[發(fā)明專(zhuān)利]帶可控硅旁路調(diào)光電路的LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310059174.0
• 申請(qǐng)日: 2013-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103139992A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉廷章;曹凌云;葉冰;胡力元
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H05B37/02
• 分類(lèi)號(hào): H05B37/02
• 代理公司: 上海上大專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)，特別是一種帶可控硅旁路調(diào)光電路的LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)，屬于LED照明技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

LED具有發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于照明領(lǐng)域。在使用LED照明燈或LED背光源時(shí)，經(jīng)常要求能夠調(diào)節(jié)LED的亮度。然而，LED調(diào)光技術(shù)雖然不斷發(fā)展，但是在效率、可靠性及兼容性等方面的不足一直阻礙著LED照明系統(tǒng)的使用壽命及普及范圍。

目前，LED調(diào)光技術(shù)大致可以分為：

（1）數(shù)字調(diào)光；（2）模擬調(diào)光；（3）PWM調(diào)光；（4）可控硅調(diào)光。

LED數(shù)字調(diào)光技術(shù)，是外部控制器通過(guò)接口電路給LED驅(qū)動(dòng)器發(fā)送數(shù)字信號(hào)，從而改變LED的亮度，調(diào)光比可達(dá)1000:1。它具有集成度高、體積小、調(diào)光精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，多應(yīng)用于各種大型舞臺(tái)的燈光控制、大型樓宇建筑節(jié)能照明控制。但是數(shù)字調(diào)光技術(shù)的缺點(diǎn)在于，需要一個(gè)專(zhuān)門(mén)的控制芯片，進(jìn)行通信和電源管理，技術(shù)門(mén)檻高、實(shí)現(xiàn)成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在中小型LED照明應(yīng)用場(chǎng)合不易推廣。

LED模擬調(diào)光技術(shù)，是利用直流電壓信號(hào)，使LED驅(qū)動(dòng)器的輸出電流連續(xù)地變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)LED線(xiàn)性調(diào)光。其優(yōu)點(diǎn)在于，電路簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，操作方便，無(wú)閃爍，成本低。缺點(diǎn)在于，當(dāng)電流連續(xù)變化時(shí)，會(huì)造成LED的色偏，影響白光LED的發(fā)光質(zhì)量；而且，相比其他幾種調(diào)光方法，其調(diào)光范圍較窄，約為10:1。因此，多適用于某些調(diào)光要求不高的場(chǎng)合，如LED臺(tái)燈照明，LED路燈照明，采用簡(jiǎn)單的模擬調(diào)光即可滿(mǎn)足要求。

LED的PWM調(diào)光技術(shù)，是利用脈寬調(diào)制信號(hào)，反復(fù)地開(kāi)/關(guān)（ON/OFF）LED驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)調(diào)節(jié)占空比來(lái)調(diào)節(jié)LED的平均電流，從而調(diào)節(jié)LED的亮度，多用于直流供電的DC/DC變換LED驅(qū)動(dòng)電路，如汽車(chē)照明系統(tǒng)、光伏太陽(yáng)能發(fā)電照明系統(tǒng)。它具有轉(zhuǎn)換效率高、不產(chǎn)生色偏、調(diào)光精度高、調(diào)光范圍大以及線(xiàn)性度好等優(yōu)點(diǎn)，調(diào)光比最高可達(dá)3000:1。其主要缺點(diǎn)在于，需要配置一個(gè)PWM調(diào)光信號(hào)源，成本較高；在開(kāi)關(guān)頻率處于200Hz~20kHz之間時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)器中的電感會(huì)發(fā)出聲學(xué)噪聲，因此開(kāi)關(guān)頻率應(yīng)高于20kHz，但這樣會(huì)縮小調(diào)光范圍。

LED的可控硅調(diào)光技術(shù)，是將傳統(tǒng)的可控硅調(diào)光器和新興的LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)結(jié)合在一起發(fā)展而來(lái)的，主要用于替換型LED燈具市場(chǎng)。TRIAC可控硅調(diào)光器本來(lái)用于白熾燈、熒光燈的調(diào)光。在推廣LED照明的過(guò)程中，要求不能改變現(xiàn)有照明系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施。因此，如果LED燈具能利用現(xiàn)有TRIAC可控硅調(diào)光器進(jìn)行調(diào)光，就可以大大降低其進(jìn)入市場(chǎng)的門(mén)檻，方便地對(duì)常規(guī)燈具進(jìn)行替換。

如圖1所示，現(xiàn)有的LED可控硅調(diào)光技術(shù)的主要原理是，通過(guò)給LED驅(qū)動(dòng)器前端串聯(lián)一個(gè)TRIAC可控硅調(diào)光器，對(duì)交流市電進(jìn)行斬波，減少輸入進(jìn)LED驅(qū)動(dòng)器的電能，同時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)輸入電壓有效值或者相位的變化，調(diào)節(jié)LED驅(qū)動(dòng)器的輸出電流，從而調(diào)節(jié)LED的亮度。其優(yōu)點(diǎn)在于，電壓調(diào)節(jié)速度快，調(diào)光精度高，體積小，成本低。缺點(diǎn)在于，調(diào)光器工作在斬波方式，會(huì)造成大量諧波，造成電磁干擾，并導(dǎo)致電源效率和功率因數(shù)的降低；可控硅調(diào)光容易出現(xiàn)閃爍問(wèn)題，且閃爍問(wèn)題不易解決。雖然各大LED驅(qū)動(dòng)芯片廠商針對(duì)諧波、功率因數(shù)以及閃爍問(wèn)題提出了不少解決方案，但是市場(chǎng)上可控硅調(diào)光器的種類(lèi)多樣，參數(shù)各有區(qū)別，LED驅(qū)動(dòng)器無(wú)法與之一一兼容，造成實(shí)際應(yīng)用上的困難。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有LED可控硅調(diào)光技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有LED可控硅調(diào)光電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易產(chǎn)生大量諧波、功率因數(shù)低、效率低、易造成閃爍、與LED兼容性差等問(wèn)題，提供一種帶可控硅旁路調(diào)光電路的LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，綜合利用可控硅調(diào)光和模擬調(diào)光的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到簡(jiǎn)單實(shí)用，減少諧波，提高功率因數(shù)，提高效率，解決閃爍問(wèn)題。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：

將現(xiàn)有的LED可控硅調(diào)光器改造為只產(chǎn)生調(diào)光信號(hào)的信號(hào)源，只負(fù)責(zé)給LED驅(qū)動(dòng)器提供調(diào)光控制信號(hào)，不再通過(guò)可控硅斬波給LED驅(qū)動(dòng)器提供負(fù)載所需的主能量，避免現(xiàn)有可控硅調(diào)光方案所存在的易產(chǎn)生諧波、低功率因數(shù)、低效率、易閃爍、與LED兼容性差等固有問(wèn)題，提供一種易于改造、諧波少、效率高、功率因數(shù)高、不閃爍的LED調(diào)光電路。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是：