一种同步启动电路及恒流深度调光电源

技术领域

本发明涉及LED电源技术领域，具体涉及一种同步启动电路及恒流深度调光电源。

背景技术

现在市场上的LED电源分为恒压电源和恒流电源两大类。在恒流电路方案中，为提高输出稳定性，需在输出回路增加容值较大的电解电容来降低电流纹波。对于多路LED电源，每路LED电源具有不同的调光深度，其中，对于具有较高调光深度的电源，以较低的亮度(较小的电流)启动时，由C＝Q/U和Q＝I*T知，对于容值固定的电容，其两端电压与充电电流成正比，故所需充电时间较长，相反地，对于具有较低调光深度的电源，其所需要的充电时间较小，基于此，很难做到同步启动每路LED电源，导致用户体验不友好。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于解决现有技术中的单路或多路LED灯以较小电流启动时，由于充电过程造成的响应延迟问题，从而提供一种同步启动电路及恒流深度调光电源。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种同步启动电路，同步启动电路前级连接一路LED灯具的恒流源，同步启动电路后级连接LED灯具，同步启动电路包括：使能开关电路及启动开关电路，其中，恒流源，其第一端与LED灯具的第一端连接；使能开关电路，其控制端与恒流源的第二端连接，其第一端与LED灯具的第二端连接，其第二端与恒流源的使能端连接；启动开关电路，其控制端接收同步启动信号，其第一端接入外接电源电压，其第二端与恒流源的第二端连接，其第三端与LED灯具的第二端连接；同步启动信号用于通过每个LED灯具的同步启动电路的启动开关电路导通，以控制每个LED灯具的恒流源同时放电；当恒流源的输出电压未达到LED灯具的启动电压时，使能开关电路及启动开关电路均断开；当恒流源的输出电压达到LED灯具的启动电压时，使能开关电路导通输出停电信号，停电信号用于控制恒流源不再输出电流；以恒流源开始输出电压的时刻为起始点，经过预设时间之后，启动开关电路接收同步启动信号，启动开关电路导通，恒流源放电为LED灯具供电。

在一实施例中，使能开关电路包括：第一使能开关电路及第二使能开关电路，其中，第一使能开关电路，其控制端与恒流源的第二端连接，其第一端与LED灯具的第二端连接，其第二端与第二使能开关电路的控制端连接；第二使能开关电路，其第一端与恒流源的使能端连接，其第二端接地；当恒流源的输出电压未达到LED灯具的启动电压时，第一使能开关电路及第二使能开关电路均断开；当恒流源的输出电压达到LED灯具的启动电压时，第一使能开关电路及第二使能开关电路均导通，第二使能开关电路的第一端输出停电信号。

在一实施例中，第一使能开关电路包括：第一电阻及第一开关，其中，第一开关，其控制端通过第一电阻与恒流源的第二端连接，其第一端与LED灯具的第二端连接，其第二端与第二使能开关电路的控制端连接。

在一实施例中，第二使能开关电路包括：第二电阻及第二开关，其中，第二开关，其控制端通过第二电阻与第一使能开关电路的第二端连接，其第一端与恒流源的使能端连接，其第二端接地。

在一实施例中，第二使能开关电路还包括：第三电阻；第二开关的控制端还通过第三电阻接地。

在一实施例中，启动开关电路包括：第一启动开关电路及第二启动开关电路，其中，第一启动开关电路，其控制端接收同步启动信号，其第一端接入外接电源电压，其第二端与第二启动开关电路的第一端连接；第二启动开关电路，其第二端与LED灯具的第二端连接，其第三端与恒流源的第二端连接；当恒流源的输出电压未达到LED灯具的启动电压时，第一启动开关电路及第二启动开关电路均断开；当恒流源的输出电压达到LED灯具的启动电压时，经过预设时间之后，第一启动开关电路接收同步启动信号并导通，第二启动开关电路导通，恒流源放电为LED灯具供电。

在一实施例中，第一启动开关电路包括：第三开关、第四开关、第四电阻、第五电阻，其中，第三开关，其控制端通过第四电阻接收同步启动信号，其第一端通过第五电阻与第四开关的控制端连接，其第二端接地；第四开关，其第一端接入外接电源电压，其第二端与所述第二启动开关电路(122)的第一端连接。

