一种调光电路及其工作方法

技术领域

本发明涉及调光电路，更具体地说是指一种调光电路及其工作方法。

背景技术

LED灯具应用时越来越多的场合要求灯具能调光，0V至10V的调光方式得到普遍的应用，如图1所示是三合一调光电路的应用，U1A的调光脚接调光输入信号，调光信号输出脚通过U1A的内部处理后输出5V的PWM信号，该信号通过光耦传输到电源的原边与接收脚连接实现输出电流的变化。

采用上述的三合一调光电路，如果将控制信号加在调光输入脚上，信号经过内部处理得到基准脚上的电压，这个基准被加到0.5V的偏移电压上，然后与内部斜波电压进行比较，产生PWM信号。当输入信号脚电压≥9V时，信号输出脚输出100％的PWM占空比，这样当调光控制信号9V时，电源已经达到最大电流的输出，实际调光范围只有0V至9V，而市面上的调光器普遍是0V至10V，则表明调光器在9V至10V之间无法调节输出电流，缩小了整个调光范围影响了用户的体验。

因此，有必要设计一种新的电路，实现改善调光范围，使整个电压范围内都能调节输出电流，避免影响用户的体验。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种调光电路及其工作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种调光电路，包括主电路单元以及调光改善单元，所述调光改善单元包括电压调整子单元以及三合一调光子单元，所述电压调整子单元与所述三合一调光子单元连接，所述三合一调光子单元与所述主电路单元连接，通过电压调整子单元拉低所述三合一调光子单元的基准电压，以增大主电路单元的调光范围。

其进一步技术方案为：所述电压调整子单元包括下拉电阻R7，所述下拉电阻R7的一端接地，所述下拉电阻R7的另一端与所述三合一调光子单元连接。

其进一步技术方案为：所述三合一调光子单元包括调光芯片U1、电阻R4、电阻R6、电容C2、电容C3以及电容C4，所述调光芯片U1设有信号输入端脚、供电端脚、信号输出端脚以及基准端脚；所述调光芯片U1的基准端脚与所述下拉电阻R7连接，所述调光芯片U1的基准端脚与所述电容C3连接，所述调光芯片U1分别与所述电容C4、所述电容C2、所述电阻R6以及所述电阻R4连接。

其进一步技术方案为：所述调光改善单元连接有隔离供电单元。

其进一步技术方案为：所述隔离供电单元包括隔离绕组NP以及隔离二极管D1，所述隔离二极管D1与所述隔离绕组NP连接，所述隔离二极管D1与所述调光芯片U1的供电端脚连接。

其进一步技术方案为：所述调光改善单元还连接有拨码调电流单元。

其进一步技术方案为：所述调光改善单元与所述主电路单元之间连接有信号转换单元。

其进一步技术方案为：所述信号转换单元还连接有过温保护单元。

其进一步技术方案为：所述过温保护单元包括比较器U3、热敏电阻NTC1、热敏电阻NTC2以及二极管D2，所述比较器U3的反向输入端与热敏电阻NTC1连接，所述比较器U3的输出端与所述热敏电阻NTC2连接，所述二极管D2分别与所述信号转换单元以及所述热敏电阻NTC2连接。

本发明还提供了一种调光电路的工作方法，包括：

通过调光改善单元进行主电路单元的电压，并通过电压调整子单元拉低所述三合一调光子单元的基准电压，以增大主电路单元的调光范围。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过在与主电路单元连接的调光改善单元中增加变换子单元，通过电压调整子单元拉低所述三合一调光子单元的基准电压，以增大主电路单元的调光范围，实现改善调光范围，使整个电压范围内都能调节输出电流，避免影响用户的体验，且增加过温保护单元，提高了电源的可靠性，增加隔离供电单元提高了操作的安全性，增加拨码调电流单元能在不用调光器的情况下用户实现多档位调节电流。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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例，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为现有技术的三合一调光电路的具体电路原理图；

图2为本发明具体实施例提供的一种调光电路的示意性框图；

图3为本发明具体实施例提供的一种调光电路的具体电路原理图；

图4为本发明具体实施例提供的一种调光电路与现有技术的应用电路的输出占空比的对比示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

如图2～4所示的具体实施例，本实施例提供的一种调光电路，通过增加电压调整子单元21拉低三合一调光子单元22的基准电压，以使得增大主电路单元10的调光范围，使得整个调光电路可调节的电压范围值为0V至10V，调节范围增大。

请参阅图2，上述的一种调光电路，包括主电路单元10以及调光改善单元20，调光改善单元20包括电压调整子单元21以及三合一调光子单元22，电压调整子单元21与三合一调光子单元22连接，三合一调光子单元22与主电路单元10连接，通过电压调整子单元21拉低三合一调光子单元22的基准电压，以使得增大主电路单元10的调光范围。

