本实用新型涉及LED驱动调光领域,更具体地说,涉及一种单IO接口LED调光控制电路。
背景技术:
在LED照明应用领域,有些场合需要用到调光功能,实现方法是由LED驱动电源提供一个调光信号接口,外接一个调光器与该接口连接,在接口上输入控制信号,以此来调节LED驱动电源的输出电流,来达到调节照明亮度的目的。
常规通用的调光信号方式有3种:
1:电阻调光(电阻调节范围0-100KΩ)0Ω最小,100KΩ时最大功率输出;
2:PWM调光,通过一个占空比可变的周期信号来调光,比如Vp-p=10V,占空比0%-100%,0%时最小,100%时最大功率输出;
3:模拟电压调光,一般是一个0-10V的模拟电压输入到调光信号端,0V最小,10V时最大功率输出。
以上三种调光方式均可实现无级调光,调光过程亮度变化均匀自然,没有顿挫感,视觉舒适,现已有电路可以实现以上三种调光功能集成在一起,即共用一个调光信号端口。本实用新型就是使用第三种调光方式,输出一个0-10V的电压信号到驱动电源调光控制线上,调节LED驱动电源的输出电流来调光。
在调光时,常用的一个功能是调光亮度达到非常小的时候,需要直接把灯灭掉,以实现节能并延长灯具寿命的目的。现有调光器在处理这部分功能的时候经由调光器内部微处理器控制的2个IO接口,分别输出调光信号和关断信号。在输出调光信号很弱的时候(如低于1V),通过程序控制另外一个IO接口控制继电器断开LED驱动电源的交流市电供应,实现关断光源的目的。
现有常规解决方案如下图1,图1中I/O-1接口用来控制继电器关断驱动电源的交流供电输入。
I/O-2接口由微处理器内部输出一个占空比可变的周期信号,由于单片机只能输出Vp-p值为5V的信号,所以需要外接一个运算放大器把信号放大2倍,以满足标准0-10V输入的信号电平标准,由放大器的输出的0-10V信号接驳LED驱动电源的调光信号端子。
在现有常规关断技术方案中,在设计及应用中有如下缺陷:
1:如上所述,常规的解决方案需要占用2个IO接口,而微处理器还需要接通讯数据线以及各种环境传感器等外设,在很多时候仅仅因为多用一个IO接口,导致在设计的时候不得不选用引脚更多的微处理器(比如8引脚的芯片不能满足,则需要选用更大封装的14引脚以上封装的芯片,多出的6个引脚又只用了1个,其余5个悬空不用,造成资源的浪费,因为芯片常规封装没有10引脚或者12引脚的产品),造成设计体积庞大,并且提高产品成本(常规8引脚封装的芯片比14引脚芯片价格便宜1/3左右,6引脚的产品价格更低),在实际应用中失去市场竞争力。
2:在常规关断解决方案中,在输出调光信号很弱的时候(如低于1V),通过程序控制另外一个IO接口控制继电器断开LED驱动电源的交流市电供应,实现关断光源的目的。但是很多不同客户会单独指定关断点(比如调光信号0.8V时关断,另一客户也许会要求0.5V关断,或者其他任何电压点关断)。在产品量产阶段,为了进一步降低产品成本,一般都会选用一次性编程存储器的微处理器(One Time Programmable或者OTP型ROM),批量一次性固化程序,后期不能修改,对于不同客户需要不同的关断点的差异性要求往往无能为力,因为一次性烧录的芯片不可再修改导致生产灵活性很差,需要用全新的芯片重新修改程序再次烧录,对应不同的订单会有很多种不同版本的程序代码,造成工作量大量增加并且容易出错,变相提高生产成本。
技术实现要素:
本实用新型要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述需要两个IO接口,不能灵活调节关断点缺陷,提供一种单IO接口LED调光控制电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种单IO接口LED调光控制电路,包括:调光信号处理电路和关断电路,
IO接口通过所述调光信号处理电路连接LED驱动电源的调光信号输入端,AC-L-INPUT接口通过所述关断电路连接LED驱动电源的市电输入端,AC-N-INPUT接口连接所述LED驱动电源的市电输入端,所述调光信号处理电路连接所述关断电路;
所述关断电路通过采集所述调光信号处理电路输出的调光信号控制LED驱动电源的市电通断,所述调光信号处理电路输出的调光信号小于预设值,则LED驱动电源断开;所述调光信号处理电路输出的调光信号大于所述预设值,则LED驱动电源接通。
优选地,本实用新型所述的单IO接口LED调光控制电路,所述关断电路包括:比较器、第一分压电路、第二分压电路、开关电路、继电器,
所述调光信号处理电路的输出端通过所述第二分压电路连接所述比较器的同相输入端,所述比较器通过所述开关电路连接所述继电器;所述第一分压电路连接所述比较器的反相输入端;所述第一分压电路和开关电路连接电源正极VCC;
所述调光信号处理电路输出的调光信号小于预设值,所述比较器的同相输入端的输入电平低于反相输入端的输入电平,所述开关电路控制所述继电器断开;
