一种可设置关断点的模拟转数字调光电路的制作方法

1.本技术涉及固态照明技术领域，尤其涉及一种可设置关断点的模拟转数字调光电路。


背景技术：

2.led灯是一块半导体材料芯片，用银胶或白胶固化在支架上，再通过银线或金线连接芯片和电路板，由于其四周用环氧树脂密封，所以led灯得抗震性能好，此外，led灯能耗非常低，且坚固耐用，因此led灯得到了广泛的应用。
3.目前，led灯的调光的方式，主要有0-10v模拟调光、电阻调光和pwm调光，通常将模拟信号经过分压后，直接接入电源转换控制芯片，实现调光；然而，这样的电路并不能实现调光信号隔离，以致调光关断点由芯片决定了，不能灵活调整led灯的关断点。


技术实现要素：

4.为了灵活调整led灯的关断点，本技术提供一种可设置关断点的模拟转数字调光电路。
5.本技术提供的一种可设置关断点的模拟转数字调光电路采用如下的技术方案：一种可设置关断点的模拟转数字调光电路，包括三角波发生模块，用于发生三角波信号；pwm生成模块，用于接收外部调光信号以及三角波信号，并输出pwm信号；调光控制模块，用于接收pwm信号并使电源控制芯片实现调光；关断点设置模块，预设有关断点基准值，用于接收外部调光信号并输出开/关灯信号至电源控制芯片以实现开灯或关灯动作，同时，能够强制将驱动调光的路径切断，从而使电源控制芯片收不到预定调光信号而进入关灯状态。
6.通过采用上述技术方案，一方面，通过调节pwm信号的占空比，能够调节灯光的亮度，从而实现调光。另一方面，通过输出的开/关灯信号，能够直接控制电源控制芯片，让电源控制芯片完全停止工作，进入待机状态。同时，通过强制将驱动调光的路径切断，使电源控制芯片收不到预定调光信号，间接使电源控制芯片进入关灯状态的方式，能够有效防止误动作，发生需要关灯但是又关不了的状态。综上所述，通过三角波发生模块、pwm生成模块、调光控制模块以及关断点设置模块的相互配合，既方便电源控制芯片调光，还够灵活设置灯的关断/开启点，同时还能保证关灯的准确度，避免发生误动作的情况。
7.可选的，所述所述三角波发生模块包括，电源输出端vcc，作为驱动电源；第一电压基准电路，包括依次串联连接的第三电阻r3与第九电阻r9，所述第三电阻r3远离第九电阻r9的一端连接于电源输出端vcc，所述第九电阻r9远离第三电阻r3的一端接地；第一放大器u1，包括第一同相输入端u1-5、第一反相输入端u1-6和第一调节输出端u1-7，所述第一调节输出端u1-7连接于电源输出端vcc，所述第一同相输入端u1-5连接于
第三电阻r3与第九电阻r9的连接节点，基于第一同相输入端u1-5与第一反相输入端u1-6的电压高低，能够使第一调节输出端u1-7输出高/低电平信号；rc积分反馈电路，包括依次串联连接的二级保护电阻r2与三级作用电容c3，所述二级保护电阻r2远离三级作用电容c3的一端连接于电源输出端vcc，所述三级作用电容c3的另一端接地，所述二级保护电阻r2与三级作用电容c3的连接节点为rc积分反馈电压端，所述rc积分反馈电压端连接于第一反相输入端u1-6，利用三级作用电容c3的充电爬升时间，能够在rc积分反馈电压端生成三角波信号。
8.通过采用上述技术方案，电源输出端vcc输出电压后，rc积分反馈电路导通，三级作用电容c3（后称c3）开始充电，rc积分反馈电压端的电压逐渐增高，当rc积分反馈电路提供给第一反相输入端u1-6的电压高于第一同相输入端u1-5的电压时，第一调节输出端u1-7输出低电平信号，当c3被充满电前以及放电后，第一反相输入端u1-6电压低于第一同相输入端u1-5的电压，此时，第一放大器u1输出高电平。当c3充电至高电平时，第一放大器u1再次输出低电平；如此不停重复，针对此，便能利用c3的充电爬升时间，在rc积分反馈电压端输出三角波信号。
9.可选的，所述第一放大器u1连接有第一电压调节电路，所述第一电压调节电路用于恒定第一调节输出端u1-7输出的高/低电平信号。
