一種變壓器耦合過(guò)零偵查的單控多路led驅(qū)動(dòng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種變壓器耦合過(guò)零偵查的單控多路LED驅(qū)動(dòng)器，包括主電路和MCU電路，濾波整流電路接入初級(jí)線圈，電控開關(guān)接入初級(jí)線圈與濾波整流電路的回路，芯片U1控制電控開關(guān)的間斷性通斷；次級(jí)變壓器與各組LED燈以及儲(chǔ)能電容形成供電回路；耦合電信號(hào)檢測(cè)電路與初級(jí)線圈耦合，并連接MCU，各LED燈回路分別串聯(lián)一電控開關(guān)，電控開關(guān)的控制端接MCU。該驅(qū)動(dòng)器能準(zhǔn)確地檢測(cè)出輸入交流電的通斷，使用元器件少，市電取樣信號(hào)和過(guò)零信號(hào)通過(guò)變壓器做了電氣隔離，避免市電通過(guò)主電源的初級(jí)部分電路串入次級(jí)部分給人體帶來(lái)危害，提高安全性能。
【專利說(shuō)明】一種變壓器耦合過(guò)零偵查的單控多路LED驅(qū)動(dòng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及LED燈的驅(qū)動(dòng)器控制電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在單控多路LED燈，一般采用分段開關(guān)和多個(gè)驅(qū)動(dòng)器組合使用，如圖1所示。而 其中分段開關(guān)的接線路如下如圖2所示。市電經(jīng)過(guò)開關(guān)K輸入到分段開關(guān)，分段開關(guān)檢測(cè) 到市電斷電信號(hào)后，按照預(yù)先設(shè)置好的邏輯順序給燈具A、B供電。
[0003] 此路使用缺點(diǎn)：分段控制和驅(qū)動(dòng)部分是分離，組合件有3部分（比如：2路控制器 部件包括分段開關(guān)和2個(gè)驅(qū)動(dòng)器），本身體積較大，成本較高。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種使用較少的元件，安全性能高的變壓器耦合過(guò)零 偵查的單控多路LED驅(qū)動(dòng)器。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所述的一種變壓器耦合過(guò)零偵查的單控多路LED 驅(qū)動(dòng)器，包括主電路和MCU控制電路，其特征在于：所述的主電路包括濾波整流電路，變壓 器，控制部分電路、電控開關(guān)，以及若干組并聯(lián)的LED燈；濾波整流電路接入變壓器的初級(jí) 線圈N1，電控開關(guān)串聯(lián)接入初級(jí)線圈與濾波整流電路形成的回路，控制部分電路的芯片U1 的控制輸出端連接至電控開關(guān)的控制端，控制電控開關(guān)的間斷性通斷；次級(jí)變壓器N2經(jīng)一 限流二極管D7分別與各組LED燈以及儲(chǔ)能電容C4形成供電回路；所述的MCU控制電路包括 耦合電信號(hào)檢測(cè)電路、MCU和和與LED燈組對(duì)應(yīng)設(shè)置的電控開關(guān)；耦合電信號(hào)檢測(cè)電路與主 電路的變壓器的初級(jí)線圈耦合，輸出端連接于MCU的信號(hào)輸入端，在所述主電路的各組LED 燈回路中分別串聯(lián)一個(gè)電控開關(guān)，每個(gè)電控開關(guān)的控制端分別接入到MCU的一個(gè)信號(hào)輸出 端。
[0006] 進(jìn)一步的，所述的主電路的電控開關(guān)為功率管。
[0007] 進(jìn)一步的，所述的控制電路的耦合電信號(hào)檢測(cè)電路包括與初級(jí)線圈耦合的次級(jí)線 圈N3以及MCU和功率管QA，QB。次級(jí)線圈N3的一端經(jīng)過(guò)限流電阻R15和二極管D9接入 至MCU的信號(hào)輸入端。
[0008] 進(jìn)一步的，所述的MCU控制電路的電控開關(guān)為功率管，每個(gè)功率管的柵極分別接 入MCU的一個(gè)輸出端口。
