本实用新型涉及电源领域，尤其是一种led电源调光电路。
背景技术：
在大部分照明场景下，用户希望光源的光照亮度能够跟随环境亮度的变化而变化，led光源作为可调光性能最好的照明光源之一，其应用非常广泛。目前，针对led电源的调光器主要以0-10v、可变电阻和pwm三种形式为主，用户期望的led电源是尽可能支持这三种形式调光器以满足市场多样化需求，这就提高了led电源对各种调光器调光输入信号兼容性的要求，恒压型led电源采用与led灯负载之间串联开关实现调光控制，然而led光源在最低亮度上电或关电时会造成亮度出现异常现象。led电源在通电状态时，led灯负载端短路时电流超过开关可承受的脉冲电流而损坏，降低了led电源的可靠性。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种led电源调光电路，解决恒压型led电源对多种调光器调光输入信号兼容及led灯负载在最低亮度上电或关电时亮度出现异常问题，进一步解决开关过流损坏问题，降低开关电压应力，提高可靠性。
本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案是：提供一种led电源调光电路，包括信号转换单元、电气隔离单元、时序控制单元、开关单元驱动单元、开关单元，led灯负载。信号转换单元是将外部输入的调光信号转换成统一的pwm信号，作为控制基准信号。电气隔离单元是将控制电路与信号转换电路隔离开来，减少控制电路对pwm信号的干扰，并使得在外部调光器输入的调光信号为最小调光亮度时，与开关的控制逻辑关系对应。时序控制单元用于设置上电时开关驱动单元的控制信号为低电平，防止上电时开关的工作占空比与调光器信号不匹配而出现led灯负载亮度异常。开关驱动单元控制开关的开和关。开关保护单元采用检测负载电流超过阈值时关断开关的驱动信号，为开关提供保护，避免短路时损坏，烧坏电源。电压尖峰吸收单元为开关提供电压尖峰抑制，降低开关功率器件的电压应力，提高可靠性。
具体的，信号转换单元包括信号转换芯片、第一电容；信号转换芯片的vin脚和第一电容的一端共同连接到15v电源的正极，第一电容的另一端和信号转换芯片的gnd脚共同连接到15v电源的负极，信号转换芯片的dimi脚连接到外部调光信号输入的正极，外部调光器调光信号输入的负极连接到15v电源的负极。
具体的，电气隔离单元包括第七电阻，第四电阻，第五电阻，第五npn三极管，第四npn三极管，光电耦合器；第七电阻的一端与信号转换芯片的dimo脚连接，第四电阻的另一端与第五npn三极管的基极连接，第五npn三极管的发射极与15v电源的负极连接，第五npn三极管的集电极连接第四电阻的一端并连接到第四npn三极管的基极，第四电阻的另一端连接15v电源的正极，第四npn三极管的发射极连接15v电源的负极，第四npn三极管的集电极与光电耦合器的发光二极管负极相连，光电耦合器的发光二极管正极连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端连接15v电源的正极。
具体的，时序控制单元包括第二电阻，第三电阻，第二npn三极管；第二电阻的一端连接到7v电源的正极，第二电阻的另一端连接到光电耦合器的光敏三极管集电极并连接到第二npn三极管的基极，光电耦合器的光敏三极管发射极连接7v电源的负极，第三电阻的一端连接到7v电源的正极，第三电阻的另一端连接到第二npn三极管的集电极，第二npn三极管的发射极连接7v电源的负极。
具体的，开关驱动单元包括第三pnp三极管，第一npn三极管，第六电阻；第一npn三极管的集电极连接到7v电源的正极，第一npn三极管基极与第三pnp三极管基极共同连接到第二npn三极管的集电极，第三pnp三极管的发射极与第一npn三极管的发射极共同连接到第六电阻的一端，第三pnp三极管的集电极连接7v电源的负极。
具体的，开关单元包含n沟道mos管，第八电阻；n沟道mos管的漏极连接到led灯负载的负极，n沟道mos管的门极连接到第六电阻的另一端并连接到第八电阻的一端，第八电阻的另一端连接到n沟道mos管的源极。
