一種調(diào)光器的制造方法
【專利摘要】一種調(diào)光器包括一個電源模塊，以及一個與該電源電性連接的開關(guān)電路模塊，所述開關(guān)電路模塊包括至少一個MOS管，一個電性連接在所述電源模塊與開關(guān)電路模塊之間的智能驅(qū)動電路模塊。該智能驅(qū)動電路模塊包括一個負溫度系數(shù)熱敏電阻，一個第一電阻，以及一個第二電阻。由于所述負溫度系數(shù)熱敏電阻的存在，所述智能驅(qū)動電路模塊的輸出電阻隨著所述MOS管的溫度升高而降低或溫度降低而升高，從而可以使MOS管的開關(guān)轉(zhuǎn)換速度太慢時，提高輸入驅(qū)動功率，太快時又降低輸入驅(qū)動功率，最后該輸入驅(qū)動功率到達一個平衡值，所述MOS管的開關(guān)轉(zhuǎn)換速度也到達一個平衡值，該平衡值使得所述調(diào)光器既能通過EMC測試又能達到溫度的要求。
【專利說明】一種調(diào)光器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電源設(shè)備，特別是一種適用于大功率小體積的調(diào)光器。

【背景技術(shù)】
[0002]在一般的日常生活中，隨處都可見到各種照明設(shè)備，例如，日光燈、路燈、臺燈、藝術(shù)燈等。在上述的照明設(shè)備中，傳統(tǒng)上大部分是以鎢絲燈泡做為發(fā)光光源。近年來，由于科技日新月異，已利用發(fā)光二極管(LED)作為發(fā)光來源。甚者，除照明設(shè)備外，對于一般交通號志、廣告牌、車燈等，亦都改為使用發(fā)光二極管做為發(fā)光光源。如前所述，使用發(fā)光二極管作為發(fā)光光源，其好處在于省電，且亮度更大，故于使用上已逐漸普通化。
[0003]隨著LED燈具的普及，越來越多的場合開始使用LED燈具，而對于LED燈具，由于其直流低壓特征，必須為其配備相適應(yīng)的直流電源。同時，隨著人們生活水平及要求的提高，人們不再滿足單一亮度或顏色的LED燈具，因此，調(diào)光器應(yīng)運而生。然而，為了適應(yīng)LED燈的功率增加，調(diào)光器的輸出功率也越來越大，但是為了美觀與裝配，體積卻要求越來越小。但是，當調(diào)光器的功率變大后，會出現(xiàn)兩個問題，一是發(fā)熱會大幅度增加，即MOS管開關(guān)的發(fā)熱會大幅度增加，二是電磁干擾也會大幅度提高，這些因素制約了大功率小體積調(diào)光器的設(shè)計與制作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，有必要提供一種適用于大功率小體積的調(diào)光器，以滿足上述需求。
[0005]一種調(diào)光器包括一個電源模塊，一個與該電源電性連接的開關(guān)電路模塊，一個電性連接在所述電源模塊與開關(guān)電路模塊之間的智能驅(qū)動電路模塊。所述開關(guān)電路模塊包括至少一個金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。該智能驅(qū)動電路模塊包括一個負溫度系數(shù)熱敏電阻，以及一個與該負溫度系數(shù)熱敏并聯(lián)的第一電阻。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于所述負溫度系數(shù)熱敏電阻的存在，所述智能驅(qū)動電路模塊的輸出電阻隨著所述金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的溫度升高而降低或溫度降低而升高，從而可以改變所述金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的輸入驅(qū)動功率，進而使得當所述金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的開關(guān)轉(zhuǎn)換速度太快時，降低輸入驅(qū)動功率，而開關(guān)轉(zhuǎn)換速度太慢時，提高輸入驅(qū)動功率，最后該輸入驅(qū)動功率到達一個平衡值，所述金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的開關(guān)轉(zhuǎn)換速度也到達一個平衡值，該平衡值使得所述調(diào)光器既能通過EMC測試又能達到溫度的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]以下結(jié)合附圖描述本發(fā)明的實施例，其中:
[0008]圖1為本發(fā)明提供的一種調(diào)光器的電路框圖。