在一实施例中，第二启动开关电路包括：第五开关、第六电阻及第七电阻，其中，第五开关，其控制端通过第六电阻与第一启动开关电路的第二端连接，其控制端还通过第七电阻与恒流源的第二端连接，其第一端与LED灯具的第二端连接，其第二端与恒流源的第二端连接。

在一实施例中，第二启动开关电路还包括：第一二极管，其阴极与第六电阻的第一端连接，其阳极与第六电阻的第二端连接。

在一实施例中，第二启动开关电路还包括：滤波电容，其用于将第五开关的控制端及第五开关的第二端连接。

第二方面，本发明实施例提供一种恒流深度调光电源，包括：第一方面的同步启动电路及恒流源，其中，恒流源，其第一端与LED灯具的第一端连接，其第二端与同步启动电路的第一端连接；同步启动电路，其第二端与LED灯具的第二端连接，其第三端与恒流源的使能端连接，其第四端输入同步启动信号，其第五端接入外接电源电压；当恒流源的输出电压未达到LED灯具的启动电压时，同步启动电路断开；当恒流源的输出电压达到LED灯具的启动电压时，同步启动电路输出停电信号，恒流源不再输出电流；从恒流源的开始输出电压的时刻开始，经过预设时间之后，同步启动电路接收同步启动信号，恒流源放电为LED灯具供电。

在一实施例中，恒流源包括：电压转换电路及电解电容，其中，电压转换电路，其第一端与电解电容的第一端、LED灯具的第一端连接，其第二端与电解电容的第二端、同步启动电路的第一端连接，其使能端与同步启动电路的第三端连接；当电压转换电路接收到充电信号时，电压转换电路为电解电容充电；当电解电容的电压未达到LED灯具的启动电压时，同步启动电路断开；当电解电容的电压达到LED灯具的启动电压时，同步启动电路输出停电信号，电压转换电路不再为电解电容充电；从电压转换电路接收到充电信号起，经过预设时间之后，同步启动电路接收同步启动信号，电解电容放电为LED灯具供电。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的同步启动电路及恒流深度调光电源，当恒流源的输出电压未达到LED灯具的启动电压时，使能开关电路及启动开关电路均断开；当恒流源的输出电压达到LED灯具的启动电压时，使能开关电路导通输出停电信号，停电信号用于控制恒流源不再输出电流，以等待其他恒流源输出电压达到对应的LED灯具的启动电压；以恒流源开始输出电压的时刻为起始点，经过预设时间之后，每个启动开关电路接收同步启动信号，每个启动开关电路导通，每个恒流源放电为LED灯具供电，从而实现多路LED灯具同时启动以及单路LED灯具的及时启动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的同步启动电路的一个具体示例的组成图；

图2为本发明实施例提供的同步启动电路的另一个具体示例的组成图；

图3为本发明实施例提供的同步启动电路的拓扑图；

图4为本发明实施例提供的同步启动电路的另一个具体示例的组成图；

图5为本发明实施例提供的恒流深度调光电源的一个具体示例的组成图；

图6为本发明实施例提供的恒流深度调光电源的一个具体示例的组成图；

图7为本发明实施例提供的恒流深度调光电源的拓扑图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供一种同步启动电路，如图1所示，同步启动电路前级连接一路LED灯具的恒流源2，同步启动电路后级连接LED灯具，其中，每路LED灯具的恒流源2内部的电解电容可以相同或者不同，每路LED灯具的启动电压可以相同或者不同，如图1所示，同步启动电路包括：使能开关电路11及启动开关电路12。

如图1所示，恒流源2，其第一端与LED灯具的第一端连接；该恒流源2可以为LED技术领域常见的恒流源2，在此不作限制。

如图1所示，使能开关电路11，其控制端与恒流源2的第二端连接，其第一端与LED灯具的第二端连接，其第二端与恒流源2的使能端连接。

如图1所示，启动开关电路12，其控制端接收同步启动信号，其第一端接入外接电源电压，其第二端与恒流源2的第二端连接，其第三端与LED灯具的第二端连接。其中，同步启动信号由外设控制器发送，该控制器可以为单片机，但仅以此举例，并不以此为限制。

具体地，本发明实施例对于控制器发送同步启动信号的时间进行限制，情况如下：

(1)当仅有一路LED灯具时，控制器以恒流源开始输出电流的时刻为起始点进行延时，延时时间需要略大于恒流源电压达到LED灯启动电压的时间，之后，控制器才能发送同步启动信号到启动开关电路；