进一步提供开关保护单元，所述开关保护单元与开关单元相连，包括第九电阻，第十电阻，第十一电阻，第七pnp三极管，第八npn三极管，第九pnp三极管，二极管；第九电阻的一端连接到7v电源的正极，第九电阻的另一端与第七pnp三极管的基极、第八npn三极管的集电极和第九pnp三极管的基极共同连接在一起，第七pnp三极管的发射极连接7v电源正极，第七pnp三极管的集电极与第八npn三极管的基极、二极管的负极和第十一电阻的一端共同连接在一起，第十一电阻的另一端与第八npn三极管发射极和第九pnp三极管集电极共同接地，第九pnp三极管的发射极连接到n沟道mos管的门极，二极管的正极连接到n沟道mos管的源极并共同连接到第十电阻的一端，第十电阻的另一端接地。
进一步提供电压尖峰吸收单元，所述电压尖峰吸收单元与开关单元相连，包括第一电阻，第二电容；第一电阻的一端连接到led灯负载的正极，第一电阻的另一端连接到第二电容的一端，第二电容的另一端与n沟道mos管的漏极连接。
本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型通过信号转换单元实现了三种调光信号兼容；当led灯负载在最低亮度上电或关电时，光电耦合器处于截止状态，光电耦合器的光敏三极管集电极为高电平，开关驱动单元获得的驱动信号为低电平，给予开关单元无信号，开关截止，克服了led灯负载在最低亮度上电或关电时的亮度异常现象；进一步，通过开关保护单元，当led灯负载断路时，开关单元打开，电阻上的电压超过阈值，通过二极管使得第八npn三极管导通,第八npn三极管集电极为低电平，第七pnp三极管与第九pnp三极管都导通，第七pnp三极管导通使得第八npn三极管持续导通，第九pnp三极管导通关断了开关驱动信号，n沟道mos管关闭，克服了负载短路烧毁开关的问题；进一步，通过电压尖峰吸收电路单元，降低开关的电压应力，提高可靠性。
附图说明
图1为本实用新型一种led电源调光电路系统框架图。
图2为本实用新型一种led电源调光电路具体实施例电路图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型中的led电源调光电路包括信号转换单元，电气隔离单元，时序控制单元，开关单元驱动单元，开关保护单元，开关单元，电压尖峰吸收单元，led灯负载，所述信号转换单元，电气隔离单元，时序控制单元，开关单元驱动单元，开关单元顺次连接，所述开关保护单元和电压尖峰吸收单元均连接开关单元。
在具体实现上，如图2所示，该调光电路的各个部分实现如下：
信号转换单元是将外部调光器输入的调光信号转换成统一的pwm信号，作为控制基准信号。所述信号转换单元包括信号转换芯片u2、第一电容c1；信号转换芯片u2的vin脚和第一电容c1的一端共同连接到15v电源的正极，第一电容c1的另一端和信号转换芯片u2的gnd脚共同连接到15v电源的负极，信号转换芯片u2的dimi脚连接到外部调光信号输入的正极，外部调光器调光信号输入的负极连接到15v电源的负极。信号转换芯片u2为sy5867，第一电容c1为0.1uf，sy5867的dimi脚接收到0-10v可变电压时，dimo脚输出100-0％占空比变化pwm。
电气隔离单元是将控制电路与信号转换电路隔离开来，减少控制电路对pwm信号的干扰，并使得在外部调光器输入的调光信号为最小调光亮度时，与开关的控制逻辑关系对应。所述电气隔离单元包括第七电阻r7，第四电阻r4，第五电阻r5，第五npn三极管q5，第四npn三极管q4，光电耦合器u1；第七电阻r7的一端与信号转换芯片u2的dimo脚连接，第四电阻r4的另一端与第五npn三极管q5的基极连接，第五npn三极管q5的发射极与15v电源的负极连接，第五npn三极管q5的集电极连接第四电阻r4的一端并连接到第四npn三极管q4的基极，第四电阻r4的另一端连接15v电源的正极，第四npn三极管q4的发射极连接15v电源的负极，第四npn三极管q4的集电极与光电耦合器u1的发光二极管负极相连，光电耦合器u1的发光二极管正极连接第五电阻r5的一端，第五电阻r5的另一端连接15v电源的正极。第七电阻r7为1千欧，第四电阻r4为47千欧，第五电阻r5为5.1千欧，第五npn三极管q5为mmbt3904，第四npn三极管q4为mmbt3904，光电耦合器u1为el817s，电路实现了第五npn三极管q5的基极为高电平时，光电耦合器el817s截止。
