CN103219717A - 动态阻尼模块及其应用的驱动电路 - Google Patents

动态阻尼模块及其应用的驱动电路 Download PDF

Info

Publication number
CN103219717A
CN103219717A CN201210025046XA CN201210025046A CN103219717A CN 103219717 A CN103219717 A CN 103219717A CN 201210025046X A CN201210025046X A CN 201210025046XA CN 201210025046 A CN201210025046 A CN 201210025046A CN 103219717 A CN103219717 A CN 103219717A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
linked
resistance
dynamic antivibration
electric capacity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201210025046XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103219717B (zh
Inventor
张隆国
刘兴富
颜立维
陈俊吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Macroblock Inc
Original Assignee
Macroblock Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Macroblock Inc filed Critical Macroblock Inc
Publication of CN103219717A publication Critical patent/CN103219717A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103219717B publication Critical patent/CN103219717B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/062—Avoiding or suppressing excessive transient voltages or currents
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/36—Circuits for reducing or suppressing harmonics, ripples or electromagnetic interferences [EMI]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/20—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection
    • H05B47/25—Circuit arrangements for protecting against overcurrent
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

一种动态阻尼模块及其应用的驱动电路，动态阻尼模块设置于一驱动电路中，用以限制一涌入电流，其包含一电容的计时电路和一阻尼电路。阻尼电路耦接于计时电路。每当一输入电压供应动态阻尼模块时，电容开始充电，使电容电压开始上升，而阻尼电路进入一第一工作状态并产生一动态阻尼值。当电容电压大于一第一临界值时，阻尼电路进入一第二工作状态，动态阻尼值开始下降。当电容电压大于一第二临界值时，阻尼电路进入一短路状态，动态阻尼值降为零，以利电源转换器正常工作。

Description

动态阻尼模块及其应用的驱动电路
技术领域
本发明涉及一种动态阻尼模块，特别涉及一种用于限制涌入电流的动态阻尼模块及其应用的驱动电路。
背景技术
目前应用于驱动发光元件的驱动电路，通常会利用调光器来调整发光元件的亮度。一般来说，调光器可为双向栅流器(triode for alternating current，TRIAC)或是SCR(silicon controlled rectifier)，其可通过调整输入的交流电源的电流大小、电压大小或是相位，以达到调整发光元件的发光亮度的目的。
请参考图1所示，其为现有技术的驱动电路的系统方框图。驱动电路100包含一交流电源110、一调光器120、一整流电路130、一电磁干扰滤波器140和一转换器150，以供应驱动电流至发光元件160。然而，调光器120虽然可以调整发光元件160的发光亮度，然而使用调光器120却会将交流电源110所供应的交流电压的前缘或后缘截断，因此造成后级的装置收到的输入电压突然升高，而输入电流则会因电磁干扰滤波器140而产生涌入电流和振荡。当输入电流产生振荡时会使得调光器120不正常截止，即会造成发光元件160闪烁。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明的目的在于提供一种动态阻尼模块，藉以解决现有驱动电路中因使用调光器而产生涌入电流，对驱动电路造成损害的问题。
