一種可調光LED電源制造技術

本實用新型專利技術公開一種可調光LED電源，包括功率轉換電路、調光電路、輔助電源和控制器MCU，所述功率轉換電路有兩級電路組成，分別為有源功率因數校正APFC電路和DC/DC開關電源，外部電網依次通過有源功率因數校正APFC電路、DC/DC開關電源輸出恒定電流驅動LED燈，所述有源功率因數校正APFC電路還與輔助電源連接，所述輔助電源為控制器MCU提供電能，所述控制器MCU通過RS485總線接收上位機指令后輸出PWM信號通過調光電路調節DC/DC開關電源的輸出電流對LED燈的亮度進行控制，所述控制器MCU采用ATmega8單片機。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種可調光LED電源
本技術涉及LED電源，尤其是涉及一種可調光的LED電源。
技術介紹
白光LED應用于照明，將比現行光源壽命提高5倍以上，可充分解決燈管含汞的環保問題，故LED為無污染的環保光源，且LED芯片的發光效率仍大有提高空間，成本有望不斷降低。LED作為下一代照明光源將造福人類。由于LED的電壓電流特性，現在的白光LED照明一般使用恒流電源驅動，為了更好的發揮LED照明的節能有點，在LED電源中加入調光功能是大勢所趨?，F在用于LED調光的方式有兩種，PWM調光和模擬調光。脈沖寬度調制(PWM)調光是使用開關電路以相對于人眼識別力來說足夠高的頻率工作，使用PWM來設置周期和占空度改變光輸出的平均值；模擬調光是改變電源輸出電流的幅值，來改變LED的光輸出，兩者各有優缺點。數字調光會引入潛在的電磁干擾頻率，為盡量降低可聽到噪聲和輻射，高端照明系統的調光頻率一般要求幾萬赫茲，但較高的調光頻率將大幅縮小驅動的調光范圍。模擬調光面臨輸出電流精度的挑戰，每個LED驅動都要用到某種串聯電阻辨別電流，電流辨別電壓通過折衷低能耗損失和高信噪比來選定，驅動中的允許誤差、偏移和延遲導致了一個相對固定的誤差。要在一個閉環系統中降低輸出電流就必須降低電流識別電壓，這樣就會反過來降低輸出電流的精度。 本技術為了克服上述缺陷，進行了有益的改進。
技術實現思路
本技術的目的在于解決現有技術中的上述不足，提供了一種在傳統模擬調光電路的基礎上加入高精度運算放大器以提高輸出電流精度的可調光LED電源。 為了實現上述目的，本技術采用以下技術方案: 一種可調光LED電源，包括功率轉換電路、調光電路、輔助電源和控制器MCU，其特殊之處在于:所述功率轉換電路有兩級電路組成，分別為有源功率因數校正APFC電路和DC/DC開關電源，外部電網依次通過有源功率因數校正APFC電路、DC/DC開關電源輸出恒定電流驅動LED燈，所述有源功率因數校正APFC電路還與輔助電源連接，所述輔助電源為控制器MCU提供電能，所述控制器MCU通過RS485總線接收上位機指令后輸出PWM信號通過調光電路調節DC/DC開關電源的輸出電流對LED燈的亮度進行控制，所述控制器MCU采用ATmega8單片機； 所述調光電路包括運算放大器，其中調光電路中的電阻R1、電阻R2、電阻R3組成電阻分壓網絡，開關管Ql通過電阻R2與運算放大器的同相端Cl連接，并對運算放大器的同相端Cl的調光電壓V+進行控制，LED燈的電流通過電阻采樣電阻RS轉換為取樣電壓VS并與運算放大器的反相端連接，所述調光電壓V+和取樣電壓VS經過運算放大器比較后輸出，運算放大器的輸出端通過光耦調制功率控制芯片的FB腳電流控制DC/DC開關電源的輸出電流。 本技術的有益效果:在白光LED燈應用于隧道燈、路燈照明時，電磁兼容有較高要求，在傳統調光電路的基礎上加上運算放大器比較取樣電壓和調光電壓，能精確調節輸出電流，通過單片機接收來自RS485總線的調光指令可實現多級調光，提高了輸出電流的精度和LED燈的亮度精準控制。 【附圖說明】 圖1是本技術實施例的硬件框架圖； 圖2是本技術實施例模擬調光電路圖； 圖3是本技術實施例D/A電路波形圖。 【具體實施方式】 下面結合附圖與實施例對本技術作進一步的說明。 本技術的實施例整體電路設計在傳統的LED恒流電源中加入模擬調光電路，設計智能調光系統，如圖1所示。