[0009]圖2為圖1的調(diào)光器的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0010]以下基于附圖對本發(fā)明的具體實施例進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅作為實施例，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍。
[0011]請參閱圖1及圖2，其為本發(fā)明所提供的一種調(diào)光器100的電路框圖及電路原理圖。所述調(diào)光器100包括一個電源模塊10，一個與該電源模塊10電性連接的整形電路模塊11，一個與該整形電路模塊11電性連接的智能驅(qū)動電路模塊12，一個與該智能驅(qū)動電路模塊12電性連接的開關(guān)電路模塊13，一個與該開關(guān)電路模塊13電性連接的負載14，一個與所述整形電路模塊11電性連接并為該整形電路模塊11提供控制信號的信號輸入模塊15。
[0012]所述負載14可以是LED燈具,或其他相適應(yīng)的燈具,在本實施例中，所述負載為LED燈具。
[0013]所述電源模塊10提供恒壓電源。當然可以想到的是，為該電源模塊10提供電力的電源可以為市電、發(fā)電機組等交流電，蓄電池等直流電等，其根據(jù)需要來設(shè)定。從圖2的電路原理圖可以看出該電源模塊10利用兩個二極管Dl、D2，以及一個電容Cl來對其輸入電源進行濾波去峰，以輸出適合所述調(diào)光器100使用的恒壓電源。
[0014]所述整形電路模塊11包括三個三極管以、02、03，以及兩個電阻1?3、1?4，如圖2所示的電路圖。當所述信號輸入模塊15的輸出的驅(qū)動信號為低電平時，所述三極管Q1、Q2將截止，該整形電路模塊11處于截止狀態(tài)，負載14即LED燈具無電流不工作。當所述信號輸入模塊15的輸出驅(qū)動信號為高電平時，所述三極管Q1、Q2將導(dǎo)通，該整形電路模塊11處于導(dǎo)通狀態(tài)，負載14開始工作。所述三極管Q1、Q2、Q3除了用作信號輸入的開關(guān)還控制信號輸入的時間長短。所述三極管Ql、Q2的導(dǎo)通與截止需要與電源模塊10的輸入電流的相位同步，從而可以通過控制Q1、Q2的導(dǎo)通時間的長短來控制該調(diào)光器100的輸出功率的大小，進而即可實現(xiàn)調(diào)光。
[0015]所述信號輸入模塊15可以為單片機或CPU等具有數(shù)據(jù)處理功能的單元，其根據(jù)用戶的要求進行編程，取樣，數(shù)據(jù)處理或者根據(jù)用戶的手動輸入，如改變阻值的大小等手段來輸出用戶所需要的負載14的輸出功率。所述信號輸入模塊15輸出的信號為控制信號，即控制該調(diào)光器100的輸出功率的大小。但由于該信號輸入模塊15輸出的控制信號與電源模塊10輸出的電源信號之間存在著壓差，因此需要一個隔離裝置來隔離，即如下所述的信號輸入隔離電路模塊16。
[0016]所述調(diào)光器100包括一個電性連接在所述信號輸入模塊15與整形電路模塊11之間的信號輸入隔離電路模塊16，用于隔離所述信號輸入模塊15的控制信號與電源模塊10的電源信號，即隔離所述信號輸入模塊15的控制信號的接地端與電源模塊10的電源信號的接地端。因為所述控制信號的接地端與電源信號的接地端之間具有電壓差，如果該兩個接地端導(dǎo)通，將或者損毀所述信號輸入模塊15或者損毀電源模塊10。該信號輸入隔離電路模塊16包括一個光耦器件NI用以實現(xiàn)以上要求，光耦器件NI為本領(lǐng)域技術(shù)人員所習(xí)知的電子元器件，再此不再贅述。
[0017]所述智能驅(qū)動電路模塊12包括一個負溫度系數(shù)熱敏電阻NTC1，一個與該負溫度系數(shù)熱敏電阻NTCl并聯(lián)的第一電阻R6，以及一個與所述負溫度系數(shù)熱敏電阻NTCl及第一電阻R6串聯(lián)的第二電阻R7。所述負溫度系數(shù)熱敏電阻NTCl (NTC:Negative TemperatureCoefficient)是以猛、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料,采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，因為在導(dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。該負溫度系數(shù)熱敏電阻NTC就是當其溫度低時，這些氧化物材料的載流子(電子和孔穴)數(shù)目少，所以其電阻值較高，但隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值會降低的一種電阻。所述第一、第二電阻R6、R7為一恒定電阻，即具有一個恒定阻值。所述智能驅(qū)動電路模塊12的輸出電阻將由第一電阻R6與負溫度系數(shù)熱敏電阻NTCl的即時電阻決定。由于第一電阻R6與負溫度系數(shù)熱敏電阻NTCl并聯(lián)設(shè)置，因此所述智能驅(qū)動電路模塊12的輸出電阻將在第一電阻R6的電阻阻值與負溫度系數(shù)熱敏電阻NTCl的最小電阻之間變化。
