Led寬范圍精準調光電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及照明電路技術，特別是涉及一種LED寬范圍精準調光電路的技術。
【背景技術】
[0002]LED驅動電源的輸出是一個恒流源，不同的電源值對應著不同的光源亮度。對于不調光的應用，驅動電源的輸出電流設定在一個預先設定好的固定值上，不會發生變化。這樣對LED燈具的控制就只有開和關兩種狀態。當需要調光時，現有的常規調光方式就是對輸出電流進行控制，有兩個最常用的方法，分別是線性控制調光和PWM控制調光。
[0003]線性控制調光就是以預設的固定值作為最大值(即100%亮度)，在此基礎上向下進行調節。這種方式下，電源仍工作在恒流源模式，只是輸出電流的設定隨調光的要求發生變化。線性控制調光的工作原理如圖4所示，恒流電源U411把輸入電壓S410轉換為恒定電流輸出，恒流電源U411的輸出電流受到運放調節模塊U412的輸出信號控制，運放調節模塊U412第一輸入端的輸入信號為調光信號S411，調光信號S411代表的是恒流電源U411輸出電流的設定值，當調光信號S411開路時，運放調節模塊U412第一輸入端經過上拉電阻Rp411上拉到Vref (這里Vref是對應最大輸出電流的電壓參考值)，運放調節模塊U412第二輸入端的輸入信號是采樣電阻Rs411上的電壓(代表恒流電源U411的實際輸出電壓)。在穩態時，運放調節模塊U412通過負反饋把兩個輸入端的電壓調節為一致，這樣實際輸出電流就跟隨調光信號S411的變化而變化。圖4中的Cout411是恒流電源的輸出電容，是一般開關電源共同的輸出電路。
[0004]PWM控制調光就是在電流設定值不變的情況下，在輸出端用PWM模式對輸出電流進行斬波處理，這樣其實改變了恒流源的輸出特性，瞬時的輸出電流或是最大值，或是0，其平均值則根據取決于PWM的占空比。由于視覺暫留效應，在PWM的頻率足夠高時，人眼不會覺察出亮度上的跳變，一般把頻率設定在200Hz以上。在具體實現上，輸出電流的斬波處理是通過允許和禁止PWM控制器工作的方式實現的。在正常運行后，禁止PWM控制的輸出，就會造成輸出電流降為0，然后允許PWM控制的輸出，就會造成輸出電流上升為額定值，這樣輸出電流就表現為斬波式的波形。PWM控制調光的工作原理如圖5所示，恒流電源U521把輸入電壓S520轉換為恒定電流輸出，與線性控制調光(圖4)相比，PWM控制調光的調光信號S521沒有接到運放調節模塊U522上，運放調節模塊U522的第一輸入端經過上拉電阻Rp521上拉到Vref，運放調節模塊U522第二輸入端的輸入信號是采樣電阻Rs521上的電壓，調光信號S521是一個PWM信號，這個信號跟運放調節模塊的輸入通過與門U523進行邏輯與，恒流電源U521的輸出電流受到與門U523的輸出信號控制，當調光信號S521為“1”時，控制信號就是運放調節模塊U522的輸出，當調光信號S521為“0”時，控制信號為0，意味著輸出電流為0，調光信號的頻率一般在200Hz到1kHz之間。圖5中的Cout521是恒流電源的輸出電容，是一般開關電源共同的輸出電路。
[0005]以上兩種調光方式都是普遍采用的方式，各有優劣。線性調光實現方式比較簡單，但是在調光要求低于10%時，精度一般比較差。PWM方式通過占空比調節輸出電流，由于占空比精度高，在精度方面會比線性方式好；但是在占空比變小后，波形的上升和下降時間占的比重增大，隨之引起的誤差將會越來越明顯；這個方式的另一個問題是輸出電流實際波形變成了斬波式的波形，電源的EMI特性會因此而變差。
[0006]另外，以上兩種調光方式還存在著調光范圍窄的問題，以上這兩種調光方式只能在恒流電源額定電流的10%?100%范圍內對恒流電源的輸出電流進行精確調整，在某些特殊應用場合，這樣的調光范圍已經過于粗糙了，但是由于輸出電流越低，電源本身穩定性越差，調節精度也越差，因此很多情況下，10%已經是電源可以保持精確調節的下限了。
【實用新型內容】
[0007]針對上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種調光精度高，且調節范圍寬的LED寬范圍精準調光電路。
[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型所提供的一種LED寬范圍精準調光電路，包括恒流電源、調光單元，所述恒流電源具有用于控制輸出電流的調節端腳及用于反饋輸出電流的反饋端腳；其特征在于:還包括調光方式切換單元；
[0009]所述調光單元包括線性調光模塊、PWM調光模塊，所述線性調光模塊、PWM調光模塊的輸入端分別接外部調光信號；
[0010]所述線性調光模塊用于在外部調光信號的電壓值大于等于N時輸出線性調光信號，并在外部調光信號的電壓值小于N時停止輸出線性調光信號，線性調光模塊的反饋信號輸入端接到恒流電源的反饋端腳；
[0011]所述PWM調光模塊用于在外部調光信號的電壓值小于N時輸出PWM調光信號，并在外部調光信號的電壓值大于等于N時停止輸出PWM調光信號；
