[发明专利]一种晶闸管LED调光电路及其混合基准控制方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种晶闸管LED调光电路及其混合基准控制方法，属于半导体照明的技术领域。

背景技术

LED照明调光系统框架如图1所示，包含电源、晶闸管调光器和LED驱动电路，其中晶闸管调光器的一端连接在电源，另一端连接在LED驱动电路上。LED灯就并联在LED驱动电路的输出电压侧，而LED灯有可能是有单个或多个串联或并联的形式；交流电源为常见的家庭用电源，在美国电压有效值为110V/60Hz的交流电，而在中国电压有效值为220V/50Hz的交流电；调光器为基于晶闸管调光技术的各种产品。晶闸管调光器可以将输入的正弦电压波形调相成0-180°的导通电压波形以获得不同的输入电压有效值，这样LED驱动电路就可以获得不同的输入功率而对应不同的调光效果。

由于白炽灯具有较大的功耗和热滞后效应，在传统的白炽灯应用配置中，晶闸管调光器通过对输入正弦电压的相位控制获得不同的电压有效值，可以取得理想的调光效果。但当用高效率、低瓦数的LED照明直接替代白炽灯时，由于晶闸管的工作特性，基于晶闸管原理的调光器应用于LED照明往往不能正常工作。相对于高耗能的白炽灯大多需要从晶闸管中流过150mA以上电流相比，同样光效的LED照明仅需流过10mA-150mA的电流。而从晶闸管调光器的说明书可知，晶闸管维持导通电流大多在20mA以上。

 特别对于低瓦数的LED照明，如果负载所需要的工作电流低于维持导通电流，即使晶闸管触发导通后也会关断，造成LED照明的闪烁。另外晶闸管调光器内部的定时电路也需要一定的负载电流，如果LED照明所需的功耗太低就会造成定时电路不能正常定时，触发角度的一致性将显著降低。如图2所示，即使是具备传统PFC功能的大瓦数LED照明系统，当输入电压在接近于0的场合，我们有时也能观察到闪烁现象。

为了解决晶闸管调光器在LED照明中存在的问题，有很多方法被提出。最常见的解决方法是在LED驱动电路的整流电路输出端并联一个电阻或是动态电阻，以保证调光器中始终流过一定的工作电流。但这样做不仅会带来额外的功耗，降低了LED照明系统的效率，同时也增加了LED驱动电路的散热难度，增加了成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种晶闸管LED调光电路及其混合基准控制方法。

 本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种晶闸管LED调光电路，包括晶闸管调光器、驱动电路，晶闸管调光器输入端接输入电压源，驱动电路输入端接晶闸管调光器输出端，LED与驱动电路输出端连接，所述驱动电路包括：整流桥、电感、开关管、整流滤波输出电路、混合基准控制器、电压采样点路、电流采样电路；

其中：所述电感与开关管组成的串联支路并联在整流桥输出端；所述整流滤波输出电路并联在电感两端；所述电压采样电路的输入端接所述整流桥的输出端，电压采样电路的输出端接所述混合基准控制器的第一输入端；所述电流采样电路的输入端接所述开关管漏极，电流采样电路的输出端接所述混合基准控制器的第二输入端；所述混合基准控制器的输出端接所述开关管栅极。      

一种晶闸管LED调光电路的混合基准控制方法，包括如下步骤：

步骤1，采集驱动电路输入电压瞬时值以及开关管导通后流过开关管的瞬时电流值；

步骤2，比较驱动电路输入电压瞬时值与输入电压第一基准值，所述输入电压第一基准值为混合基准控制器内部设定的基准电压参考值：

当驱动电路输入电压瞬时值低于输入电压第一基准值时，以幅值有利于维持晶闸管稳定触发导通的直线为电感电流基准；

当驱动电路输入电压瞬时值高于输入电压第一基准值时，以幅值满足驱动电路输出功率要求的曲线或直线为电感电流基准；

步骤3，比较步骤1采集的开关管导通后流过开关管的瞬时电流值以及步骤2确定的电感电流基准：当流过开关管的瞬时电流值小于电感电流基准时，开关管导通；当流过开关管的瞬时电流值大于电感电流基准时，开关管关闭。

所述一种晶闸管LED调光电路的混合基准控制方法，步骤2中当驱动电路输入电压瞬时值高于输入电压第一基准值时，比较驱动电路输入电压瞬时值与输入电压第二基准值，所述输入电压第二基准值幅值大于输入电压第一基准值幅值：

当驱动电路输入电压瞬时值低于输入电压第二基准值时，以与驱动电路输入电压波形具有同相位的正弦波为电感电流基准；

当驱动电路输入电压瞬时值高于输入电压第二基准值时，以幅值满足提升驱动电路效率要求的直线为电感电流基准。