一種負載控制電路及裝置製造方法
2023-05-21 09:40:46 3
一種負載控制電路及裝置製造方法
【專利摘要】本發明屬於電路控制領域，公開了一種負載控制電路及裝置。在本發明實施例中，通過整流濾波模塊將市電去雜後轉換為負載所需的直流電，然後通過升壓模塊將整流濾波模塊輸出的直流電進行升壓，減少電能在電路中的損耗，通過DC-DC變換電路將升壓後的電壓轉換為負載所需的電壓，最後通過反饋調節模塊根據負載的輸入電壓控制DC-DC變換電路對輸出的電壓進行調節使負載的輸入電壓維持穩定。本發明提供的負載控制電路設計簡單，能夠使負載穩定高效的工作，負載使用壽命長，節約成本。
【專利說明】[0001] 一種負載控制電路及裝置
【技術領域】
[0002] 本發明屬於電路控制領域，尤其涉及一種負載控制電路及裝置。
[0003]
【背景技術】
[0004] 隨著電學領域的快速發展，各種依賴電的負載設備應運而生，極大的滿足了人們 的生產和生活需求。例如，家庭和辦公場所的電燈，生產製造業中的電機等都是電學領域發 展的產物，給人們的生活帶來了極大的便利。
[0005] 但是，現在大多數的負載控制電路設計複雜，元器件太多，造成較大的功率損耗， 且控制電路的電壓電流不穩定，容易造成負載損壞，增加成本。
[0006]
【發明內容】
[0007] 本發明實施例的目的在於提供一種負載控制電路，旨在解決現有負載控制電路電 路設計複雜，元器件較多，成本高的問題。
[0008] 為了解決上述技術問題，本發明實施例是這樣實現的，一種負載控制電路，與市交 流電和負載連接，所述電源電路包括： 整流濾波模塊，輸入端與是交流電連接，用於濾除市交流電中的幹擾信號並將所述市 交流電轉換為直流電輸出； 升壓模塊，第一輸入端與所述整流濾波模塊的輸出端連接，用於將所述整流濾波模塊 輸出的直流電進行升壓處理； DC-DC變換電路，輸入端與所述升壓模塊的輸出端連接，輸出端與所述負載的輸入端連 接，用於將所述升壓模塊輸出的電壓轉換為所述負載所需的電壓；以及 反饋調節模塊，輸入端與所述負載的輸入端連接，輸出端與所述DC-DC變換電路的控 制端連接，用於根據所述負載的輸入電壓控制所述DC-DC變換電路對輸出的電壓進行調 節。
[0009] 進一步地，所述負載控制電路還包括過壓保護模塊，所述過壓保護模塊的輸入端 與所述負載的輸出端連接，所述過壓保護模塊的輸出端與所述升壓模塊的第二輸入端連 接，用於當所述負載輸出的電壓大於預設電壓閾值時控制所述升壓模塊中斷輸出。
[0010] 進一步地，所述負載為串聯或並聯的LED燈珠。
[0011] 進一步地，所述升壓模塊為升壓型的功率因素校正電路。
[0012] 進一步地，所述整流濾波電路包括第一電阻、第一電容以及第一橋式整流電路； 所述第一電阻的第一端和所述第一電容的第一端共接後與市交流電的火線連接，所述 第一電阻的第二端與所述橋式整流電路的第一輸入端連接，所述第一電容的第二端與市交 流電的零線以及所述橋式整流電路的第二輸入端連接，所述第一橋式整流電路的低電壓輸 出端接地，所述第一橋式整流電路的高電壓輸出端為所述整流濾波電路的輸出端。
[0013] 進一步地，所述整流濾波電路包括： 第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第一電感以及第二橋式整流電路； 所述第二電容的第一端和第二端分別與市交流電的火線和零線連接，所述第二電容的 第一端和第二端分別接所述第一電感的第一線圈的第一端和所述第一電感的第二線圈的 第一端，所述第三電容連接在所述第一電感的第一線圈的第二端與地之間，所述第四電容 連接在所述第一電感的第二線圈的第二端與地之間，所述第二橋式整流電路的第一輸入端 和第二輸入端分別接所述第一電感的第一線圈的第二端和所述第一電感的第二線圈的第 二端，所述第五電容連接在所述第二橋式整流電路的高電壓輸出端和低電壓輸出端之間， 所述第二橋式整流電路的低電壓輸出端接地，所述第二橋式整流電路的高電壓輸出端為所 述整流濾波電路的輸出端。
