CN101702850B - 可控硅关断负载的电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可控硅关断负载的电路及方法。该电路与可控硅输出电源连接，包括电压检测电路，检测电路检测控硅输出电源的电压，获得检测电压；比较控制电路，比较检测电压与预设电压，并根据比较结果产生驱动电压；开关电路，与比较控制电路连接，根据比较控制电路的驱动电压处于导通或截止状态；及功率消耗电路，分别与可控硅输出电源及负载连接，根据开关电路的导通或截止状态，可以断开或接通可控硅输出电源与负载的连接。本发明可控硅关断负载的电路及方法使得在可控硅输出电源关断后，整个电路处于低阻状态，防止了可控硅输出电源关断后产生的漏电流驱动负载工作的情况发生。
Description
技术领域
本发明涉及灯光控制领域，特别涉及一种在可控硅控制关断负载的电路及方法。
背景技术
现有的灯光控制中，一般都使用可控硅来控制灯光的亮、灭及其亮度。可是在控制霓虹灯及LED灯等负载时，经常会出现无法关闭的问题。因为在可控硅关断后，可控硅及附属电路的漏电流足以驱动负载。
为了解决此问题，急切需要一种在可控硅关断后能吸收关断后产生的漏电流的电路。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种可控硅关断负载的电路，旨在使得可控硅输出电源关断，关断负载的驱动。
该可控硅关断负载的电路，与可控硅输出电源连接。其中，可包括：
电压检测电路，可检测可控硅输出电源的电压，获得检测电压；
比较控制电路，与电压检测电路连接，可比较检测电压与预设电压，并根据比较结果产生驱动电压；
开关电路，与比较控制电路连接，可根据比较控制电路的驱动电压处于导通或截止状态；
功率消耗电路，分别与可控硅输出电源及负载连接，可根据开关电路的导通或截止状态，断开或接通可控硅输出电源与负载的连接。
优选地，上述比较控制电路可包括第一开关器件及与第一开关器件连接的预设电压产生电路，该预设电压产生电路还与可控硅的输出电源连接，产生上述预设电压；第一开关器件的基极与预设电压产生电路连接，集电极分别与电压检测电路及开关电路连接，发射极接地；第一开关器件可根据预设电压及检测电压的比较结果处于导通或截止状态，并产生驱动电压。
优选地，上述开关电路可包括第二开关器件，该第二开关器件的基极与第一开关器件连接，另外两端分别与功率消耗电路及地连接；第二开关器件设有门槛电压，根据驱动电压及门槛电压的比较结果处于导通或截止状态，接通或断开可控硅输出电源与负载的连接。
优选地，上述功率消耗电路可包括至少一功率电阻，该功率电阻与可控硅输出电源及第二开关器件连接。
优选地，上述预设电压大于或等于可控硅处于关断后、第二开关器件处于导通状态时功率电阻的压降电压。
优选地，上述可控硅关断负载的电路还可包括整流电路及与整流电路连接的滤波电路，其中整流电路与可控硅输出电源连接，将交流电源转换为直流电源；滤波电路用于滤除整流电路产生的直流电源中多余的交流成分。
本发明还提供了一种可控硅关断负载的方法，旨在使得可控硅输出电源关断，关断负载的驱动。
该可控硅关断负载的方法可包括以下步骤：
检测可控硅输出电源的电压，可获得检测电压；
比较检测电压与预设电压，并可根据比较结果产生驱动电压；
根据驱动电压产生控制信号，可控制可控硅输出电源与负载的连接。
优选地，上述比较检测电压与预设电压，并根据比较结果产生驱动电压的步骤可包括：
获取预设电压；
比较预设电压及检测电压，并可产生驱动电压。
优选地，上述根据驱动电压产生控制信号，控制可控硅输出电源与负载的连接的步骤可包括：
判断驱动电压是否大于门槛电压，当驱动电压大于或等于门槛电压时，控制可控硅输出电源接通与负载的连接；当驱动电压小于门槛电压时，控制可控硅输出电源断开与负载的连接。
优选地，上述检测可控硅输出电源的电压，获得检测电压的步骤之前还可包括：
将可控硅输出的交流电源进行整流滤波，可得到脉动直流电源。