在一实施例中，请参阅图3，上述的电压调整子单元21包括下拉电阻R7，下拉电阻R7的一端接地，下拉电阻R7的另一端与三合一调光子单元22连接。

在三合一调光子单元22的基准端脚上增加一个MΩ级的下拉电阻R7到地，将与三合一调光子单元22的调光芯片U1的内部斜波电压进行比较的基准电压拉低，使输入信号是10V时输出信号脚才输出100％占空比，进而改善调光范围，解决了调光信号9V至10V不能调电流的问题。

在一实施例中，请参阅图3，上述的三合一调光子单元22包括调光芯片U1、电阻R4、电阻R6、电容C2、电容C3以及电容C4，调光芯片U1设有信号输入端脚、供电端脚、信号输出端脚以及基准端脚；调光芯片U1的基准端脚与下拉电阻R7连接，调光芯片U1的基准端脚与电容C3连接，调光芯片U1分别与电容C4、电容C2、电阻R6以及电阻R4连接。

调光芯片U1、电阻R4、电阻R6、电容C2、电容C3以及电容C4为典型三合一调光电路，增加下拉电阻R7组成改善型0-10V调光电路，主要解决调光信号9V至10V时不能调节输出电流的问题，下拉电阻R7接调光芯片U1的基准端脚到地，与调光芯片U1内部500KΩ的电阻串连，当信号输入端脚有模拟信号输入时，下拉电阻R7起到分压的作用，这个被下拉电阻R7分压减小的电压经处理后加入到0.5V偏移电压上与调光芯片U1内部斜波电压进行比较，产生相应减小的占空比PWM信号，选择合适的下拉电阻R7的阻值能使信号输入端脚上的模拟信号10V时信号输出脚才开始输出100％占空比，如图4所示，避免影响用户的体验。

在一实施例中，请参阅图2，上述的调光改善单元20连接有隔离供电单元30。设置隔离供电单元30，将调光电路与电源输出电路完全隔离确保了操作的安全性，保证符合最新认证的安规要求。

在一实施例中，请参阅图3，上述的隔离供电单元30包括隔离绕组NP以及隔离二极管D1，隔离二极管D1与隔离绕组NP连接，隔离二极管D1与调光芯片U1的供电端脚连接。

调光电路隔离单元采用隔离的变压器绕组为调光芯片U1供电，实现与输出电路的电气隔离。隔离绕组NP、隔离二极管D1组成调光芯片U1的供电电路，隔离绕组NP为变压器的隔离绕组，与输出绕组成比例却完全隔离，实现调光电路与电源主电路的电气隔离，采取隔离的供电方式，电路的拓扑符合新的安规认证要求。

在一实施例中，请参阅图2，上述的调光改善单元20还连接有拨码调电流单元40。

拨码调电流单元40是利用了调光芯片U1的可电阻调光特性，通过开关将输入信号脚并入不同的阻值实现不同电流的输出，能在不用调光器的情况下用户实现多档位调节电流。

在一实施例中，请参阅图3，上述的拨码调电流单元40包括开关S1、开关S2、开关S3以及电阻R1、R2、R3，其中，开关S1的一端与电阻R1连接，开关S1的另一端与调光芯片U1的信号输入端脚连接；开关S2的一端与电阻R2连接，开关S2的另一端与调光芯片U1的信号输入端脚连接；开关S3的一端与电阻R3连接，开关S3的另一端与调光芯片U1的信号输入端脚连接；利用调光芯片U1的可电阻调光的特性，当开关S1闭合时信号输入端脚通过电阻R1接地，信号输出以电阻R1的阻值相对应的PWM占空比信号控制输出电流；当开关S2闭合时信号输入端脚通过电阻R2接地，信号输出以电阻R2阻值相对应的PWM占空比信号控制输出电流；当开关S3闭合时信号输入端脚通过电阻R3接地，信号输出以电阻R3阻值相对应的PWM占空比信号控制输出电流。在调光控制输入端并入拨码开关S1、S2、S3，每个开关节点串接一个电阻到地。

在一实施例中，请参阅图2，上述的调光改善单元20与主电路单元10之间连接有信号转换单元50。

在一实施例中，请参阅图3，上述的信号转换单元50包括滤波子单元以及光耦芯片U2，该光耦芯片U2与所述调光芯片U1的信号输出端脚连接，该光耦芯片U2与滤波子单元连接，滤波子单元与主电路单元10，该滤波子单元包括滤波电容C5以及电阻R8，电阻R8、滤波电容C5为RC滤波电路，信号输出脚的PWM通过光耦芯片U2、电阻R8、滤波电容C5转换成0V至5V的模拟调光信号。