[0014] 進一步地，所述升壓模塊包括： 微處理器MCU、第一 N型M0S管、第一二極體、第二二極體、第六電容、第七電容； 所述第七電容的第一端為所述升壓模塊的輸入端，所述第一 N型M0S管的漏極、柵極以 及源極分別接所述第七電容的第二端、微處理器MCU以及地，所述第二二極體的陽極和陰 極分別接所述第七電容的第二端和所述第六電容的正極，所述第六電容的負極接地，所述 第一二極體的陽極和陰極分別接所述第七電容的第一端和所述第二二極體的陰極，所述第 二二極體的陰極為所述升壓模塊的輸出端。
[0015] 進一步地，微處理器MCU為PFC控制器。
[0016] 進一步地，所述DC-DC變換電路包括： PWM控制器、第二N型M0S管、第三二極體、第二電感以及第八電容； 所述第三二極體的陰極為所述DC-DC變換電路的輸入端，所述第二N型M0S管的漏極、 柵極以及源極分別接所述第三二極體的陽極、所述PWM控制器以及地，所述PWM控制器的控 制端與所述反饋調節模塊的輸出端連接，所述第二電感的第二端和第一端分別接所述第二 N型M0S管的漏極和所述第八電容的第二端，所述第八電容的第一端接所述第三二極體的 陰極，所述第八電容的第一端為所述DC-DC變換電路的輸出端。
[0017] 本發明的目的還在於提供了一種負載控制裝置，所述裝置上述所述的負載控制電 路。
[0018] 在本發明中，通過整流濾波模塊將市電去雜後轉換為負載所需的直流電，然後通 過升壓模塊將整流濾波模塊輸出的直流電進行升壓，減少電能在電路中的損耗，通過DC-DC 變換電路將升壓後的電壓轉換為負載所需的電壓，最後通過反饋調節模塊根據負載的輸入 電壓控制DC-DC變換電路對輸出的電壓進行調節使負載的輸入電壓維持穩定。本發明提供 的負載控制電路設計簡單，能夠使負載穩定高效的工作，負載使用壽命長，節約成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發明實施例提供的負載控制電路的模塊結構圖； 圖2是本發明另一實施例提供的負載控制電路的模塊結構圖； 圖3是本發明第一實施例提供的負載控制電路的電路結構圖； 圖4是本發明第二實施例提供的負載控制電路的電路結構圖； 圖5是本發明第三實施例提供的負載控制電路的電路結構圖。
[0020]
【具體實施方式】
[0021] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明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僅用以解釋本發明，並 不用於限定本發明。
[0022] 為了說明本發明所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。
[0023] 圖1示出了本發明第一實施例提供的負載控制電路的模塊結構，為了便於說明， 僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下： 如圖1所示，本發明實施例提供的負載控制電路與市交流電AC和負載200連接，包括： 整流濾波模塊101，輸入端與是交流電連接，用於濾除市交流電中的幹擾信號並將該市 交流電轉換為直流電輸出； 升壓模塊102,第一輸入端與整流濾波模塊101的輸出端連接，用於將整流濾波模塊 101輸出的直流電進行升壓處理； DC-DC變換電路103,輸入端與升壓模塊102的輸出端連接，輸出端與負載200的輸入 端連接，用於將升壓模塊102輸出的電壓轉換為負載200所需的電壓；以及 反饋調節模塊104,輸入端與負載200的輸入端連接，輸出端與DC-DC變換電路103的 控制端連接，用於根據負載200的輸入電壓控制DC-DC變換電路103對輸出的電壓進行調 節。
[0024] 需要說明的是：為了提高驅動負載的驅動能力，採用升壓模塊102對整流濾波模 塊101輸出的直流電進行升壓，輸出電壓穩定的直流電；從而，減少大電流傳輸造成的功率 損耗。