在該系統的功率轉換部分，采用APFC和DC/DC兩級電路的設計，模擬調光控制電路使用ATmegaS單片機搭建，控制中心調控LED燈具的亮度，采用RS485總線發送調光指令。 接收到RS485總線的調光指令后，單片機將輸出對應的PWM信號，來調節開關電源的輸出電流。而我們采用運算放大器精確調節輸出電流，需要將PWM信號轉換為線性調光電壓。如圖2所示，PWM信號輸入端到運放同相端是D/A轉換電路。 RU R2、R3組成電阻分壓網絡，Ql作為開關管，由PWM調光信號控制其導通時間，Ql的開關控制Cl上的電壓，即運放的同相端電壓。LED的電流通過取樣電阻Rs，轉換為取樣電壓Vs，輸入運放的反相端。調光電壓V+和取樣電壓Vs經過運算放大器比較后輸出邏輯電平，通過光耦調制功率控制芯片的FB腳電流，從而調節DC/DC電路的輸出電流。 從電路中可知取樣電壓:Vs = RsXILED，電源輸出最大電流時，PWM調光信號占空比為100%，經過反相器倒相后，Ql 一直關斷，此時電阻分壓網絡R3上的電壓為:V+(max)=R3XVCC/(R1+R2+R3)，當PWM調光信號占空比降為O時，Ql導通，Cl放電，Ql的飽和壓降為VCES，此時:V+(min) = R3XVCES/(R2+R3)，V+〈Vs，運放輸出低電平，調節控制芯片減小輸出電流，直到滿足Vs ^ V+，此時電源最小輸出電流為:ILED = V+(min)/Rs, 如圖3所示，Ql關斷，Cl充電；Ql導通，Cl放電。在一個PWM周期內，電容上的平均電壓為:v+ = V+(max) Xh，式中:h為PWM調光信號占空比，根據運算放大器的虛短特性有:V+ ~ Vs。由此可知，選定R1、R2、R3的阻值后，電源輸出電流將由PWM信號占空比精確控制。 以上所述實施方式僅表達了本技術的一種實施方式，但并不能因此而理解為對本技術范圍的限制。應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本技術構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本技術的保護范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可調光LED電源，包括功率轉換電路、調光電路、輔助電源和控制器MCU，其特征在于:所述功率轉換電路有兩級電路組成，分別為有源功率因數校正APFC電路和DC/DC開關電源，外部電網依次通過有源功率因數校正APFC電路、DC/DC開關電源輸出恒定電流驅動LED燈，所述有源功率因數校正APFC電路還與輔助電源連接，所述輔助電源為控制器MCU提供電能，所述控制器MCU通過RS485總線接收上位機指令后輸出PWM信號通過調光電路調節DC/DC開關電源的輸出電流對LED燈的亮度進行控制，所述控制器MCU采用ATmega8單片機；所述調光電路包括運算放大器，其中調光電路中的電阻R1、電阻R2、電阻R3組成電阻分壓網絡，開關管Q1通過電阻R2與運算放大器的同相端C1連接，并對運算放大器的同相端C1的調光電壓V+進行控制，LED燈的電流通過電阻采樣電阻RS轉換為取樣電壓VS并與運算放大器的反相端連接，所述調光電壓V+和取樣電壓VS經過運算放大器比較后輸出，運算放大器的輸出端通過光耦調制功率控制芯片的FB腳電流控制DC/DC開關電源的輸出電流。

【技術特征摘要】
1.一種可調光LED電源，包括功率轉換電路、調光電路、輔助電源和控制器MCU，其特征在于:所述功率轉換電路有兩級電路組成，分別為有源功率因數校正APFC電路和DC/DC開關電源，外部電網依次通過有源功率因數校正APFC電路、DC/DC開關電源輸出恒定電流驅動LED燈，所述有源功率因數校正APFC電路還與輔助電源連接，所述輔助電源為控制器MCU提供電能，所述控制器MCU通過RS485總線接收上位機指令后輸出PWM信號通過調光電路調節DC/DC開關電源的輸出電流對LED燈的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱士林，
申請(專利權)人：威海海泰電子有限公司，
類型：新型
國別省市：山東;37