10.通过采用上述技术方案，设置的第一电压调节电路，能够提高输出高电平信号或者低电平信号的稳定性，针对此，能够极大程度上避免输出电平意外跳动的情况。
11.可选的，所述第一电压调节电路包括第一调节二极管d1、第一保护电阻r1和第一附加基准电阻r7，所述第一保护电阻r1一端连接电源输出端vcc，另一端连接于第一调节二极管d1的负极，所述第一调节二极管d1的正级连接于第一反相输入端u1-6，所述第一附加基准电阻r7的一端连接于第一调节输出端u1-7、另一端连接于第一同相输入端u1-5。
12.通过采用上述技术方案，初始上电时，c3为空，即为低电平连接至u1-6。第三电阻r3、第九电阻r9将vcc分压信号给到u1-5，此时同相高于反相端，u1-7输出高电平，并通过r7给同相端抬高电压，但因有r9下拉，同相端电压始终低于vcc。此时，u1-7始终恒定输出高电平信号；而后随着vcc通过r2给c3充电，使得u1-6电压高于u1-5， u1-7发生反相输出低电平，并通过r7拉低同相端电压，并且通过d1将c3放电降低电压，当c3（即第一反相输入端u1-6）电压低于同相端（即第一同相输入端u1-5）时，u1-7脚又输出高电平并通过r7抬高同相端电压，而d1因反相停止c3的放电，vcc再次通过r2向c3充电，当c3充电至高电平时，u1-7再次输出低电平；如此不停重复，利用c3的充电爬升时间，形成三角波信号。
13.可选的，所述pwm生成模块包括，第二放大器u2，包括第二反相输入端u2-6、第二同相输入端u2-5和第二调节输出端u2-7，所述第二反相输入端u2-6用于接收三角波信号，所述第二同相输入端u2-5用于接收外界调光信号，所述第二调节输出端u2-7基于三角波信号与外界调光信号的电压高低输出pwm信号至电源控制芯片；第二滤波电路，用于过滤掉外部调光信号中的噪声，并将过滤后的外界调光信号传输至第二同相输入端u2-5。
14.通过采用上述技术方案，第二滤波电路将调光信号中的噪声去除，得到稳定的调光信号，针对此，能提高信号传输的稳定性。三角波信号从第二反相输入端u2-6输入，通过比较三角波信号与调光信号的电压高低，便能输出稳定的pwm信号。
15.设定三角波信号高出调光信号的部分，u2-7脚输出低电平，而三角波低于调光信号部分，u2-7脚输出高电平。由此可知，调光信号越高，u2-7脚输出正占空比越大，从而实现占空比随调光信号的变化而变化的pwm信号，进而能够达到灵活调光的目的。
16.可选的，所述调光控制模块连接于第二放大器u2的第二调节输出端u2-7，pwm信号通过调光控制模块隔离后传递到电源控制芯片，以达到电源控制芯片调光的目的。
17.通过采用上述技术方案，可以实现pwm信号（驱动调光信号）与电源控制芯片的隔离。光耦隔离具备以下优点，第一，作用。由于光耦是单向传输的，所以可以实现信号的单单传输，使输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定；于光耦是光电式的所以使用寿命长，摆脱了机械式触点有吸合次数的缺陷。
18.可选的，所述关断点设置模块包括，第三电压基准电路，预设有第三电压基准值；第三放大器u3，用于接收外部调光信号与第三电压基准值信号，并输出开/关灯信号至电源控制芯片以实现开灯或关灯动作；第三电压调节电路，用于恒定第三放大器u3输出的开/关灯信号，以使电源控制芯片精准执行开灯或关灯动作；防误动作开关，所述防误动作开关能够拉低pwm信号的电平以切断pwm信号的调光传递路径，进而使电源控制芯片接收不到高电平的pwm信号而进入关灯状态。
19.通过采用上述技术方案，实际情况下，第三电压基准电路、第三放大器u3以及第三电压调节电路能够组成窗口回差比较电路，针对此，能够使第三放大器u3稳定输出预定的信号，防止在开启/关断区间反复误动作。