本发明可控硅关断负载的电路及方法通过获取可控硅输出电源的检测电压，并将该检测电压与预设电压进行比较，从而控制可控硅输出电源与负载的连接。在可控硅输出电源关断后，使得可控硅关断负载的电路处于低阻状态，防止了该可控硅及附属电路产生的漏电流驱动负载工作的情况发生。而功率消耗电路中的功率电阻产生的功耗很小，在可控硅输出电源处于闭合状态时，并不会增大整个电路的功耗，而且在可控硅输出电源的电压过高时，还能及时地断开可控硅输出电源对负载的驱动。
附图说明
图1是本发明第一实施例中可控硅关断负载的电路的结构框图；
图2是上述实施例的实施方式中可控硅关断负载的电路的结构示意图；
图3是本发明第二实施例中可控硅关断负载的方法的流程示意图；
图4是上述实施例的一实施方式中可控硅关断负载的方法的流程示意图；
图5是本发明第三实施例中可控硅关断负载的方法的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，提出了一种可控硅关断负载的电路。该可控硅关断负载的电路1与可控硅输出电源2连接，包括电压检测电路10、比较控制电路20及开关电路30及功率消耗电路40。电压检测电路10可以检测可控硅输出电源2的电压，获得检测电压V1。比较控制电路20与电压检测电路10连接，可以比较检测电压与预设电压，并根据比较结果产生驱动电压。开关电路30与比较控制电路20连接，可以根据比较控制电路20的驱动电压处于导通或截止状态。功率消耗电路40分别与可控硅输出电源2及负载连接，根据开关电路30的截止处于悬空状态，因此整个可控硅关断负载的电路1处于高阻态，断开可控硅输出电源2与负载的连接；根据开关电路30的导通，因此整个可控硅关断负载的电路1处于低阻态，接通可控硅输出电源2与负载的连接。
参照图2，上述比较控制电路20包括第一开关器件Q1及与第一开关器件Q1连接的预设电压产生电路21。预设电压产生电路21还与可控硅输出电源2连接，可以产生预设电压V2。第一开关器件Q1的发射极接地，基极与预设电压产生电路21连接，集电极与电压检测电路10连接。该第一开关器件Q1可以根据检测电压V1及预设电压V2的比较导通或截止，从而第一开关器件Q1的集电极端形成上述驱动电压V3。第一开关器件Q1的集电极还与上述开关电路30连接，集电极端产生的驱动电压V3用于驱动开关电路30的导通或截止。当检测电压V1小于预设电压V2时，第一开关器件Q1截止，驱动电压V3等于检测电压V1。当检测电压V1大于预设电压V2时，第一开关器件Q1导通，驱动电压V3等于第一开关器件Q1上的压降电压。
上述开关电路30包括第二开关器件Q2，该第二开关器件Q2的基极分别与上述第一开关器件Q1及电压检测电路10连接，另外两端分别与功率消耗电路40及地连接。该第二开关器件Q2设有一个门极驱动电压，即门槛电压V。当驱动电压V3大于门槛电压V时，第二开关器件Q2导通；反之则截止。
上述功率消耗电路40包括至少一功率电阻R1。该功率电阻R1与可控硅输出电源2及第二开关器件Q2连接。
本实施例的可控硅关断负载的电路可以用于可控硅控制负载的电路上，该可控硅关断负载的电路串接在可控硅输出电源及负载之间，其工作原理如下：
(1)、当可控硅输出电源关断后：
1、如果检测电压V1小于预设电压V2时，第一开关器件Q1截止。此时，驱动电压V3等于检测电压V1。驱动电压V3小于第二开关器件Q2的门槛电压V时，使得第二开关器件Q2处于截止状态，因此整个可控硅关断负载的电路处于高阻状态，断开可控硅输出电源2与负载的连接，使得负载停止工作；驱动电压V3大于或等于第二开关器件Q2的门槛电压V时，使得第二开关器件Q2处于导通状态，因此整个可控硅关断负载的电路处于低阻状态，接通可控硅输出电源2与负载的连接。但是，可控硅输出电源2的电压经过功率消耗电路40的消耗，无法再驱动负载，使得负载停止工作。应当说明的是，此处的可控硅输出电源2的电压是由可控硅及附属的漏电流产生的。
2、如果检测电压V1大于或等于预设电压V2时，第一开关器件Q1导通。此时，驱动电压V3等于第一开关器件Q1上的压降电压，而该第一开关器件Q1上的压降电压小于第二开关器件Q2的门槛电压V，使得第二开关器件Q2处于截止状态，因此整个可控硅关断负载的电路处于高阻状态，断开可控硅输出电源2与负载的连接，使得负载停止工作。
(2)、当可控硅输出电源闭合后：
