CN106982492B - 一种具有过载保护电路的调光器 - Google Patents
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Abstract
一种具有过载保护电路的调光器,其包括一个输入输出模块,一个控制模块,以及一个过载保护电路模块。所述输入输出模块包括一个直流变换模块,以及一个NMOS管。所述控制模块包括一个PWM信号输出单元,以及一个用于控制所述PWM信号输出单元的输出的输出控制单元。所述过载保护电路模块包括一个开关单元和一个过载信号输入单元。所述开关单元用于控制所述NMOS管的通断,所述过载信号输入单元用于在所述NMOS管关断时输出控制信号以控制所述PWM信号输出单元停止输出PWM信号。所述具有过载保护电路的调光器由于具有所述的过载保护电路模块,其在负载正常时不会工作,而只有在负载过大即过载时才会起动,快速关断所述NMOS管,减少其发热量,避免其被烧毁。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源设备,特别是一种具有过载保护电路的调光器。
背景技术
传统的灯具通常采用卤素灯作为电光源。卤素灯耗电量大,且温度高,不利于节能。随着LED技术的发展,人们发现LED是目前最好的照明光源之一,它具有发光亮度高、使用寿命长等优点。LED作为光源已被广泛应用于照明灯。随着人们生活水平的提高,包括居住、建筑、商业等越来越多的开始使用一些用于照明的灯具,特别是需要一种使用LED灯作为光源的灯具,以节省能源与增加灯具寿命。
随着市场的需求,以及能级规定,可调光、高PF,高效率的LED驱动器应运而生,市场上的可调光的LED驱动装置,即调光器多为前切相和后切相两种。为了让调光器能通过EMC测试,该调光器所使用的开关MOS管的驱动电阻选得比较大,这样MOS管的开与关的速度不是很快,即MOS管的驱动上升沿与下降沿有一定的斜率(Tr),因后切相调光器的开启是零电压开启,因此上升沿的Tr要求不严,主要是下降沿的Tr要足够大。这样做会改善EMC,但是MOS管在开关时产生了大量的热量,特别是在负载过载时,会损坏MOS管。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种避免损坏开关MOS管的具有过载保护电路的调光器,以解决上述问题。
一种具有过载保护电路的调光器,其包括一个输入输出模块,一个与所述输入输出模块电性连接的控制模块,以及一个连接在所述输入输出模块与控制模块之间的过载保护电路模块。所述输入输出模块包括一个直流变换模块,以及一个与所述直流变换模块电性连接的NMOS管,所述直流变换模块包括正、负交流端和正、负直流端。所述NMOS管的漏极与直流变换模块的正直流端连接,源极与所述直流变换模块的负直流端连接。所述控制模块包括一个PWM信号输出单元,以及一个用于控制所述PWM信号输出单元的输出的输出控制单元。所述PWM信号输出单元与NMOS管的栅极电性连接以输出PWM信号控制所述NMOS管的输出。所述过载保护电路模块包括一个电性连接在所述NMOS管的栅极与源极之间的开关单元和一个电性连接在所述NMOS管的源极与所述输出控制单元之间的过载信号输入单元。所述开关单元用于控制所述NMOS管的通断,所述过载信号输入单元用于在所述NMOS管关断时输出控制信号以控制所述PWM信号输出单元停止输出PWM信号。
进一步地,所述直流变换模块为一个桥堆。
进一步地,所述直流变换模块的负交流端电性连接LED电源或LED灯。
进一步地,所述输入输出模块还包括一个用于为所述NMOS管提供电力的MOS管电源,所述MOS管电源的电力加载在所述NMOS管的栅极上。
进一步地,所述控制模块还包括一个电性连接在所述PWM信号输出单元与所述NMOS管的栅极之间的隔离元件,所述隔离元件用于隔离加载在所述控制模块上的电力与所述MOS管电源所提供的电力。
