一種led可控矽調光電源用智能維持電流電路的製作方法
2023-07-04 02:25:46
專利名稱：一種led可控矽調光電源用智能維持電流電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種LED可控矽調光碟機動電源，具體涉及一種LED可控矽調光電源應用中維持可控矽調光電源正常導通工作的智能維持電流迴路。
背景技術：
目前LED燈具調光市場上使用最多的就是傳統的可控矽調光器，它被廣泛應用於千家萬戶和酒店等需要調光的場所。可控矽調光的原理就是通過可控矽器件的開關對正弦交流電進行斬波調製，按斬波位置可以分為前沿斬波和後延斬波，這種可控矽器件調光有一個特點也是在LED調光應用中的難點就是有一個維持電流這個參數，也就是說可控矽導通後需要一定的維持電流(通常在5-60mA之間)才能維持導通，否則可控矽將會關閉。在白熾燈做負載的時候，因為白熾燈的功率比較大，又是純阻態的特性，所以不會 有維持電流不夠的問題。但LED驅動電源就不一樣，它是一個容性負載，只在交流周期的波峰位置才吸收電流。這就造成可控矽因沒有維持電流而誤關斷，關斷之後因可控矽的觸發電壓還是存在的就會再次導通，導通後因沒有足夠的維持電流又會關斷，如此反覆從而造成閃爍等問題。這也是目前LED調光燈具出現閃爍，調光不穩定等異常的根本原因。針對上述問題，目前行業內有兩種解決方案一種是增加洩放迴路，通常是增加電阻或恆流洩放迴路。這一方案採用恆流源作為負載，但控制策略都是通過檢測線電壓來控制恆流源負載的開與關。但因為可控矽需要的是維持電流不是維持電壓，這就會造成在線電壓比較高，但沒有足夠維持電流的時候，恆流源負載該打開時卻沒有打開，造成可控矽不能正常工作，導致LED燈具閃爍不穩定，這種不正常的工作狀態在小功率的LED球泡燈、射燈上尤其明顯。這一方案用於小功率的LED球泡燈或射燈調光中時都會出現調光不穩定、跳躍、閃爍等異常情況。；另一種是通過Boost結構的APFC電路來使負載電路趨於阻性負載，但這個方案有一個致命的缺陷，就是輸出有工頻紋波，這就會導致在調至比較暗的時候不可避免的有工頻閃爍，且這種閃爍是拓撲結構本身自有的，無法有效的解決，故市場上這類方案的幾乎沒有量產。
發明內容本實用新型目的在於提供一種LED可控矽調光電源用智能維持電流電路，它通過簡單的電路結構有效地解決可控矽調光電源在小功率LED燈具調光應用中的調光不穩定、閃爍等問題。為了解決現有技術中的這些問題，本實用新型提供的技術方案是一種LED可控矽調光電源用智能維持電流電路，所述LED可控矽調光電源用智能維持電流電路包括可控矽調光器、整流電路、功率轉換器以及LED負載，交流電源與可控矽調光器相連後接入整流電路，經整流電路整流後再與功率轉換器相連，LED負載與功率轉換器的輸出端相連，所述整流電路與功率轉換器之間設有智能維持電流電路，所述智能維持電流電路包括電流採樣電路、控制電路、恆流負載電路以及偏置電路，所述電流採樣電路採集主迴路電流，控制電路根據主迴路電流控制恆流負載電路的開關，所述偏置電路為恆流負載電路正常工作提供偏置。對於上述技術方案，作為補充，所述的電流採樣電路為採樣電阻R2，所述採樣電阻R2串聯在主迴路上。所述的恆流負載電路包括MOS管Q1、穩壓管ZDl以及電阻R4，所述的控制電路包括三極體Q2、電阻R3·以及電容C2，三極體Q2的e極與R2的近A埠的一端相連，三極體Q2的b極與電阻R3的一端相連，R3的另一端與R2的近B埠的一端相連，三極體Q2的c極與MOS管Ql的g極相連，電容C2的一端與三極體Q2的e極相連，電容C2的另一端與電阻R2的近B埠相連，電容Cl的一端、穩壓管ZDl的負極均與MOS管Ql的g極相連，電容Cl的另一端、穩壓管ZDl的正極均與電阻R2的近B埠相連。 