20.可选的，所述第三电压调节电路包括第三附加基准电阻r6和mos管q1，所述第三附加基准电阻r6的一端连接于第三放大器u3的反相端，另一端连接于mos管q1的漏极d，所述mos管q1的源极s接地，所述mos管q1的栅极g连接于第三放大器u3的输出端。
21.通过采用上述技术方案，能够使mos管q1配合第三放大器u3，使得第三放大器u3输出开灯信号或关灯信号。此外，mos管q1的选择，结构简单，使用方便。
22.可选的，所述防误动作开关连接有光耦开关模块，开/关灯信号通过光耦开关模块隔离后传递到电源控制芯片，由电源控制芯片根据信号状态决定灯的开关状态。
23.通过采用上述技术方案，设置的光耦开关模块，能够方便信号以隔离的方式传输到电源控制芯片，针对此，能够保证信号传输过程中，少受到干扰，提高工作电路的稳定性。
24.可选的，所述防误动作开关包括但不限于三极管、场效应管、igbt等开关元件的一种或多种。
25.通过采用上述技术方案，能够根据实际需要，选择开关器件，使用简单，适应性较强，且能节约成本。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1. 能够实现灵活的关断点设定；2. 能够实现调光信号与电源转换控制芯片隔离；
3. 通过三角波发生模块、pwm生成模块、调光控制模块以及关断点设置模块的相互配合，既方便电源控制芯片调光，还够灵活设置灯的关断/开启点，同时还能保证关灯的准确度，避免发生误动作的情况。
附图说明
27.图1是其中一个实施例中可设置关断点的模拟转数字调光电路的电路原理图；图2是其中一个实施例中三角波发生模块的电路原理图；图3是其中一个实施例中pwm生成模块的电路原理图；图4是其中一个实施例中关断点设置模块的电路原理图。
28.附图标记：1、三角波发生模块；11、第一电压基准电路；12、rc积分反馈电路；13、第一电压调节电路；2、pwm生成模块；21、第二滤波电路；3、调光控制模块；4、关断点设置模块；41、第三电压基准电路；42、第三电压调节电路；43、防误动作开关；44、第三滤波电路；5、光耦开关模块；6、电源控制芯片。
具体实施方式
29.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
30.本技术实施例公开一种可设置关断点的模拟转数字调光电路，参照图1，其包括用于发生三角波信号的三角波发生模块1；用于接收外部调光信号以及三角波信号，并输出pwm信号的pwm生成模块2；用于接收pwm信号并使电源控制芯片6实现调光目的的调光控制模块3；以及预设有关断点基准值，用于接收外部调光信号并输出开/关灯信号至电源控制芯片6以实现开灯或关灯动作的关断点设置模块4。同时，关断点设置模块4还能够将驱动调光的路径切断，从而使电源控制芯片6收不到预定调光信号而进入关灯状态。
31.参照图2，三角波发生模块1包括，电源输出端vcc，作为驱动电源，驱动电源具体可以是直流电源；第一电压基准电路11，包括依次串联连接的第三电阻r3与第九电阻r9，第三电阻r3远离第九电阻r9的一端连接于电源输出端vcc，第九电阻r9远离第三电阻r3的一端接地；第一放大器u1，包括第一同相输入端u1-5、第一反相输入端u1-6和第一调节输出端u1-7，第一调节输出端u1-7连接于电源输出端vcc，第一同相输入端u1-5连接于第三电阻r3与第九电阻r9的连接节点。基于第一同相输入端u1-5与第一反相输入端u1-6的电压高低，能够使第一调节输出端u1-7输出高电平信号或低电平信号；rc积分反馈电路12，包括依次串联连接的二级保护电阻r2与三级作用电容c3，二级保护电阻r2远离三级作用电容c3的一端连接于电源输出端vcc，三级作用电容c3的另一端接地；二级保护电阻r2与三级作用电容c3的连接节点为rc积分反馈电压端，积分反馈电压端连接于第一反相输入端u1-6。
32.为了利用三级作用电容c3的充电爬升时间，在rc积分反馈电压端生成三角波信号，且使第一调节输出端u1-7保持恒定的输出高电平信号或者低电平信号。在第一放大器u1的第一调节输出端u1-7连接有第一电压调节电路13。