本发明所揭露的动态阻尼模块，其包含一计时电路和一阻尼电路。计时电路包含一电容。阻尼电路耦接于计时电路。每当一输入电压供应动态阻尼模块时，电容充电，阻尼电路进入一第一工作状态并产生一动态阻尼值。当电容的电容电压大于一第一临界值时，阻尼电路进入一第二工作状态，动态阻尼值开始下降。当电容电压大于一第二临界值时，阻尼电路进入一短路状态，动态阻尼值降为零，以降低电源转换模块的功率损失。
本发明所揭露的驱动电路，包含一调光器、一整流电路、一动态阻尼模块和一转换器，用以将一输入电流经过调光器、整流电路、动态阻尼模块和转换器，产生一驱动电流，其中动态阻尼模块进一步包含一计时电路和一阻尼电路。计时电路包含一电容，用以每当一输入电压供应动态阻尼模块时，电容充电，并在输入电压为零时，电容放电。阻尼电路耦接于计时电路。每当电容开始充电时，阻尼电路进入一第一工作状态并产生一动态阻尼值。当电容的一电容电压大于一第一临界值时，阻尼电路进入一第二工作状态，动态阻尼值开始下降。当电容电压大于一第二临界值时，阻尼电路进入一短路状态，动态阻尼值降为零。
由于本发明所提供的动态阻尼模块只在充电回路在充电的初期才运作(耗能)，因此不仅可以限制驱动电路的涌入电流，相较于一般固定式的阻尼电路，可大幅地降低阻尼电路在电源转换器中的耗能，并可大幅地降低因为阻尼而下降电源转换电路效率。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为现有技术的驱动电路的系统方框图；
图2为根据本发明一实施例的驱动电路的系统方框图；
图3A为根据本发明一实施例的动态阻尼模块的结构示意图；
图3B为根据本发明一实施例的动态阻尼模块的结构示意图；
图4A为根据本发明一实施例的动态阻尼模块运作时的时序图；
图4B为根据本发明一实施例的动态阻尼模块运作时的各参数的波形图；
图5为根据本发明一实施例的驱动电路的系统方框图；
图6为根据本发明一实施例的动态阻尼模块的结构示意图；
图7为根据本发明一实施例的动态阻尼模块运作时的各参数的波形图。
其中，附图标记
100、200、300    驱动电路
110、210、310    交流电源
120、220、320    调光器
130、230、330    整流电路
140、250、350    电磁干扰滤波器
240、340         动态阻尼模块
241、341         计时电路
242、342         阻尼电路
150、260、360    转换器
160、270、370    发光二极管
A-H              端点
C1-C5            电容
D1、D3           单向导通元件
D2、D4           稽纳二极管
Iin1、Iin2       输入电流
Is               电流源
L1、L2           电感
R1-R6            电阻
M1、M2           开关元件
Vds1、Vgs1、Vds2、Vgs2  电压
Vin1、Vin2       输入电压
VZ1、VZ2         节点电压
具体实施方式
本发明所提供的动态阻尼模块是适用于在各种驱动电路中限制涌入电流。在本发明所提供的一实施例中，动态阻尼模块适用于发光元件的驱动电路，然而此不为本发明的限制。
请参照图2，为根据本发明一实施例的驱动电路的系统方框图。本实施例的驱动电路200是用以驱动一发光元件270，其包含一交流电源210、一调光器220、一整流电路230、一动态阻尼模块240、一电磁干扰滤波器250和一转换器260。
交流电源210供应交流的电力至调光器220，调光器220可根据使用者所需来调整供应至发光元件270的电力，以调整发光元件270的亮度或彩度。在本发明所提供的实施例中，调光器220可以为一双向栅流器(triac)或其他电子元件，然而此实施例不为本发明的限制。双向栅流器可调整交流电源210所供应的电力的相位。整流电路230依据调整相位过后的电力，形成直流的电力，并供应至耦接的动态阻尼模块240。
动态阻尼模块240包含一计时电路241和一阻尼电路242。计时电路241控制阻尼电路242的阻尼时间，如此可避免阻尼电路242消耗过多的能量，且可根据阻尼时间来动态调整阻尼电路242的动态阻尼值(dynamic dampervalue)。而阻尼电路242用以限制整流电路230所供应的电力，也即限制涌入电流，以减轻涌入电流对电路的损害。
计时电路241包含一充电回路(未绘示)和一放电回路(未绘示)，而计时电路241的充放电时间是由整流电路230所供应的电力来决定。当整流电路230开始供应电力给后级电路时，计时电路241会通过充电电路开始计时。阻尼电路242耦接于计时电路241，用以根据充电回路和放电回路的控制，在一短路状态、一第一工作状态和一第二工作状态之间转换。阻尼电路242在阻尼时间开始时，产生动态阻尼值，来限制输入涌入电流，在阻尼时间结束前，动态阻尼值将开始下降，直到阻尼时间结束时，动态阻尼值降为零。阻尼时间是指阻尼电路242由上一次的短路状态转变成下一次的短路状态所需的时间，或由第一工作状态，经过第二工作状态，然后进入短路状态所需的时间。