[0025] 圖2示出了本發明另一實施例提供的負載控制電路的模塊結構，為了便於說明， 僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下： 如圖2所示，本發明實施例提供的負載控制電路還包括過壓保護模塊105,過壓保護模 塊105的輸入端與負載200的輸出端連接，過壓保護模塊105的輸出端與升壓模塊102的第 二輸入端連接，用於當負載200輸出的電壓大於預設電壓閾值時控制升壓模塊中斷輸出。
[0026] 在本發明實施例，過壓保護模塊105可以實時保護負載200免受過壓造成的損壞， 本發明實施例中，由於支路分流會損失掉部分電能，造成電能損耗，所以本發明實施例中過 壓保護觸發值根據的是負載的輸出電壓值。
[0027] 作為本發明一實施例，負載200為串聯或並聯的LED燈珠，還可以是其他電子設 備，包括但不限於是LED背光、電機等。
[0028] 作為本發明一實施例，升壓模塊102為升壓型的功率因素校正電路。
[0029] 在本發明實施例中，為了減少整流濾波電路101輸出的直流電在傳輸過程中的功 率損耗，升壓模塊102為升壓型的功率因素校正電路，升壓型的功率因素校正電路將整流 濾波電路101輸出的直流電進行升壓、濾波後，輸出穩定的高電壓、小電流直流電。
[0030] 實施例一: 圖3示出了本發明第一實施例提供的負載控制電路的電路結構，為了便於說明，僅示 出了與本發明第一實施例相關的部分，詳述如下： 作為本發明一實施例，整流濾波電路101包括第一電阻R1、第一電容C1以及第一橋式 整流電路BD1 ; 第一電阻R1的第一端和第一電容C1的第一端共接後與市交流電的火線L連接，第一 電阻R1的第二端與橋式整流電路BD1的第一輸入端連接，第一電容C1的第二端與市交流 電的零線N以及橋式整流電路BD1的第二輸入端連接，第一橋式整流電路BD1的低電壓輸 出端接地，第一橋式整流電路BD1的高電壓輸出端為整流濾波電路101的輸出端。
[0031] 實施例二: 圖4示出了本發明第二實施例提供的負載控制電路的電路結構，為了便於說明，僅示 出了與本發明第二實施例相關的部分，詳述如下： 作為本發明一實施例，整流濾波電路101包括： 第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第一電感L1以及第二橋式整流 電路BD2 ; 第二電容C2的第一端和第二端分別與市交流電的火線L和零線N連接，第二電容C2 的第一端和第二端分別接第一電感L1的第一線圈的第一端和第一電感L1的第二線圈的第 一端，第三電容C3連接在第一電感L1的第一線圈的第二端與地之間，第四電容C4連接在 第一電感L1的第二線圈的第二端與地之間，第二橋式整流電路BD2的第一輸入端和第二輸 入端分別接第一電感L1的第一線圈的第二端和第一電感L1的第二線圈的第二端，第五電 容C5連接在第二橋式整流電路BD2的高電壓輸出端和低電壓輸出端之間，第二橋式整流電 路BD2的低電壓輸出端接地，第二橋式整流電路BD2的高電壓輸出端為整流濾波電路101 的輸出端。
[0032] 在本發明第一實施例中和第二實施例中，整流濾波模塊101用於將市交流電中的 幹擾信號濾除後轉換為直流電，為負載提供更純淨穩定的直流電。
[0033] 實施例三: 圖5示出了本發明第三實施例提供的負載控制電路的電路結構，本發明第三實施例是 在本發明第二實施例的基礎上實現的，為了便於說明，僅示出了與本發明第三實施例相關 的部分，詳述如下： 作為本發明一實施例，升壓模塊102包括： 微處理器MCU、第一 N型M0S管Q1、第一二極體D1、第二二極體D2、第六電容C6、第七電 容C7 ; 第七電容C7的第一端為升壓模塊102的輸入端，第一 N型M0S管Q1的漏極、柵極以及 源極分別接第七電容C7的第二端、微處理器MCU以及地，第二二極體D2的陽極和陰極分別 接第七電容C7的第二端和第六電容C6的正極，第六電容C6的負極接地，第一二極體D1的 陽極和陰極分別接第七電容C7的第一端和第二二極體D2的陰極，第二二極體D2的陰極為 升壓模塊102的輸出端。
