令電壓信號(hào)。
[0029]參見圖1至圖9，所述開關(guān)元件300的導(dǎo)通時(shí)間TH根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出，TH=I*L/(V1-Vd)，其中I是電感LI的峰值電流，單位為安培，L是電感LI的電感值，單位為亨，Vi是所述DC-DC降壓電路兩端的輸入電壓，單位為伏特，該輸入電壓Vi根據(jù)具體情況來選用，可以是市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路兩端的峰值電壓或平均峰值電壓或平均電壓，Vd是所述LED燈的導(dǎo)通電壓，單位為伏特，導(dǎo)通時(shí)間TH的單位為秒。
[0030]參見圖1至圖9，所述開關(guān)元件300的截止時(shí)間TL根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出，TL ^ I*L/Vd，其中I是電感LI的峰值電流，單位為安培，L是電感LI的電感值，單位為亨，Vd是所述LED燈的導(dǎo)通電壓，單位為伏特，截止時(shí)間TL的單位為秒。
[0031]當(dāng)LED燈是單個(gè)LED時(shí)，所述LED燈的導(dǎo)通電壓Vd是該單個(gè)LED的導(dǎo)通電壓；當(dāng)LED燈是多個(gè)LED串聯(lián)時(shí)，所述LED燈的導(dǎo)通電壓Vd是該多個(gè)LED的導(dǎo)通電壓之和；依次類推。
[0032]上述導(dǎo)通時(shí)間TH和截止時(shí)間TL是按照以下的經(jīng)驗(yàn)公式推算得出的:
公式一:I=V*T/L= (V1-Vd)*TH/L，該公式一是電感峰值電流1、電壓V、時(shí)間T和電感值L的計(jì)算公式，其中I是電感LI的峰值電流，單位為安培，Vi是市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路的峰值電壓或平均峰值電壓或平均電壓，單位為伏特，Vd是所述LED燈的導(dǎo)通電壓，單位為伏特，導(dǎo)通時(shí)間TH的單位為秒。公式I=V*T/L是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，在圖1的DC-DC降壓電路中，假設(shè)電感LI的直流電阻很小，容抗也很小，而且LED的電壓降變化也極小，那么在實(shí)際應(yīng)用中公式一就能很好的符合實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0033]公式二:TH=I*L/ (V1-Vd)，把公式一稍微變換，就得到公式二，也就是導(dǎo)通時(shí)間TH的計(jì)算公式；只要把峰值電流I，電感值L，輸入電壓Vi，所述LED燈的導(dǎo)通電壓Vd代入，就能計(jì)算出開關(guān)元件300的導(dǎo)通時(shí)間TH。
[0034]在一個(gè)LED燈里，峰值電流I是希望恒定的，算是一個(gè)恒量，而電感值L和LED燈的導(dǎo)通電壓Vd是不變的，也是恒量；實(shí)際上電流、電感值和LED燈的導(dǎo)通電壓都會(huì)有些微小的變化，只是變化量很小，可以近似作為恒量來計(jì)算。那么公式二就只有輸入電壓Vi和開關(guān)元件300的導(dǎo)通時(shí)間TH這兩個(gè)變量，也就是說用這個(gè)公式二，就能根據(jù)輸入電壓Vi的變化來改變開關(guān)元件300的導(dǎo)通時(shí)間TH，讓LED的峰值電流I不變。
[0035]開關(guān)元件300導(dǎo)通時(shí)，電感LI的電流由小變大，是一個(gè)儲(chǔ)能的過程，當(dāng)開關(guān)元件300截止時(shí)，電感LI的電流由大變小，是一個(gè)釋放能量的過程。要計(jì)算流過LED燈的平均電流，必須計(jì)算出開關(guān)元件300截止時(shí)所形成的電流。
[0036]公式三:TL/TH= (V1-Vd) /Vd ;公式三是LED燈恒流驅(qū)動(dòng)電路工作在臨界模式下(即BCM模式，指開關(guān)元件300截止，電感LI的電流由峰值到零時(shí)，立刻打開開關(guān)元件300的工作模式)，導(dǎo)通時(shí)間TH、關(guān)斷時(shí)間TL和輸入電壓V1、LED燈的導(dǎo)通電壓Vd的關(guān)系；公式三可參見NXP (恩智浦半導(dǎo)體)公司的Buck轉(zhuǎn)換電路應(yīng)用文檔。
[0037]公式四:TL=(V1-Vd)*TH/Vd，把公式三稍微變換，就得到公式四；再將公式二代入公式四，就得到:
TL=(V1-Vd)*I*L/(V1-Vd)*Vd，即
