CN107148121A - 一种斩波控制线性开关恒流恒功率电路 - Google Patents

一种斩波控制线性开关恒流恒功率电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种斩波控制线性开关恒流恒功率电路，包括：整流电路和控流电路，控流电路包括斩波比较放大器A、恒流比较放大器B以及恒流管Q1，斩波比较放大器A的输出端与恒流比较放大器B的正极输入端连接，恒流比较放大器B的负极输入端与恒流管Q1的源极连接，恒流比较放大器B的输出端与恒流管Q1的栅极连接；恒流管Q1的漏极与LED的负极连接，LED的正极与整流电路的输出端连接；恒流管Q1的源极通过检流电阻R4接地；斩波比较放大器A的负极输入端通过电阻R1与整流电路的输出端连接，且还通过电阻R2接地。本发明利用斩波技术使线性恒流电路做到恒功率、可调光、过压保护、同时能降低Q1的功耗。

Description

一种斩波控制线性开关恒流恒功率电路
技术领域
本发明涉及电子驱动电路控制技术领域，具体涉及一种斩波控制线性开关恒流恒功率电路。
背景技术
LED作为一种高效的新光源，由于具有寿命长，能耗低，节能环保，正广泛应用于各领域照明。
当LED作为灯具光源时，灯具的使用寿命不仅仅取决于LED灯珠本身，还包括驱动电源，目前的应用方案中，LED灯具寿命主要取决于驱动电源，主要驱动电源类型为：1)开关电源；2)线性恒流电源；3)阻容电源。
线性恒流驱动电源性价比高，但也存在一些致命的缺点，当电网电压升高时调整管Q1压降升高，发热严重，且输入功率也随电网电压波动而波动，严重影响线性电源的可靠性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种斩波控制线性开关恒流恒功率电路，其利用斩波技术使线性恒流电路做到恒功率、可调光、过压保护、同时能降低Q1的功耗。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种斩波控制线性开关恒流恒功率电路，包括：整流电路，整流电路的输入端与市电连接，还包括：控流电路，控流电路包括：斩波比较放大器A、恒流比较放大器B以及恒流管Q1，斩波比较放大器A的输出端与恒流比较放大器B的正极输入端连接，恒流比较放大器B的负极输入端与恒流管Q1的源极连接，恒流比较放大器B的输出端与恒流管Q1的栅极连接；
恒流管Q1的漏极与LED的负极连接，LED的正极与整流电路的输出端连接；
恒流管Q1的源极通过检流电阻R4接地；
斩波比较放大器A的负极输入端通过电阻R1与整流电路的输出端连接，且还通过电阻R2接地。
本发明利用斩波技术使线性恒流电路做到恒功率、可调光、过压保护、同时能降低Q1的功耗。
在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
作为优选的方案，斩波比较放大器A的正极电源输入引脚通过电容C1接地，斩波比较放大器A的负极电源输入引脚直接接地。
采用上述优选的方案，电路更稳定。
作为优选的方案，斩波比较放大器A的正极输入端接+2V电压。
采用上述优选的方案，电路更稳定。
作为优选的方案，斩波比较放大器A输出+1V信号输入恒流比较放大器B的正极输入端。
采用上述优选的方案，电路更稳定。
作为优选的方案，斩波比较放大器A的正极电源输入引脚通过JFET管与整流电路的输出端连接。
采用上述优选的方案，电路更稳定。
作为优选的方案，斩波比较放大器A的负极输入端与PWM电路连接。
采用上述优选的方案，进行PWM调光。
作为优选的方案，电阻R2为可变电阻。
采用上述优选的方案，改变电阻R2的阻值可作为斩波调光线性光源。
作为优选的方案，在整流电路与市电之间通过多级降压电路连接，多级降压电路用于对市电进行多级降压。
采用上述优选的方案，性能更稳定。
作为优选的方案，在整流电路与市电之间通过稳压电路连接，稳压电路用于保持电压平稳。
采用上述优选的方案，性能更稳定。