所述调光信号处理电路输出的调光信号大于预设值,所述比较器的同相输入端的输入电平高于反相输入端的输入电平,所述开关电路控制所述继电器闭合。
优选地,本实用新型所述的单IO接口LED调光控制电路,所述第一分压电路包括:电阻R6和电阻R7,
所述比较器的反相输入端通过所述电阻R6连接电源正极VCC,所述比较器的反相输入端通过所述电阻R7接地,电源正极VCC经所述电阻R6和电阻R7分压后产生的参考电压输入所述比较器的反相输入端。
优选地,本实用新型所述的单IO接口LED调光控制电路,所述第二分压电路包括:电阻R4和电阻R5,
所述比较器的同相输入端通过所述电阻R4连接所述调光信号处理电路,所述比较器的同相输入端通过所述电阻R5接地,所述调光信号处理电路输出的调光信号经所述电阻R4和电阻R5分压后输入所述比较器的同相输入端。
优选地,本实用新型所述的单IO接口LED调光控制电路,所述电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7为可调电阻,
通过调节所述电阻R6和电阻R7的阻值来调节所述第一分压电路的分压比,通过调节所述电阻R4和电阻R5的阻值来调节所述第二分压电路的分压比;通过调节所述第一分压电路和第二分压电路的分压比调整LED灯的关断点。
优选地,本实用新型所述的单IO接口LED调光控制电路,所述开关电路包括:三极管Q2和二极管D1,
所述三极管Q2的基极连接所述比较器的输出端,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q2的集电极连接所述二极管D1的正极,所述二极管D1的负极连接电源正极VCC。
优选地,本实用新型所述的单IO接口LED调光控制电路,所述关断电路还包括:场效应管Q1、电阻R8,
所述场效应管Q1的栅极连接所述比较器的输出端,所述场效应管Q1的漏极通过所述电阻R8连接所述比较器的反相输入端,所述场效应管Q1的源极接地;
所述调光信号处理电路输出的调光信号大于预设值,所述比较器的同相输入端的输入电平高于反相输入端的输入电平,所述比较器输出的信号驱动所述场效应管Q1导通,进而拉低所述比较器的反相输入端的电平,使所述比较器的翻转点之间产生电压差。
优选地,本实用新型所述的单IO接口LED调光控制电路,所述电阻R8为可调电阻,通过调节所述电阻R8的阻值调节LED驱动电源断开与开通之间的信号差值。
优选地,本实用新型所述的单IO接口LED调光控制电路,所述调光信号处理电路包括:电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、运算放大器,
所述运算放大器的同相输入端通过所述电阻R1连接所述IO接口,所述运算放大器的同相输入端通过所述电容C1接地,所述运算放大器的反相输入端通过所述电阻R2接地,所述运算放大器的反相输入端通过所述电阻R3连接所述运算放大器的输出端,所述运算放大器的输出端输出调光信号。
优选地,本实用新型所述的单IO接口LED调光控制电路,所述电阻R2和电阻R3的阻值相等,所述运算放大器将输入信号放大2倍。
实施本实用新型的单IO接口LED调光控制电路,具有以下有益效果:该电路包括:调光信号处理电路和关断电路,IO接口通过所述调光信号处理电路连接LED驱动电源的调光信号输入端,AC-L-INPUT接口通过所述关断电路连接LED驱动电源的市电输入端,AC-N-INPUT接口连接所述LED驱动电源的市电输入端,所述调光信号处理电路连接所述关断电路;所述关断电路通过采集所述调光信号处理电路输出的调光信号控制LED驱动电源的通断,所述调光信号处理电路输出的调光信号小于预设值,则LED驱动电源断开;所述调光信号处理电路输出的调光信号大于所述预设值,则LED驱动电源接通。通过实施本实用新型,仅需一个IO接口,且通过调节电阻阻值即可调节关断点,简化生产流程,降低成本。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中:
图1是现有技术中调光信号处理电路的结构示意图;
图2-3是本实用新型单IO接口LED调光控制电路的结构示意图;
图4是本实用新型单IO接口LED调光控制电路优选实施例的电路图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本本实用新型的具体实施方式。
图2-3是本实用新型单IO接口LED调光控制电路的结构示意图。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种单IO接口LED调光控制电路,包括:调光信号处理电路和关断电路,
IO接口通过调光信号处理电路连接LED驱动电源的调光信号输入端,AC-L-INPUT接口通过关断电路连接LED驱动电源的市电输入端,AC-N-INPUT接口连接LED驱动电源的市电输入端,调光信号处理电路连接关断电路;