公式五:TL=I*L/Vd，該公式五就是開關(guān)元件300的截止時(shí)間TL的計(jì)算公式；根據(jù)公式五，當(dāng)截止時(shí)間TL等于I*L/Vd時(shí)，如圖1的LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路工作在臨界模式(BCM)下，開關(guān)元件300的截止時(shí)間TL和峰值電流1、電感值L、LED燈的導(dǎo)通電壓Vd有關(guān)。在LED燈里，這三個(gè)參數(shù)基本是不會(huì)變的。所以可以得出結(jié)論，開關(guān)元件300的截止時(shí)間TL不變，只需要根據(jù)輸入電壓Vi的變化而相應(yīng)的改變開關(guān)元件300的導(dǎo)通時(shí)間TH，就能讓該LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路的LED平均電流在不同電壓下都能保持恒定，同時(shí)開關(guān)元件300的導(dǎo)通工作在谷底開關(guān)模式。在臨界模式(BCM)下，流過LED燈的平均電流約等于峰值電流的一半。根據(jù)公式五，當(dāng)截止時(shí)間TL大于I*L/Vd時(shí)，整個(gè)LED燈的電流是工作在非連續(xù)電流模式(DCM)下。臨界模式(BCM)和非連續(xù)電流模式(DCM)時(shí)的開關(guān)元件300都是工作在谷底開關(guān)模式，都是所述LED燈的正常工作模式。其中臨界模式(BCM)—般是最大平均電流，而非連續(xù)電流模式(DCM)是將所述LED燈調(diào)小亮度時(shí)的工作模式，平均電流比較低。
[0038]參見圖1至圖9，一種LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括由開關(guān)元件300、二極管Dl、電感LI和LED燈組成的DC-DC降壓電路，LED燈為負(fù)載，以及將市電整流成為脈動(dòng)直流的整流橋電路BI;所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路還包括電壓檢測(cè)模塊100和調(diào)控電路200 ;所述電壓檢測(cè)模塊100電連接在所述整流橋電路BI的輸出兩端；所述調(diào)控電路200與所述電壓檢測(cè)模塊100和開關(guān)元件300互相電連接，該調(diào)控電路200接收所述電壓檢測(cè)模塊100的輸出電壓信號(hào)，通過分析該輸出電壓信號(hào)，來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述DC-DC降壓電路兩端的輸入電壓Vi，并計(jì)算得出所述開關(guān)元件300的導(dǎo)通時(shí)間TH和截止時(shí)間TL，來控制所述開關(guān)元件300的導(dǎo)通對(duì)截止時(shí)間的比率，從而使驅(qū)動(dòng)LED燈的電流保持恒定。所述輸入電壓Vi根據(jù)具體情況來選用，可以是市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路的峰值電壓或平均峰值電壓或平均電壓。
[0039]參見圖2和圖5至圖9，所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路還包括能接收外部調(diào)光信號(hào)模塊發(fā)送調(diào)光信號(hào)的感應(yīng)器J1，該感應(yīng)器Jl將接收的調(diào)光信號(hào)傳遞給所述調(diào)控電路200，所述調(diào)控電路200接收到該調(diào)光信號(hào)后，來調(diào)整所述開關(guān)元件300的導(dǎo)通時(shí)間TH或截止時(shí)間TL，從而使驅(qū)動(dòng)LED燈的電流發(fā)生變化來達(dá)到調(diào)光的目的。
[0040]參見圖3至圖9，所述電壓檢測(cè)模塊100包括串聯(lián)在一起的兩個(gè)電阻R1、R2，該串聯(lián)的兩個(gè)電阻R1、R2電連接在所述整流橋電路BI的輸出兩端；所述調(diào)控電路200的一個(gè)端口電連接在兩個(gè)電阻Rl、R2之間。
[0041]參見圖8和圖9，所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路還包括隔離二極管D2和儲(chǔ)能電容C2 ;隔離二極管D2的陽極電連接在所述整流橋電路BI的正輸出端，隔離二極管D2的陰極電連接在DC-DC降壓電路的LED燈的陽極端；儲(chǔ)能電容C2電連接在隔離二極管D2的陰極和地之間。這樣當(dāng)交流市電過零時(shí)，儲(chǔ)能電容C2還能提供電能給LED燈。
