CN105407595A - 阻容式泄放电路及led驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻容式泄放电路及LED驱动电路，所述阻容式泄放电路包括主开关控制电路、电源主开关M1和泄放开关M2，所述电源主开关M1的漏极连接有第一电容C1和整流型电阻泄放回路，所述整流型电阻泄放回路包括第二二极管D2、泄放电阻RB和第三二极管D3；第二二极管D2的正极与第一电容C1连接，负极与泄放电阻RB连接；第三二极管D3的负极与第一电容C1连接，正极接地；所述泄放开关M2的三端分别与泄放电阻RB、地和主开关控制电路连接。本发明可选择性地开通与关断泄放电路，以在输入电压较高时节省不必要的功率损耗。产生的泄放电流可以有效地保障双向可控硅调光器在深度LED调光条件下的导通。
Description
技术领域
本发明涉及泄放电路，尤其是一种阻容式泄放电路及LED驱动电路。
背景技术
大多数可调光白炽灯是由三端双向可控硅/晶闸管调光器控制，固态照明（SSL）替代白炽灯需要兼容双向可控硅/可控硅调光器下工作。
双向可控硅是具有特定闩锁特性的双向开关。当三端双向可控硅触发后，该装置两端的电压必须足够高，以使必要的闩锁电流流过。这种闩锁电流必须持续一定的时间以使装置完全锁定。双向可控硅闩锁之后，一定幅值电流必须持续流过三端双向可控硅器件，以维持导通状态。这个电流被称为维持电流。不同类型的调光器有不同的维持电流，通常为几毫安到几十毫安。
在固态照明领域，输出与白炽灯相同亮度的光消耗的功率仅为白炽灯的十分之一左右。固态照明的这种高光效随着技术的进步继续降低。从根本上讲，将三端双向可控硅用于控制固态照明电路时面临的最大挑战是提供足够的维持电流。虽然和白炽灯相比，一个很小的LED负载电流就可以产生较高光通亮输出，但是，这个较低的负载电流却难以维持可控硅调光器的正常导通。
如图1所示，现有的改进型泄放电路在泄放电阻和地之间增加了有源开关，使得泄放电流可以根据负载条件来关闭/开启。例如，如果固态照明的负载足够高到可以保持双向可控硅调光器导通时，控制电路或可以关断泄放开关。如果固态照明负载不足以提供可控硅调光器深度调光条件下的维持电流，那么控制电路开启泄放开关。这样泄放的损耗则通过导通或断开泄放开关加以控制，从而达到非轻负载状态下的高效率和最大限度地减少功率变换系统的热应力。
值得注意的是：改进型泄放电路需要添加一个高压开关器件，而有源高压开关是一个昂贵的高压开关。
发明内容
发明目的：一个目的是提供一种阻容式泄放电路，以解决现有技术存在的上述问题。进一步的目的是提供一种及LED驱动电路。
技术方案：一种阻容式泄放电路，包括主开关控制电路、电源主开关M1和泄放开关M2，所述电源主开关M1的漏极连接有第一电容C1和整流型电阻泄放回路，所述整流型电阻泄放回路包括第二二极管D2、泄放电阻RB和第三二极管D3；第二二极管D2的正极与第一电容C1连接，负极与泄放电阻RB连接；第三二极管D3的负极与第一电容C1连接，正极接地；所述泄放开关M2的三端分别与泄放电阻RB、地和主开关控制电路连接。
优选的，所述泄放开关M2为MOSFET。更优选的，所述泄放开关M2为低压MOSFET。
一种LED驱动电路，包括上述任一项的阻容式泄放电路，以及可控硅调光器、整流桥、第二电容C2、第一电感L1、第一二极管D1、第三电容C3；所述第二电容C2的一端、第一电感L1的一端和第三电容C3的一端连接在从整流桥输出端引出的直流母线上；所述第二电容C2的另一端接地，所述第一电感L1的另一端和第一二极管D1的正极与电源主开关M1的漏极连接，第一二极管D1的负极与第三电容C3的另一端连接。
当可控硅调光器处于深度调光状态，在低导通角下运行时，通过控制信号开启泄放开关M2。
有益效果：本发明从输入电源和直流母线方面耗散额外功率，消耗双向可控硅在深度调光状态下所需维持电流。泄放电路的泄放电阻串联一个低压有源开关，可以选择性地开通与关断泄放电路，以在输入电压较高时节省不必要的功率损耗。在本发明中，产生的泄放电流可以有效地保障双向可控硅调光器在深度LED调光条件下的导通。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图。
