[发明专利]一种应用于各种传统调光器的LED可调光驱动开关电源的设计方法

说明书

  

技术领域

本发明涉及一种适用于传统调光器（前沿调导通角和后沿调导通角，可控硅调光器属于前沿调导通角的一种）的LED调光装置 

背景技术

在现有的技术中，有用传统的调光器（前沿调导通角和后沿调导通角，可控硅调光器属于前沿调导通角的一种）对传统的钨丝灯泡进行亮度的调节，，接法如图1，前沿调光器的原理是，在市电的每半个周期的输入电压正弦波上，不让前面的一部分导通，从而降低了供电电压的有效值，来控制灯的功率，也就控制了灯的亮度。 

而后沿调光器的原理是，在市电的每半个周期的输入电压正弦波上，不让后面的一部分导通，从而也降低了供电电压的有效值，这样也可以控制灯的功率，即控制了灯的亮度。 

最近，很多的大专院校，科研单位和公司都做过用可控硅进行LED调光技术的实验，也有申请专利的，但是，这些专利和实验都存在一定的问题，比如，1）对传统的调光器通用性不好，只能依赖个别品牌的调光器；2）发热量大，做出的产品不可靠；3）调光效果不好，最低只能调到20%，离实际宣布的调光范围相差太远，如果亮度再低时，光的频闪就会非常严重，或者设计者在LED灯闪烁之前就关断它，这样不能满足日常生活对调光器的要求。 

   LED光源是新型的光源，要用低压直流电给它供电，用现有的市电不能直接给它供电，所以需要一个开关电源转换器来变换电压电流给LED供电，这个电源我们叫做驱动电源，如果把经过传统的调光器的市电直接接入这种驱动电源，那么在相位导通角发生变化时，会影响LED驱动电源的工作，就会造成在导通角较大的时候不能调光，在导通角很小的时候，调光器会在导通角的死区里重复启动导通，会造成LED的闪烁。在以往的技术中都没有很好地解决这个问题。不是调光的范围窄就是工作温度太高，或者LED闪烁，无法进行正常的调光使用。 

     LED照明技术是一项新兴的产业，在传统的白炽灯照明应用中，有很多的传统调光器已经得到了很广泛的应用，但是由于传统的白炽灯存在耗能较高的缺点，已逐步淘汰，需要用LED灯来代替，所以在此应用的领域里，LED需要重新设计以便和传统调光器匹配使用，在以往的技术中，都有人尝试过研究，但是都存在产品不成熟，调光范围窄，还有调光闪烁等缺陷，无法予以实际上的普遍应用，本发明是为了解决此类问题而作的研究，克服了以往的技术缺陷。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有的技术缺陷，提供一种理想的适用于传统调光器的LED调光驱动电源设计方法，实现对LED灯泡的亮度的理想调节。 

 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：设计一种适用于传统调光器（前沿调导通角的相位和后沿调导通角的相位，可控硅调光器属于前沿调导通角的一种）的LED调光装置。如图2，它包含： 

1.调光器启动电路：使用一只或几只无源或有源元件，给传统调光器提供开始工作的启动电流，使传统调光器在通交流电时能够开始工作，它既能装在整流的前级，也能装在整流的后级，图示是装在整流的前级上！所示的是在整流的前级；

2.整流电路：将交流电转化为脉动直流电；

3.调光器导通角检测电路：用于检测传统调光器的导通相位角，并把它转换成与导通角大小相对应的PWM电压信号，并通过滤波后转换成直流电压信号，以此信号来控制LED灯的电流大小，如图2，图3，图4；

4.隔离电路：为了不使后面的电路影响到导通角检测电路检测的准确性，必须增加一个隔离电路，把导通角检测电路和后面的功率因数校正电路隔开，使导通角的检测可靠准确，隔离电路一般由一个或几个二极管来担任，如图2，图3；

5.功率因数校正电路：这个电路可以使LED驱动电源呈现出和白炽灯一样的电阻特性，保持传统调光器可靠地正常工作，同时在调光器调光状态时的关断期间由电容和电感存储一定的能量，给高频开关电源转换器提供供LED光源工作的能量，来保证供给LED的电流是恒定的直流电，避免在调光器关断期间出现闪烁的问题，功率因数校正电路可以是有源的，也可以是无源的，如图2；

6．开关电源转换器：即把由市电整流滤波后的直流电转换为适合LED光源工作的恒定直流电，恒电流的数值由LED电流检测和导通角检测的电平信号比较来决定（一般需要增加电平转换电路来平衡二者，以及调节调光器旋钮的手感），如图2和图5，以此来给出符合调光器在调光时供给LED光源的电流数值，使得LED的亮度随着调光器的旋钮变化；