时序控制用于设置上电时开关驱动单元的控制信号为低电平，防止上电时开关的工作占空比与调光器信号不匹配而出现led灯负载亮度异常。所述时序控制单元包括第二电阻r2，第三电阻r3，第二npn三极管q2；第二电阻r2的一端连接到7v电源的正极，第二电阻r2的另一端连接到光电耦合器u1的光敏三极管集电极并连接到第二npn三极管q2的基极，光电耦合器u1的光敏三极管发射极连接7v电源的负极，第三电阻r3的一端连接到7v电源的正极，第三电阻r3的另一端连接到第二npn三极管q2的集电极，第二npn三极管q2的发射极连接7v电源的负极。第二电阻r2为10千欧，第三电阻r3为5.1千欧，第二npn三极管q2为mmbt3904。电路实现光电耦合器el817s截止时，第二npn三极管q2始终处于导通状态，第二npn三极管q2的集电极电压为低电平。
开关驱动单元控制开关的开和关。所述开关驱动单元包括第三pnp三极管q3，第一npn三极管q1，第六电阻r6；第一npn三极管q1的集电极连接到7v电源的正极，第一npn三极管q1基极与第三pnp三极管q3基极共同连接到第二npn三极管q2的集电极，第三pnp三极管q3的发射极与第一npn三极管q1的发射极共同连接到第六电阻r6的一端，第三pnp三极管q3的集电极连接7v电源的负极。第三pnp三极管q3为mmbt3906，第一npn三极管q1为mmbt3904，第六电阻r6为100欧。电路实现第二npn三极管q2集电极为低电平时，第六电阻r6处无控制信号。
开关单元用于控制led灯负载的导通与截止。所述开关单元包含n沟道mos管q6，第八电阻r8；n沟道mos管q6的漏极连接到led灯负载的负极，n沟道mos管q6的门极连接到第六电阻r6的另一端并连接到第八电阻r8的一端，第八电阻r8的另一端连接到n沟道mos管q6的源极。n沟道mos管q6为mcu20n06，第八电阻r8为10千欧。电路实现第六电阻r6无控制信号时，n沟道mos管mcu20n06关闭，led灯负载截止。
开关保护单元采用检测负载电流超过阈值时关断开关的驱动信号，为开关提供保护，避免短路时损坏，烧坏电源。所述开关保护单元与开关单元相连，包括第九电阻r9，第十电阻r10，第十一电阻r11，第七pnp三极管q7，第八npn三极管q8，第九pnp三极管q9，二极管d1；第九电阻r9的一端连接到7v电源的正极，第九电阻r9的另一端与第七pnp三极管q7的基极、第八npn三极管q8的集电极和第九pnp三极管q9的基极共同连接在一起，第七pnp三极管q7的发射极连接7v电源正极，第七pnp三极管q7的集电极与第八npn三极管q8的基极、二极管d1的负极和第十一电阻r11的一端共同连接在一起，第十一电阻r11的另一端与第八npn三极管q8发射极和第九pnp三极管q9集电极共同接地，第九pnp三极管q9的发射极连接到n沟道mos管q6的门极，二极管d1的正极连接到n沟道mos管q6的源极并共同连接到第十电阻r1的一端，第十电阻r10的另一端接地。第九电阻r9为1千欧，第十电阻r10为20毫欧，第十一电阻r11为1千欧，第七pnp三极管q7为mmbt3906，第八npn三极管q8为mmbt3904，第九pnp三极管q9为mmbt3906，二极管d1为1n4148。第七npn三极管的vbe电压为0.3v，二极管的vf＝0.3v，负载电流阈值为30a附近时，第八npn三极管q8导通,第八npn三极管q8集电极为低电平，第七pnp三极管q7与第九pnp三极管q9都导通，第七pnp三极管导通使得第八npn三极管q8持续导通，第九pnp三极管q9导通关断了开关驱动信号，n沟道mos管q6关闭，使得保护解除需要led电源系统断掉输入供电，避免负载端出现反复电流异常损坏开关。
电压尖峰吸收单元为开关提供电压尖峰抑制，利用rc阻尼振荡原理降低开关两端的电压应力，提高可靠性。所述电压尖峰吸收单元与开关单元相连，包括第一电阻r1，第二电容c2；第一电阻r1的一端连接到led灯负载的正极，第一电阻r1的另一端连接到第二电容c2的一端，第二电容c2的另一端与n沟道mos管q6的漏极连接。第一电阻r1为10欧，第二电容c2为10nf。
1.一种led电源调光电路，其特征在于：包括顺次连接的信号转换单元、电气隔离单元、时序控制单元、开关单元驱动单元、开关单元和led灯负载。