[0042]參見圖6至圖8，所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路還包括給所述調(diào)控電路200降壓穩(wěn)壓供電的供電模塊，該供電模塊包括降壓電阻RV、穩(wěn)壓二極管DV和三極晶體管Ql，該三極晶體管Ql為場(chǎng)效應(yīng)管或三極管；降壓電阻RV和穩(wěn)壓二極管DV串聯(lián)后電連接在所述整流橋電路BI的輸出兩端，其中穩(wěn)壓二極管DV的陽極接地，該地就是所述整流橋電路BI的負(fù)輸出端，降壓電阻RV接所述整流橋電路BI的正輸出端；三極晶體管Ql的柵極或基極電連接在降壓電阻RV和穩(wěn)壓二極管DV之間，三極晶體管Ql的漏極或集電極電連接在所述整流橋電路BI的正輸出端，三極晶體管Ql的源極或發(fā)射極電連接到所述調(diào)控電路200的電源端口。
[0043]圖1是本發(fā)明LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例一的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；在該圖1中，開關(guān)元件300、二極管Dl和電感LI組成DC-DC降壓電路，LED燈是其負(fù)載，該圖1中的開關(guān)元件300為電子導(dǎo)電型開關(guān)器件，例如N溝道型場(chǎng)效應(yīng)管；整流橋電路BI將交流市電整流成為脈動(dòng)直流，整流橋電路BI的I端口(L端口)和3端口(N端口)為交流市電的輸入端，整流橋電路BI的2端口(正輸出端)和4端口(負(fù)輸出端，即地)為整流橋電路BI的直流輸出兩端，該整流橋電路BI的輸出電壓作為DC-DC降壓電路和電壓檢測(cè)模塊100的輸入電力和采樣目標(biāo)；電壓檢測(cè)模塊100電連接在所述整流橋電路BI的輸出兩端；調(diào)控電路200與所述電壓檢測(cè)模塊100和開關(guān)元件300電連接，該調(diào)控電路200接收所述電壓檢測(cè)模塊100的輸出電壓信號(hào)，通過分析該輸出電壓信號(hào)，來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述DC-DC降壓電路兩端的輸入電壓Vi，并計(jì)算得出所述開關(guān)元件300的導(dǎo)通時(shí)間TH和截止時(shí)間TL，來控制所述開關(guān)元件300的導(dǎo)通對(duì)截止時(shí)間的比率，從而使驅(qū)動(dòng)LED燈的電流保持恒定；在該實(shí)施例一中，所述輸入電壓Vi是指市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路的峰值電壓或平均峰值電壓。在該圖1中，當(dāng)電感值L和LED的導(dǎo)通電壓Vd不變時(shí)(實(shí)際是變化很小，在應(yīng)用中可近似地視為恒量)，可以根據(jù)輸入電壓Vi的變化來調(diào)整開關(guān)元件300的導(dǎo)通時(shí)間TH，從而讓驅(qū)動(dòng)LED燈的平均電流不變(實(shí)際是變化很小，在應(yīng)用中也可近似地視為恒流)，且開關(guān)元件300的導(dǎo)通工作在谷底開關(guān)模式。
[0044]圖2是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例二的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；該圖2是在圖1的基礎(chǔ)上增加了調(diào)光信號(hào)400輸入調(diào)控電路200，使所述調(diào)控電路200可以從外部來調(diào)整所述開關(guān)元件300的導(dǎo)通時(shí)間TH或截止時(shí)間TL，從而使驅(qū)動(dòng)LED燈的電流發(fā)生變化以達(dá)到調(diào)光的目的。調(diào)光信號(hào)400包括紅外光信號(hào)、無線模塊信號(hào)或直接輸入的指令電壓信號(hào)。在該實(shí)施例二中，所述輸入電壓Vi也是指市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路的峰值電壓或平均峰值電壓。
