一種適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路的製作方法

2023-09-23 10:53:10 1

專利名稱：一種適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路的製作方法
技術領域：
一種適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路技術領域[0001]本實用新型涉及一種電子電路，特別是一種適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路。
背景技術：
[0002]LED照明正在逐步取代傳統光源，如白熾燈、滷素燈等，而這些傳統光源都可以用一種調光器配合使用，使白熾燈或滷素燈的亮度由暗到亮或由亮到暗的變化，因此如果LED燈也能跟這種調光器兼容，這樣用戶在用LED燈替換白熾燈、滷素燈時，就不必同時更換調光器或和調光器與LED燈之間的連接線路，從而節約安裝成本，同時也更符合用戶的使用習慣，而傳統調光器根據採用的電子技術的不同，主要有以下兩種類型的調光器。一種是前移相調光器，又稱可控矽調光器，採用雙向可控矽作為電子開關來控制開通或切斷電源對負載的供電。另一種是後移相調光器，其採用場效應管或絕緣柵雙極型三極體作為電子開關來控制開通或切斷電源對負載的供電。[0003]圖1為一種現有的調光電源的電路圖，其虛線框中所示出的電路即為該電路中的相位檢測電路I。可以看得出該相位檢測電路I包括很多電子元器件，導致做出來的電源體積很大，不符合現代輕薄的潮流，而且很難在PCB板排布，因此不僅不利於美觀，而且還增加人力成本。實用新型內容[0004]有鑑於此，有必要提供一種電子元器件少的適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路。[0005]一種適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路，所述調光電源包括一個功率轉換電路，所述功率轉換電路包括一個單級反激開關控制電路。所述相位檢測電路包括一個二極體，一個電容，以及一個穩壓管。所述二極體的陽極與功率轉換電路的輸出端電性連接，陰極與電容的正極連接，電容的正極同時與穩壓管的陽極電性連接，所述二極體的陰極、電容的負極，以及穩壓管的陰極接地。[0006]與現有技術相比，本實用新型所提供的相位檢測電路所需要的電子元器件相對很少，在可以達到相應的功能的同時，由於電子元器件的減少可以使所述LED調光電源做的體積更小，更輕薄，更符合人們的使用要求。


[0007]
以下結合附圖描述本實用新型的實施例，其中:[0008]圖1為現有技術中的一種LED燈調光電源的中的相位檢測電路的電路原理圖。[0009]圖2為本實用新型提供的一種LED調光電源的電路原理圖。[0010]圖3為圖2的LED調光電源所具有的適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路的電路圖。[0011]圖4為圖3的電路圖在a點、b點的波形對比圖。圖5為圖3的電路圖在a點、c點的波形。圖6為圖3的電路圖在a點、d點的波形。圖7為圖3的電路圖在d點與運算單元的輸出波形的對比圖。
具體實施方式
以下基於附圖對本實用新型的具體實施例進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅作為實施例，並不用於限定本實用新型的保護範圍。請參閱圖2,其為本實用新型所提供的一種LED調光電路100的電路原理圖。所述LED調光電路100包括一個調光器10，一個與該調光器10電性連接的功率轉換電路11，以及一個功率轉換電路11電性連接的相位檢測電路12。當然可以想到的是，作為負載的LED燈(圖未示)是電性連接在調光控制輸出電路12的輸出端上。也需要進一步說明的是，該LED調光電路100還包括諸如整流電路，濾波電路，以及DC/DC轉換電路、運算單元如單片機等功能電路，以形成一個完整的LED調光電路100，但其屬於現有技術，在本實施例中，不作過多說明。在本實施例中，僅對相位檢測電路12的工作原理及組成電路進行說明。當然該相位檢測電路12還可以用在其他適合的場合，而不限於調光電路。所述調光器10為電子調光器，其主要作用在於可控整流，以調整燈光不同的亮度，即通過減少或增加RMS電壓促使平均功率的燈光產生的不同強度的光輸出。所述調光器10可以為前移相調光器或後移相調光器的一種。所述前移相調光器又稱為可控矽或晶閘管，特別地，採用雙向可控矽來控制電路的開通與切斷電源對負載的供電。所述後移項調光器採用場效應管或絕緣柵雙極型三極體來作為電子開關來控制導能或切斷電源對負載的供電。在本實施例中，所述調光器10為雙向可控矽，其為現有技術，不再贅述。