[0009] 進(jìn)一步的，在主電路的變壓器中，還包括次級(jí)線圈N3，用于給MCU提供電源輸入。 [0010] 進(jìn)一步的，在主電路的變壓器中，還包括初級(jí)輔助線圈N4,用于芯片U1提供電源 輸入。
[0011] 采用本實(shí)用新型所述的驅(qū)動(dòng)器具有如下優(yōu)點(diǎn)：耦合過(guò)零偵測(cè)電路能準(zhǔn)確的檢測(cè)出 輸入交流電的通斷情況，使用元器件少，市電的取樣信號(hào)和過(guò)零信號(hào)采用隔離方式，市電的 取樣信號(hào)和過(guò)零信號(hào)通過(guò)隔離變壓器做了電氣隔離，避免了市電通過(guò)主電源的初級(jí)部分電 路串入次級(jí)部分給人體帶來(lái)危害，提高了安全性能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為現(xiàn)在單控多路LED燈的控制電路圖；
[0013] 圖2為現(xiàn)有的單控多路LED燈的控制電路采用的分段開關(guān)的接線圖；
[0014] 圖3為本實(shí)用新型所述的單控多路LED驅(qū)動(dòng)器的電路原理圖；
[0015] 圖4為本實(shí)用新型所述的單控多路LED驅(qū)動(dòng)器的實(shí)施例一的具體電路圖
[0016] 圖5為實(shí)施例一的主電路的輸入輸出電壓、電流波形關(guān)系圖；
[0017] 圖6為實(shí)施例一的控制電路的市電開關(guān)信號(hào)、耦合信號(hào)以及N3繞組輸出電平信號(hào) 的波形對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；
[0018] 圖7為實(shí)施例一的市電開關(guān)信號(hào)、稱合信號(hào)、電平信號(hào)、以及A、B組LED燈通斷電 的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；
[0019] 圖8為本實(shí)用新型所述的單控多路LED驅(qū)動(dòng)器的實(shí)施例二的具體電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 實(shí)施例一
[0021] 在本實(shí)施例中，為本實(shí)用新型所述的變壓器耦合過(guò)零偵查的單控多路LED驅(qū)動(dòng)器 用于雙色溫LED驅(qū)動(dòng)。如圖3、4所示，所述的控制電路包括主電路和MCU控制電路，其中主 電路包括濾波整流電路，變壓器，控制部分電路、功率管Q1，兩組并聯(lián)的LED燈；而MCU控制 電路包括耦合電信號(hào)檢測(cè)電路、MCU信號(hào)處理、和功率管QA，QB。
[0022] 主電路用于給LED燈提供電源輸入，市電經(jīng)過(guò)濾波整流電路后，接入變壓器的初 級(jí)線圈N1，功率管Q1的漏極和源極串聯(lián)接入初級(jí)線圈與濾波整流電路形成的回路，控制部 分電路的芯片U1的控制輸出端U1_GATE連接至功率管Q1的柵極，控制功率管Q1的間斷性 通斷；次級(jí)變壓器N2經(jīng)一限流二極管D7分別與A組LED燈和B組LED燈以及儲(chǔ)能電容C4 形成供電回路。
[0023] 控制電路通過(guò)耦合的方式，根據(jù)市電的過(guò)零信號(hào)，控制各組LED的通斷電。控制電 路的耦合電信號(hào)檢測(cè)電路包括與初級(jí)線圈耦合的次級(jí)線圈N3以及MCU和功率管QA，QB。次 級(jí)線圈N3的一端經(jīng)過(guò)限流電阻R15和二極管D9接入至MCU的信號(hào)輸入端。在次級(jí)變壓器 N2分別與A組LED燈和B組LED燈形成的供電回路中分別串聯(lián)入一個(gè)功率管QA，Q B，功率 管QA，QB的柵極分別接入MCU的一個(gè)輸出端口。
[0024] 具體的工作原理如下：