(2)当有多路LED灯具时，一个恒流源为一路灯具供电，且每个恒流源同时开始工作，则控制器以每个恒流源开始输出电流的时刻为起始点进行延时，当每个恒流源电压达到对应的LED灯的启动电压时，控制器则发送同步启动信号至每个启动开关电路。

为了能够同时启动每路LED灯具，因此可以基于每路LED灯具的恒流源2的输出电压达到对应的LED灯具的启动电压的时间，以每个恒流源2开始输出电压的时刻为起始点，经过预设时间(该预设时间需要确保每个恒流源2的输出电压达到对应的LED灯具的启动电压)，发送同步启动信号至每个同步启动电路的启动开关电路12，以通过控制每个启动开关电路12导通，以控制每个LED灯具的恒流源2同时放电，为LED灯具供电。

具体地，当恒流源2的输出电压未达到LED灯具的启动电压时，使能开关电路11断开；当恒流源2的输出电压达到LED灯具的启动电压时，使能开关电路11导通输出停电信号，停电信号用于控制恒流源2不再输出电流。

示例性地，恒流源2可以包括电压转换电路及电解电容，电解电容的放电电压用于为LED灯具供电，其中，电压转换电路可以为BUCK电路。恒流源2启动之后，BUCK电路为电解电容充电，由于电解电容的电压不会立马达到LED灯具启动电压，因此LED灯具断电，同时，电解电容的电压也不会立马达到使能开关电路11的启动电压，因此使能开关电路11断开。当电解电容的电压达到使能开关电路11的启动电压时，使能开关电路11导通，并且使能开关电路11发出停电信号至恒流源2(BUCK电路)的使能端，此时BUCK电路不再为电解电容充电。

具体地，启动开关电路12的导通需要两个条件，分别是：一是外接电源电压达到其启动电压，二是接收到同步启动信号。而在未接收到同步启动信号之前，启动开关电路12一直接入外接电源电压，一旦接收到同步启动信号，启动开关电路12立即导通，但是为了保证全部的LED灯具同时启动，因此，会在全部的恒流源2输出电压达到LED灯具的启动电压之后，全部的启动开关电路12才会接收到同步启动信号，故当恒流源2的输出电压未达到LED灯具的启动电压时，启动开关电路12断开。

综合上述分析，以恒流源2包括BUCK电路及电解电容为例，本发明实施例的同步启动电路工作过程如下：

步骤一：BUCK电路启动，BUCK电路为电解电容充电，其中，在电解电容的电压未达到LED灯具的启动电压时，使能开关电路11及启动开关电路12处于断开状态；

步骤二：在电解电容电压达到LED灯具的启动电压时，该电解电容电压足以使得使能开关电路11导通，但是启动开关电路12断开，使能开关电路11发出停电信号至BUCK电路的使能端，BUCK电路停止为电解电容充电；

步骤三：以BUCK电路启动为起始点，经过预设时间后，启动开关电路12接收到同步启动信号，启动开关电路12导通，电解电容放电为LED灯具供电。

在一具体实施例中，如图2所示，使能开关电路11包括：第一使能开关电路111及第二使能开关电路112。

如图2所示，第一使能开关电路111，其控制端与恒流源2的第二端连接，其第一端与LED灯具的第二端连接，其第二端与第二使能开关电路112的控制端连接；该第一使能开关电路111可以为包含具有开关功能元件的电路。

如图2所示，第二使能开关电路112，其第一端与恒流源2的使能端连接，其第二端接地；该第二使能开关电路112可以为包含具有开关功能元件的电路。

具体地，当恒流源2的输出电压未达到LED灯具的启动电压时，第一使能开关电路111及第二使能开关电路112均断开；当恒流源2的输出电压达到LED灯具的启动电压时，第一使能开关电路111及第二使能开关电路112均导通，第二使能开关电路112的第一端输出停电信号，该停电信号控制恒流源2不再输出电流，即BUCK电路不再为电解电容充电。

在一具体实施例中，如图3所示，第一使能开关电路111包括：第一电阻R1及第一开关Q1，其中，第一开关Q1，其控制端通过第一电阻R1与恒流源2的第二端连接，其第一端与LED灯具的第二端连接，其第二端与第二使能开关电路112的控制端(即第五开关Q5的控制端)连接。图3中的接口CN1的1脚与LED灯具的第一端连接，接口CN1的2脚与LED灯具的第二端连接。