33.第一电压调节电路13包括第一调节二极管d1、第一保护电阻r1和第一附加基准电
阻r7，第一保护电阻r1的一端连接于电源输出端vcc，第一保护电阻r1的另一端连接于第一调节二极管d1的负极。第一调节二极管d1的正级连接于第一反相输入端u1-6，第一附加基准电阻r7的一端连接于第一调节输出端u1-7、另一端连接于第一同相输入端u1-5。另外，三角波发生模块1具体工作原理为：初始上电时，c3为空，即为低电平连接至u1-6。第三电阻r3、第九电阻r9将vcc分压信号给到u1-5，此时同相高于反相端，u1-7输出高电平，并通过r7给同相端抬高电压，但因有r9下拉，同相端电压始终低于vcc。此时，u1-7始终恒定输出高电平信号；而后随着vcc通过r2给c3充电，使得u1-6电压高于u1-5， u1-7发生反相输出低电平，并通过r7拉低同相端电压，并且通过d1将c3放电降低电压，当c3电压低于同相端（即第一同相输入端u1-5）时，u1-7脚又输出高电平并通过r7抬高同相端电压，而d1因反相停止c3的放电，vcc再次通过r2向c3充电，当c3充电至高电平时，u1-7再次输出低电平；如此不停重复，利用c3的充电爬升时间，形成三角波信号。注：以上关于特征的描述，可以通过符号进行描述，例如三级作用电容c3等效为c3，二级保护电阻r2等效为r2，以此类推。
34.参照图3，pwm生成模块2包括，第二放大器u2，包括第二反相输入端u2-6、第二同相输入端u2-5和第二调节输出端u2-7，第二反相输入端u2-6用于接收三角波信号，第二同相输入端u2-5用于接收外界调光信号，第二调节输出端u2-7经第十电阻r11输出pwm信号。具体而言，第二调节输出端u2-7基于三角波信号与外界调光信号的电压高低输出pwm信号至电源控制芯片6；第二滤波电路21，用于过滤掉外部调光信号中的噪声，并将过滤后的外界调光信号传输至第二同相输入端u2-5。第二滤波电路21具体包括第一电容c1与第五电阻r5，第五电阻r5的一端连接于第二同相输入端u2-5，另一端连接于外界调光信号。第一电容c1的一端连接于第二同相输入端u2-5，另一端接地。
35.pwm生成模块2包括具体工作原理为：外部调光信号输入经r5和c1的滤波后，给到u2-5脚（同相端，与三角波信号进行比较，三角波电压信号高出外部调光电压信号的部分，u2-7脚输出低电平，而三角波低于调光信号部分，u2-7脚输出高电平。由此可知，外部调光信号越高，u2-7脚输出正占空比越大，从而实现占空比随外部调光信号的变化而变化的pwm信号。注：以上关于特征的描述，可以通过符号进行描述，例如第五电阻r5等效为r5，第一电容c1等效为c1，以此类推。
36.为了方便pwm信号驱动电源控制芯片6进行调节灯的亮度，调光控制模块3具体包括第五光耦u5，第五光耦u5的一端连接于第二放大器u2的第二调节输出端u2-7，另一端连接于电源控制芯片6。实际上，外部调光信号与三角波信号经第二放大器u2转换为某一合适的频率的占空比信号后（即预定调光信号/预定pwm信号），会直接驱动第五光耦u5，以使第五光耦u5将预定调光信号传递给电源控制芯片6实现调光。
37.参照图4，断点设置模块用于输出开/关灯信号，该开/关灯信号能够直接控制电源控制芯片6实现开灯或关灯动作，也能拉低驱动第五光耦u5的pwm信号，从而切断预设调光信号通过光耦的传递路径，电源控制芯片6收不到预设调光信号而进入关灯状态。
38.关断点设置模块4包括，第三电压基准电路41，预设有第三电压基准值，具体包括依次串联连接的第四电阻r4与第十电阻r10，第四电阻r4远离第十电阻r10的一端连接于电源输出端vcc，第十电阻
r10远离第四电阻r4的一端接地。
39.第三放大器u3，用于接收外部调光信号与第三电压基准值信号。第三放大器u3的反相端连接于第四电阻r4与第十电阻r10的连接节点，第三放大器u3的同相端连接于外部调光信号。