最后，经过动态阻尼模块240限制的电力经过电磁干扰滤波器250的滤波和转换器260的转换，将形成一直流的电力，以进一步供应发光元件270。
为了更进一步地阐述本发明实施例中的动态阻尼模块240的实施态样，请参考图3A，其为根据本发明一实施例的动态阻尼模块的结构示意图。动态阻尼模块240的端点A和端点B可连结于电源输入端的电子电路，而其端点C和端点D可连结于负载端的电子电路，端点B与接地(ground)相接。因此，动态阻尼模块240可应用于任何驱动电路中，以限制电源输入端的涌入电流。
动态阻尼模块240包含一电流源Is、一单向导通元件D1、一电容C1、一开关元件M1和一电阻R1。电流源Is的第一端与电容C1的第一端相接，电流源Is的第二端与端点A相接，电容C1的第二端与接地相连。因此，电流源Is和电容C1连接形成一充电回路。
单向导通元件D1与电流源Is并联，也即单向导通元件D1的第一端与开关元件M1的第一端、电流源Is的第一端及电容C1的第一端相接，单向导通元件D1的第二端连接于端点A。单向导通元件D1与电容C1相接形成一放电回路。
开关元件M1的第二端与接地相接，电阻R1则连接于开关元件M1的第二端与第三端之间，开关元件M1的第三端连接于端点D。因此，开关元件M1与电阻R1的相接组成一阻尼电路。开关元件M1可以是一N通道的MOS晶体管或是其他具有临界电压(threshold voltage)和导通特性的电子元件。开关元件在另一实施例中，阻尼电路可以只包含开关元件M1。
电磁干扰滤波器250可以利用电感L1和电容C2来设计成一LC滤波回路。电感L1的第一端与端点A、单向导通元件D1的第二端和电流源Is的第二端相接。电感L1的第二端与电容C2的第一端和端点C相接，电容C2的第二端则与端点D、开关元件M1的第三端和电阻R1相接。
电流源Is的实施样态可由图3B来说明，并请同时参照图4A和图4B，以进一步说明动态阻尼模块240的运作情形，其中图3B是为根据本发明一实施例的动态阻尼模块的结构示意图，图4A是为根据本发明一实施例的动态阻尼模块运作时的时序图，图4B是为根据本发明一实施例的动态阻尼模块运作时的各参数的波形图。
电流源由稽纳二极管D2、电阻R2和电阻R3所组成，然而此实施例不为本发明的限制，因此电流源可利用任何具有分压特性而产生电流的电路来实现。在此实施例中，电阻R2的第一端与电阻R3的第一端和稽纳二极管D2的第一端相接，电阻R2的第二端与端点A和二极管D1的第二端相接，稽纳二极管D2的第二端和电容C1的第二端一同连接于接地，电阻R3的第二端连接于电容C1的第一端、二极管D1的第一端和开关元件M1(N通道的MOS晶体管)的第一端。
在一实施例中，当具有非完整正半周期的直流特性的输入电压Vin1施加在端点A和端点B之间时，将产生输入电流Iin1，输入电流Iin1会经过动态阻尼模块240以供应至电磁干扰滤波器250的LC滤波回路。
利用稽纳二极管D2具有逆向崩溃电压的特性，输入电压Vin1使电阻R2和稽纳二极管D2的相接点上产生一节点电压VZ1，而节点电压VZ1正好为稽纳二极管D2的崩溃电压。节点电压VZ1是为一不随时间变化的固定值，并且经由电阻R3向电容C1充电，产生电容电压，也即开关元件M1的第一端和第二端的间的电压Vgs1。
当电压Vgs1仍小于第一临界值Vth1(开关元件M1的临界电压)时，开关元件M1处于关闭状态(off status)，阻尼电路则处于第一工作状态。此时，电流Iin1可以流经电阻R1而在电阻R1上形成电压Vds1，而开关元件M1与阻尼电阻R1之间产生等效电阻，也就是可变阻尼电阻。可变阻尼电阻具有一动态阻尼值RD1，是由阻尼电阻R1与开关元件M1的内阻并联而成，可以有效地限制输入电流Iin1中的涌入电流。
当充电中的电容C1的电容电压等于第一临界值Vth1时，电压Vds1升到最大值，阻尼电路维持在第一工作状态，动态阻尼值RD1仍维持一稳定值。当电容C1的电容电压大于第一临界值Vth1时，开关元件M1开始进入夹止状态(pinch-off status)，使得开关元件M1的内阻开始下降，而阻尼电路进入第二工作状态，动态阻尼值RD1开始下降。
当电容C1的电容电压持续增加，且大于一第二临界值Vth2时，使得开关元件M1开始进入线性状态(linear status)，且完成导通，其内阻已经降至低导通电阻。由于低导通电阻的值小到可视为短路，使开关元件M1形成一通道给电流经过。此时动态阻尼值RD1下降至零，进而使电压Vds1下降至零，阻尼电路进入短路状态，也即电流将经由开关元件M1所提供的通道流至接地，故电阻R1将不再耗能。
当输入电压Vin1随着时间降至零时，电容C1的电容电压将大于输入电压Vin1，使得单向导通元件D1导通，因此电压Vgs1开始通过单向导通元件D1放电，阻尼电路仍维持在短路状态。电容C1所释放的电力通过电磁干扰滤波器250的LC滤波回路和开关元件M1所提供的通道而产生的电流，将被导入接地，直到电容C1的电容电压降为零。
当电容C1的电容电压降为零时，即代表开关元件M1再度呈现截止状态，动态阻尼值RD1将等于电阻R1，使得整个动态阻尼电路再度重置，直到输入端再有输入电压Vin1进入时，电容C1才开始再度充电，使阻尼电路再一次进入第一工作状态中。
当动态阻尼模块240的充电回路和放电回路交互作用时，将产生计时效果，使得阻尼电路在短路状态、第一工作状态和第二工作状态之间切换地运作，而阻尼电路由进入第一工作状态，经由第二工作状态，再进入短路状态所需花费的时间，称为阻尼时间(damper period)。