[0045]圖3是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例三的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；該圖3是在圖1的基礎(chǔ)上，用兩個(gè)分壓電阻R1、R2來作為電壓檢測(cè)模塊100，也就是所述電壓檢測(cè)模塊100包括串聯(lián)在一起的兩個(gè)電阻Rl、R2，該串聯(lián)的兩個(gè)電阻Rl、R2電連接在所述整流橋電路BI的輸出兩端；所述調(diào)控電路200的一個(gè)端口電連接在兩個(gè)電阻Rl、R2之間。該圖3中的電壓檢測(cè)模塊100提供模擬輸出的電壓反饋信號(hào)給調(diào)控電路200。在該實(shí)施例三中，所述輸入電壓Vi也是指市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路的峰值電壓或平均峰值電壓。
[0046]圖4是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例四的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；該圖4是在圖1的基礎(chǔ)上，開關(guān)元件300的位置略有變化，該圖4中的開關(guān)元件300為空穴導(dǎo)電型開關(guān)器元件，如P溝道型場(chǎng)效應(yīng)管。在該實(shí)施例四中，所述輸入電壓Vi也是指市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路的峰值電壓或平均峰值電壓。
[0047]圖5是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例五的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；該圖5是在圖2的基礎(chǔ)上增加了調(diào)光信號(hào)400輸入給調(diào)控電路200。在該實(shí)施例五中，所述輸入電壓Vi也是指市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路的峰值電壓或平均峰值電壓。
[0048]圖6是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例六的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；該圖6是在圖5的基礎(chǔ)上增加了為所述調(diào)控電路200供電的簡(jiǎn)易降壓穩(wěn)壓供電模塊，該供電模塊包括降壓電阻RV、穩(wěn)壓二極管DV和三極晶體管Ql，該三極晶體管Ql為三極管；降壓電阻RV和穩(wěn)壓二極管DV串聯(lián)后電連接在所述整流橋電路BI的輸出兩端，其中穩(wěn)壓二極管DV的陽極接地，該地就是所述整流橋電路BI的負(fù)輸出端，降壓電阻RV接所述整流橋電路BI的正輸出端；三極晶體管Ql的基極電連接在降壓電阻RV和穩(wěn)壓二極管DV之間，三極晶體管Ql的集電極電連接在所述整流橋電路BI的正輸出端，三極晶體管Ql的發(fā)射極電連接到所述調(diào)控電路200的電源端口。在該圖6中供電模塊還包括電容C5，該電容C5電連接在三極晶體管Ql的發(fā)射極和地之間，電容C5的作用是起儲(chǔ)能和穩(wěn)壓作用。本發(fā)明各實(shí)施例所用調(diào)控電路200實(shí)際上是一塊可編程序的集成電路。所述供電模塊除了提供穩(wěn)定電壓給集成電路外，在集成電路進(jìn)入休眠模式時(shí)，還能降低待機(jī)的功耗；待機(jī)時(shí)，主要消耗電能的是降壓電阻RV，由于三極晶體管Ql只是被用作為電流跟隨器起放大作用，而降壓電阻RV消耗的電流則可以低至幾個(gè)微安，所以很節(jié)約電力。圖6中的開關(guān)元件300采用的是場(chǎng)效應(yīng)管Q2。在該實(shí)施例六中，所述輸入電壓Vi也是指市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路的峰值電壓或平均峰值電壓。
[0049]圖7是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例七的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；該圖7與圖6基本相同，不同的是供電模塊的三極晶體管Ql采用的是場(chǎng)效應(yīng)管；三極晶體管Ql的柵極電連接在降壓電阻RV和穩(wěn)壓二極管DV之間，三極晶體管Ql的漏極電連接在所述整流橋電路BI的正輸出端，三極晶體管Ql的源極電連接到所述調(diào)控電路200的電源端口。在該實(shí)施例七中，所述輸入電壓Vi也是指市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路的峰值電壓或平均峰值電壓。