具体地，通过设置第一开关Q1的门限电压与LED灯具的启动电压相等，则当恒流源2的输出电压未达到LED灯具的启动电压时，恒流源2的输出电压必然也未达到第一开关Q1的门限电压，第一开关Q1断开；当恒流源2的输出电压达到LED灯具的启动电压时，恒流源2的输出电压必然也达到第一开关Q1的门限电压，第一开关Q1导通。

在一具体实施例中，如图3所示，第二使能开关电路112包括：第二电阻R2及第二开关Q2，其中，第二开关Q2，其控制端通过第二电阻R2与第一使能开关电路111的第二端连接，其第一端与恒流源2的使能端连接，其第二端接地。

具体地，当第一开关Q1断开时，第二开关Q2控制端承受低压，第二开关Q2断开；当第一开关Q1导通时，第二开关Q2控制端承受高压，第二开关Q2导通，第二开关Q2的第一端输出停电信号至恒流源2的使能端(EN端)，由于第二开关Q2的第二端接地，因此使能端被拉低，恒流源2不再输出电流。换言之，当恒流源2的输出电压达到LED灯具的启动电压时，第一开关Q1及第二开关Q2均导通，恒流源2的使能端被拉低，恒流源2不再输出电流。

需要说明的是，图3中的第一开关Q1及第二开关Q2以功率器件IGBT为例，但仅以此举例，并不以此为限制。

在一具体实施例中，如图3所示，第二使能开关电路112还包括：第三电阻R3；第二开关Q2的控制端还通过第三电阻R3接地。

具体地，在第二开关Q2的控制端及第二端之间设置第三电阻R3，以防止第二开关Q2电压过冲。

在一具体实施例中，如图4所示，启动开关电路12包括：第一启动开关电路121及第二启动开关电路122。

如图4所示，第一启动开关电路121，其控制端接收同步启动信号，其第一端接入外接电源电压，其第二端与第二启动开关电路的第一端连接；该第一启动开关电路121可以为包含具有开关功能元件的电路。

如图4所示，第二启动开关电路122，其第二端与LED灯具的第二端连接，其第三端与恒流源2的第二端连接；该第二启动开关电路122可以为包含具有开关功能元件的电路。

为了保证每路LED灯具同时启动，因此需要确保每路LED灯具的恒流源2的输出电压达到每路LED灯具的启动电压值之后，第一启动开关电路121才能接收到同步启动信号，并且由上述可知，使能开关电路11的作用实则是确保启动开关电路12未收到之前，当恒流源2的输出电压达到LED灯具启动电压时，控制恒流源2不再输出电流，以等待同步启动，因此，当恒流源2的输出电压未达到LED灯具的启动电压时，第一启动开关电路121及第二启动开关电路122均断开，此时LED灯具不会点亮。一旦恒流源2的输出电压达到LED灯具的启动电压，并且经过预设时间之后，第一启动开关电路121接收同步启动信号并导通，第二启动开关电路122导通，恒流源2放电为LED灯具供电，LED灯具点亮。

在一具体实施例中，如图3所示，第一启动开关电路121包括：第三开关Q3、第四开关Q4、第四电阻R4、第五电阻R5，其中，第三开关Q3，其控制端通过第四电阻R4接收同步启动信号(图3中CTL端与控制器连接，控制器通过CTL端将同步启动信号发送至第三开关Q3)，其第一端通过第五电阻R5与第四开关Q4的控制端连接，其第二端接地；第四开关Q4，其第一端接入外接电源电压(VCC)，其第二端与第二启动开关电路的第一端(第六电阻R6的一端)连接。

需要说明的是，图3中的第三开关Q3及第四开关Q4均为功率器件IGBT，但仅以此举例，并不以此为限制。

具体地，以第三开关Q3及第四开关Q4均为功率器件IGBT为例，同步启动信号必然为高电平信号，当第三开关Q3未接收到同步启动信号时，第三开关Q3控制端被拉低，第三开关Q3断开，由于第四开关Q4为NPN型IGBT，因此第四开关Q4断开，第六电阻R6的第二端输出低电平至第二启动开关；当第三开关Q3接收到同步启动信号时，第三开关Q3导通，第四开关Q4的控制端被拉低，由于第四开关Q4为NPN型IGBT，因此第四开关Q4导通，第六电阻R6的第二端输出高电平至第二启动开关电路122。