每当充电回路开始充电时，阻尼时间也开始计时。当阻尼时间开始计时，阻尼电路产生一处于稳定状态的动态阻尼值RD1。当阻尼时间结束之前，也即电压Vgs1大于第一临界值Vth1时，动态阻尼值RD1将开始下降。当阻尼时间结束时，也即电压Vgs1不仅大于第一临界值Vth1且电压Vds1降为零(电压Vgs1大于第二临界值Vth2)时，动态阻尼值RD1也将同时降为零。
请参照图5，为根据本发明一实施例的驱动电路的系统方框图。本实施例的驱动电路300是用以驱动一发光元件370，其包含一交流电源310、一调光器320、一整流电路330、一动态阻尼模块340、一电磁干扰滤波器350和一转换器360。
在功能上，交流电源310、调光器320、整流电路330、动态阻尼模块340、电磁干扰滤波器350和转换器360均与图1中的相对应元件相同，于此不再赘述。惟不同点在于，包含一计时电路341和一阻尼电路342的动态阻尼模块340设置于电磁干扰滤波器350和转换器360之间。
为了更进一步地阐述本发明实施例中的动态阻尼模块340的实施态样，请参考图6，其为根据本发明一实施例的动态阻尼模块的结构示意图。动态阻尼模块340的端点E和端点F可连结于图5的整流电路330的输出端，而其端点G和端点H可连结于负载端的电子电路，端点F和H均与接地相接。因此，动态阻尼模块340可应用于任何驱动电路中，以限制电源输入端的涌入电流。
电磁干扰滤波器350可以利用电感L2和电容C3来设计成一LC滤波回路。电感L2的第一端与端点E相接。电感L2的第二端与电容C3的第一端和端点G相接，电容C3的第二端则接地。
动态阻尼模块340连结于电磁干扰滤波器350且包含一计时电路341和一阻尼电路342。计时电路341包含一电流源、一单向导通元件D3和一电容C5。阻尼电路342包含一电容C4、一开关元件M2和一电阻R4。
在此实施例中，电容C3和C4的电容值相加可以等于但不限于图3A的电容C2的电容值。电容C3的电容值可设计为但不限于电容C4的电容值的16倍。
在一实施例中，电流源可由但不限于由稽纳二极管D4、电阻R5和电阻R6所组成，单向导通元件D3可为但不限于二极管，而开关元件M2可以但不限于为一N通道的MOS晶体管。
单向导通元件D3与电流源与并联，且单向导通元件D3的第一端(阴极端)连结于电感L2的第一端和电阻R5的第一端。电阻R5的第二端连结于电阻R6的第一端和稽纳二极管D4的第一端(阴极端)。稽纳二极管D4的第二端(阳极端)接地。电阻R6的第二端连结于电容C5的第一端、单向导通元件D3的第二端(阳极端)和开关元件M2的第一端(栅极端)。
电容C4的第一端连结于电感L2的第二端、电容C3的第一端和端点G。电容C4的第二端连结于开关元件M2的第二端(漏极端)、电阻R4的第一端。电阻R4的第二端接地。开关元件M2的第三端(源极端)接地。
藉此，电流源和电容C1连接形成一充电回路。单向导通元件D3与电容C5相接形成一放电回路。
请同时参照图6和图7，其中图7为根据本发明一实施例的动态阻尼模块运作时的各参数的波形图。
在一实施例中，具有非完整正半周期的直流特性的输入电压Vin2施加在端点E和端点F之间。利用稽纳二极管D4具有逆向崩溃电压的特性，输入电压Vin2使电阻R5和稽纳二极管D4的相接点上产生一节点电压VZ2，而节点电压VZ2正好为稽纳二极管D4的崩溃电压。节点电压VZ2并不会随着时间的变化，而是产生一固定的电压值，再通过此一固定电压经由电阻R6向电容C5充电。
电容C5的电容电压会使开关元件M2的第一端和第三端之间产生压降，也即电压Vgs2。当电容C5的电容电压上升时，电压Vgs2也跟着上升。当电压Vgs2仍小于第一临界值Vth3(开关元件M2的临界电压)时，开关元件M2处于关闭状态，阻尼电路342则处于第一工作状态。
因开关元件M2处于关闭状态，使得电流可以流经电阻R4而在开关元件M2的第二端和第三端之间(电阻R4两端间)形成一电压Vds2，并使开关元件M2与电阻R4之间产生等效电阻，也就是可变阻尼电阻。其中，可变阻尼电阻具有一动态阻尼值RD2，是由阻尼电阻R4与开关元件M2的内阻并联而成，可以有效地限制涌入电流。
当电容C5的电容电压等于第一临界值Vth3时，阻尼电路342维持在第一工作状态，动态阻尼值RD2仍维持一稳定值。当充电中的电容C5的电容电压大于第一临界值Vth3时，开关元件M2进入夹止状态，使得开关元件M2的内阻开始下降，而阻尼电路342进入第二工作状态，动态阻尼值RD2开始下降。
当电容C5的电容电压大于一第二临界值Vth4时，使得开关元件M2开始进入线性状态，开关元件M2完成导通，且开关元件M2的内阻已经降至低导通电阻(此时动态阻尼值RD2几乎等于开关元件M2的导通电阻)。由于导通电阻的阻值小到可视为短路，所以电流将可由开关元件M2所形成一通道流至接地，电压Vds2下降至零，阻尼电路342进入短路状态，故电阻R4将不再耗能。
当输入电压Vin2随着时间降至零时，电容C5的电容电压将大于Vin2，使得单向导通元件D3导通，因此储存在电容C5中的能量将开始通过单向导通元件D3对端点E放电，阻尼电路342仍维持在短路状态，直到电容C5的电容电压降至小于第一临界值Vth3。