图2是本发明LED驱动电路的结构示意图。
图3是本发明中主开关和泄放电路的波形图。
图4和图5分别是前切/后切调光器控制泄放信号波形图。
具体实施方式
如图2所示，一种LED驱动电路，包括阻容式泄放电路，以及可控硅调光器、整流桥、第二电容C2、第一电感L1、第一二极管D1、第三电容C3；所述第二电容C2的一端、第一电感L1的一端和第三电容C3的一端连接在从整流桥输出端引出的直流母线上；所述第二电容C2的另一端接地，所述第一电感L1的另一端和第一二极管D1的正极与电源主开关M1的漏极连接，第一二极管D1的负极与第三电容C3的另一端连接。
其中，阻容式泄放电路包括主开关控制电路、电源主开关M1和泄放开关M2，电源主开关M1的漏极连接有第一电容C1和整流型电阻泄放回路，所述整流型电阻泄放回路包括第二二极管D2、泄放电阻RB和第三二极管D3；第二二极管D2的正极与第一电容C1连接，负极与泄放电阻RB连接，第三二极管D3的正极与第一电容C1连接，正极接地；所述泄放开关M2的一端与泄放电阻RB连接，一端接地，一端与主开关控制电路连接。
当可控硅调光器处于深度调光状态，低导通角下运行；为了保持调光器的导通，用于产生维持电流的附加功率消耗是必须的。在深度调光条件下泄放电路的控制信号开启泄放开关M2，通过在线检测直流母线电压的导通角度过低的方式，开启泄放开关的方式可以有几种。
一旦主开关M1截止，M1漏极节点的电压迅速跳跃到直流母线电压加上LED负载电压。在该斜率期间TB由于图3所示电容电荷平衡法则，C1通过泄放电阻RB向泄放开关M2的地放电。RB上的泄放功率等级会因电容C1不同的值，泄放电阻RB和主开关M1的VDS交变电压而有所不同。
图4和图5给出了前切和后切调光器的泄放方法。
在本发明中，阻容电路输出侧的开关器件由于第一电容C1的隔离，可以选择低压MOSFET，比市场上有源调节电阻泄放法所需的高压开关要节约成本。低压MOSFET为本领域的通用术语，用于描述部分型号MOSFET的特点。第一电容C1只需传递与额定负载相比很少能量，因此电容值很小，保证了元件的低成本和小体积。通过第一电容C1和二极管电阻连接条件下减缓VDS电压变化率，从而改善在主开关EMI性能。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。需要说明的是，本发明可以适用任何类型的开关转换器拓扑：包括反激，升压，降压，降压-升压型的AC-DC和DC-DC电源转换器拓扑结构。
Claims (5)
1.一种阻容式泄放电路，包括主开关控制电路、电源主开关M1和泄放开关M2，其特征在于，所述电源主开关M1的漏极连接有第一电容C1和整流型电阻泄放回路，所述整流型电阻泄放回路包括第二二极管D2、泄放电阻RB和第三二极管D3；第二二极管D2的正极与第一电容C1连接，负极与泄放电阻RB连接；第三二极管D3的负极与第一电容C1连接，正极接地；所述泄放开关M2的三端分别与泄放电阻RB、地和主开关控制电路连接。
2.如权利要求1所述的阻容式泄放电路，其特征在于，所述泄放开关M2为MOSFET。
3.如权利要求1所述的阻容式泄放电路，其特征在于，所述泄放开关M2为低压MOSFET。
4.一种LED驱动电路，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的阻容式泄放电路，以及可控硅调光器、整流桥、第二电容C2、第一电感L1、第一二极管D1、第三电容C3；所述第二电容C2的一端、第一电感L1的一端和第三电容C3的一端连接在从整流桥输出端引出的直流母线上；所述第二电容C2的另一端接地，所述第一电感L1的另一端和第一二极管D1的正极与电源主开关M1的漏极连接，第一二极管D1的负极与第三电容C3的另一端连接。
5.如权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，当可控硅调光器处于深度调光状态，在低导通角下运行时，通过控制信号开启泄放开关M2。
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