所述功率轉換電路11用於將高壓直流轉化為適用於LED燈適用的低壓直流。為與所述相位檢測電路12相適應，所述功率轉換電路11還包括一個單級反激開關控制電路111，其可以為一個單級反激高PFC電路。該單級反激開關控制電路111是在開關管T關斷期間變壓器向輸出電容器和負載提供能量，且供電過程中電流的方向是單一的。由於所述單級反激開關控制電路111是單級的，使得整個電路中的a點的波形與調光器10的輸出波形是相同的，變化的可能僅是幅值的大小，也可以說a點的波形與調光器10的輸出波形是等比例縮放。所述功率轉換電路11還包括一個變壓器繞阻112，該變壓器繞阻112的輸入與輸出的相位相反，幅值與輸入和輸出所對應的線阻的匝比成比例，從而為LED燈提供一個合適的低電壓。所述相位檢測電路12用於檢測所述功率轉換電路114輸出的電流波形是否受到調光器10調整電流的影響，或為了改變LED燈的亮度，所述調光器10是否對輸出電流進行了調整。當調光器10降低輸出電壓或增加輸出電壓時，就需要該相位檢測電路122檢測到該輸出電壓的升降，並將該檢測到的信號經輸入到運算單元中，經該運算單元處理後，輸出脈衝信號以調製所述DC/DC轉換電路的輸出電流，從而驅動負載LED燈的亮度變化。如圖3所示，所述相位檢測電路12包括一個二極體D5，一個電容C2，一個穩壓管D7，以及至少一個阻抗。所述二極體D5的陽極與功率轉換電路11的輸出端的高電平端電性連接，陰極與電容C2的正極連接，電容C2的正極同時與穩壓管D7的陽極電性連接。所述二極體D5的陰極、電容C2的負極，以及穩壓管D7的陰極與功率轉換電路11的輸出端的低電平端電性連接或接地。所述至少一個阻抗在本實施例中，包括四個電阻R1、R2、R3、以及R4。所述電阻Rl串聯在二極體D5與電容C2之間，電阻R2並聯在二極體D5與電容C2之間，電阻R3串聯在電容C2與穩壓管D7之間，以及電阻R4串聯在穩壓管D7與相位檢測電路12的高電平輸出端之間。該相位檢測電路12的工作原理如下所述。[0020]如圖4所示，為功率轉換電路11在a點及b點的波形圖以及比較，可以看出經調光器10切波後，a點波形仍為2倍於負載額定頻率的全波「饅頭波」，顯然，該a點處的波形是不能直接加載到負載LED燈上的，因為LED燈需要的是恆流電源。由於功率轉換電路11的變壓器繞組Lpl與Ls相位相反，相位檢測電路12與功率轉換電路11的輸入輸出連接點即b點波形與a點波形將反相。同時在功率轉換電路11的單級反控制開關管關閉狀態時，b點為正向且和該相位檢測電路12的輸出電壓相差0.7V的高電壓。但是，二極體D5隔離或阻斷了 b點的正向電壓，同時電容C2起到了消除功率轉換電路11中的單級反激開關管控制電路111開關時所形成的脈衝，從而穩定了 c點電壓的作用，從而得到c點的波形，如圖5所示，其仍與a點波形相似但反相。假設穩壓管D7所處迴路處於電性斷開狀態時，R4、R3、R2通過三個電阻的分壓比使得d點的電壓將按比例抬高，即Ud = Uc+Uout*(Rl+R3)/(R1+R3+R4)[0021]其中:Ud為穩壓管兩端的電壓；[0022]Uc為當R3斷開時電容兩端的電壓；[0023]Uout為所述相位檢測電路的輸出電壓。[0024]但是，由於穩壓管D7的存在，即該穩壓管D7所處迴路處於電性連接時，該穩壓管D7反嚮導通，使得超過穩壓管D7兩端的電壓即d點的電壓被限制在穩壓管D7的穩壓值。而當b點的電壓為負向時，該穩壓管D7正嚮導通，該相位檢測電路12的輸出電壓即d點的電壓則被限制在穩壓管D7的正向壓降約為0.7V左右，從而得到d點的波形，如圖6所示。這裡的「約」是指由於電路本身存在的特性，該正向壓降會有起伏，而不是一個絕對不變的值。從該圖6可以看出，經過該相位檢測電路12的作用，輸出的波形成為方波，即成為運算單元所需要的相位角檢測信號，從而利於後續電路的調整變換。需要說明的是，由於功率轉換電路11的單級反激開關控制電路111是反激電路，可以使b點的波形與a點的波形相比僅僅是相位相反而已，從而可以使得該相位檢測電路12的輸出信號正確地反映功率轉換電路11的輸入與輸出，進而可以準確由運算單元輸出的PWM脈衝信號來調整DC/DC轉換電路的輸出信號。[0025]與現有技術相比，本實用新型所提供的相位檢測電路12所需要的電子元器件相對很少，在可以達到相應的功能的同時，由於電子元器件的減少可以使所述LED調光電源做的體積更小，更輕薄，更符合人們的使用要求。[0026]已經說明的各種部件可以以任意方式封裝。例如，包括單片機的部件可以與其它的有源和無源部件封裝在單個集成電路中，與其它有源和無源部件封裝在一組集成電路中，或者與其它有源和無源部件封裝在一組分立電路中。[0027]已經說明的全部各種電路可以通過任意的或者全部的組合相互連接使用。[0028]已經討論過的部件、步驟、益處和優點僅是說明性的。它們及其相關的討論都不意圖以任何方式限定保護範圍。多種其它的實施方式也是可以預期的，包括具有更少的、另外的和/或不同的部件、步驟、特性、益和和優點的實施方式。所述部件和步驟也可以通過不同的方式來布置和排序。類似「用於......的裝置」當用在權利要求中時包括已經說明的結構和材料及它
