[發明專利]用于發光二極管照明系統的控制器的偏壓建立裝置

有效

• 申請號: 201110334676.0
• 申請日: 2011-10-29
• 公開（公告）號: CN102510621A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 宋霄;李宗兵;翁大豐
• 申請（專利權）人: 魏其萃
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明屬于電子領域，涉及一種用于發光二極管照明系統的控制器偏壓建立的方法。

背景技術

目前在市電輸入的發光二極管照明系統中，普遍采用了發光二極管控制器(集成電路芯片)作為主控芯片，在輔以其他外圍器件以保證發光二極管可以可靠的工作在恒流的狀態下，控制器本身偏壓(芯片電源電壓)的建立通常的方法是當系統啟動時依靠外圍電阻電容首次建立偏壓，當系統在工作過程中則利用外圍變壓器的繞組供給電能來維持控制器的偏壓。

隨著發光二極管發光流明的提升以及成本的下降，越來越多的傳統照明方式被發光二極管照明所替代，在替代的過程中發光二極管照明系統必須要能滿足傳統照明的應用環境，比如市電高壓(220伏/50赫茲或120伏特/60赫茲)交流輸入，已經安裝在墻上的前沿(可控硅)或后沿(晶體管)調光器等等。同時考慮到發光二極管本身的壽命理論值可以達到10萬小時以上，所以整個發光二極管照明系統中其他所有元器件的壽命必須與其匹配，目前的規范普遍是要大于2萬5千小時。基于壽命的要求，通常電源系統中常見的電解電容，光耦等壽命不能達到2萬5千小時規范的器件就要慎用，最好不用。無電解電容發光二極管控制方案是發光二極管照明市場所追求的方向之一。

對無電解電容發光二極管控制系統而言，由于無電解電容用于儲能，又由于要求發光二極管的驅動電流為直流或方波電流以避免發光二極管的輸出光產生顏色變化，這無電解電容發光二極管控制系統的輸出電流是脈寬可控的方波電流。其脈寬是隨調光器變化而變化。這使得無電解電容發光二極管控制系統是斷續工作，從而使得這外圍變壓器也是斷續工作。隨著調光器變化使其對應的輸出方波脈寬電流變窄，這外圍變壓器的繞組不能提供足夠的偏壓來維持控制器正常工作。

基于以上的發光二極管照明系統發展的背景及規范，傳統的電源系統偏壓方案已經不能滿足未來的需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于無電解電容可調光的(前沿可控硅調光或后沿晶體管調光)發光二極管照明系統的控制器的偏壓建立裝置。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種用于發光二極管照明系統的控制器的偏壓建立裝置，包括調光模塊和偏壓檢測控制及維持電流產生組件；輸入電壓Vin輸入至調光模塊后，調光模塊檢測輸入電壓Vin的導通角，輸入電壓Vin經過調光模塊后產生發光二極管的導通信號PWM；在發光二極管的非導通信號期間，偏壓檢測控制及維持電流產生組件檢測控制器(即發光二極管照明系統的控制器)的偏壓高低并控制維持電流對偏壓的充電。

作為本發明的用于發光二極管照明系統的控制器的偏壓建立裝置的改進：

偏壓檢測控制及維持電流產生組件由比較器和維持電流產生及切換模塊組成；調光模塊測經由調光和整流處理之后的輸入電壓Vin的導通角，產生對應的發光二極管的PWM信號Vpwm，此信號也對應了維持電流產生及切換模塊的開或者關信號；比較器檢測控制器偏壓Vbias，當Vbias小于設定值Vset時，比較器輸出Ven為0時，把維持電流產生及切換模塊模式切換至開關模式；當Vbias達到設定值Vset時，Ven為1，把維持電流產生及切換模塊模式切換至線性消耗模式。

作為本發明的用于發光二極管照明系統的控制器的偏壓建立裝置的進一步改進：維持電流產生及切換模塊由開關信號發生器、恒定偏置電壓、選擇器、緩沖器、開關和功率反激式電路組成；該功率反激式電路由功率開關Q、變壓器T、輸出二極管D和電阻R組成；

開關信號發生器和恒定偏置電壓分別與選擇器的2個輸入端相連，選擇器的輸出分別與開關和緩沖器的輸入端相連；緩沖器的輸出與功率開關Q相連，功率開關Q依次通過電阻R和變壓器T的原邊繞組后與輸入電壓Vin相連；變壓器T的副邊繞組經輸出二極管D與控制器的偏壓端相連；

調光模塊的輸出與開關的控制端相連，比較器的輸出與選擇器的選擇端相連。

作為本發明的用于發光二極管照明系統的控制器的偏壓建立裝置的進一步改進：

當Vpwm為高電平時，發光二極管導通，此時開關閉合，緩沖器輸出信號為0，則I_HOLD為0；當Vpwm為低電平時，發光二極管關閉；

當發光二極管關閉時，對于前沿可控硅調光而言，檢測150°附近的控制器偏壓Vbias；如果小于設定值Vset，則Ven為0，進入開關模式，通過變壓器T把電能補充給控制器偏壓Vbias，當偏壓Vbias重新建立至設定值Vset時，Ven翻轉為1，維持電流模式切換至線性模式，變壓器T不再給控制器偏壓補充電能；