[0025] 市電經(jīng)過(guò)二極管D1-D4整流，C1濾波后，變成平滑的脈動(dòng)直流電壓Vbus。Vbus通 過(guò)電阻R1、R2給電容C2充電，當(dāng)C2上的電壓達(dá)到芯片U1的啟動(dòng)電壓后，U1開始工作，Ul_ GATE輸出高電平使開關(guān)管Q1導(dǎo)通，在開關(guān)管Q1接通的Ton期間，Vbus對(duì)變壓器初級(jí)線圈 N1繞組加電，初級(jí)線圈N1繞組有電流i 1流過(guò)，變壓器一次側(cè)儲(chǔ)能，在N1兩端產(chǎn)生自感電動(dòng) 勢(shì)的同時(shí)，在變壓器次級(jí)線圈N2、N3繞組的兩端也同時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但由于整流二極 管的作用，沒(méi)有產(chǎn)生回路電流。
[0026] 此期間，開關(guān)管上的電流呈線性遞增，當(dāng)開關(guān)管漏極取樣電阻的電壓達(dá)到U1取樣 電壓的閥值時(shí)，U1_GATE輸出低電平并使開關(guān)管關(guān)閉，變壓器初級(jí)線圈N1感生電動(dòng)勢(shì)反相， 在Toff期間，變壓器一次側(cè)釋放能量，在變壓器次級(jí)線圈N2、N3繞組的兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)，通過(guò)整流二極管D7以及D8,給電容C4、C5儲(chǔ)能和LED負(fù)載供電。次級(jí)線圈N3用于給 MCU提供電源，而初級(jí)輔助線圈Μ用于芯片U1提供電源輸入。
[0027] 開關(guān)管Q1的導(dǎo)通和截止使得初級(jí)線圈Ν1產(chǎn)生交變電流信號(hào)。當(dāng)初級(jí)線圈Ν1導(dǎo) 通期間，次級(jí)繞組Ν2和Ν3輸出電壓為上負(fù)下正，整流二極管D7和D8截止，輸出電容C4對(duì) LED負(fù)載放電；當(dāng)原邊繞組截止時(shí)次級(jí)輸出電壓為上正下負(fù)，整流二極管D7和D8導(dǎo)通，輸 出電容C4和C5充電，LED負(fù)載供電?？梢詮妮斎胼敵鲭妷?、電流波形關(guān)系圖5中得出工作 過(guò)程。其中PWM、VDS、Ip，ID7/ID8、VD7/VD8分別為開關(guān)管Q1柵極脈寬調(diào)制信號(hào)、漏源極電 壓、整流二極管VD1和VD2電流、二極管正極性端電壓波形。
[0028] 在主電路工作的同時(shí)，由于變壓器的耦合作用，次級(jí)繞組N3感應(yīng)的耦合信號(hào)類似 Vds圖型的高頻開關(guān)波形，N3繞組通過(guò)限流電阻R15、二極管D9整流、穩(wěn)壓管Z2穩(wěn)壓、電阻 R14分壓和電容C9濾波后得到電平信號(hào)輸入至MCU的信號(hào)輸入端，波形如圖6所示。
[0029] 通過(guò)對(duì)MCU的程序設(shè)定，本雙色溫LED驅(qū)動(dòng)器功能實(shí)現(xiàn)，如圖7所示：
[0030] 第一階段，MCU檢測(cè)到高電平信號(hào)，MCU_A腳輸出高電平，MCU_B腳輸出低電平，開 關(guān)管QA導(dǎo)通，QB截止，A組LED亮，B組LED滅。
[0031] 第二階段，MCU檢測(cè)到高電平信號(hào)，MCU_A腳輸出低電平，MCU_B腳輸出高電平，開 關(guān)管QA截止，QB導(dǎo)通，A組LED滅，B組LED亮。
[0032] 第三階段，MCU檢測(cè)到高電平信號(hào)，MCU_A腳輸出高電平，MCU_B腳輸出高電平，開 關(guān)管QA導(dǎo)通，QB導(dǎo)通，A組LED亮，B組LED亮。
[0033] 第四階段，MCU檢測(cè)到高電平信號(hào)，邏輯功能跳至第一階段
[0034] 如果市電斷電時(shí)間超過(guò)設(shè)定值，邏輯功能跳至第一段。
[0035] 實(shí)施例二
[0036] 如圖8所示，在本實(shí)施例中，控制的LED燈有四組，相應(yīng)的與之對(duì)應(yīng)串聯(lián)的功率管 分別有四個(gè)，四個(gè)功率管QA、Q B、QC、Q D的柵極分別接入MCU的一個(gè)輸出端口。其余與實(shí) 施例一相同。
[0037] 通過(guò)對(duì)MCU的程序設(shè)定，本LED驅(qū)動(dòng)器功能實(shí)現(xiàn)：