作为优选的方案，在整流电路与控流电路之间通过蓄电池连接。
采用上述优选的方案，性能更稳定，即使市电突然断开，电源也不会突然消失，保证电路的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种斩波控制线性开关恒流恒功率电路的结构示意图之一。
图2为本发明实施例提供的一种斩波控制线性开关恒流恒功率电路的结构示意图之二。
图3为本发明实施例提供的控流电路的内部结构示意图。
图4为本发明实施例提供的斩波比较放大器A的连接结构示意图。
图5为本发明实施例提供的通过斩波比较放大器A比较得到与输入电压波动成比例的占空比波形。
其中：1整流电路、2控流电路。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
为了达到本发明的目的，一种斩波控制线性开关恒流恒功率电路的其中一些实施例中，
如图1-4所示，一种斩波控制线性开关恒流恒功率电路包括：整流电路1和控流电路2，整流电路1的输入端与市电连接，市电经过整流电路1整流后，整流电路1的输出端为Vin正极，Vin负极接地。
控流电路2包括：斩波比较放大器A、恒流比较放大器B以及恒流管Q1，斩波比较放大器A的输出端与恒流比较放大器B的正极输入端连接，恒流比较放大器B的负极输入端与恒流管Q1的源极连接，恒流比较放大器B的输出端与恒流管Q1的栅极连接；
恒流管Q1的漏极与LED的负极连接，LED的正极与整流电路的输出端连接；
恒流管Q1的源极通过检流电阻R4接地；
斩波比较放大器A的负极输入端通过电阻R1与整流电路的输出端连接，且还通过电阻R2接地，电阻R2为可变电阻，改变R2阻值可作为斩波调光线性电源。
斩波比较放大器A的正极电源输入引脚通过电容C1接地，斩波比较放大器A的负极电源输入引脚直接接地。
斩波比较放大器A的正极输入端接+2V电压。
斩波比较放大器A的正极电源输入引脚通过JFET管与整流电路1的输出端连接。
斩波比较放大器A的负极输入端与PWM电路连接，可作为PWM调光。
如图1-4所示，图中以控流电路2的各个引脚来连接，控流电路2引脚1连接LED 101负极、控制电路2引脚2连接检流电阻R4、控流电路2引脚3连接电阻R1到Vin正极，同时连接电阻R2到Vin负极、控制电路2引脚4连接Vin负极、控制电路2引脚5连接Vin正极、控流电路2引脚6连接电容C1到Vin负极。
如图2所示，为了使控流电路2具有斩波功能，控流电路2引脚3分别连接电阻R1到Vin正极，连接电阻R2到Vin负极，检测Vin电压变化，通过斩波比较放大器A比较得到与输入电压波动成比例的占空比波形，如图5的波形图所示。
过压保护功能只要固定R1、R2阻值，斩波比较放大器A的负极输入端(即引脚3)输入Vin电压信号和斩波比较放大器A基准比较产生100HZ过压占空比信号，如图5的波形图所示。
模拟调光实现方法为固定电阻R1阻值，调节电阻R2阻值，通过斩波比较放大器A产生100HZ调光占空比信号，如图5的波形图所示。
PWM调光通过PWM+2V信号直接输入斩波比较放大器A的负极输入端(即引脚3)，斩波比较放大器A输出端得到与PWM输入信号相等占空比的信号。
斩波比较放大器A输出+1V信号输入恒流比较放大器B的正极输入端，恒流管Q1的源极连接电阻R4，在电阻R4上产生与LED 101相对应的电压，通过恒流比较放大器B负极输入端与其基准+1V比较，使恒流管Q1工作在线性恒流和开关恒功率状态。
本发明一种斩波控制线性开关恒流恒功率电路的有益效果如下：
1.本发明提供了一种利用斩波技术使线性恒流电路做到恒功率、可调光、过压保护、同时能降低恒流管Q1功耗的驱动电路，因此本发明又称线性恒工频开关流恒功率电路。
2.斩波比较放大器A的正极输入端连接基准电平+2V，斩波比较放大器A的负极输入端连接Vin同基准比较，由Vin电压高低变化产生100HZ频率的不同占空比输出，斩波比较放大器A输出连接恒流比较放大器B的基准，由斩波比较放大器A产生的占空比控制恒流比较放大器B，恒流比较放大器B正极输入端连接斩波比较放大器A的输出端，恒流比较放大器B的负极输入端连接恒流管Q1源极，恒流比较放大器B的输出端连接恒流管Q1的栅极。