在一具体实施例中，如图3所示，第二启动开关电路122包括：第五开关Q5、第六电阻R6及第七电阻R7。第五开关Q5，其控制端通过所述第六电阻R6与第一启动开关电路121的第二端连接，其控制端还通过第七电阻R7与恒流源2的第二端连接，其第一端与LED灯具的第二端连接，其第二端与恒流源2的第二端连接。

需要说明的是，图3中的第五开关Q5为功率器件MOSFET，但仅以此举例，并不以此为限制。

具体地，当第一启动开关电路121断开时，即第三开关Q3及第四开关Q4均断开时，第五开关Q5的控制端输入低电平，即第六电阻R6与第七电阻R7的分压小于第五开关Q5的门限电压，第五开关Q5仍处于断开状态，接口CN1的2脚与恒流源2的第二端断连，LED灯具不能点亮；当第一启动开关电路121导通时，即第三开关Q3及第四开关Q4均导通时，第五开关Q5的控制端输入高电平，即第六电阻R6与第七电阻R7的分压大于第五开关Q5的门限电压，第五开关Q5导通，接口CN1的2脚与恒流源2的第二端连接，构成恒流源2放电回路，LED灯具点亮。

在一具体实施例中，如图3所示，第二启动开关电路122还包括：第一二极管D1，其阴极与第六电阻R6的第一端连接，其阳极与第六电阻R6的第二端连接。

具体地，将第一二极管D1与第七电阻R7并联，以保护第二启动开关电路122，实则是保护第五开关Q5。在一具体实施例中，如图3所示，第二启动开关电路122还包括：滤波电容C1，其用于将第五开关Q5的控制端及第五开关Q5的第二端连接。

具体地，设置滤波电容C1是为了消除电压变化导致的MOSFET开启影响，因此栅漏电容Cgd和栅源电容Cgs的存在，其中Cgd对电压变化较敏感，需并联电容，来消除影响。如果选择Cgd足够小的MOSFET，则可以省略此电容。

实施例2

本发明实施例提供一种恒流深度调光电源，如图5所示，包括：实施例1的同步启动电路1及恒流源2。

如图5所示，恒流源2，其第一端与LED灯具的第一端连接，其第二端与同步启动电路1的第一端连接；该恒流源2的输出电压不会立即达到LED灯具的启动电压，而其电压上升时间由其内部的元器件特性决定。

如图5所示，同步启动电路1，其第二端与LED灯具的第二端连接，其第三端与恒流源2的使能端连接，其第四端输入同步启动信号，其第五端接入外接电源电压。

具体地，当恒流源2的输出电压未达到LED灯具的启动电压时，同步启动电路1断开；当恒流源2的输出电压达到LED灯具的启动电压时，同步启动电路1输出停电信号，恒流源2不再输出电流；从恒流源2的开始输出电压的时刻开始，经过预设时间之后，同步启动电路1接收同步启动信号，恒流源2放电为LED灯具供电。

需要说明的是，实施例2中的恒流源2实则为实施例1中的恒流源，因此两个恒流源具有相同功能与结构。

具体地，同步启动电路1实现两个功能：1、在恒流源2输出电压达到LED灯具的启动电压时，控制恒流源2不再输出电流。2、再接收到同步启动信号时，构成恒流源2放电回路，为LED灯具供电。上述功能均已在实施例1中详述，在此不再赘述。

在一具体实施例中，如图6所示，恒流源2包括：电压转换电路21及电解电容C2，其中，电压转换电路21，其第一端与电解电容C2的第一端、LED灯具的第一端连接，其第二端与电解电容C2的第二端、同步启动电路1的第一端连接，其使能端与同步启动电路1的第三端连接；当电压转换电路21接收到充电信号时，电压转换电路21为电解电容C2充电；

具体地，电压转换电路21可以为BUCK电路，当电解电容C2的电压未达到LED灯具的启动电压时，同步启动电路1断开；当电解电容C2的电压达到LED灯具的启动电压时，同步启动电路1输出停电信号，电压转换电路21不再为电解电容C2充电；从电压转换电路21接收到充电信号起，经过预设时间之后，同步启动电路1接收同步启动信号，电解电容C2放电为LED灯具供电。

电压转换电路21与电解电容C2的工作原理实则与实施例1的BUCK电路与电解电容C2的工作原理相同，在此不再赘述。

示例性地，当电压转换电路21为BUCK电路时，其拓扑结构如图7所示。图7中，DC-DC芯片N1和第八电阻R8、第二二极管D2、电感L1、第六开关Q6组成BUCK电路，实现输出恒定电流，以为电解电容C2充电。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。