一种改进型集中供电的LED驱动调光电路的制作方法

本实用新型属于led照明技术领域，尤其涉及一种集中供电的led驱动调光电路。

背景技术：

近年来轨道列车照明系统得以快速发展,从分散式小功率led驱动电源逐渐变为采用大功率集中供电模式，每节车厢接线方式由一位侧和二位侧组成，为了避免车上一旦其中一块电源坏了，导致整侧灯都不亮，影响车内照明，每一位侧led灯板都由两个大功率(300瓦以上)led驱动电源供电，该两个led驱动电源工作模式是互为备份，即其中一块模块坏了，另一个模块自动供电，不影响车内照明；为了满足不同情况使用，要求集控电源必须带有调光系统，例如白天，使用正常模式色温是4500k、照度是200lux，晚上使用夜间模式色温是3000k照度是66lux。

目前轨道列车客室照明系统中调光系统，主要靠单片机根据检测到输入控制信号，输出满足要求的pwm波，控制mos管通断，从而实现调光功能，该调光电路在分散式供电方式下，可以正常工作，但在集中供电模式下，很容易烧坏灯珠，缩短led灯珠的寿命。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种改进型集中供电的led驱动调光电路，以解决集中供电模块中led灯体输入电压有反向电压尖峰的技术问题,避免车上批量灯珠损坏，增加轨道列车照明系统的可靠性和稳定性。

为实现上述目的，本实用新型一种改进型集中供电的led驱动调光电路的具体技术方案如下：

一种改进型集中供电的led驱动调光电路，包括防接反电路，输入滤波电路、光耦隔离电路、控制电路和pwm斩波电路，所述pwm斩波电路包括mos管，所述mos管的g极串联有驱动电阻r39；

所述pwm斩波电路的输入端与控制电路的输出端相连，所述控制电路的输入端与光耦隔离电路的输出端相连，所述光耦隔离电路的输入端与输入滤波电路的输出端相连，所述输入滤波电路的输入端与输入防接反电路的输出端相连，所述输入滤波电路的输出端相连与放接反电路相连；

所述输入防接反电路是d1，所述输入滤波电路包括电阻r1、电容c1和稳压管d2，所述电阻r1和电容c1串联，所述稳压管d2的一端连接在电阻r1和电容c1之间，所述稳压管d2的一端与光耦隔离电路相连。

进一步，所述控制电路包括控制芯片u4，所述控制芯片u4的型号为pic12f683。

进一步，所述光耦隔离电路包括隔离器件，所述隔离器件信号为fod817。

本实用新型的一种改进型集中供电的led驱动调光电路具有以下优点：适合集中供电方式电路，输出电压的pwm波没有反向尖峰电压，从而实现调光功能，同时保护灯珠，延长led灯珠寿命，使轨道列车集中供电方式系统更加可靠和稳定。

附图说明

图1为现有技术中反向尖峰电压值对灯珠产生的具体影响的测试结果数据图。

图2为现有技术中反向尖峰电压测试结果数据图。

图3为本实用新型的一种改进型集中供电的led驱动调光电路的电路框图。

图4为本实用新型的一种改进型集中供电的led驱动调光电路的输入滤波电路和光耦隔离电路图一。

图5为本实用新型的一种改进型集中供电的led驱动调光电路的输入滤波电路和光耦隔离电路图二。

图6为本实用新型的一种改进型集中供电的led驱动调光电路的控制电路图。

图7为本实用新型的一种改进型集中供电的led驱动调光电路的pwm斩波电路图。

图8为实施例1改进电路图测试得到的反向尖峰电压数据图。

具体实施方式

为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型一种改进型集中供电的led驱动调光电路做进一步详细的描述。

目前集中供电方式，导致驱动电源与led灯板之间的接线较长，相当于在驱动电源与led灯板之间增加了一个电感，这样调光电路的mos导通与关闭时，导线上的微小电感发生电磁效应，就存贮的能量，关闭速度越快，其所积聚的能量就越集中释放。越多集中释放的能量将导致更大的反向尖峰电压的产生，如图1所示，反向尖峰电压值越大，对灯珠的损坏越大，此现象将导致led灯板上的大部分灯珠烧损，因此大大缩短灯珠寿命。

目前集中供电电源的调光系统，在实际应用过程中灯体产生反向尖峰如图2所示，反向尖峰达到了-62v，这样造成部分灯珠的烧损，严重影响了led灯珠的寿命。

针对此反向电压整改方案是在每只灯板加续流二极管，此方案存在风险，如果接反，造成电源输出短路，但如果保护短路速度不够，很有可能导致车上导线中电流瞬间增大，造成车上线路、电源模块和其他设备的损坏。

