一种变频调光的高精度光耦电路及其驱动电源的制作方法

1.本发明涉及led照明驱动电源领域，具体涉及一种变频调光的高精度光耦电路及其驱动电源。


背景技术：

2.随着led技术的发展，led技术用于照明也被广泛应用，而“可调光”是led光源相对与传统光源很重要的一项优势，不仅能够实现调光，由于其体积小，因此在传统光源的基础上能实现超低深度以及高精度调光，因此可调光led灯具应用最为广泛的一个功能，而可调光也对电源提出了高可靠性的调光要求，例如在北美以及欧洲应用最为广泛的0-10v调光。
3.影响调光的因素主要为以下几个，在全电压108-380vac输入范围下，很难在保证低压快速启动的同时，又要保证高电压时的负载调整率的基础上，实现高精度调光，一方面不同的输入电压会影响到光耦的工作频率进而影响传输比，导致低压和高压输入时调光不准确。另一个方面是变压器的磁芯感量，一方面最求功率调节时低压和高压之间的转换效率，还要满足调色温时负载电压的变化导致线性调整率和负载调整率复合出来输入功率大幅偏离，有可能会不符合北美能源之星的规定，对于psr的反激电源来做，会进一步导致原边辅助绕组上的电压偏离，会出现分压到光耦的电压偏高或者偏低，使得流过光耦的电流也会偏大或者偏小，对应的上升沿时间也会出现偏差，最终导致调光频率不低。这些问题的出现会对驱动电源做出进一步优化，满足调光效果。
4.针对上述问题，如何解决全电压输入、多功率调节加调色下，高精度调光的问题，现有的led驱动电源有待改进和提高。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供一种变频调光的高精度光耦电路及其驱动电源，用于解决现有技术中大跨度电压输入、多功率输出、所需调光精度高的需求中，现有的led驱动电源所采用的解决方案效率低的问题，在满足效率和高精准调光的同时，通过频率调节的手段解决电压跨度大导致高低电压时调光调整率不好的问题。
6.根据发明总的申请构思，提供技术方案如下：
7.一种变频调光的高精度光耦电路，其中包括：
8.光耦单元，其包括用于隔离原边与副边的光耦，且所述光耦的输入端设置在驱动电源的副边，光耦的输出端设置在驱动电源的原边；
9.pwm运算放大器单元，其与所述的光耦单元连接，用于采集不同输入电压时的反馈信号到控制单元，能实时响应输入电压的变化时输出相对应的参考电压；
10.调光信号处理单元，其设置在驱动电源的副边，与所述的控制单元连接，用于预处理外部输入的0-10v调光信号或者pwm信号，并将预处理调光信号传输至控制单元。
11.控制单元，其设置在驱动电源的副边，其分别与所述的光耦单元、pwm运算放大器单元连接，用于判断pwm运算放大器单元的输入信号，并输出相应频率和占空比的调光信
号，还用于解析调光信号处理单元发出的预处理调光信号，并将该调光信号根据pwm运算放大器单元的输入信号，以及经过相应的频率补偿后发送至光耦单元的输入端；
12.本发明还包括下述一种变频调光的方法：
13.s1：获取pwm运算放大器单元所采集最低输入电压和最高输入电压的参考电压；
14.s2：根据最低输入电压和最高输入电压的参考计算输入电压差值系数以及输出负载占比系数；
15.s3：获取输入电压为中心值时的基准参考电压；
16.s4：控制单元内设置基准参考电压对应输出到光耦的pwm频率；
17.s5：根据输入电压差值系数在不同输入电压时进行频率补偿。
18.本发明还提供包括上述一种变频调光的高精度光耦电路以及一种变频调光的方法的驱动电源。
19.本发明所提供上述技术方案可以实现的有益效果如下：
20.1、本发明通过针对不同输入电压时，由于原边及副边的供电辅助绕组存在电压浮动现象，不仅会让传统的0-10v芯片随着输入电压以及输出负载的动态变化时，0-10v调光芯片所输出到光耦的占空比以及频率发生改变，导致高低压输入、重载和轻载时的调光不准，而在本发明中采用控制单元获取不同输入电压时的参考电压和基准参考电压，配合输出pwm的频率调节方法进行补偿，实现高低压输入、负载动态变化时的调光精准度。
21.2、采用控制单元替换调光芯片，不仅能在调光上更加精准，并且能集成更多类似调色的功能。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
23.图1为本发明一实施例提供的一种变频调光的高精度光耦电路结构图；
24.图2为本发明一实施例提供的一种变频调光的方法。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案中进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1，本实施例所述的一种变频调光的高精度光耦电路，其中包括