进一步地,所述隔离元件为一个光耦二极管N2,所述光耦二极管N2的阳极与PWM信号输出单元电性连接,阴极接地,所述光耦二极管N2的发射极与NMOS管的栅极电性连接,集电极与MOS管电源电性连接。
进一步地,所述开关单元包括一个可控硅,所述可控硅的阳极与NMOS管的栅极电性连接,阴极与地连接,栅极与NMOS管的源极电性连接。
进一步地,所述开关单元包括一个PNP型三极管Q2与一个NPN型三极管Q3,所述PNP型三极管Q2的发射极与NMOS管的栅极电性连接,基极与所述NPN型三极管Q3的集电极电性连接并与NMOS管的栅极电性连接,所述PNP型三极管Q2的集电极与NPN型三极管Q3的基极电性连接并与NMOS管的源极电性连接,所述NPN三极管Q3的发射极接地。
进一步地,所述过载信号输入单元包括一个光耦二极管N1,所述光耦二极管N1的阳极与NMOS管的源极电性连接,阴极接地,所述光耦二极管N1的发射极与所述输出控制单元电性连接,集电极接地。
与现有技术相比,所述具有过载保护电路的调光器由于具有所述的过载保护电路模块,其在负载正常时不会工作,而只有在负载过大即过载时才会起动,快速关断所述NMOS管,减少其发热量,避免其被烧毁。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例,其中:
图1为本发明提供的一种具有过载保护电路的调光器的原理框图。
图2为图1的具有过载保护电路的调光器的电路图之一。
图3为图1的具有过载保护电路的调光器的电路图之二。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅作为实施例,并不用于限定本发明的保护范围。
请参阅图1至图3,其为本发明提供的一种具有过载保护电路的调光器100的原理框图。所述具有过载保护电路的调光器100包括一个输入输出模块10,一个与所述输入输出模块10电性连接的控制模块20,以及一个连接在所述输入输出模块10与控制模块20之间的过载保护电路模块30。可以想到的是,作为一个调光器100,其还可以包括其他功能模块,如用以调节输出的可变电阻等,其作为调光器的通用功能模块,为本领域技术人员所习知,在此不再详细说明。
所述输入输出模块10用于连接市电与被调控的负载,即使所述调光器100串联在所述市电与被调控的负载之间和连接,也用于连接调光功能模块以加载调光信号。因此,所述输入输出模块10包括一个直流变换模块11,以及一个所述直流变换模块11电性连接的NMOS管Q1,以及一个用于为所述NMOS管提供电力的MOS管电源12。所述直流变换模块11用于与市电与被调控的负载电性连接,其可以为一个桥堆,并包括正、负交流端111、112、和正、负直流端113、114。当然可以理解的是,在交流端,其正、负相互互换的,在这里仅是为了区分,便于说明。所述正交流端111连接市电,负交流端112连接被调控的负载,如LED电源或LED灯。所述桥堆为一种现有技术,其包括相互联接的四个二极管,用于将交流电转化为直流电,其具体结构不再说明,应本领域技术人员所习知。所述正、负直流端113、114即为所述桥堆转化为直流电以后的两个输出,因为所述NMOS管Q1的工作电流必须是直流。所述NMOS管Q1的漏极与直流变换模块11的正直流端113连接,源极与所述直流变换模块的负直流端114连接。所述NMOS管Q1为本领域技术人员所习知的元器件,其结构及工作原理不再赘述。所述NMOS管Q1为一个开关,通过调节其开与关的频率以及开与关各自的时长,即可以调节该NMOS管Q1的输出电流的大小,达到调节整个调光器100的输出功率的目的。所述MOS管电源12的电力加载在所述NMOS管Q1的栅极上。所述MOS管电源12可以为一个额外增加的电源,也可以是从市电接入经变换后调整得到的电源,其具体方案可根据实际需要选择,但为MOS管提供导通电源为本领域技术人员所习知的技术,在此不再赘述。