在一实施例中，请参阅图2，上述的信号转换单元50还连接有过温保护单元60。

将三合一调光子单元22输出的PWM信号转换成5V模拟调光信号，增加一个比较器U3与NTC电阻，在高温时NTC电阻动作，对5V的调光信号进行分压，主电源调光接收脚的电压变小，使输出电流减小起到过温保护的作用；当电源温度过高时自适应的降低输出电流，进而达到控制电源输出功率的目的。

在一实施例中，请参阅图3，上述的过温保护单元60包括比较器U3、热敏电阻NTC1、热敏电阻NTC2以及二极管D2，比较器U3的反向输入端与热敏电阻NTC1连接，比较器U3的输出端与热敏电阻NTC2连接，二极管D2分别与信号转换单元50以及热敏电阻NTC2连接。

热敏电阻NTC1、热敏电阻NTC2为负温度系数的热敏电阻，比较器U3的同相输入端与热敏电阻NTC1之间连接有分压电阻R9，且热敏电阻NTC1的另一端通过电阻R11接地，且热敏电阻NTC1与比较器U3的反向输入端之间连接有一端接地的电容C6，分压电阻R9的一端连接有分压电阻R10，分压电阻R10的另一端接地，热敏电阻NTC2与二极管D2之间连接有下拉电阻R12，比较器U3的输出端与二极管D2之间还连接有下拉电阻R13。

分压电阻R9、R10将5V基准分压后加到比较器U3的同相输入端，热敏电阻NTC1、电阻R11将5V基准分压后加到比较器U3的反向输入端，正常工作时反向输入端的电压大于同相输入端，比较器U3输出高电平，二极管D2截止无过温保护动作。当温度升高时，热敏电阻NTC1阻值逐渐减小，反向输入端的电压逐渐升高，到反向输入端的电压大于同相输入端的3脚时，比较器U3输出低电平，二极管D2导通，二极管D2、热敏电阻NTC2、下拉电阻R12、下拉电阻R13将滤波电容C5上的模拟调光信号电压拉低，主电源接收调光的电压信号变小，使输出电流相应的减小。温度越高，热敏电阻NTC2阻值越低，对滤波电容C5上的电压分压越大，输出的电流减小的越多，选择合适的电阻R11、热敏电阻NTC1的参数可以实现过温开关节点的设置，选择合适的热敏电阻NTC2、下拉电阻R12、下拉电阻R13参数可以控制过温降额的曲线。

具体地，过温保护单元60通过分压电阻R9、分压电阻R10将基准电压分压后加到比较器U3的正端，负温度系数的热敏电阻NTC1与常规电阻将基准电压分压后加到比较器U3的负端，比较器U3输出端与热敏电阻NTC2和二极管D2串连后接到经滤波子单元后的模拟调光信号上组成过温保护单元60，温度高时保护电路动作，对模拟调光信号进行分压使主电源调光接收脚电压变小，输出电流减小。增加过温保护提高了电源的可靠性，加入了可恢复的过温保护电路使电源能在异常工作高温下自适应的降低电流输出，保证电源长期工作的可靠性。

在一实施例中，上述的主电路单元10包括整流子单元11、变换子单元12以及输出单元13，其中，整流子单元11以及所述输出单元13分别与变换子单元12连接，变换子单元12与信号转换单元50连接。

整流子单元11为桥式整流电路。变换子单元12与输出单元13之间连接有变压器。

上述的一种调光电路使电源在最大输出电流下通过调节调光控制端的电压，或者通过电源外部的拨码开关调节电源的输出电流，当电源温度过高时自适应的降低输出电流，在异常工作高温下也能保证电源长期工作的可靠性，进而达到控制电源输出功率的目的，提高了电源的可靠性跟多样化了调电流方式，加大了调光范围，同时调光电路与电源输出电路完全隔离确保了操作的安全性。

上述的一种调光电路，通过在与主电路单元10连接的调光改善单元20中增加变换子单元12，通过电压调整子单元21拉低所述三合一调光子单元22的基准电压，以使得增大主电路单元10的调光范围，实现改善调光范围，使整个电压范围内都能调节输出电流，避免影响用户的体验，且增加过温保护单元60，提高了电源的可靠性，增加隔离供电单元30提高了操作的安全性，增加拨码调电流单元40能在不用调光器的情况下用户实现多档位调节电流。

在一实施例中，还提供了一种调光电路的工作方法，包括：

通过调光改善单元20进行主电路单元10的电压，并通过电压调整子单元21拉低三合一调光子单元22的基准电压，以使得增大主电路单元10的调光范围。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述一种调光电路的工作方法的具体实现过程，可以参考前述的一种调光电路实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。