当电容C5的电容电压降至小于第一临界值Vth3时，即代表开关元件M2再度呈现截止状态，动态阻尼值RD2将等于电阻R4，使得整个动态阻尼电路342再度重置，直到输入端再有输入电压Vin2进入时，电容C5才开始再度充电，使阻尼电路342再一次进入第一工作状态中。
当动态阻尼模块340的充电回路和放电回路交互作用时，将产生计时效果，使得阻尼电路342在短路状态、第一工作状态和第二工作状态之间切换地运作，而阻尼电路342由进入第一工作状态，经由第二工作状态，再进入短路状态所需花费的时间，称为阻尼时间。
更进一步地说，阻尼时间是为一固定值，其阻尼时间独立于跨在动态阻尼模块340上的输入电压Vin2，仅和充电电流(电流源)相关，且大于二分之一的电磁干扰滤波器350的共振周期。
在本发明所提供的各实施例中，整流电路可以为一桥式整流器(bridgerectifier)或其他可将交流电力整形成直流电力的电子电路，然而此实施例不为本发明的限制。
在本发明所提供的各实施例中，单向导通元件可以为一二极管或其他可允许电流单向流通的电子元件。
在本发明所提供的各实施例中，开关元件可以为一N通道的MOS晶体管或是其他具有临界电压(threshold voltage)和导通特性的电子元件。
在本发明所提供的各实施例中，阻尼电路可以只包含一开关元件。
在本发明所提供的各实施例中，阻尼时间是为一固定值，且独立于跨在动态阻尼模块上的输入电压，仅和充电电流(即电流源)相关。
由于本发明所提供的动态阻尼模块只在输入电压刚进入电源转换器的初期才运作(耗能)，经过一段时间后即短路掉该阻尼模块，因此可以大幅地降低驱动电路供电过程中的损耗，并可大幅地提升驱动电路供电的稳定性。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (17)

1.一种动态阻尼模块，适用于限制一输入电流，其特征在于，包含：
一计时电路，包含一第一电容，用以每当一输入电压供应该动态阻尼模块时，该第一电容充电，并在该输入电压为零时，该第一电容放电；以及
一阻尼电路，耦接于该计时电路，用以每当该第一电容开始充电时，该阻尼电路进入一第一工作状态并产生一动态阻尼值，当该第一电容的一电容电压大于一第一临界值时，该阻尼电路进入一第二工作状态，该动态阻尼值开始下降，当该电容电压大于一第二临界值时，该阻尼电路进入一短路状态，该动态阻尼值降为零。
2.根据权利要求1所述的动态阻尼模块，其特征在于，该计时电路包含一充电回路和一放电回路，该第一电容通过该充电回路充电并通过该放电回路放电。
3.根据权利要求2所述的动态阻尼模块，其特征在于，该充电回路包含一电流源和该第一电容，该第一电容的一第一端连结于该电流源的一第一端，而该第一电容的一第二端连结于一接地。
4.根据权利要求2所述的动态阻尼模块，其特征在于，该放电回路包含该第一电容和一单向导通元件，该单向导通元件与该电流源并联，且该单向导通元件的一导通方向与该电流源的一电流方向相反，该单向导通元件的一第一端与该电流源的该第一端一同连结于该第一电容的该第一端。
5.根据权利要求4所述的动态阻尼模块，其特征在于，该阻尼电路的一第一端连结于该单向导通元件的该第一端，而该阻尼电路的一第二端与该第一电容的该第二端一同连结于该接地。
6.根据权利要求4所述的动态阻尼模块，其特征在于，该单向导通元件为一二极管，该二极管的一阳极端与该电流源的该第一端一同连结于该第一电容的该第一端。
7.根据权利要求4所述的动态阻尼模块，其特征在于，该阻尼电路包含一MOS晶体管，该MOS晶体管的该第一端连结于该单向导通元件的该第一端，而该MOS晶体管的该第二端与该第一电容的该第二端一同连结于该接地。
8.根据权利要求7所述的动态阻尼模块，其特征在于，该阻尼电路还进一步包含一电阻，该电阻设于该MOS晶体管的该第二端和一第三端之间。
9.根据权利要求7所述的动态阻尼模块，其特征在于，当该第一电容充电，使该MOS晶体管的该第二端与该第三端间的一电阻值持续下降，进而当该MOS晶体管的该第二端与该第三端间的一电压值下降至零时，该动态阻尼值下降至零，该阻尼电路运作在该短路状态。
10.根据权利要求7所述的动态阻尼模块，其特征在于，该MOS晶体管为一N通道的晶体管。
11.根据权利要求4所述的动态阻尼模块，其特征在于，该电流源包含一第一电阻、一第二电阻和一稽纳二极管，该第一电阻的一第一端与该第二电阻的一第一端相接，使相接后的该第一电阻和该第二电阻得与该单向导通元件并联，而该稽纳二极管的一阴极端与该第一电阻的该第一端和该第二电阻的该第一端相接，该稽纳二极管的一阳极端则连结于该接地。
12.根据权利要求1所述的动态阻尼模块，其特征在于，该阻尼电路由该第一工作状态转换进入该第二工作状态，再转换至该短路状态所需的一阻尼时间为一固定值。
13.根据权利要求1所述的动态阻尼模块，其特征在于，该计时电路还包含：
一电流源，其一第一端连结于一电磁干扰滤波器的一输入端，其一第二端连结于该第一电容的一第一端，该第一电容的一第二端连结于一接地；以及
一单向导通元件，其一阴极端连结于该电磁干扰滤波器的该输入端，其一阳极端连结于该第一电容的该第一端。
14.根据权利要求13所述的动态阻尼模块，其特征在于，该阻尼电路还包含：
一第二电容，其一第一端连结于该电磁干扰滤波电路的一输出端，其中；以及
一开关元件，其一第一端连结于该第一电容的该第一端，其一第二端连结于该第二电容的一第二端，其一第三端连结于该接地。
15.根据权利要求14所述的动态阻尼模块，其特征在于，该阻尼电路还包含一电阻，该电阻连结于该开关元件的该第二端和该第三端之间。