本发明作为线性恒开关流控制模块最大的优点在于：
具有线性恒流恒功率、可作为过压保护、可作为PWM调光以及模拟调光，整个恒流单元是工作在100HZ频率调制的开关状态，真正实现线性开关LED驱动电源，本发明有线性电源的优点，又有开关电源的特性，因此本发明打破了线性电源只能应用于小功率LED驱动，可应用于单路最大功率50W驱动中。
由于本发明工作在线性开关状态，输出LED电流峰值是保持不变的，LED的电流大小是由占空比调节的，因此在线性多段应用中作恒功率控制、调光控制、过压控制时不会使LED某段不亮的现象。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在整流电路1与市电之间通过多级降压电路连接，多级降压电路用于对市电进行多级降压。
采用上述优选的方案，性能更稳定。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在整流电路1与市电之间通过稳压电路连接，稳压电路用于保持电压平稳。
采用上述优选的方案，性能更稳定。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在整流电路1与控流电路2之间通过蓄电池连接。
采用上述优选的方案，性能更稳定，即使市电突然断开，电源也不会突然消失，保证电路的稳定性。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种斩波控制线性开关恒流恒功率电路，包括：整流电路，所述整流电路的输入端与市电连接，其特征在于，还包括：控流电路，所述控流电路包括：斩波比较放大器A、恒流比较放大器B以及恒流管Q1，所述斩波比较放大器A的输出端与所述恒流比较放大器B的正极输入端连接，所述恒流比较放大器B的负极输入端与恒流管Q1的源极连接，所述恒流比较放大器B的输出端与恒流管Q1的栅极连接；
所述恒流管Q1的漏极与LED的负极连接，LED的正极与所述整流电路的输出端连接；
所述恒流管Q1的源极通过检流电阻R4接地；
所述斩波比较放大器A的负极输入端通过电阻R1与所述整流电路的输出端连接，且还通过电阻R2接地。
2.根据权利要求1所述的斩波控制线性开关恒流恒功率电路，其特征在于，所述斩波比较放大器A的正极电源输入引脚通过电容C1接地，所述斩波比较放大器A的负极电源输入引脚直接接地。
3.根据权利要求2所述的斩波控制线性开关恒流恒功率电路，其特征在于，所述斩波比较放大器A的正极输入端接+2V电压。
4.根据权利要求3所述的斩波控制线性开关恒流恒功率电路，其特征在于，所述斩波比较放大器A输出+1V信号输入所述恒流比较放大器B的正极输入端。
5.根据权利要求4所述的斩波控制线性开关恒流恒功率电路，其特征在于，所述斩波比较放大器A的正极电源输入引脚通过JFET管与所述整流电路的输出端连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的斩波控制线性开关恒流恒功率电路，其特征在于，所述斩波比较放大器A的负极输入端与PWM电路连接。
7.根据权利要求6所述的斩波控制线性开关恒流恒功率电路，其特征在于，所述电阻R2为可变电阻。
8.根据权利要求7所述的斩波控制线性开关恒流恒功率电路，其特征在于，在所述整流电路与所述市电之间通过多级降压电路连接，所述多级降压电路用于对市电进行多级降压。
9.根据权利要求7所述的斩波控制线性开关恒流恒功率电路，其特征在于，在所述整流电路与所述市电之间通过稳压电路连接，所述稳压电路用于保持电压平稳。
10.根据权利要求7所述的斩波控制线性开关恒流恒功率电路，其特征在于，在所述整流电路与所述控流电路之间通过蓄电池连接。
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