[0050]圖8是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例八的簡(jiǎn)明電原理方框示意圖；該圖8是在圖6的基礎(chǔ)上增加了隔離二極管D2和儲(chǔ)能電容C2 ;隔離二極管D2的陽極電連接在所述整流橋電路BI的正輸出端，隔離二極管D2的陰極電連接在DC-DC降壓電路的LED燈的陽極端；儲(chǔ)能電容C2電連接在隔離二極管D2的陰極和地之間。這樣當(dāng)交流市電過零時(shí)，儲(chǔ)能電容C2還能提供電能給LED燈。在該實(shí)施例八中，所述輸入電壓Vi也是指市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路的峰值電壓或平均峰值電壓。
[0051]圖1至圖8中的LED燈可以是單個(gè)LED，也可以是多個(gè)LED串聯(lián)，或者是多個(gè)LED
串聯(lián)后再并聯(lián)。
[0052]圖9是所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路的一種具體電路示意圖；在該圖9中，開關(guān)元件300為N溝道型的場(chǎng)效應(yīng)管Q2，場(chǎng)效應(yīng)管Q2、二極管Dl和電感LI組成DC-DC降壓電路，LED燈是其負(fù)載，LED燈由多個(gè)串聯(lián)的LED組成，當(dāng)然LED燈也可以只用一個(gè)LED，也可以是多個(gè)LED串聯(lián)后再并聯(lián)；整流橋電路BI將交流市電整流成為脈動(dòng)直流，整流橋電路BI的兩個(gè)AC端口為交流市電的輸入端，整流橋電路BI的正輸出端和負(fù)輸出端(地)為整流橋電路BI的輸出兩端，該整流橋電路BI的輸出作為DC-DC降壓電路和電壓檢測(cè)模塊100的輸入；所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路包括電壓檢測(cè)模塊100和調(diào)控電路200，以及還包括感應(yīng)器Jl、降壓電阻RV、穩(wěn)壓二極管DV和電阻R5，感應(yīng)器Jl為紅外感應(yīng)器；降壓電阻RV和穩(wěn)壓二極管DV組成供電模塊，為所述調(diào)控電路200降壓穩(wěn)壓供電；所述調(diào)控電路200采用有八個(gè)端口的微控制單元U1，例如ATMEL (愛特梅爾)公司生產(chǎn)的型號(hào)為atmega88的微控制單元，或者中國(guó)臺(tái)灣的義隆電子股份有限公司公司生產(chǎn)的型號(hào)為EM78P259的微控制單元，等等；所述電壓檢測(cè)模塊100包括四個(gè)電阻Rl?R4，其中電阻Rl和R2串聯(lián)后電連接在DC-DC降壓電路的輸入兩端，在所述整流橋電路BI的正輸出端接入了一個(gè)隔離二極管D2，這樣就使得電阻Rl和R2串聯(lián)后電連接在隔離二極管D2的陰極和整流橋電路BI的負(fù)輸出端之間，即該得電阻Rl和R2電連接在隔離二極管D2的陰極端，主要起檢測(cè)DC-DC降壓電路的輸入電壓Vi的作用，電阻R3和R4串聯(lián)后也電連接在所述整流橋電路BI的輸出兩端，圖9中采用兩組分壓電阻來作為電壓檢測(cè)模塊100，其中電阻R3和R4可作為備用的電壓檢測(cè)模塊100，該電阻R3和R4電連接在隔離二極管D2的陽極端，主要是起檢測(cè)市電整流后輸入給所述微控制單元Ul之輸入電壓的作用，這樣更安全和更準(zhǔn)確；場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極通過電阻R5電連接到微控制單元Ul的第一個(gè)端口 OUT，場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極電連接到電感LI和二極管Dl的陽極，場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極接地，該地就是所述整流橋電路BI的負(fù)輸出端；降壓電阻RV和穩(wěn)壓二極管DV串聯(lián)后電連接在所述整流橋電路BI的輸出兩端，其中穩(wěn)壓二極管DV的陽極接地，降壓電阻RV接所述整流橋電路BI的正輸出端；微控制單元Ul的第五個(gè)端口 VDD接降壓電阻RV和穩(wěn)壓二極管DV的公共端；感應(yīng)器Jl為紅外感應(yīng)器，該紅外感應(yīng)器Jl的第一個(gè)端口 IR電連接到微控制單元Ul的第三個(gè)端口 IR，紅外感應(yīng)器Jl的第二個(gè)端口接地，紅外感應(yīng)器Jl的第三個(gè)端口接降壓電阻RV和穩(wěn)壓二極管DV的公共端；微控制單元Ul的第四個(gè)端口 VSS接地，微控制單元Ul的第六個(gè)端口 V2接電阻Rl和R2的公共端V2，微控制單元Ul的第七個(gè)端口 Vl接電阻R3和R4的公共端VI，微控制單元Ul的第二個(gè)端口和第八個(gè)端口懸空。