本实用新型一种改进型集中供电的led驱动调光电路，该调光电路控制在原pwm调光系统基础上，增加了防接反功能，优化mos导通和关断速度，如图3所示，mos的g极串联一个r1电阻。

一种改进型集中供电的led驱动调光电路，包括输入防接反电路，输入滤波电路、光耦隔离电路、控制电路和pwm斩波电路，所述输入防接反电路，防止输入控制信号接反导致后面的隔离元件烧坏，所述pwm斩波电路包括mos管，所述mos管的g极串联有驱动电阻r39，用于改变所述mos管的关断和开启速度；

所述pwm斩波电路的输入端与控制电路的输出端相连，所述控制电路的输入端与光耦隔离电路的输出端相连，所述光耦隔离电路的输入端与输入滤波电路的输出端相连，所述输入滤波电路的输入端与输入防接反电路的输出端相连；

所述输入滤波电路用于接受调光控制器的pwm进行低通滤波处理，滤出高频干扰，又能保证pwm波形不失真。

所述光耦隔离用于保护后端控制芯片，并能提高控制芯片的抗干扰能力。

所述控制电路用于采集经过低通滤波器处理的pwm波，输出跟调光控制器相同占空比和频率的pwm波，如果检测输入pwm波形一直(6ms以上)为低电平，则该输出固定频率和固定占空比的pwm波。

所述pwm斩波电路用于接受控制电路输出pwm波，控制led灯珠的亮灭，实现调光功能。

在本实施方式中，所述控制电路用于对调光控制器的pwm输入波形进行采集，输出与调光调色温控制器相同的pwm，如果检测输入pwm波形一直(6ms以上)为低电平，输出与调光控制器不同频率固定占空比的pwm波形。

在本实施方式中，所述控制电路包括控制芯片u4，所述控制芯片u4的型号为pic12f683。

在本实施方式中，所述输入滤波电路包括电阻r1、电容c1和稳压管d2，所述电阻r1和电容c1串联，所述稳压管d2的一端连接在电阻r1和电容c1之间，所述稳压管d2的一端与光耦隔离电路相连。

在本实施方式中，所述光耦隔离电路包括隔离器件，所述隔离器件信号为fod817。

实施例1：

防接反电路、输入滤波电路和光耦隔离电路：

如图4和图5所示，防接反电路防接反电路d1和d3为1n4007，最大可以承受dc1000v的反向电压，从而非常好的保护后面的元件，r1和c1组成的滤波电路，r1＝2k,c1＝220pf根据低通滤波器截止频率公式：

f＝1/2πrc(1)

计算截止频率为360khz，调光控制器的pwm波频率一般是320hz到2khz，因此该低通滤波器既能滤除高频干扰，又能保证pwm波形不失真，线路上串联4.7v稳压管，提高开通阈值，增加系统稳定性，防止误动作；选用fod817作为隔离器件，保护后端控制芯片，提高pic抗噪能力；

控制电路：

如图6所示，所述控制电路实现对调光控制器的pwm输入波形进行采集，输出与调光调色温控制器相同的pwm；如果检测输入pwm波形一直(6ms以上)为低电平，输出与调光控制器不同频率固定占空比的pwm波形：

pwm斩波电路：

如图7所示，mos管g极到地使用放置钳位二极管，将电压保护在15v，防止母线电压异常导致mos管损坏,同时增加驱动电阻r39，让mos管的关断速度和开启速度变慢，输出的pwm就没有反向尖峰电压。

对实施例1得到的改进型集中供电的led驱动调光电路进行测试如图8可知，此时反向尖峰电压为-3.6v，达到了输出的pwm没有反向尖峰电压的目的，进而对灯珠起到了保护的目的。

工作原理：

调光电路由arm采集调光调色温控制器发送的pwm波形，实时控制输出主线路中的mos管，通过不同的占空比实现调光和调色温功能，当arm一定时间未接收到调色温控制器发送出来的pwm时，将会判定为调色温控制器故障，并自行发送固定占空比的pwm，保证在列车运行过程中，即使调光控制器损坏驱动电源也能按正常照明，保证列车照明系统的正常运行；

通过在pwm斩波电路中增加mos管驱动电阻，改变mos管的关断和开启速度，使灯珠两端不在有反向电压尖峰，从而增加led灯的可靠性和稳定性，经过试验证明，led灯体几乎没有负压，也不再出现led灯珠烧毁现象。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。