基於MCU的光控電源的製作方法

2023-09-10 17:26:50 2

本實用新型涉及LED 驅動電路技術領域，尤其涉及一種基於MCU的光控電源。

背景技術：

光控電源的功能：是在光暗到一定程度時，它才會有輸出。當亮到一定程度會變為待機狀態。為了實現光控的功能，目前現有的方案多採用的是光敏電阻，通過光敏電阻來檢測光照強度，反饋給電源晶片來控制輸出。

用光敏電阻的這種方案，存在兩個缺點：1、光敏電阻使用壽命較短，從而影響了整個電源板的壽命；2、使用過程中，會存在有半導通的狀態，導致輸出存在小幅度的電壓波動，影響了電源的穩定性；3、光敏電阻消耗的功率較大，影響電源的六級能效要求。因此，在這方面還需要進一步研究。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺陷，提供一種低功耗的基於MCU的光控電源，本實用新型採用如下的技術方案。

基於MCU的光控電源，其特徵在於，包括：整流單元、EMI濾波單元、穩壓單元、儲能單元、MCU光控單元和開關單元。

EMI濾波單元包括：電阻R5、R7、R11、RC1，電容C6，二極體D5；穩壓單元包括：PWM電源IC U1，電阻R2、R3、R4、R6、R9、R12、R13、R14、R15、R16、RJ1，電容C1、C2、C4、C8，電解電容EC3、EC4，二極體D2、D3、D4，MOS管Q1，光耦二極體U2A；儲能單元包括：變壓器T1A，電阻R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25，電容C9、C10、C11，電解電容EC5，二極體D6，穩壓管Q2，光耦二極體U2B；MCU光控單元包括：MCU晶片U4，電阻R1、R8、RJ2，電容C3、C5、C7，電解電容EC2，二極體D1，穩壓管ZD1，接入點X1、X2；開關單元包括：電阻R26、R27、R28，電解電容EC6，MOS管Q3，電感LF2。

整流單元的輸入端連接上一級調光器的輸出端；EMI濾波單元的輸入端連接整流單元的輸出端；EMI濾波單元的輸出端連接儲能單元的變壓器T1A輸入繞組的一次側；穩壓單元的電壓輸入端通過電阻R2連接上一級調光器的輸出端；穩壓單元的輸出端連接儲能單元的變壓器T1A輸入繞組的二次側；儲能單元的輸出端連接開關單元；MCU光控單元的輸出端通過電阻R26連接開關單元的MOS管Q3的柵極。

MCU光控單元的輸入端連接12V直流電源，12V直流電源與電阻R1串聯的一端、穩壓管ZD1的一端、電解電容EC2的一端、電容C3的一端、電容C7的一端以及接入點X1的一端一併連接到MCU晶片U4的第1引腳；電阻R8的一端、電容C5的一端以及接入點X2一併連接到MCU晶片U4的第5引腳；MOS管Q3的柵極和電阻R27的一端並聯後串聯電阻R26連接到MCU晶片U4的第6引腳；接入點X1、X2為光敏二極體的焊接點。

進一步地，整流單元包括：壓敏電阻MOV1，自恢復保險絲FUSE1，電阻RX1、RX2，電容CX1、CY1、CY2，整流橋B1以及電解電容EC1。

進一步地，所述MOS管Q1、Q3為N型MOS管。

進一步地，所述電感LF2為共模電感。

實施本實用新型的有益效果在於：採用光敏二極體取代光敏電阻的方案，由於光敏二極體的使用壽命高於光敏電阻，電源的使用壽命也相應的提高；通過MCU晶片控制來實現光控，可以晶片具有濾波的效果，使輸出電壓波動較小，提高了電源的穩定性；光敏二極體的功耗小於光敏電阻，可以提高電源的整體效率，有利於電源達到六級能效要求；綜合以上三點使電源的整體性能大大的提高。