[0053]在圖9中，所述LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路還包括濾波電容Cl、儲(chǔ)能電容C2、電容C3、電容C4和隔離二極管D2。隔離二極管D2的陽極電連接在所述整流橋電路BI的正輸出端，隔離二極管D2的陰極電連接在DC-DC降壓電路的二極管Dl的陰極，也是LED燈中第一個(gè)LED的陽極，儲(chǔ)能電容C2電連接在隔離二極管D2的陰極和地之間。這樣當(dāng)交流市電過零時(shí)，儲(chǔ)能電容C2還能提供電能給LED燈，而且儲(chǔ)能電容C2能讓整流后的電壓波動(dòng)更小。濾波電容Cl并聯(lián)在LED燈兩端，該濾波電容Cl作用是濾波，該濾波電容Cl能讓LED燈的電流紋波更小，濾波電容Cl的電容值大，可使流過LED燈的電流也能很平滑。電容C3并聯(lián)在電阻R2的兩端，電容C3的作用是讓DC-DC降壓電路兩端的峰值電壓更平穩(wěn)些，這樣檢測(cè)值更穩(wěn)定。電容C4并聯(lián)在穩(wěn)壓二極管DV的兩端，電容C4的作用是起儲(chǔ)能和穩(wěn)壓的作用，在交流電過零時(shí)，提供電能給微控制單元Ul用，在電壓為峰值電壓時(shí)讓微控制單元Ul的電壓更平穩(wěn)些。
[0054]在圖9的具體電路中，當(dāng)所述DC-DC降壓電路兩端和電壓檢測(cè)模塊100兩端一起并聯(lián)的儲(chǔ)能電容C2的容量比較小時(shí)，也就是儲(chǔ)能電容C2的容量值小得在一個(gè)電壓波動(dòng)周期內(nèi)，輸入電壓Vi的波動(dòng)大于或等于5%時(shí)，所述輸入電壓Vi是指市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路兩端的峰值電壓或平均峰值電壓；當(dāng)所述DC-DC降壓電路兩端和電壓檢測(cè)模塊100兩端一起并聯(lián)的儲(chǔ)能電容C2的容量足夠大時(shí)，也就是儲(chǔ)能電容C2的容量值大得在一個(gè)電壓波動(dòng)周期內(nèi)，輸入電壓Vi的波動(dòng)小于5%時(shí)，所述輸入電壓Vi —般可以米用市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路兩端的平均電壓，當(dāng)然所述輸入電壓Vi也可以采用市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路兩端的峰值電壓或平均峰值電壓，此時(shí)采用峰值電壓或平均峰值電壓和采用平均電壓差不多。
[0055]圖9的LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路能接收紅外信號(hào)進(jìn)行遙控調(diào)光，遙控器內(nèi)的調(diào)光信號(hào)模塊電路在本發(fā)明中沒有畫出；圖9的整流橋電路BI整流后的電壓分為兩路，一路直接通過降壓電阻RV和穩(wěn)壓二極管DV供電給微控制單元Ul和感應(yīng)器Jl，一路通過隔離二極管D2供給DC-DC降壓電路和電壓檢測(cè)模塊100的電阻Rl和R2 ;微控制單元Ul通過接收紅外信號(hào)來控制LED燈的亮度。
[0056]采用本發(fā)明LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法和電路，DC-DC降壓電路中的電感LI可采用電感量較小的電感，例如采用毫亨級(jí)別的電感，這樣就可使得電感LI的體積較小，例如圖9具體電路中的電感LI可采用1.5毫亨。
[0057]本發(fā)明提出了另外一種設(shè)計(jì)思路，不用串聯(lián)的反饋電阻來達(dá)到恒流，而通過電壓檢測(cè)模塊100采集整流后的峰值電壓或平均峰值電壓，甚至或者是平均電壓，再通過調(diào)控電路200分析電壓檢測(cè)模塊100的輸出電壓信號(hào)，來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)DC-DC降壓電路兩端的輸入電壓Vi，并計(jì)算得出所述開關(guān)元件300的導(dǎo)通時(shí)間TH和截止時(shí)間TL，來控制所述開關(guān)元件300的導(dǎo)通對(duì)截止時(shí)間的比率，從而使驅(qū)動(dòng)所述LED的電流保持恒定，并且讓開關(guān)元件300保持工作在谷底開關(guān)模式?，F(xiàn)有技術(shù)的微控制單元都集成有A/D轉(zhuǎn)換器和PffM控制器，這樣單個(gè)微控制單元就能實(shí)現(xiàn)采集電壓信號(hào)，控制開關(guān)元件300的導(dǎo)通和截止時(shí)間，達(dá)到控制LED電流恒定，并接收外部信號(hào)，來調(diào)整LED電流而實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光。