[0038] 第一階段，MCU檢測(cè)到高電平信號(hào)，MCU_A腳輸出高電平，MCU_B、MCU_C、MCU_D腳 輸出低電平。
[0039] 主光源A組LED亮，背景光B/C/D組LED滅。
[0040] 第二階段，MCU檢測(cè)到高電平信號(hào)，MCU_A腳輸出低電平，MCU_B、MCU_C、MCU_D以 模式1的方式輸出，主光源A組LED滅，背景光B/C/D組LED以模式1方式漸變。
[0041] 第三階段，MCU檢測(cè)到高電平信號(hào)，MCU_A腳輸出低電平，MCU_B、MCU_C、MCU_D以 模式2的方式輸出，主光源A組LED滅，背景光B/C/D組LED以模式2方式漸變。
[0042] 第四階段，MCU檢測(cè)到高電平信號(hào)，MCU_A腳輸出低電平，MCU_B、MCU_C、MCU_D以 模式3的方式輸出，主光源A組LED滅，背景光B/C/D組LED以模式3方式漸變。
[0043] 第五階段，MCU檢測(cè)到高電平信號(hào)，邏輯功能跳至第一階段。
[0044] 如果市電斷電時(shí)間超過(guò)設(shè)定值，邏輯功能跳至第一段。
【權(quán)利要求】
1. 一種變壓器耦合過(guò)零偵查的單控多路LED驅(qū)動(dòng)器，包括主電路和MCU控制電路，其特 征在于： 所述的主電路包括濾波整流電路，變壓器，控制部分電路、電控開關(guān)，以及若干組并聯(lián) 的LED燈；濾波整流電路接入變壓器的初級(jí)線圈N1，電控開關(guān)串聯(lián)接入初級(jí)線圈與濾波整 流電路形成的回路，控制部分電路的芯片U1的控制輸出端連接至電控開關(guān)的控制端，控制 電控開關(guān)的間斷性通斷；次級(jí)變壓器N2經(jīng)一限流二極管D7分別與各組LED燈以及儲(chǔ)能電 容C4形成供電回路； 所述的MCU控制電路包括耦合電信號(hào)檢測(cè)電路、MCU和和與LED燈組對(duì)應(yīng)設(shè)置的電控 開關(guān)；耦合電信號(hào)檢測(cè)電路與主電路的變壓器的初級(jí)線圈耦合，輸出端連接于MCU的信號(hào) 輸入端，在所述主電路的各組LED燈回路中分別串聯(lián)一個(gè)電控開關(guān)，每個(gè)電控開關(guān)的控制 端分別接入到MCU的一個(gè)信號(hào)輸出端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單控多路LED驅(qū)動(dòng)器，其特征在于：所述的主電路的電控開 關(guān)為功率管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單控多路LED驅(qū)動(dòng)器，其特征在于：所述的控制電路的耦合 電信號(hào)檢測(cè)電路包括與初級(jí)線圈耦合的次級(jí)線圈N3以及MCU和功率管QA，QB，次級(jí)線圈N3 的一端經(jīng)過(guò)限流電阻R15和二極管D9接入至MCU的信號(hào)輸入端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的單控多路LED驅(qū)動(dòng)器，其特征在于：所述的MCU控制電 路的電控開關(guān)為功率管，每個(gè)功率管的柵極分別接入MCU的一個(gè)輸出端口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單控多路LED驅(qū)動(dòng)器，其特征在于：在主電路的變壓器中，還 包括次級(jí)線圈N3，用于給MCU提供電源輸入。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單控多路LED驅(qū)動(dòng)器，其特征在于：在主電路的變壓器中，還 包括初級(jí)輔助線圈N4,用于芯片U1提供電源輸入。
【文檔編號(hào)】H05B37/00GK203912245SQ201420264502
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】趙偉 申請(qǐng)人:中山市歐帝爾電器照明有限公司