[0034] 優選的，本發明實施例中的微處理器Μ⑶為PFC控制器。
[0035] 作為本發明一實施例，DC-DC變換電路103包括： PWM控制器、第二Ν型M0S管Q2、第三二極體D3、第二電感L2以及第八電容C8 ; 第三二極體D3的陰極為DC-DC變換電路103的輸入端，第二N型MOS管Q2的漏極、柵 極以及源極分別接第三二極體D3的陽極、PWM控制器以及地，該PWM控制器的控制端與反饋 調節模塊104的輸出端連接，第二電感L2的第二端和第一端分別接第二N型M0S管Q2的 漏極和第八電容C8的第二端，第八電容C8的第一端接第三二極體D3的陰極，第八電容C8 的第一端為DC-DC變換電路103的輸出端。
[0036] 下面對本發明第三實施例提供的負載控制電路的電路工作原理進行說明，詳述如 下： 在本發明實施例中，微處理器MCU (PFC控制器)產生脈衝寬度調製PWM信號，需要說明 的是，PWM信號的佔空比根據升壓電路102升壓後需要輸出的電壓而設定；通過該PWM信號 控制第一 N型M0S管的導通/截止。
[0037] 當第一 N型M0S管導通時，整流濾波電路11輸出的直流電經過第一 N型M0S管Q1 到地，當第一 N型M0S管Q1突然截止時，第七電容C7產生反電動勢經過第一二極體D1對 第六電容C6充電，當第一 N型M0S管Q1再次導通時，升壓電路102輸出的電壓為：整流濾 波電路101輸出的直流電的電壓加上第七電容C7的電壓；從而，升壓電路102達到升壓、降 流的目的，有效地減少了大電流直流電在控制電路中引起的功率損耗。
[0038] 由於DC-DC變換電路103輸出的直流電用於直接驅動負載200,所以需要根據負 載需要的驅動電壓及電流調整PWM控制器輸出的PWM信號的佔空比，從而，DC-DC變換電路 103輸出與負載匹配的驅動電壓及電流。
[0039] 在本發明實施例中，通過PWM控制器輸出的PWM信號控制第二N型M0S管Q2導通 /截止；當第二N型M0S管Q2導通時，升壓模塊102輸出的直流電經過第八電容C8、第二電 感L2分壓，輸出電壓隨著負載的電壓變化而變化，輸出電流根據負載200的電流而定。當 第二N型M0S管Q2突然截止時，第二電感L2產生的反電動勢經過第三二極體D3繼續向負 載200輸出驅動電壓；從而，PWM控制器輸出的PWM信號控制第二N型M0S管反覆導通/截 止，通過PWM信號控制第二N型M0S管Q2的導通時間和截止時間，以滿足負載組持續輸出 驅動電流目的，有效地提商了效率。
[0040] 本發明實施例還提供了一種負載控制裝置，包括上述負載控制電路。
[0041] 在本發明實施例中，通過整流濾波模塊將市電去雜後轉換為負載所需的直流電， 然後通過升壓模塊將整流濾波模塊輸出的直流電進行升壓，減少電能在電路中的損耗，通 過DC-DC變換電路將升壓後的電壓轉換為負載所需的電壓，最後通過反饋調節模塊根據負 載的輸入電壓控制DC-DC變換電路對輸出的電壓進行調節使負載的輸入電壓維持穩定。本 發明提供的負載控制電路設計簡單，能夠使負載穩定高效的工作，負載使用壽命長，節約成 本。
[〇〇42] 以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在 不脫離本發明構思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當 視為屬於本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護範圍。
【權利要求】