[0018]所述開關(guān)電路模塊13包括兩個金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,簡稱MOS 管)Q4、Q5。該兩個MOS管Q4、Q5分別用于開關(guān)電源信號的輸入與調(diào)光器100的輸出。所述MOS管Q4、Q5是調(diào)光器100的主要發(fā)熱源，也是電磁干擾產(chǎn)生的主要發(fā)生源。MOS管Q4、Q5的發(fā)熱量主要由開關(guān)損耗引起，如果MOS管Q4、Q5開關(guān)轉(zhuǎn)換速度太快，其將產(chǎn)生很大的電磁波，因此導(dǎo)致調(diào)光器100的傳導(dǎo)干擾會很大，無法通過電磁兼容性測試EMC (Electro Magnetic Compatibility),因此無法做大所述調(diào)光器100的功率。而如果MOS管Q4、Q5開關(guān)轉(zhuǎn)換速度太慢，雖然不會產(chǎn)生很大的電磁波，電磁兼容性測試EMC可以得到很好的解決，但是由該MOS管Q4、Q5的開關(guān)損耗引起的發(fā)熱量將很大，因此為了散熱，必須增大調(diào)光器100的體積以利于散熱，這又不利于減小調(diào)光器的體積，因此這些原因成為現(xiàn)有技術(shù)中的調(diào)光器無法實現(xiàn)大功率小體積的原因。也因此當MOS管Q4、Q5開關(guān)轉(zhuǎn)換速度太快時，希望通過調(diào)整能夠慢一點，以通過EMC測試，而當MOS管Q4、Q5開關(guān)轉(zhuǎn)換速度太慢時，希望通過調(diào)整能夠快一點，以降低其發(fā)熱量。而所述智能驅(qū)動電路模塊16的作用就在于此，所述負溫度系數(shù)熱敏電阻NTCl貼設(shè)在MOS管Q4或Q5上，當MOS管Q4或Q5溫度變化時，該負溫度系數(shù)熱敏電阻NTC的即時電阻也將變化，即當溫度升高，電阻降低，而溫度降低，則電阻升高。當MOS管Q4、Q5的開關(guān)轉(zhuǎn)換速度太快時，MOS管Q4、Q5的溫度降低，負溫度系數(shù)熱敏電阻NTCl的即時電阻將增大，所述智能驅(qū)動電路模塊16的輸出電阻將接近第一電阻R6與第二電阻R7的總阻值，從而降低整形電路模塊11的輸出驅(qū)動功率，進而將降低MOS管Q4、Q5的開關(guān)轉(zhuǎn)換速度，從而降低電磁干擾。而當MOS管Q4、Q5的開關(guān)轉(zhuǎn)換速度太慢時，MOS管Q4、Q5的溫度升高，負溫度系數(shù)熱敏電阻NTCl的即時電阻將降低，所述智能驅(qū)動電路模塊16的輸出電阻將接近負溫度系數(shù)熱敏電阻NTCl的即時電阻與第二電阻R7的總阻值，從而提高所述整形電路模塊11的輸出驅(qū)動功率，進而提高MOS管Q4、Q5的開關(guān)轉(zhuǎn)換速度，使得MOS管Q4、Q5的發(fā)熱量降低。因此通過設(shè)計所述第一電阻R6、負溫度系數(shù)熱敏電阻NTC1、以及第二電阻R7的參數(shù)，可以使所述MOS管Q4、Q5的開關(guān)轉(zhuǎn)換速度達到一個既能通過EMC測試又能達到溫度要求的平衡值，而無需考慮信號輸入模塊15的參數(shù)。當所述MOS管Q4、Q5達到所述的平衡值時，所述整形電路模塊的輸入驅(qū)動功率也到達一個平衡值，該平衡值使得所述調(diào)光器100既能通過EMC測試又能達到溫度的要求。當然可以想到的是，所述EMC測試的標準與溫度的要求是根據(jù)需要如使用場合，調(diào)光器100的輸出功率的大小，以及該調(diào)光器100的體積大小等因素來設(shè)定的，即其可以根據(jù)需要而變化。
[0019]所述調(diào)光器100還包括一個過載保護取樣電路模塊17，該過載保護取樣電路模塊17設(shè)置在所述開關(guān)電路模塊13與信號輸入模塊15之間，用于當負載14電流大于某值時，關(guān)閉該調(diào)光器100以保護該調(diào)光器100不被損壞，或者輸出反饋信號給所述信號輸入模塊15以讓信號輸入模塊15即時變更合適的輸出。所述過載保護取樣電路模塊17包括兩個電阻R9、R10、以及一個光耦器件N2。所述兩個電阻R9、RlO用于過流保護取樣用，即當負載14電流大于預(yù)設(shè)的某值時，則兩個電阻R9、R10上的電壓超過該預(yù)設(shè)值，該電壓被電路檢測到后即可進行后續(xù)動作，如關(guān)閉驅(qū)動信號或更改驅(qū)動信號，以實現(xiàn)過載保護或短路保護，使該調(diào)光器100不被損壞。同樣，所述光耦器件N2的作用也是隔離作用，即用來隔離所述信號輸入模塊15的接地端與該過載保護取樣電路模塊17的接地端，以避免其導(dǎo)通而燒毀各電子元件。