16.根据权利要求13所述的动态阻尼模块，其特征在于，该电流源包含：
一第一电阻，其一第一端连结于该单向导通元件的该第一端；
一第二电阻，其一第一端连结于该第一电阻的一第二端，其一第二端连结于该第一电容的该第一端；以及
一稽纳二极管，其一第一端连结于该第二电阻的该第一端，其一第二端连结于该接地。
17.一种驱动电路，包含有权利要求1至16的任意一项所述的动态阻尼模块。
CN201210025046.XA 2012-01-20 2012-02-01 动态阻尼模块及其应用的驱动电路 Active CN103219717B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101102620A TWI455432B (zh) 2012-01-20 2012-01-20 動態阻尼模組及其應用之驅動電路
TW101102620 2012-01-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103219717A true CN103219717A (zh) 2013-07-24
CN103219717B CN103219717B (zh) 2016-01-20

Family

ID=46516510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210025046.XA Active CN103219717B (zh) 2012-01-20 2012-02-01 动态阻尼模块及其应用的驱动电路

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9136699B2 (zh)
EP (1) EP2618443B1 (zh)
JP (1) JP5775026B2 (zh)
KR (1) KR101434729B1 (zh)
CN (1) CN103219717B (zh)
ES (1) ES2557391T3 (zh)
TW (1) TWI455432B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106714401A (zh) * 2015-08-14 2017-05-24 通用电气照明解决方案有限公司 一种阻尼电路、led驱动器和led照明系统
CN107294508A (zh) * 2016-03-30 2017-10-24 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种 lc 滤波装置
WO2019170105A1 (zh) * 2018-03-06 2019-09-12 欧普照明股份有限公司 一种调光电路及其发光装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9230957B2 (en) 2013-03-11 2016-01-05 Alpha And Omega Semiconductor Incorporated Integrated snubber in a single poly MOSFET
JP6127955B2 (ja) * 2013-12-12 2017-05-17 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置及びその突入電流制御方法
US9601479B2 (en) * 2014-03-14 2017-03-21 Nxp Usa, Inc. Protection circuit, circuit employing same, and associated method of operation
US9307592B2 (en) * 2014-06-20 2016-04-05 Optromax Electronics Co., Ltd Constant current driving device
US9281758B1 (en) 2014-10-10 2016-03-08 Dell Products L.P. Constant inrush current circuit for AC input power supply unit
KR101708773B1 (ko) * 2015-06-02 2017-03-08 주식회사 일렉스코리아 디밍 제어 기능을 구비한 led 전구용 전자식 안정기의 조광 회로 장치에 사용되는 댐퍼 회로
CN104981067B (zh) * 2015-07-03 2017-09-26 英飞特电子（杭州）股份有限公司 一种led驱动器
US10736187B2 (en) 2016-02-03 2020-08-04 Lutron Ketra, Llc Illumination device and method for decoupling power delivered to an LED load from a phase-cut dimming angle
US9655178B1 (en) * 2016-02-03 2017-05-16 Ketra, Inc. Device and method for removing transient and drift from an AC main supplied to a DC-controlled LED load