2.根据权利要求1所述一种led电源调光电路，其特征在于：所述信号转换单元包括信号转换芯片(u2)和第一电容(c1)；信号转换芯片(u2)的vin脚和第一电容(c1)的一端共同连接到15v电源的正极，第一电容(c1)的另一端和信号转换芯片(u2)的gnd脚共同连接到15v电源的负极，信号转换芯片(u2)的dimi脚连接到外部调光信号输入的正极，外部调光器调光信号输入的负极连接到15v电源的负极。
3.根据权利要求2所述一种led电源调光电路，其特征在于：所述电气隔离单元包括第七电阻(r7)、第四电阻(r4)、第五电阻(r5)、第五npn三极管(q5)、第四npn三极管(q4)和光电耦合器(u1)；第七电阻(r7)的一端与信号转换芯片(u2)的dimo脚连接，第七电阻(r7)的另一端与第五npn三极管(q5)的基极连接，第五npn三极管(q5)的发射极与15v电源的负极连接，第五npn三极管(q5)的集电极连接第四电阻(r4)的一端并连接到第四npn三极管(q4)的基极，第四电阻(r4)的另一端连接15v电源的正极，第四npn三极管(q4)的发射极连接15v电源的负极，第四npn三极管(q4)的集电极与光电耦合器(u1)的发光二极管负极相连，光电耦合器(u1)的发光二极管正极连接第五电阻(r5)的一端，第五电阻(r5)的另一端连接15v电源的正极。
4.根据权利要求3所述一种led电源调光电路，其特征在于：所述时序控制单元包括第二电阻(r2)、第三电阻(r3)和第二npn三极管(q2)；第二电阻(r2)的一端连接到7v电源的正极，第二电阻(r2)的另一端连接到光电耦合器(u1)的光敏三极管集电极并连接到第二npn三极管(q2)的基极，光电耦合器(u1)的光敏三极管发射极连接7v电源的负极，第三电阻(r3)的一端连接到7v电源的正极，第三电阻(r3)的另一端连接到第二npn三极管(q2)的集电极，第二npn三极管(q2)的发射极连接7v电源的负极。
5.根据权利要求4所述一种led电源调光电路，其特征在于：所述开关驱动单元包括第三pnp三极管(q3)、第一npn三极管(q1)和第六电阻(r6)；第一npn三极管(q1)的集电极连接到7v电源的正极，第一npn三极管(q1)基极与第三pnp三极管(q3)基极共同连接到第二npn三极管(q2)的集电极，第三pnp三极管(q3)的发射极与第一npn三极管(q1)的发射极共同连接到第六电阻(r6)的一端，第三pnp三极管(q3)的集电极连接7v电源的负极。
6.根据权利要求5所述一种led电源调光电路，其特征在于：所述开关单元包含n沟道mos管(q6)和第八电阻(r8)；n沟道mos管(q6)的漏极连接到led灯负载的负极，n沟道mos管(q6)的门极连接到第六电阻(r6)的另一端并连接到第八电阻(r8)的一端，第八电阻(r8)的另一端连接到n沟道mos管(q6)的源极。
7.根据权利要求6所述一种led电源调光电路，其特征在于：所述调光电路还包括开关保护单元；所述开关保护单元与开关单元相连，包括第九电阻(r9)、第十电阻(r10)、第十一电阻(r11)、第七pnp三极管(q7)、第八npn三极管(q8)、第九pnp三极管(q9)和二极管(d1)；第九电阻(r9)的一端连接到7v电源的正极，第九电阻(r9)的另一端与第七pnp三极管(q7)的基极、第八npn三极管(q8)的集电极和第九pnp三极管(q9)的基极共同连接在一起，第七pnp三极管(q7)的发射极连接7v电源正极，第七pnp三极管(q7)的集电极与第八npn三极管(q8)的基极、二极管(d1)的负极和第十一电阻(r11)的一端共同连接在一起，第十一电阻(r11)的另一端与第八npn三极管(q8)发射极和第九pnp三极管(q9)集电极共同接地，第九pnp三极管(q9)的发射极连接到n沟道mos管(q6)的门极，二极管(d1)的正极连接到n沟道mos管(q6)的源极并共同连接到第十电阻(r10)的一端，第十电阻(r10)的另一端接地。
8.根据权利要求7所述一种led电源调光电路，其特征在于：所述调光电路还包括电压尖峰吸收单元；所述电压尖峰吸收单元与开关单元相连，包括第一电阻(r1)和第二电容(c2)；第一电阻(r1)的一端连接到led灯负载的正极，第一电阻(r1)的另一端连接到第二电容(c2)的一端，第二电容(c2)的另一端与n沟道mos管(q6)的漏极连接。
技术总结