1、如果检测电压V1小于预设电压V2时，第一开关器件Q1截止。此时，驱动电压V3等于检测电压V1。该驱动电压V3大于或等于第二开关器件Q2的门槛电压V，使得第二开关器件Q2处于导通状态，因此整个可控硅关断负载的电路处于低阻状态，接通可控硅输出电源2与负载的连接，使得负载启动开始工作。
2、如果检测电压V1大于或等于预设电压V2时，第一开关器件Q1导通。此时，驱动电压V3等于第一开关器件Q1上的压降电压，而该第一开关器件Q1上的压降电压小于第二开关器件Q2的门槛电压V，使得第二开关器件Q2处于截止状态，因此整个可控硅关断负载的电路处于高阻状态，断开可控硅输出电源2与负载的连接，使得负载停止工作，从而防止了负载因可控硅输出电源2的电压过高而烧坏。
由上所述，当可控硅输出电源处于关断状态时，通过第一开关器件Q1及第二开关器件Q2的作用，使得整个可控硅关断负载的电路处于低阻状态，使得功率消耗电路可以消耗可控硅及附属电路产生的漏电流，防止了在可控硅关断后产生的漏电流仍然能够驱动负载工作的情况发生。而功率消耗电路中的功率电阻产生的功耗很小，在可控硅输出电源处于闭合状态时，并不会增大整个电路的功耗，而且在可控硅输出电源的电压过高时，还能及时地断开可控硅输出电源与负载的连接。因此，上述的预设电压V2必须大于可控硅处于关断后、第二开关器件Q2导通时功率消耗电路40的压降电压。
上述可控硅关断负载的电路用于可控硅控制负载为小功率灯的电路上时，则必须在可控硅输出电源后连接整流电路及滤波电路。整流电路将可控硅输出交流电源转变成脉动直流电源，用于驱动小功率灯。滤波电路可以滤除脉动直流电源中多余的交流成分，获得更好的脉动直流电源。
参照图3，本发明还提供了第二实施例的可控硅关断负载的方法。该方法包括以下步骤：
步骤S11：检测可控硅输出电源的电压，获得检测电压；
步骤S12：比较检测电压与预设电压，并根据比较结果产生驱动电压；
步骤S13：根据驱动电压产生控制信号，控制可控硅输出电源与负载的连接。
步骤S11中，检测电压可以通过电压检测电路与可控硅输出电源连接，检测可控硅输出电源的电压而产生。
步骤S12包括：
步骤S121：获取预设电压；
步骤S122：比较预设电压及检测电压，并产生驱动电压。
步骤S121中，预设电压可以通过预设产生电路与可控硅输出电源连接，接收可控硅输出电源的电压而产生。步骤S122通过上述第一开关器件Q1实现。当检测电压小于预设电压时，第一开关器件Q1处于截止状态，驱动电压等于检测电压；当检测电压大于或等于预设电压时，第一开关器件Q1处于导通状态，驱动电压等于第一开关器件Q1导通时的压降电压。
步骤S13包括：
步骤S131：判断驱动电压是否大于门槛电压，当驱动电压大于或等于门槛电压时，执行步骤S132；当驱动电压小于门槛电压时，执行步骤S133；
步骤S132：接通可控硅输出电源与负载的连接；
步骤S133：断开可控硅输出电源与负载的连接。
步骤S131可以通过第二开关器件Q2及功率消耗电路来实现。功率消耗电路包括至少一功率电阻，串联在可控硅输出电源及负载之间。第二开关器件Q2与功率消耗电路及地连接。门槛电压为第二开关器件Q2的门限驱动电压。当驱动电压大于或等于门槛电压时，第二开关器件Q2处于导通状态，功率消耗电路则通过第二开关器件Q2与地连接，接通可控硅输出电源与负载的连接。当驱动电压小于门槛电压时，第二开关器件Q2处于截止状态，功率消耗电路则处于悬空状态，断开可控硅输出电源与负载的连接。
本实施例的可控硅关断负载的方法通过获取可控硅输出电源的检测电压，并将该检测电压与预设电压进行比较，从而控制可控硅输出电源对负载的驱动。在可控硅输出电源关断后，控制可控硅关断负载的电路处于低阻状态，防止了该可控硅输出电源关断后产生的漏电流仍然能够驱动负载工作的情况发生。
在第二实施例的基础上还提出了第三实施例的可控硅关断负载的方法。该方法包括以下步骤：
步骤S21：将可控硅输出的交流电源进行整流滤波，得到脉动直流电源；
步骤S22：检测脉动直流电源的电压，获得检测电压；
步骤S23：比较检测电压与预设电压，并根据比较结果产生驱动电压；
步骤S24：根据驱动电压产生控制信号，控制脉动直流电源与负载的连接。