US9655188B1 (en) 2016-02-03 2017-05-16 Ketra, Inc. Illumination device and method for independently controlling power delivered to a load from dimmers having dissimilar phase-cut dimming angles
JP6797533B2 (ja) * 2016-02-22 2020-12-09 パワーサプライテクノロジー株式会社 Ｌｅｄ電源装置
EP4360179A1 (en) * 2021-06-22 2024-05-01 Abb Schweiz Ag Inrush current limiting circuit

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1149936A (zh) * 1994-06-01 1997-05-14 西门子公司 限流电路
JPH10108358A (ja) * 1996-09-26 1998-04-24 Nec Eng Ltd 電源装置
JP2004364484A (ja) * 2003-05-09 2004-12-24 Mitsubishi Electric Corp 直流電源装置
JP2008220056A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Nec Corp 突入電流防止回路と方法
CN101292416A (zh) * 2005-10-20 2008-10-22 Ntt前进技术株式会社 冲击电流减小电路及电气设备
CN101505055A (zh) * 2008-12-30 2009-08-12 上海英联电子系统有限公司 有源浪涌电流控制电路
CN201576933U (zh) * 2009-12-15 2010-09-08 北京遥测技术研究所 一种抑制启动时产生瞬时浪涌电流的电路
TW201115918A (en) * 2009-10-27 2011-05-01 Pegatron Corp Power connecting management device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3934577A1 (de) * 1989-10-17 1991-04-18 Philips Patentverwaltung Stromversorgungseinrichtung mit einschaltstrombegrenzungsschaltung
US5122724A (en) * 1991-07-12 1992-06-16 The Boeing Company Inrush current limiter
US5910690A (en) * 1997-02-11 1999-06-08 Cabletron Systems, Inc. Hotswappable chassis and electronic circuit cards
US5930130A (en) * 1997-09-29 1999-07-27 Jrs Technology, Inc. Inrush protection circuit
FI108971B (fi) * 1998-10-05 2002-04-30 Nokia Corp Menetelmä ja järjestely teholähteen käynnistysvirran rajoittamiseksi
JP2003348747A (ja) * 2002-05-29 2003-12-05 Canon Inc 電子機器の端子保護回路
US6831447B1 (en) * 2003-05-20 2004-12-14 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Surge limiting circuit with optional short circuit detection
JP4497982B2 (ja) * 2004-03-31 2010-07-07 三菱電機株式会社 電源回路
JP5042879B2 (ja) * 2007-09-25 2012-10-03 パナソニック株式会社 スイッチング電源装置
JP5361242B2 (ja) * 2008-04-24 2013-12-04 キヤノン株式会社 突入電流低減回路
KR101529974B1 (ko) * 2008-07-29 2015-06-18 삼성전자주식회사 스위칭 가변 저항부를 구비한 반도체 집적회로

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1149936A (zh) * 1994-06-01 1997-05-14 西门子公司 限流电路
JPH10108358A (ja) * 1996-09-26 1998-04-24 Nec Eng Ltd 電源装置
JP2004364484A (ja) * 2003-05-09 2004-12-24 Mitsubishi Electric Corp 直流電源装置