作為優化，所述智能維持電流電路中設有保護電路，所述保護電路與電流採樣電路並聯，用於保護控制電路，所述保護電路包括二極體D2與二極體D3，二極體D2正極與二極體D3負極相連，二極體D2的負極與電阻R2的近A埠相連，二極體D3的正極與電阻R2的近B埠相連。相比於現有技術中的解決方案，本實用新型優點是本實用新型通過採樣電路對主迴路電流進行採樣，並將採樣電流與可控矽的維持電流進行比較，當電流採樣電路採集到主迴路的電流(即流過可控矽的電流)低於可控矽的維持電流，控制電路就打開恆流負載電路，增加主迴路電流使其大於等於可控矽的維持電流，保證可控矽的正常工作；當電流採樣電路採集到主迴路的電流大於可控矽的維持電流，控制電路就關閉恆流負載電路，節省能量，降低功耗；當主迴路電流進一步增大，保護電路就會給主迴路提供一個低阻抗通道即保護電路，以保護此智能維持電流迴路。因而本實用新型即使在小功率的LED燈具調光應用中也可以維持可控矽調光器的正常工作，達到調光穩定、無閃爍的目的，智能地做到按需提供維持負載的電流，節約耗能。
以下結合附圖
及實施例對本實用新型作進一步描述圖I為本實用新型實施例的電路結構示意圖；圖2為本實用新型實施例的電路結構框架圖；圖3為本實用新型實施例的智能維持電流電路的電路圖。
具體實施方式
以下結合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用於說明本發明而不限於限制本發明的範圍。實施例中採用的實施條件可以根據具體廠家的條件做進一步調整，未註明的實施條件通常為常規實驗中的條件。實施例本實施例所描述的LED可控矽調光電源用智能維持電流電路，所述LED可控矽調光電源用智能維持電流電路的結構如圖I所示，它包括可控矽調光器、整流電路、功率轉換器以及LED負載，交流電源與可控矽調光器相連後接入整流電路，經整流電路整流後再與功率轉換器相連，LED負載與功率轉換器的輸出端相連，所述整流電路與功率轉換器之間設有智能維持電流電路，所述智能維持電流電路的結構如圖2所示，智能維持電流電路包括電流採樣電路、控制電路、恆流負載電路以及偏置電路，所述電流採樣電路採集主迴路電流，控制電路根據主迴路電流控制恆流負載電路的開關，所述偏置電路為恆流負載電路正常工作提供偏置。智能維持電流電路的具體電路如圖3所示，所述的電流採樣電路為採樣電阻R2，所述採樣電阻R2串聯在主迴路上，用於採集主迴路電路Ia。所述的恆流負載電路包括MOS管Q1、穩壓管ZDl以及電阻R4，所述的控制電路包括三極體Q2、電阻R3以及電容C2，三極體Q2的e極與R2的近A埠的一端相連，三極體Q2的b極與電阻R3的一端相連，R3的另一端與R2的近B埠的一端相連，三極體Q2的c極與MOS管Ql的g極相連，電容C2的一端與三極體Q2的e極相連，電容C2的另一端與電阻R2的近B埠相連，電容Cl的一端、穩壓管ZDl的負極均與MOS管Ql的g極相連，電容Cl的另一端、穩壓管ZDl的正極均與電 阻R2的近B埠相連。電容Cl、電容C2用於濾波，同時增加環路的穩定性。另外，所述智能維持電流電路中設有保護電路，所述保護電路與電流採樣電路並聯，用於保護控制電路，所述保護電路包括二極體D2與二極體D3，二極體D2正極與二極體D3負極相連，二極體D2的負極與電阻R2的近A埠相連，二極體D3的正極與電阻R2的近B埠相連。所述正向串聯的兩二極體為大電流的低阻通路，可有效保護控制電路。當主迴路電流Ia低於可控矽的維持電流值時，三極體Q2的b_e極沒有足夠的電壓使三極體Q2導通，因而三極體Q2的c極處於高阻狀態。穩壓管ZDl通過電阻Rl充電，直至建立穩壓電壓Uz，此時MOS管Ql導通，形成恆定的負載電流Ids，Ids= (Uz-Vgs) /R4，其中Vgs是Ql的g_s導通閾值。Ids和原先Ib疊加在一起,從而使主迴路電流Ia大於等於可控矽的維持電流。