27.光耦单元，其包括光耦u1，用于隔离驱动电源的原边与副边，且所述光耦的输入端设置在驱动电源的副边，光耦的输出端设置在驱动电源的原边，并且光耦的传输比为300；电阻r1，用于控制光耦接收到的占空比的上升沿，该电阻变大时，其流过该电阻的电流减少，此时光耦接收到的上升沿边长，就会导致在相同的脉宽时间内，脉宽的幅值会变大，导致相同的高电平时间减少，进而占空比就会降低。电阻r2，该电阻会限定输入到光耦的电
流，进而改变光耦的传输比系数。
28.pwm运算放大器单元，其与所述的光耦单元连接，其包括电阻r3、电阻r4、电阻r5以及运算放大器u2，所述电阻r3和电阻r4组成获取输入电压变化和输出负载变化的基本采集电路。所述的电阻r5和运算放大器u2构成用于采集不同输入电压时的反馈信号到控制单元，变化的电压反映到电阻r4和电阻r5上就是r5电阻的变化，因此能实时响应输入电压的变化时输出相对应的参考电压；
29.调光信号处理单元，其设置在驱动电源的副边，与所述的控制单元连接，用于预处理外部输入的0-10v调光信号或者pwm信号。当预处理信号为0-10v，能将对应的电压信号过滤成幅值信号，并将该预处理调光信号传输至控制单元。当预处理信号为pwm的幅值信号，会将该信号直接传输至控制单元，不做幅值变化。
30.控制单元，其设置在驱动电源的副边，其分别与所述的光耦单元、pwm运算放大器单元连接，通过采集pwm运算放大器单元发出的参考电压，并根据该参考电压进行预判断处理，并向光耦单元的输入端输出相应输入电压的pwm频率和占空比的调光信号，具体实施见下述的一种变频调光的方法。
31.所述控制单元还用于解析调光信号处理单元发出的预处理调光信号，并将该调光信号根据pwm运算放大器单元的输入信号，以及经过相应的频率补偿后发送至光耦单元的输入端；
32.本发明还包括下述一种变频调光的方法：
33.s1：获取pwm运算放大器单元所采集最低输入电压和最高输入电压的参考电压；设获得最低输入电压的参考电压为ref_l，最高输入电压的参考电压为ref_h。
34.s2：根据最低输入电压和最高输入电压的参考计算输入电压差值系数以及输出负载占比系数；最小参考电压为ref_l，最大参考电压为ref_h所述的输入电压差值系数ref_co＝((ref_h-ref_l)/(ref_h) (ref_l)/(ref_h-ref_l))/2，原副边辅助绕组的匝比为k，输出电压最大值为vup，输出电压最小值为vdown，则所得到的相对应输出负载占比系数ref_lo＝(10
×
k)/(1.5
×
(v_up-v_down))。
35.在上述步骤中，最小输入电压为108v，最大输入电压为305v，输出电压最大值为45v，输出电压最小值为30v，根据上述步骤，得到输入电压差值系数为0.65，输出负载占比系数为0.222-0.226。
36.s3：获取输入电压为中心值时的基准参考电压ref_s＝(ref_h-ref_l)/2
×
ref_lo；
37.s4：控制单元内设置基准参考电压对应输出到光耦的pwm频率pwm_s＝800～900hz；
38.s5：根据输入电压差值系数在不同输入电压时或不同输出电压时进行频率补偿。由于不同输入电压时，在某些电源中采用外置的欠压保护电路，因此在不同的输入电压由于电阻值一定，分压到芯片的vcc电压也处于变化状态，即使采用线性稳压供电，这样也仍然会存在芯片供电引脚上的电压不稳，造成带有数字调光口的芯片内部判断电压幅值基准会发生波动，导致有“误判”现象产生，而这个误判其次还是由于副边通过光耦传输过来的pwm占空比信号幅值波动较大，导致进入到原边芯片的pwm波形发生幅值变化，因此在不同输入电压或输出电压变化的情况下，基于基准参考电压对应输出到光耦输入端的pwm频率，
基准参考电压对应输出到光耦的pwm频率设置为pwm_s＝850hz，可通过下述步骤进行频率补偿：
39.s5a：基于输入电压差值系数进行频率补偿时，当前输入电压对应的参考电压ref_no低于基准电压ref_s时，输出到光耦输入端的pwm频率为(ref_s-ref_no)
×
ref_co
×
10
×
(850) 850。
40.s5b：当前输入电压对应的参考电压ref_no高基准电压ref_s时，输出到光耦输入端的pwm频率为850-(ref_no-ref_s)
×
ref_co
×
10
×
(850)。
41.本发明还提供包括上述一种变频调光的高精度光耦电路以及一种变频调光的方法的驱动电源。
42.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，在不脱离本发明构思的情况下,还可以做出若干等同变换、改进和润饰，这些等同变换、改进和润饰也应视为本发明的保护范围，这里不再用实施例赘述，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。