CN101292416A (zh) * 2005-10-20 2008-10-22 Ntt前进技术株式会社 冲击电流减小电路及电气设备
JP2008220056A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Nec Corp 突入電流防止回路と方法
CN101505055A (zh) * 2008-12-30 2009-08-12 上海英联电子系统有限公司 有源浪涌电流控制电路
TW201115918A (en) * 2009-10-27 2011-05-01 Pegatron Corp Power connecting management device
CN201576933U (zh) * 2009-12-15 2010-09-08 北京遥测技术研究所 一种抑制启动时产生瞬时浪涌电流的电路

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106714401A (zh) * 2015-08-14 2017-05-24 通用电气照明解决方案有限公司 一种阻尼电路、led驱动器和led照明系统
CN107294508A (zh) * 2016-03-30 2017-10-24 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种 lc 滤波装置
WO2019170105A1 (zh) * 2018-03-06 2019-09-12 欧普照明股份有限公司 一种调光电路及其发光装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201332242A (zh) 2013-08-01
EP2618443B1 (en) 2015-09-23
KR101434729B1 (ko) 2014-08-26
US20130187543A1 (en) 2013-07-25
TWI455432B (zh) 2014-10-01
US9136699B2 (en) 2015-09-15
CN103219717B (zh) 2016-01-20
EP2618443A1 (en) 2013-07-24
ES2557391T3 (es) 2016-01-25
KR20130085904A (ko) 2013-07-30
JP5775026B2 (ja) 2015-09-09
JP2013149593A (ja) 2013-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103219717A (zh) 动态阻尼模块及其应用的驱动电路
CN203691238U (zh) 电子变换器以及相关照明系统
CN101841236A (zh) 一种功率因数矫正变换器及其控制方法
US9627973B2 (en) Switching power supply device, and inverter, converter, and solar power controller including same
US20130207626A1 (en) Switching Power Supply Circuit
CN104796015B (zh) 用于对同步整流器驱动电路供电的系统和方法
CN103269164B (zh) 原边恒流控制的准单级高功率因数电路及装置
CN103683919A (zh) 高功率因数低谐波失真恒流电路及装置
CN103796387B (zh) 一种led驱动装置、电池充电器及其驱动控制电路
CN101834527A (zh) 双级交换式电源转换电路
TW201415779A (zh) 單級降壓轉換電路
CN202759634U (zh) 无需辅助绕组的led驱动电路
CN108809127A (zh) 宽输入电压整流稳压电路
CN205622515U (zh) 一种改进型交错并联Buck变换器
KR20150044333A (ko) 브리지리스 역률 개선 회로 및 이의 구동 방법
KR101456654B1 (ko) 공용코어 역률보정 공진 컨버터
CN201967220U (zh) Led恒流驱动电路装置
US20140268892A1 (en) Converter with adjustable output voltage
CN204442775U (zh) 一种带有补偿电路的可控硅调光led驱动电路
CN203590035U (zh) 高功率因数低谐波失真恒流电路及装置
Dos Santos et al. A charge-pump led driver with PFC and low-frequency-flicker reduction
CN102223058B (zh) 交错式在线隔离双库克电路
JPWO2011161728A1 (ja) スイッチング電源装置およびこれを用いた電源システム、電子装置
KR101303341B1 (ko) 브리지리스 역률보상 회로
TWI469479B (zh) 被動式功率因數校正電路、應用其之電子裝置與其操作方法

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