當主迴路電流Ia高於可控矽的維持電流值時，這是可控矽調光器可以正常的工作。Ia會在R2上形成壓降，使三極體Q2的b-e極產生正向偏置，三極體Q2導通，MOS管Ql的g極被拉低，MOS管Ql關閉，也就關閉了恆定負載電流Ids，降低了電路功耗，提高了整體LED燈具效率。當主迴路電流Ia進一步增大，電阻R2上的壓降也隨著進一步增大，電阻R2上的壓降等於二極體D2與二極體D3的正向壓降和時，二極體D2、D3導通，避免了三極體Q2的b-e極因R2上的壓降上升而損壞，從而保護了電路本身。上述實例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人是能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求1.一種LED可控矽調光電源用智能維持電流電路，所述LED可控矽調光電源用智能維持電流電路包括可控矽調光器、整流電路、功率轉換器以及LED負載，交流電源與可控矽調光器相連後接入整流電路，經整流電路整流後再與功率轉換器相連，LED負載與功率轉換器的輸出端相連，其特徵在於，所述整流電路與功率轉換器之間設有智能維持電流電路，所述智能維持電流電路包括電流採樣電路、控制電路、恆流負載電路以及偏置電路，所述電流採樣電路採集主迴路電流，控制電路根據主迴路電流控制恆流負載電路的開關，所述偏置電路為恆流負載電路正常工作提供偏置。
2.根據權利要求I所述的一種LED可控矽調光電源用智能維持電流電路，其特徵在於，所述的電流採樣電路為採樣電阻R2，所述採樣電阻R2串聯在主迴路上。
3.根據權利要求I或2所述的一種LED可控矽調光電源用智能維持電流電路，其特徵在於，所述的恆流負載電路包括MOS管Q1、穩壓管ZDl以及電阻R4，所述的控制電路包括三極體Q2、電阻R3以及電容C2，三極體Q2的e極與電阻R2的近A埠的一端相連，三極體Q2的b極與電阻R3的一端相連，電阻R3的另一端與電阻R2的近B埠的一端相連，三極體Q2的c極與MOS管Ql的g極相連，電容C2的一端與三極體Q2的e極相連，電容C2的另一端與電阻R2的近B埠相連，電容Cl的一端、穩壓管ZDl的負極均與MOS管Ql的g極相連，電容Cl的另一端、穩壓管ZDl的正極均與電阻R2的近B埠相連。
4.根據權利要求I所述的一種LED可控矽調光電源用智能維持電流電路，其特徵在於，所述智能維持電流電路中設有保護電路，所述保護電路與電流採樣電路並聯，用於保護控制電路。
5.根據權利要求4所述的一種LED可控矽調光電源用智能維持電流電路，其特徵在於，所述保護電路包括二極體D2與二極體D3，二極體D2正極與二極體D3負極相連，二極體D2的負極與電阻R2的近A埠相連，二極體D3的正極與電阻R2的近B埠相連。
專利摘要本實用新型提供了一種LED可控矽調光電源用智能維持電流電路，交流電源與可控矽調光器相連後接入整流電路，經整流電路整流後再與功率轉換器相連，LED負載與功率轉換器的輸出端相連，所述智能維持電流電路設於整流電路與功率轉換器之間，所述智能維持電流電路包括電流採樣電路、控制電路、恆流負載電路以及偏置電路，所述電流採樣電路採集主迴路電流，控制電路根據主迴路電流控制恆流負載電路的開關，所述偏置電路為恆流負載電路正常工作提供偏置。本實用新型即使在小功率的LED燈具調光應用中也可以維持可控矽調光器的正常工作，達到調光穩定、無閃爍的目的，智能地做到按需提供維持負載的電流，節約耗能。
文檔編號H05B37/02GK202634758SQ201220070049
公開日2012年12月26日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者陳輝 申請人:蘇州凱麒電子科技有限公司