[0058]雖然市電整流后的電壓以100赫茲的周期從零到三百伏不停的變化(不同國(guó)家市電的頻率和電壓雖然不同，按照本發(fā)明的方法也能實(shí)現(xiàn)恒流控制)，但其有效平均電壓變化不大，且每次峰值電壓持續(xù)約50微秒。I兆赫茲微控制單元的A/D轉(zhuǎn)換器的速度能快于20微秒，這就能采樣每次的峰值電壓。只要取平均峰值電壓來代表平均有效電壓，通過微控制單元來控制開關(guān)元件300的開關(guān)，這樣整體上流過LED燈的平均電流就能保持恒流。就能以幾十微秒甚至上百微秒的反應(yīng)速度來實(shí)現(xiàn)恒流驅(qū)動(dòng)，這樣較低成本和較低功耗的集成電路就能實(shí)現(xiàn)在電壓波動(dòng)時(shí)保持電流的恒定，從而實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光。
[0059]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制；應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍；因此，凡跟本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的等同變換與修飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法，基于包括開關(guān)元件(300)、二極管D1、電感LI和LED燈組成的DC-DC降壓電路；所述方法包括如下步驟: 設(shè)置電壓檢測(cè)模塊(100)，該電壓檢測(cè)模塊(100)接收來自市電整流后脈動(dòng)電力的電壓信號(hào); 設(shè)置控制所述開關(guān)元件(300)導(dǎo)通和截止的調(diào)控電路(200)，該調(diào)控電路(200)接收所述電壓檢測(cè)模塊(100)的輸出電壓信號(hào)，通過分析該輸出電壓信號(hào)，來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述DC-DC降壓電路兩端的輸入電壓Vi，并計(jì)算得出所述開關(guān)元件(300)的導(dǎo)通時(shí)間TH和截止時(shí)間TL，來控制所述開關(guān)元件(300)的導(dǎo)通對(duì)截止時(shí)間的比率，從而使驅(qū)動(dòng)所述LED燈的電流保持恒定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于: 所述輸入電壓Vi是指市電整流后輸入給所述DC-DC降壓電路兩端的峰值電壓或平均峰值電壓或平均電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于: 所述LED燈的驅(qū)動(dòng)電流在保持恒定的同時(shí)，所述開關(guān)元件(300)工作在谷底開關(guān)模式。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于: 所述調(diào)控電路(200)還接收調(diào)光信號(hào)(400)，來調(diào)整所述開關(guān)元件(300)的導(dǎo)通時(shí)間TH或截止時(shí)間TL，從而使驅(qū)動(dòng)LED燈的電流發(fā)生變化來達(dá)到調(diào)光的目的。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之任一項(xiàng)所述的LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于: 所述開關(guān)元件(300)的導(dǎo)通時(shí)間TH根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出，TH=I*L/(V1-Vd)，其中I是電感LI的峰值電流，單位為安培，L是電感LI的電感值，單位為亨，Vi是所述DC-DC降壓電路兩端的輸入電壓，單位為伏特，Vd是所述LED燈的導(dǎo)通電壓，單位為伏特，導(dǎo)通時(shí)間TH的單位為秒。