本实施例与第二实施例的区别在于，该可控硅关断负载的方法用于负载为小功率灯的情况。经过步骤S21得到脉动直流电源，用于驱动小功率灯。其他的步骤与第二实施例的步骤一致，在此就不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种可控硅关断负载的电路，连接在可控硅输出电源及负载之间，其特征在于，包括：
电压检测电路，检测可控硅输出电源的电压，获得检测电压；
比较控制电路，与电压检测电路连接，比较检测电压与预设电压，并根据比较结果产生驱动电压；
开关电路，与比较控制电路连接，根据比较控制电路的驱动电压处于导通或截止状态；
功率消耗电路，分别与可控硅输出电源及负载连接，根据开关电路的导通或截止状态，接通或断开可控硅输出电源与负载的连接；
其中，所述比较控制电路包括第一开关器件及与第一开关器件连接的预设电压产生电路，预设电压产生电路与可控硅输出电源连接，产生所述预设电压；第一开关器件的基极与预设电压产生电路连接，集电极分别与电压检测电路及开关电路连接，发射极接地；所述第一开关器件根据预设电压及检测电压的比较结果处于导通或截止状态，并产生驱动电压：检测电压小于预设电压时，第一开关器件截止，驱动电压等于检测电压；检测电压大于预设电压时，第一开关器件导通，驱动电压等于第一开关器件上的压降电压；
所述开关电路包括第二开关器件，该第二开关器件的基极与第一开关器件连接，另外两端分别与功率消耗电路及地连接；所述第二开关器件设有门槛电压，根据驱动电压及门槛电压的比较结果处于导通或截止状态，接通或断开可控硅输出电源与负载的连接：当驱动电压大于或等于门槛电压时，第二开关器件导通；反之则截止。
2.根据权利要求1所述的一种可控硅关断负载的电路，其特征在于，所述功率消耗电路包括至少一功率电阻，该功率电阻与可控硅输出电源及第二开关器件连接。
3.根据权利要求2所述的一种可控硅关断负载的电路，其特征在于，所述预设电压大于或等于可控硅处于关断后、第二开关器件导通状态时所述功率电阻的压降电压。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种可控硅关断负载的电路，其特征在于，还包括整流电路及与整流电路连接的滤波电路，其中整流电路与可控硅输出电源连接，将交流电源转换为直流电源；所述滤波电路用于滤除整流电路产生的直流电源中多余的交流成分。
5.一种可控硅关断负载的方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测可控硅输出电源的电压，获得检测电压；
比较检测电压与预设电压，并根据比较结果产生驱动电压；
根据驱动电压产生控制信号，控制可控硅输出电源与负载的连接；其中，
所述比较检测电压与预设电压，并根据比较结果产生驱动电压的步骤包括：
获取预设电压；
比较预设电压及检测电压，并产生驱动电压，通过第一开关器件实现，当检测电压小于预设电压时，第一开关器件处于截止状态，驱动电压等于检测电压；当检测电压大于或等于预设电压时，第一开关器件处于导通状态，驱动电压等于第一开关器件导通时的压降电压；
所述根据驱动电压产生控制信号，控制可控硅输出电源对负载的驱动的步骤包括：
判断驱动电压是否大于门槛电压，当驱动电压大于或等于门槛电压时，接通可控硅输出电源与负载的连接；当驱动电压小于门槛电压时，断开可控硅输出电源与负载的连接，通过第二开关器件及功率消耗电路来实现，功率消耗电路包括至少一功率电阻，串联在可控硅输出电源及负载之间，第二开关器件与功率消耗电路及地连接，门槛电压为第二开关器件的门限驱动电压，当驱动电压大于或等于门槛电压时，第二开关器件处于导通状态，功率消耗电路则通过第二开关器件与地连接，接通可控硅输出电源与负载的连接；当驱动电压小于门槛电压时，第二开关器件处于截止状态，功率消耗电路则处于悬空状态，断开可控硅输出电源与负载的连接。
6.根据权利要求5所述的一种可控硅关断负载的方法，其特征在于，所述检测可控硅输出电源的电压，获得检测电压的步骤之前还包括：
将可控硅输出的交流电源进行整流滤波，得到脉动直流电源。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130605 |