們的等同物。類似地，短語「用於......的步驟」當用在權利要求中時包括已經說明的行
為及其等同行為。沒有這些短語則意味著該權利要求不局限於任意相應的結構、材料、或行為或其等同內容。已經聲明或說明的內容不意圖使任意的部件、步驟、特性、目標、益處、優點或者對於公眾等同的內容是專有的，這與它們是否在權利要求中提到無關。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則的內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍的內。
權利要求1.一種適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路，所述調光電源包括一個功率轉換電路，所述功率轉換電路包括一個單級反激開關控制電路，其特徵在於:所述相位檢測電路包括一個二極體，一個電容，以及一個穩壓管，所述二極體的陽極與功率轉換電路的輸出端電性連接，陰極與電容的正極連接，電容的正極同時與穩壓管的陽極電性連接，所述二極體的陰極、電容的負極，以及穩壓管的陰極接地。
2.如權利要求1所述的適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路，其特徵在於:所述相位檢測電路包括四個電阻，一個電阻Rl串聯二極體與電容之間，一個電阻R2並聯在二極體與電容之間，一個電阻R3串聯在電容與穩壓管之間，以及一個電阻R4串聯在穩壓管與負載之間。
3.如權利要求2所述的適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路，其特徵在於:當所述穩壓管所處迴路處於電性斷開狀態時，該穩壓管兩端的電壓值與所述四個電阻的關係如下:Ud = Uc+Uout*(R1+R3)/(R1+R3+R4) 其中:Ud為穩壓管兩端的壓降； Uc為在電阻R3處斷開時電容兩端的壓降； Uout為所述相位檢測電路的輸出壓降。
4.如權利要求1所述的適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路，其特徵在於:當所述穩壓管所處迴路處於電性連接時，該穩壓管反嚮導通且兩端的正向壓降等於該穩壓管的額定穩壓值。
5.如權利要求1所述的適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路，其特徵在於:當所述穩壓管所處迴路處於電性連接時，該穩壓管正嚮導通且兩端的負向壓降約為0.7V。
6.如權利要求1所述的適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路，其特徵在於:所述調光電源包括一個運算單元。
7.如權利要求6所述的適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路，其特徵在於:所述運算單元為一單片機，其根據所述穩壓管的輸出信號以輸出額定的脈衝波。
8.如權利要求1所述的適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路，其特徵在於:所述單級反激開關控制 電路為單級反激高PFC電路。
9.如權利要求1所述的適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路，其特徵在於:所述功率轉換電路包括一個變壓器繞阻，該變壓器繞阻的輸入與輸出的相位相反，幅值與輸入和輸出所對應的線阻的匝比成比例。
專利摘要一種適用於單級反激前後切相調光電源的相位檢測電路，所述調光電源包括一個功率轉換電路，所述功率轉換電路包括一個單級反激開關控制電路。所述相位檢測電路包括一個二極體，一個電容，以及一個穩壓管。所述二極體的陽極與功率轉換電路的輸出端電性連接，陰極與電容的正極連接，電容的正極同時與穩壓管的陽極電性連接，所述二極體的陰極、電容的負極，以及穩壓管的陰極接地。本實用新型所提供的相位檢測電路所需要的電子元器件相對很少，在可以達到相應的功能的同時，由於電子元器件的減少可以使所述LED調光電源做的體積更小，更輕薄，更符合人們的使用要求。
文檔編號H05B37/02GK203072213SQ20122075493
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月15日 優先權日2012年12月15日
發明者潘黃鋒, 王林吉, 林萬炯 申請人:林萬炯