[发明专利]用于发光二极管照明系统的控制器的偏压建立装置

说明书

技术领域

本发明属于电子领域，涉及一种用于发光二极管照明系统的控制器偏压建立的方法。

背景技术

目前在市电输入的发光二极管照明系统中，普遍采用了发光二极管控制器(集成电路芯片)作为主控芯片，在辅以其他外围器件以保证发光二极管可以可靠的工作在恒流的状态下，控制器本身偏压(芯片电源电压)的建立通常的方法是当系统启动时依靠外围电阻电容首次建立偏压，当系统在工作过程中则利用外围变压器的绕组供给电能来维持控制器的偏压。

随着发光二极管发光流明的提升以及成本的下降，越来越多的传统照明方式被发光二极管照明所替代，在替代的过程中发光二极管照明系统必须要能满足传统照明的应用环境，比如市电高压(220伏/50赫兹或120伏特/60赫兹)交流输入，已经安装在墙上的前沿(可控硅)或后沿(晶体管)调光器等等。同时考虑到发光二极管本身的寿命理论值可以达到10万小时以上，所以整个发光二极管照明系统中其他所有元器件的寿命必须与其匹配，目前的规范普遍是要大于2万5千小时。基于寿命的要求，通常电源系统中常见的电解电容，光耦等寿命不能达到2万5千小时规范的器件就要慎用，最好不用。无电解电容发光二极管控制方案是发光二极管照明市场所追求的方向之一。

对无电解电容发光二极管控制系统而言，由于无电解电容用于储能，又由于要求发光二极管的驱动电流为直流或方波电流以避免发光二极管的输出光产生颜色变化，这无电解电容发光二极管控制系统的输出电流是脉宽可控的方波电流。其脉宽是随调光器变化而变化。这使得无电解电容发光二极管控制系统是断续工作，从而使得这外围变压器也是断续工作。随着调光器变化使其对应的输出方波脉宽电流变窄，这外围变压器的绕组不能提供足够的偏压来维持控制器正常工作。

基于以上的发光二极管照明系统发展的背景及规范，传统的电源系统偏压方案已经不能满足未来的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于无电解电容可调光的(前沿可控硅调光或后沿晶体管调光)发光二极管照明系统的控制器的偏压建立装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于发光二极管照明系统的控制器的偏压建立装置，包括调光模块和偏压检测控制及维持电流产生组件；输入电压Vin输入至调光模块后，调光模块检测输入电压Vin的导通角，输入电压Vin经过调光模块后产生发光二极管的导通信号PWM；在发光二极管的非导通信号期间，偏压检测控制及维持电流产生组件检测控制器(即发光二极管照明系统的控制器)的偏压高低并控制维持电流对偏压的充电。

作为本发明的用于发光二极管照明系统的控制器的偏压建立装置的改进：

偏压检测控制及维持电流产生组件由比较器和维持电流产生及切换模块组成；调光模块测经由调光和整流处理之后的输入电压Vin的导通角，产生对应的发光二极管的PWM信号Vpwm，此信号也对应了维持电流产生及切换模块的开或者关信号；比较器检测控制器偏压Vbias，当Vbias小于设定值Vset时，比较器输出Ven为0时，把维持电流产生及切换模块模式切换至开关模式；当Vbias达到设定值Vset时，Ven为1，把维持电流产生及切换模块模式切换至线性消耗模式。

作为本发明的用于发光二极管照明系统的控制器的偏压建立装置的进一步改进：维持电流产生及切换模块由开关信号发生器、恒定偏置电压、选择器、缓冲器、开关和功率反激式电路组成；该功率反激式电路由功率开关Q、变压器T、输出二极管D和电阻R组成；

开关信号发生器和恒定偏置电压分别与选择器的2个输入端相连，选择器的输出分别与开关和缓冲器的输入端相连；缓冲器的输出与功率开关Q相连，功率开关Q依次通过电阻R和变压器T的原边绕组后与输入电压Vin相连；变压器T的副边绕组经输出二极管D与控制器的偏压端相连；

调光模块的输出与开关的控制端相连，比较器的输出与选择器的选择端相连。

作为本发明的用于发光二极管照明系统的控制器的偏压建立装置的进一步改进：

当Vpwm为高电平时，发光二极管导通，此时开关闭合，缓冲器输出信号为0，则I_HOLD为0；当Vpwm为低电平时，发光二极管关闭；

当发光二极管关闭时，对于前沿可控硅调光而言，检测150°附近的控制器偏压Vbias；如果小于设定值Vset，则Ven为0，进入开关模式，通过变压器T把电能补充给控制器偏压Vbias，当偏压Vbias重新建立至设定值Vset时，Ven翻转为1，维持电流模式切换至线性模式，变压器T不再给控制器偏压补充电能；