1. 一種負載控制電路，與市交流電和負載連接，其特徵在於，所述電源電路包括： 整流濾波模塊，輸入端與是交流電連接，用於濾除市交流電中的幹擾信號並將所述市 交流電轉換為直流電輸出； 升壓模塊，第一輸入端與所述整流濾波模塊的輸出端連接，用於將所述整流濾波模塊 輸出的直流電進行升壓處理； DC-DC變換電路，輸入端與所述升壓模塊的輸出端連接，輸出端與所述負載的輸入端連 接，用於將所述升壓模塊輸出的電壓轉換為所述負載所需的電壓；以及 反饋調節模塊，輸入端與所述負載的輸入端連接，輸出端與所述DC-DC變換電路的控 制端連接，用於根據所述負載的輸入電壓控制所述DC-DC變換電路對輸出的電壓進行調 節。
2. 如權利要求1所述的控制電路，其特徵在於，所述負載控制電路還包括過壓保護模 塊，所述過壓保護模塊的輸入端與所述負載的輸出端連接，所述過壓保護模塊的輸出端與 所述升壓模塊的第二輸入端連接，用於當所述負載輸出的電壓大於預設電壓閾值時控制所 述升壓模塊中斷輸出。
3. 如權利要求1所述的控制電路，其特徵在於，所述負載為串聯或並聯的LED燈珠。
4. 如權利要求1所述的控制電路，其特徵在於，所述升壓模塊為升壓型的功率因素校 正電路。
5. 如權利要求1所述的控制電路，其特徵在於，所述整流濾波電路包括第一電阻、第一 電容以及第一橋式整流電路； 所述第一電阻的第一端和所述第一電容的第一端共接後與市交流電的火線連接，所述 第一電阻的第二端與所述橋式整流電路的第一輸入端連接，所述第一電容的第二端與市交 流電的零線以及所述橋式整流電路的第二輸入端連接，所述第一橋式整流電路的低電壓輸 出端接地，所述第一橋式整流電路的高電壓輸出端為所述整流濾波電路的輸出端。
6. 如權利要求1所述的控制電路，其特徵在於，所述整流濾波電路包括： 第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第一電感以及第二橋式整流電路； 所述第二電容的第一端和第二端分別與市交流電的火線和零線連接，所述第二電容的 第一端和第二端分別接所述第一電感的第一線圈的第一端和所述第一電感的第二線圈的 第一端，所述第三電容連接在所述第一電感的第一線圈的第二端與地之間，所述第四電容 連接在所述第一電感的第二線圈的第二端與地之間，所述第二橋式整流電路的第一輸入端 和第二輸入端分別接所述第一電感的第一線圈的第二端和所述第一電感的第二線圈的第 二端，所述第五電容連接在所述第二橋式整流電路的高電壓輸出端和低電壓輸出端之間， 所述第二橋式整流電路的低電壓輸出端接地，所述第二橋式整流電路的高電壓輸出端為所 述整流濾波電路的輸出端。
7. 如權利要求1所述的控制電路，其特徵在於，所述升壓模塊包括： 微處理器MCU、第一 N型MOS管、第一二極體、第二二極體、第六電容、第七電容； 所述第七電容的第一端為所述升壓模塊的輸入端，所述第一 N型MOS管的漏極、柵極以 及源極分別接所述第七電容的第二端、微處理器MCU以及地，所述第二二極體的陽極和陰 極分別接所述第七電容的第二端和所述第六電容的正極，所述第六電容的負極接地，所述 第一二極體的陽極和陰極分別接所述第七電容的第一端和所述第二二極體的陰極，所述第 二二極體的陰極為所述升壓模塊的輸出端。
8. 如權利要求7所述的控制電路，其特徵在於，微處理器MCU為PFC控制器。
9. 如權利要求1所述的控制電路，其特徵在於，所述DC-DC變換電路包括： PWM控制器、第二N型MOS管、第三二極體、第二電感以及第八電容； 所述第三二極體的陰極為所述DC-DC變換電路的輸入端，所述第二N型MOS管的漏極、 柵極以及源極分別接所述第三二極體的陽極、所述PWM控制器以及地，所述PWM控制器的控 制端與所述反饋調節模塊的輸出端連接，所述第二電感的第二端和第一端分別接所述第二 N型MOS管的漏極和所述第八電容的第二端，所述第八電容的第一端接所述第三二極體的 陰極，所述第八電容的第一端為所述DC-DC變換電路的輸出端。
10. -種負載控制裝置，其特徵在於，所述裝置包括如權利要求1-9任一項所述的負載 控制電路。
【文檔編號】G05B19/042GK104049559SQ201410251812
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】陸俊 申請人:陸俊