所述控制模块20可以为一个单片机,或由通用元器件组成的类似于单片机的功能电路,在本实施例中,所述控制模块20为一个单片机,以减小成本及调光器100的体积。所述控制模块20用于控制所述NMOS管Q1的开与关的频率及时长,并包括一个PWM信号输出单元21,以及一个用于控制所述PWM信号输出单元21的输出的控制单元22。所述PWM信号输出单元21用于输出PWM信号,以控制所述NMOS管Q1的输出功率。PWM信号为一种方波,其产生一般通过单片机来形成。关于单片机的工作原理与电路组成为本领域技术人员所习知的技术,为本领域技术人员所常用的集成芯片。当然,所述单片机还包括其他功能模块,如时钟模块,供电电源等。因此,在本发明中的附图中,所述控制模块20及其组成仅以方框图示出。所述PWM信号输出单元21的输出与NMOS管Q1的栅极电性连接以输出PWM信号控制该NMOS管的输出,即控制所述NMOS管Q1的开与关的频率与时长。所述输出控制单元22在当负载过大,发生过载时控制所述PWM信号输出单元21的输出,即在负载过大,发生过载时关断所述PWM信号输出单元21,阻止其继续输出PWM信号,从而关断所述NMOS管Q1,避免该NMOS管Q1被烧坏。所述输出控制单元22也为可以为单片机的一个功能,其当接收到所述过载保护电路模块30的输入信号即启动,进而关断所述PWM信号输出单元21的输出。为了隔离所述单片机所具有的供电电源所提供的电压与所述MOS管电源12所提供的电压,所述控制模块20还包括一个电性连接在所述PWM信号输出单元21与所述NMOS管Q1的栅极之间的隔离元件。所述隔离元件为一个光耦二极管N2,所述光耦二极管N2的阳极与PWM信号输出单元20电性连接,阴极接地,所述光耦二极管N2的发射极与NMOS管Q1的栅极电性连接,集电极与MOS管电源12电性连接。
所述过载保护电路模块30包括一个电性连接在所述NMOS管Q1的栅极与源极之间的开关单元31和一个电性连接在所述NMOS管Q1的源极与所述输出控制单元22之间的过载信号输入单元32。所述开关单元31用于控制所述NMOS管Q1的通断,其包括一个可控硅Q2。所述可控硅Q2的阳极与NMOS管Q1的栅极电性连接,阴极与地连接,栅极与NMOS管Q1的源极电性连接。当然为了保证各元器件可以正常工作,在所述可控硅Q2的阳极与NMOS管Q1的栅极之间,以及可控硅Q2的栅极与NMOS管Q1的源极之间都可以串联限流电阻。在本实施例中,所述可控硅Q2的阳极与NMOS管Q1的栅极之间,以及可控硅Q2的栅极与NMOS管Q1的栅极之间分别串联有限流电阻R3和R6。所述过载信号输入单元32包括一个光耦二极管N1。所述光耦二极管N1的阳极与NMOS管Q1的源极电性连接,阴极接地,所述光耦二极管N1的发射极与所述输出控制单元22电性连接,集电极接地。当过载的时候,所需要的功率将增加,所述NMOS管Q1的漏极与源极之间的电压增加,从而使得所述可控硅Q2的栅极上的电压增加,当其所述加载的电压大于所述可控硅Q2自身的导通电压值时,即可导通所述可控硅Q2。当所述可控硅Q2导通时,所述NMOS管Q1的栅极上的电压降低并趋于地,因此,所述NMOS管Q1将截止。与此同时,所述NMOS管Q1的漏极与源极之间的电压增加,使所述光耦二极管N1的导通,传输信号给所述输出控制单元22。当所述输出控制单元22接收到该信号后便关断所述PWM信号输出单元21,从而停止输出PWM信号,进而关断所述NMOS管,以关断整个调光器100的输出。
由于所述可控硅Q2具有一个导通电压值,当所述NMOS管Q1的漏极与源极之间的电压之间的电压值小于所述可控硅Q2的导通电压值时,则所述可控硅Q2不会被导通,从而也不会关断所述NMOS管Q1。与此同时,所述光耦二极管N1也没有被导通,不会输出信号给所述控制单元22,从而不会关断所述PWM信号输出单元21,使得当没有过载时,所述过载保护电路模块30不会工作。而只有过载时,所述过载保护电路模块30才会工作。
如图3所示,所述可控硅Q2可以由两个三极管来组成。具体地,所述开关单元31还可以包括一个PNP型三极管Q2与一个NPN型三极管Q3。所述PNP型三极管Q2的发射极与NMOS管Q1的栅极电性连接,基极与所述NPN型三极管Q3的集电极电性连接并与NMOS管Q1的栅极电性连接。所述PNP型三极管Q2的集电极与NPN型三极管Q3的基极电性连接并与NMOS管Q1的源极电性连接,所述NPN三极管Q3的发射极接地。其工作原理与所述可控硅Q2的一样,在此不再赘述。