40.第三滤波电路44，用于过滤掉外部调光信号中的噪声，并将过滤后的外界调光信号传输至第三放大器u3的同相端。具体包括第二电容c2与第八电阻r8，第八电阻r8一端连接于第三放大器u3的同相端，另一端连接于外界调光信号。第二电容c2的一端连接于第三放大器u3的同相端，另一端接地。
41.第三电压调节电路42，用于恒定第三放大器u3输出的开/关灯信号。具体包括第三附加基准电阻r6和mos管q1，第三附加基准电阻r6的一端连接于第三放大器u3的反相端，另一端连接于mos管q1的漏极d，mos管q1的源极s接地，mos管q1的栅极g连接于第三放大器u3的输出端。
42.防误动作开关43，防误动作开关43能够拉低pwm信号的电平以切断pwm信号的调光传递路径，进而使电源控制芯片6接收不到高电平的pwm信号而进入关灯状态。防误动作开关43包括但不限于三极管、场效应管、igbt等开关元件的一种或多种。在本实施例中，防误动作开关43具体为第二三极管d2，第二三极管d2的阳极连接于第二调节输出端u2-7，阴极连接于mos管q1的栅极g。第二三极管d2能够干扰第五光耦u5接收pwm信号。
43.防误动作开关43连接有光耦开关模块5，开/关灯信号通过光耦开关模块5隔离后传递到电源控制芯片6，由电源控制芯片6根据开/关灯信号决定灯的开关状态。光耦开关模块5具体为第四光耦u4，第四光耦u4的一端连接于第三放大器u3的输出端，另一端连接于电源控制芯片6。
44.实际上，第四光耦u4所在的线路，能够在第三放大器u3输出开/关灯信号后，单独驱动第四光耦u4，将开/关灯信号直接传递给电源控制芯片6，让电源控制芯片6完全停止工作，进入待机状态。
45.也能通过检测预定调光信号（pwm信号）的幅度，依据设定值，针对第五光耦u5所在线路输出开灯或关灯信号，这路信号会强制将第五光耦u5的驱动信号拉低，切断预定调光信号通过光耦的传递路径，电源控制芯片6收不到调光信号而进入关灯状态。
46.关断点设置模块4的工作原理：实际上，由r8， c2，r4，r10，u3，r6，q1组成带窗口回差比较电路，由r4，r10将vcc分压后给到u3-6脚（反相端）做为关断点基准（预设的第三电压基准值），电路接收外部调光信号后，通过第八电阻r8和第二电容c2滤波后，给到u3-5脚（同相端），当调光信号（同相端）值大于基准值（反相端）时，u3-7脚输出高电平，此时d2反向，不对pwm信号产生影响，并且使q1导通通过r6拉低基准电压，形成窗口回差，防止在开启/关断区间反复误动作。
47.同时，u3-7脚通过电阻r12推动第四光耦u4导通，给d部分的电源控制芯片6开灯信号，反之，当调光信号（同相端）值小于基准值时，u3-7脚输出低电平，通过d2将pwm信号拉低，使第五光耦u5失去驱动信号，从而使电源控制芯片6接收到的信号为零而不输出电压或电流而灭灯，同时q1截止，r6悬空，使得u3-6脚的基准值恢复原值而形成窗口回差，防止在开启/关断区间反复误动作。
48.注：以上关于特征的描述，可以通过符号进行描述，例如第三放大器u3等效为u3，
mos管q1等效为q1，以此类推。
49.本技术实施例一种可设置关断点的模拟转数字调光电路的实施原理为：通过将外部调光信号（0-10v、pwm等）转换为某一合适的频率的占空比信号，驱动光耦，将预定调光信号传递给电源控制芯片6实现调光；同时本发明还会检测预定调光信号的幅度，依据设定值，输出另一路开灯或是关灯信号，这路信号会强制将光耦的驱动信号拉低，切断调光信号通过光耦的传递路径，电源控制芯片6收不到调光信号而进入关灯状态；而且这一路开/关灯信号也可以单独驱动另一路光耦，将开/关灯信号直接传递给电源控制芯片6，让电源完全停止工作，进入待机状态。
50.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。