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之任一項(xiàng)所述的LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于: 所述開關(guān)元件(300)的截止時(shí)間TL根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出，TL ^ I*L/Vd，其中I是電感LI的峰值電流，單位為安培，L是電感LI的電感值，單位為亨，Vd是所述LED燈的導(dǎo)通電壓，單位為伏特，截止時(shí)間TL的單位為秒。7.根據(jù)權(quán)利要求1至4之任一項(xiàng)所述的LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于: 所述調(diào)控電路(200)是可編程序的集成電路，包括可編程序的微控制單元或單片微處理器及其外圍電路。8.一種LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括由開關(guān)元件(300)、二極管D1、電感LI和LED燈組成的DC-DC降壓電路，以及將市電整流成為脈動(dòng)直流的整流橋電路BI;其特征在于: 還包括電壓檢測(cè)模塊(100)和調(diào)控電路(200);所述電壓檢測(cè)模塊(100)電連接在所述整流橋電路BI的輸出兩端；所述調(diào)控電路(200)與所述電壓檢測(cè)模塊(100)和開關(guān)元件(300)互相電連接，該調(diào)控電路(200)接收所述電壓檢測(cè)模塊(100)的輸出電壓信號(hào)，通過分析該輸出電壓信號(hào)，來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述DC-DC降壓電路兩端的輸入電壓Vi，并計(jì)算得出所述開關(guān)元件(300)的導(dǎo)通時(shí)間TH和截止時(shí)間TL，來控制所述開關(guān)元件(300)的導(dǎo)通對(duì)截止時(shí)間的比率，從而使驅(qū)動(dòng)LED燈的電流保持恒定。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于: 還包括能接收外部調(diào)光信號(hào)模塊發(fā)送調(diào)光信號(hào)的感應(yīng)器J1，該感應(yīng)器Jl將接收的調(diào)光信號(hào)傳遞給所述調(diào)控電路(200)，所述調(diào)控電路(200)接收到該調(diào)光信號(hào)后，來調(diào)整所述開關(guān)元件(300)的導(dǎo)通時(shí)間TH或截止時(shí)間TL，從而使驅(qū)動(dòng)LED燈的電流發(fā)生變化來達(dá)到調(diào)光的目的。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于: 所述電壓檢測(cè)模塊(100)包括串聯(lián)在一起的兩個(gè)電阻R1、R2，該串聯(lián)的兩個(gè)電阻R1、R2電連接在所述整流橋電路BI的輸出兩端；所述調(diào)控電路(200)的一個(gè)端口電連接在兩個(gè)電阻R1、R2之間。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于: 還包括隔離二極管D2和儲(chǔ)能電容C2 ;隔離二極管D2的陽極電連接在所述整流橋電路BI的正輸出端，隔離二極管D2的陰極電連接在所述DC-DC降壓電路的LED燈的陽極端；儲(chǔ)能電容C2電連接在隔離二極管D2的陰極和地之間。12.根據(jù)權(quán)利要求8至11之任一項(xiàng)所述的LED燈可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于: 還包括為所述調(diào)控電路(200)降壓穩(wěn)壓供電的供電模塊，該供電模塊包括降壓電阻RV、穩(wěn)壓二極管DV和三極晶體管Ql，該三極晶體管Ql為場(chǎng)效應(yīng)管或三極管；降壓電阻RV和穩(wěn)壓二極管DV串聯(lián)后電連接在所述整流橋電路BI的輸出兩端，其中穩(wěn)壓二極管DV的陽極接地，該地就是所述整流橋電路BI的負(fù)輸出端，降壓電阻RV接所述整流橋電路BI的正輸出端；三極晶體管Ql的柵極或基極電連接在降壓電阻RV和穩(wěn)壓二極管DV之間，三極晶體管Ql的漏極或集電極電連接在所述整流橋電路BI的正輸出端，三極晶體管Ql的源極或發(fā)射極電連接到所述調(diào)控電路(200)的電源端口。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK105898958SQ201510473210
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年8月5日
【發(fā)明人】肖志軍
【申請(qǐng)人】肖志軍