与现有技术相比,所述具有过载保护电路的调光器100由于具有所述的过载保护电路模块30,其在负载正常时不会工作,而只有在负载过大即过载时才会起动,快速关断所述NMOS管Q1,减少其发热量,避免其被烧毁。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则的内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种具有过载保护电路的调光器,其特征在于:所述具有过载保护电路的调光器包括一个输入输出模块,一个与所述输入输出模块电性连接的控制模块,以及一个连接在所述输入输出模块与控制模块之间的过载保护电路模块,所述输入输出模块包括一个直流变换模块,以及一个与所述直流变换模块电性连接的NMOS管,所述直流变换模块包括正、负交流端和正、负直流端,所述NMOS管的漏极与直流变换模块的正直流端连接,源极与所述直流变换模块的负直流端连接,所述控制模块包括一个PWM信号输出单元,以及一个用于控制所述PWM信号输出单元的输出的输出控制单元,所述PWM信号输出单元与NMOS管的栅极电性连接以输出PWM信号控制所述NMOS管的输出,所述过载保护电路模块包括一个电性连接在所述NMOS管的栅极与源极之间的开关单元和一个电性连接在所述NMOS管的源极与所述输出控制单元之间的过载信号输入单元,所述开关单元用于控制所述NMOS管的通断,所述过载信号输入单元用于在所述NMOS管关断时输出控制信号以控制所述PWM信号输出单元停止输出PWM信号。
2.如权利要求1所述的具有过载保护电路的调光器,其特征在于:所述直流变换模块为一个桥堆。
3.如权利要求1所述的具有过载保护电路的调光器,其特征在于:所述直流变换模块的负交流端电性连接LED电源或LED灯。
4.如权利要求1所述的具有过载保护电路的调光器,其特征在于:所述输入输出模块还包括一个用于为所述NMOS管提供电力的MOS管电源,所述MOS管电源的电力加载在所述NMOS管的栅极上。
5.如权利要求4所述的具有过载保护电路的调光器,其特征在于:所述控制模块还包括一个电性连接在所述PWM信号输出单元与所述NMOS管的栅极之间的隔离元件,所述隔离元件用于隔离加载在所述控制模块上的电力与所述MOS管电源所提供的电力。
6.如权利要求5所述的具有过载保护电路的调光器,其特征在于:所述隔离元件为一个
光耦二极管N2,所述光耦二极管N2的阳极与PWM信号输出单元电性连接,阴极接地,所述光耦二极管N2的发射极与NMOS管的栅极电性连接,集电极与MOS管电源电性连接。
7.如权利要求1所述的具有过载保护电路的调光器,其特征在于:所述开关单元包括一个可控硅,所述可控硅的阳极与NMOS管的栅极电性连接,阴极与地连接,栅极与NMOS管的源极电性连接。
8.如权利要求1所述的具有过载保护电路的调光器,其特征在于:所述开关单元包括一个PNP型三极管Q2与一个NPN型三极管Q3,所述PNP型三极管Q2的发射极与NMOS管的栅极电性连接,基极与所述NPN型三极管Q3的集电极电性连接并与NMOS管的栅极电性连接,所述PNP型三极管Q2的集电极与NPN型三极管Q3的基极电性连接并与NMOS管的源极电性连接,所述NPN型三极管Q3的发射极接地。
9.如权利要求1所述的具有过载保护电路的调光器,其特征在于:所述过载信号输入单元包括一个光耦二极管N1,所述光耦二极管N1的阳极与NMOS管的源极电性连接,阴极接地,所述光耦二极管N1的发射极与所述输出控制单元电性连接,集电极接地。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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