[发明专利]基于PWM的大功率光源调光控制系统及方法在审
申请号: | 201710795295.X | 申请日: | 2017-09-06 |
公开(公告)号: | CN107567134A | 公开(公告)日: | 2018-01-09 |
发明(设计)人: | 曹守秀;陈立晶;杨海娇;索继元;李景;孟军合 | 申请(专利权)人: | 天津津航技术物理研究所 |
主分类号: | H05B33/08 | 分类号: | H05B33/08 |
代理公司: | 中国兵器工业集团公司专利中心11011 | 代理人: | 袁孜 |
地址: | 300308 天津*** | 国省代码: | 天津;12 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 pwm 大功率 光源 调光 控制系统 方法 | ||
技术领域
本发明属于照明技术领域,具体地说,是涉及大功率光源调光控制系统及方法,尤其涉及一种基于PWM的大功率光源调光控制系统及方法。
背景技术
大功率光源是指拥有大额定工作电流的光源。普通LED光源功率一般为0.05W或1W、工作电流为20mA左右,而大功率光源可以达到10W、20W、甚至上百瓦,工作电流从几十毫安到几安不等。由于目前大功率光源在光通量、转换效率和成本等方面的制约,因此决定了大功率光源短期内的应用主要是一些特殊领域的照明,如,医疗行业。而随着电子信息技术的发展和元器件加工工艺的进步,对具有大功率、大电流特性的高端医疗设备用的照明光源的稳定性和可靠性提出了更高的要求,但传统技术由于电源内部功耗大,一直存在散热困难,系统输出效率低,亮度调节精度低等一系列难题。
目前大功率光源调光技术主要包括两种:一种通过线性调节光源工作电流的幅值来实现光源的调光控制,即模拟调光;另一种为使用开关电路以相对于人眼识别力来说足够高的频率工作,使用PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)来设置周期和占空比来改变光输出的平均值,即数字调光,与模拟调光相比,数字调光控制方法灵活,动态响应好且具有较高的调光精度。
现有的数字调光方式有如公告号为:CN 102427635A,名称为:基于PWM的精准LED调光装置及方法的中国发明专利申请所公开的:通过按键处理单元进行亮度调节;信号处理单元识别亮度调节控制信号产生相应占空比的PWM信号并输出到LED驱动单元;LED驱动单元根据PWM信号向LED发出驱动信号,控制调节LED单元的光通量。其虽然能对光源亮度进行精准调节,但是,明显地,其LED驱动单元需要专用的芯片和集成电路,从而使得电路结构整体复杂,成本高;进一步地,受驱动芯片的限制,此调光装置仅能调节8通道25mA工作电流的LED光亮度,无法调节工作电流高达十几安,功率高达几百瓦的卤素灯,氙灯等大功率光源,调光装置驱动能力较弱。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种基于PWM的大功率光源调光控制系统及方法,即为一种电路结构简单,控制方法灵活,动态响应好,成本低且调光精度高的基于PWM的大功率光源调光控制系统。
为了解决本发明的技术问题,本发明的技术方案是:
一种基于PWM的大功率光源调光控制系统,包括电源模块、信号处理单元以及按键调节单元,所述电源模块与所述信号处理单元、所述大功率光源相连接为其供电,所述按键调节单元与所述信号处理单元的一输入端相连接,所述信号处理单元具有PWM信号输出端;还包括:一与所述电源模块相连接的开关管驱动单元;以及一与所述大功率光源相连接的开关管;其中,所述开关管驱动单元的输入端与所述信号处理单元的PWM信号输出端相连接,所述开关管驱动单元的输出端与所述开关管相连接以根据所述信号处理单元的PWM信号控制所述开关管的通断时长来调节通过所述大功率光源的有效电流大小;PWM信号通过控制开关管驱动单元的输出电压大小,来控制开关管的通断,通过控制开关管的通断频率不同,来调节开关管的通断时长。
上述的基于PWM的大功率光源调光控制系统,其中,所述开关管驱动单元具有一开关放大电路。
上述的基于PWM的大功率光源调光控制系统,其中,所述开关放大电路为由三个三极管构成的推挽电路。
上述的基于PWM的大功率光源调光控制系统,其中,所述的开关管为MOS管。
上述的基于PWM的大功率光源调光控制系统,其中,还包括一电流反馈单元,与所述大功率光源及所述信号处理单元的另一输入端分别相连接。
上述的基于PWM的大功率光源调光控制系统,其中,所述电流反馈单元包括一运算放大器和一接地的采样电阻,所述运算放大器的同相输入端连接所述大功率光源,所述运算放大器的反相输入端连接所述采样电阻,所述运算放大器的输出端连接所述信号处理单元的另一输入端。
上述的基于PWM的大功率光源调光控制系统,其中,还包括一稳压吸收单元,设置在所述开关管驱动单元与所述大功率光源之间,稳压吸收单元使开关管两端的电压稳定在安全电压范围内。
上述的基于PWM的大功率光源调光控制系统,其中,还包括一显示单元,与所述信号处理单元的另一输出端相连接。
上述的基于PWM的大功率光源调光控制系统,其中,所述稳压吸收单元由两个电阻和两个稳压二极管组成,其中一所述电阻和一所述稳压二极管并联于所述开关管的栅极与源极两端,另一所述稳压二极管反向并联于所述开关管的漏极与源极两端。
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