[0020]所述調(diào)光器100還包括一個電性連接在所述開關(guān)電路模塊13與負載14之間的防寄生振蕩電路18。寄生振蕩是指非工作頻率的振蕩。常見的寄生振蕩有兩種，即低于工作頻率的低頻寄生振蕩和聞于工作頻率的聞頻寄生振蕩。寄生振蕩的發(fā)生，是由于MOS管極間電容、引線電感以及引線、扼流圈、電容器等元件的分布參數(shù)構(gòu)成了振蕩電路而產(chǎn)生的。寄生振蕩如不及時排除，會導(dǎo)致燒毀振蕩管。因此需要加載該防寄生振蕩電路18。在本實施例中，所述防寄生振蕩電路18電性連接在所述開關(guān)電路模塊13的輸入端，并包括一個電感LI，用于扼止所述開關(guān)電路模塊13所引起的寄生振蕩以降低該開關(guān)電路模塊13的溫度與屏蔽電磁干擾，其是利用電感的電磁感應(yīng)原理一方面吸收寄生振蕩能量，另一方面破壞寄生振蕩反饋的相位關(guān)系，從而抑制寄生振蕩發(fā)生。
[0021]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則的內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)光器，其包括一個電源模塊，以及一個與該電源模塊電性連接的開關(guān)電路模塊，所述開關(guān)電路模塊包括至少一個金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其特征在于:所述調(diào)光器還包括一個電性連接在所述電源模塊與開關(guān)電路模塊之間的智能驅(qū)動電路模塊，該智能驅(qū)動電路模塊包括一個負溫度系數(shù)熱敏電阻，一個與該負溫度系數(shù)熱敏并聯(lián)的第一電阻。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光器，其特征在于:所述電源模塊提供恒壓電源。
3.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光器，其特征在于:所述調(diào)光器還包括一個整形電路模塊，該整形電路模塊電性連接在所述電源模塊與智能驅(qū)動電路模塊之間以對所述電源模塊的輸出電源信號進行濾波整形。
4.如權(quán)利要求3所述的調(diào)光器，其特征在于:所述整形電路模塊包括至少一個三極管，該三極管用作信號輸入的開關(guān)并控制信號輸入的時間長短。
5.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光器，其特征在于:所述調(diào)光器還包括一個信號輸入隔離電路模塊，以及一個電性連接在所述信號輸入隔離電路模塊的輸入端的信號輸入模塊，所述信號輸入模塊用于為所述調(diào)光器輸入驅(qū)動信號以控制該調(diào)光器的輸出，所述信號輸入隔離電路模塊用于隔離所述信號輸入模塊的控制信號與電源模塊的電源信號。
6.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光器，其特征在于:所述智能驅(qū)動電路模塊還包括一個第二電阻，該第二電阻與所述負溫度系數(shù)熱敏電阻及第一電阻串聯(lián)設(shè)置。
7.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光器，其特征在于:所述第一電阻具有一個恒定阻值。
8.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光器，其特征在于:所述調(diào)光器還包括一個過載保護取樣電路模塊，該過載保護取樣電路模塊用于當負載電流大于某值時，關(guān)閉該調(diào)光器以保護該調(diào)光器不被損壞。
9.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光器，其特征在于:所述調(diào)光器還包括一個防寄生振蕩電路模塊，所述防寄生振蕩電路模塊用于扼止所述開關(guān)電路模塊所引起的寄生振蕩以降低該開關(guān)電路模塊的溫度與屏蔽電磁干擾。
10.如權(quán)利要求9所述的調(diào)光器，其特征在于:所述防寄生振蕩電路模塊電性連接在所述開關(guān)電路模塊的輸入端，并包括一個電感。
【文檔編號】H05B37/02GK104254170SQ201310287453
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月29日
【發(fā)明者】王其明, 吳東, 林萬炯 申請人:林萬炯