关断电路通过采集调光信号处理电路输出的调光信号控制LED驱动电源的市电通断,调光信号处理电路输出的调光信号小于预设值,则LED驱动电源断开;调光信号处理电路输出的调光信号大于预设值,则LED驱动电源接通。
优选地,本实用新型的单IO接口LED调光控制电路,关断电路包括:比较器、第一分压电路、第二分压电路、开关电路、继电器,
调光信号处理电路的输出端通过第二分压电路连接比较器的同相输入端,比较器通过开关电路连接继电器;第一分压电路连接比较器的反相输入端;第一分压电路和开关电路连接电源正极VCC;
调光信号处理电路输出的调光信号小于预设值,比较器的同相输入端的输入电平低于反相输入端的输入电平,开关电路控制继电器断开,切断LED驱动电源的交流供电,灯具彻底熄灭。
调光信号处理电路输出的调光信号大于预设值,比较器的同相输入端的输入电平高于反相输入端的输入电平,开关电路控制继电器闭合,接通LED驱动电源的交流供电,并且输出电流为调光信号所设定的输出电流控制亮度。
上述预设值根据产品需求进行灵活设置。
图4是本实用新型单IO接口LED调光控制电路优选实施例的电路图。
优选地,本实用新型的单IO接口LED调光控制电路,第一分压电路包括:电阻R6和电阻R7,
比较器的反相输入端通过电阻R6连接电源正极VCC,比较器的反相输入端通过电阻R7接地,电源正极VCC经电阻R6和电阻R7分压后产生的参考电压输入比较器的反相输入端。
优选地,本实用新型的单IO接口LED调光控制电路,第二分压电路包括:电阻R4和电阻R5,
比较器的同相输入端通过电阻R4连接调光信号处理电路,比较器的同相输入端通过电阻R5接地,调光信号处理电路输出的调光信号经电阻R4和电阻R5分压后输入比较器的同相输入端。
优选地,本实用新型的单IO接口LED调光控制电路,电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7为可调电阻,
通过调节电阻R6和电阻R7的阻值来调节第一分压电路的分压比,通过调节电阻R4和电阻R5的阻值来调节第二分压电路的分压比;通过调节第一分压电路和第二分压电路的分压比调整LED灯的关断点。
优选地,本实用新型的单IO接口LED调光控制电路,开关电路包括:三极管Q2、二极管D1、电阻R9,
三极管Q2的基极通过电阻R9连接比较器的输出端,三极管Q2的发射极接地,三极管Q2的集电极连接二极管D1的正极,二极管D1的负极连接电源正极VCC。二极管D1并联连接继电器。
优选地,本实用新型的单IO接口LED调光控制电路,关断电路还包括:场效应管Q1、电阻R8,
场效应管Q1的栅极连接比较器的输出端,场效应管Q1的漏极通过电阻R8连接比较器的反相输入端,场效应管Q1的源极接地;
调光信号处理电路输出的调光信号大于预设值,比较器的同相输入端的输入电平高于反相输入端的输入电平,比较器输出的信号驱动场效应管Q1导通,导通后相当于电阻R7和电阻R8并联,进而拉低比较器的反相输入端的电平,使比较器的翻转点之间产生电压差,这样起到一个迟滞作用,使U1B的两个翻转点有一定的回差,避免误动作。翻转点指的是比较器状态的变化点。
优选地,本实用新型的单IO接口LED调光控制电路,电阻R8为可调电阻,通过调节电阻R8的阻值调节LED驱动电源断开与开通之间的信号差值。
优选地,本实用新型的单IO接口LED调光控制电路,调光信号处理电路包括:电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、运算放大器,
电阻R1和电容C1构成一个RC滤波电路,用于转换IO接口输出的PWM脉冲波的有效值,例如Vp-p为5V,PWM占空比从0%-100%,经过该RC滤波电路后转换为0-5V的模拟电压信号,然后输出至运算放大器的同相输入端。放大器的放大倍数取决于电阻R2和电阻R3的比值,
运算放大器为同相放大器,运算放大器的同相输入端通过电阻R1连接IO接口,运算放大器的同相输入端通过电容C1接地,运算放大器的反相输入端通过电阻R2接地,运算放大器的反相输入端通过电阻R3连接运算放大器的输出端,运算放大器的输出端输出调光信号。
优选地,本实用新型的单IO接口LED调光控制电路,电阻R2和电阻R3的阻值相等,运算放大器将输入信号放大2倍。例如,运算放大器输入的0-5V信号放大2倍后转换为0-10V的调光信号,该信号接LED驱动电源的调光信号端子,用于调节LED驱动电源的输出电流从0%-100%范围变化。
通过实施本实用新型,仅需一个IO接口,且通过调节电阻阻值即可调节关断点,以满足不同客户对产品差异化的需求,而无须反复修改微处理器的控制程序,可以大批量使用OTP工艺的高性价比芯片生产,简化生产流程,降低成本。
以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施,并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰,均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。