[发明专利]带可控硅旁路调光电路的LED调光驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED调光驱动器系统，特别是一种带可控硅旁路调光电路的LED调光驱动器系统，属于LED照明技术领域。

背景技术

LED具有发光效率高、使用寿命长、稳定性好等优点，被广泛应用于照明领域。在使用LED照明灯或LED背光源时，经常要求能够调节LED的亮度。然而，LED调光技术虽然不断发展，但是在效率、可靠性及兼容性等方面的不足一直阻碍着LED照明系统的使用寿命及普及范围。

目前，LED调光技术大致可以分为：

（1）数字调光；（2）模拟调光；（3）PWM调光；（4）可控硅调光。

LED数字调光技术，是外部控制器通过接口电路给LED驱动器发送数字信号，从而改变LED的亮度，调光比可达1000:1。它具有集成度高、体积小、调光精度高、抗干扰能力强等优点，多应用于各种大型舞台的灯光控制、大型楼宇建筑节能照明控制。但是数字调光技术的缺点在于，需要一个专门的控制芯片，进行通信和电源管理，技术门槛高、实现成本高、结构复杂，在中小型LED照明应用场合不易推广。

LED模拟调光技术，是利用直流电压信号，使LED驱动器的输出电流连续地变化，从而实现对LED线性调光。其优点在于，电路简单，容易实现，操作方便，无闪烁，成本低。缺点在于，当电流连续变化时，会造成LED的色偏，影响白光LED的发光质量；而且，相比其他几种调光方法，其调光范围较窄，约为10:1。因此，多适用于某些调光要求不高的场合，如LED台灯照明，LED路灯照明，采用简单的模拟调光即可满足要求。

LED的PWM调光技术，是利用脉宽调制信号，反复地开/关（ON/OFF）LED驱动器，通过调节占空比来调节LED的平均电流，从而调节LED的亮度，多用于直流供电的DC/DC变换LED驱动电路，如汽车照明系统、光伏太阳能发电照明系统。它具有转换效率高、不产生色偏、调光精度高、调光范围大以及线性度好等优点，调光比最高可达3000:1。其主要缺点在于，需要配置一个PWM调光信号源，成本较高；在开关频率处于200Hz~20kHz之间时，LED驱动器中的电感会发出声学噪声，因此开关频率应高于20kHz，但这样会缩小调光范围。

LED的可控硅调光技术，是将传统的可控硅调光器和新兴的LED驱动技术结合在一起发展而来的，主要用于替换型LED灯具市场。TRIAC可控硅调光器本来用于白炽灯、荧光灯的调光。在推广LED照明的过程中，要求不能改变现有照明系统的基础设施。因此，如果LED灯具能利用现有TRIAC可控硅调光器进行调光，就可以大大降低其进入市场的门槛，方便地对常规灯具进行替换。

如图1所示，现有的LED可控硅调光技术的主要原理是，通过给LED驱动器前端串联一个TRIAC可控硅调光器，对交流市电进行斩波，减少输入进LED驱动器的电能，同时，LED驱动器检测输入电压有效值或者相位的变化，调节LED驱动器的输出电流，从而调节LED的亮度。其优点在于，电压调节速度快，调光精度高，体积小，成本低。缺点在于，调光器工作在斩波方式，会造成大量谐波，造成电磁干扰，并导致电源效率和功率因数的降低；可控硅调光容易出现闪烁问题，且闪烁问题不易解决。虽然各大LED驱动芯片厂商针对谐波、功率因数以及闪烁问题提出了不少解决方案，但是市场上可控硅调光器的种类多样，参数各有区别，LED驱动器无法与之一一兼容，造成实际应用上的困难。

发明内容

针对现有LED可控硅调光技术存在的不足，本发明的目的是解决现有LED可控硅调光电路结构复杂、易产生大量谐波、功率因数低、效率低、易造成闪烁、与LED兼容性差等问题，提供一种带可控硅旁路调光电路的LED调光驱动系统，综合利用可控硅调光和模拟调光的优点，达到简单实用，减少谐波，提高功率因数，提高效率，解决闪烁问题。

本发明要解决的技术问题是：

将现有的LED可控硅调光器改造为只产生调光信号的信号源，只负责给LED驱动器提供调光控制信号，不再通过可控硅斩波给LED驱动器提供负载所需的主能量，避免现有可控硅调光方案所存在的易产生谐波、低功率因数、低效率、易闪烁、与LED兼容性差等固有问题，提供一种易于改造、谐波少、效率高、功率因数高、不闪烁的LED调光电路。

为了达到上述目的，本发明的构思是：