附圖說明

附圖1為本實用新型的電路原理圖。

具體實施方式

基於MCU的光控電源，包括：整流單元1、EMI濾波單元2、穩壓單元3、儲能單元4、MCU光控單元5和開關單元6。

EMI濾波單元2包括：電阻R5、R7、R11、RC1，電容C6，二極體D5；穩壓單元3包括：PWM電源IC U1，電阻R2、R3、R4、R6、R9、R12、R13、R14、R15、R16、RJ1，電容C1、C2、C4、C8，電解電容EC3、EC4，二極體D2、D3、D4，MOS管Q1，光耦二極體U2A；儲能單元4包括：變壓器T1A，電阻R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25，電容C9、C10、C11，電解電容EC5，二極體D6，穩壓管Q2，光耦二極體U2B；MCU光控單元5包括：MCU晶片U4，電阻R1、R8、RJ2，電容C3、C5、C7，電解電容EC2，二極體D1，穩壓管ZD1，接入點X1、X2；開關單元6包括：電阻R26、R27、R28，電解電容EC6，MOS管Q3，電感LF2。

整流單元1的輸入端連接上一級調光器的輸出端；EMI濾波單元2的輸入端連接整流單元1的輸出端；EMI濾波單元2的輸出端連接儲能單元4的變壓器T1A輸入繞組的一次側；穩壓單元3的電壓輸入端通過電阻R2連接上一級調光器的輸出端；穩壓單元3的輸出端連接儲能單元4的變壓器T1A輸入繞組的二次側；儲能單元4的輸出端連接開關單元6；MCU光控單元5的輸出端通過電阻R26連接開關單元6的MOS管Q3的柵極。

MCU光控單元5的輸入端連接12V直流電源，12V直流電源與電阻R1串聯的一端、穩壓管ZD1的一端、電解電容EC2的一端、電容C3的一端、電容C7的一端以及接入點X1的一端一併連接到MCU晶片U4的第1引腳；電阻R8的一端、電容C5的一端以及接入點X2一併連接到MCU晶片U4的第5引腳；MOS管Q3的柵極和電阻R27的一端並聯後串聯電阻R26連接到MCU晶片U4的第6引腳；接入點X1、X2為光敏二極體的焊接點。

進一步地，整流單元1包括：壓敏電阻MOV1，自恢復保險絲FUSE1，電阻RX1、RX2，電容CX1、CY1、CY2，整流橋B1以及電解電容EC1。

進一步地，所述MOS管Q1、Q3為N型MOS管。

進一步地，所述電感LF2為共模電感。

在加入MCU晶片U4的情況下，就需要有穩定的電壓給MCU晶片U4供電，12V直流電源通過電阻R1降壓，以及穩壓管ZD1提供穩定的電壓給MCU晶片U4供電，MCU晶片U4在檢測電阻R8兩端的電壓，來控制MOS管Q3的導通與斷開，進而控制輸出。

在接入點X1、X2位置焊接上光敏二極體，當光照強度超過設定值時，光敏二極體兩端電流增大導致電阻R8兩端的電壓升高；MCU晶片U4檢測到電阻R8兩端電壓高於設定電壓時，MCU晶片U4的第6腳輸出低電平，使MOS管Q3斷開，進而輸出斷開；當光照強度低於設定的值時，光敏二極體兩端電流減小或截止導致電阻R8兩端的電壓降低；MCU晶片U4檢測到電阻R8兩端電壓低於設定電壓時，MCU晶片U4第6腳輸出高電平，使MOS管Q3導通，進而輸出導通。

採用光敏二極體取代光敏電阻的方案，由於光敏二極體的使用壽命高於光敏電阻，電源的使用壽命也相應的提高；通過MCU晶片控制來實現光控，可以晶片具有濾波的效果，使輸出電壓波動較小，提高了電源的穩定性；光敏二極體的功耗小於光敏電阻，可以提高電源的整體效率，有利於電源達到六級能效要求；綜合以上三點使電源的整體性能大大的提高。

以上所述僅是本實用新型的較佳實施方式，故凡依本實用新型專利申請範圍所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或修飾，均包括於本實用新型專利申請範圍內。