[0012]所述N的值大于0且小于恒流電源的輸出電流額定值；
[0013]所述調光方式切換單元具有一個輸出端及兩個輸入端，調光方式切換單元的輸出端接到恒流電源的調節端腳，線性調光模塊及PWM調光模塊的調光信號輸出端分別接到調光方式切換單元的兩個輸入端；
[0014]所述調光方式切換單元用于接收線性調光模塊及PWM調光模塊輸出的調光信號，并在接收到來自線性調光模塊的線性調光信號時，將來自線性調光模塊的線性調光信號轉發至恒流電源的調節端腳，在接收到來自PWM調光模塊的PWM調光信號時，將來自PWM調光模塊的PWM調光信號轉發至恒流電源的調節端腳。
[0015]進一步的，所述線性調光模塊包括第一參考電壓信號源、運放調節模塊、限幅模塊；
[0016]所述限幅模塊的輸入端接外部調光信號，限幅模塊的輸出端接到運放調節模塊的正相輸入端；所述運放調節模塊的正相輸入端接到第一參考電壓信號源，運放調節模塊的負相輸入端接到恒流電源的反饋端腳，運放調節模塊的輸出端構成線性調光模塊的調光信號輸出端。
[0017]進一步的，所述PWM調光模塊包括鋸齒波信號發生器、第一比較器；所述第一比較器的正相輸入端接外部調光信號，第一比較器的負相輸入端接鋸齒波信號發生器的鋸齒波信號輸出端，第一比較器的輸出端構成PWM調光模塊的調光信號輸出端。
[0018]進一步的，還包括第二參考電壓信號源、第二比較器；
[0019]所述第一比較器的輸出端通過一個與門接到調光方式切換單元，該與門的一個輸入端接第一比較器的輸出端，該與門的另一個輸入端接第二比較器的輸出端；
[0020]所述第二比較器的正相輸入端接外部調光信號，第二比較器的負相輸入端接到第二參考電壓信號源。
[0021]進一步的，所述調光方式切換單元是一個與門。
[0022]本實用新型提供的LED寬范圍精準調光電路，集中了線性控制和PWM控制兩種方式的優點，并克服了該兩種方式的缺點，可以大大拓寬調光范圍的下限，同時還能保證調光精度，從而滿足特殊應用場合的需要，具有調光精度高，調節范圍寬的特點。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型第一實施例的LED寬范圍精準調光電路的電路結構框圖；
[0024]圖2是本實用新型第一實施例的LED寬范圍精準調光電路的電路圖；
[0025]圖3是本實用新型第二實施例的LED寬范圍精準調光電路的電路圖；
[0026]圖4是現有的線性控制調光電路的電路結構示意圖；
[0027]圖5是現有的PWM控制調光電路的電路結構不意圖。
【具體實施方式】
[0028]以下結合【附圖說明】對本實用新型的實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不用于限制本實用新型，凡是采用本實用新型的相似結構及其相似變化，均應列入本實用新型的保護范圍，本實用新型中的頓號均表示和的關系。
[0029]如圖1所示，本實用新型第一實施例所提供的一種LED寬范圍精準調光電路，包括恒流電源U1、調光單元U2，所述恒流電源U1具有用于控制輸出電流的調節端腳及用于反饋輸出電流的反饋端腳；其特征在于:還包括調光方式切換單元U3 ;
[0030]所述調光單元U2包括線性調光模塊U21、PWM調光模塊U22，所述線性調光模塊、PWM調光模塊的輸入端分別接外部調光信號S1 ;
[0031]所述線性調光模塊U21用于在外部調光信號S1的電壓值大于等于N時輸出線性調光信號，并在外部調光信號S1的電壓值小于N時停止輸出線性調光信號，線性調光模塊U21的反饋信號輸入端接到恒流電源U1的反饋端腳；
[0032]所述PWM調光模塊U22用于在外部調光信號S1的電壓值小于N時輸出PWM調光信號，并在外部調光信號S1的電壓值大于等于N時停止輸出PWM調光信號；
[0033]所述N的值大于0且小于恒流電源U1的輸出電流額定值；
[0034]所述調光方式切換單元U3具有一個輸出端及兩個輸入端，調光方式切換單元U3的輸出端接到恒流電源U1的調節端腳，線性調光模塊U21及PWM調光模塊U22的調光信號輸出端分別接到調光方式切換單元U3的兩個輸入端；
[0035]所述調光方式切換單元U3用于接收線性調光模塊及PWM調光模塊輸出的調光信號，并在接收到來自線性調光模塊U21的線性調光信號時，將來自線性調光模塊U21的線性調光信號轉發至恒流電源U1的調節端腳，在接收到來自PWM調光模塊U22的PWM調光信號時，將來自PWM調光模塊U22的PWM調光信號轉發至恒流電源U1的調節端腳。
[0036]如圖2所示，本實用新型第一實施例中，所述恒流電源U1的反饋端腳接有采樣電阻Rsl，恒流電源U1的輸出端接有輸出電容Coutl ;
[0037]所述線性調光模塊U21包括第一參考電壓信號源(圖中未示)、運放調節模塊U211、限幅模塊U212，所述限幅模塊U212的輸入端接外部調光信號S1，限幅模塊U212的輸出端接到運放調節模塊U211的正相輸入端；所述運放調節模塊U211的正相輸入端經一上拉電阻Rpl接到第一參考電壓信號源，運放調節模塊U211的負相輸入