CN107623430A - 具有宽输出范围阻尼的防过冲电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有宽输出范围阻尼的防过冲电路，包括阻尼电路，充电电路，放电回路，开关电路，供电电路和负压截止电路；阻尼电路与开关电路电连接，开关电路分别与放电回路和充电电路电连接，放电回路分别与供电电路和负压截止电路电连接，供电电路分别与开关电路和阻尼电路电连接，负压截止电路分别与开关电路、阻尼电路和充电电路电连接。本发明具有能有效缓解电压、电流脉冲对负载和设备破坏的特点。
Description
技术领域
本发明涉及DC电源、LED驱动器启动技术领域，尤其是涉及一种能有效缓解电压、电流脉冲对负载和设备破坏的具有宽输出范围阻尼的防过冲电路。
背景技术
随着国家对节能产品的大力推广，DC电源和LED驱动器在市场需求越来越大，同时对匹配负载和设备的安全性提出了更高的要求。特别是LED照明应用中，模组精细定制，保护灯珠，对灯具使用寿命提出更高要求，同时对客户在开关机时对光的感受要求越来越高。
市面上除去少部份单片机控制芯片有软启动概念外，大部份驱动芯片均没有这个功能。而现在市场竞争中，超宽输出电压使用范围，占有率越来越高。需求量不断上升的同时，超宽输出电压范围对过冲问题，提出新的挑战。特别是在输出窗口电压30%-100%这种超宽应用中，几乎市面上没有那家芯片能保证30%以下负载，在连续开关机时，不出现过冲现象。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中，在DC电源和LED驱动器的超宽输出电压范围下，容易产生过冲，对负载和设备造成破坏的问题，提供了一种能有效缓解电压、电流脉冲对负载和设备破坏的具有宽输出范围阻尼的防过冲电路。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有宽输出范围阻尼的防过冲电路，包括阻尼电路，充电电路，放电回路，开关电路，供电电路和负压截止电路；阻尼电路与开关电路电连接，开关电路分别与放电回路和充电电路电连接，放电回路分别与供电电路和负压截止电路电连接，供电电路分别与开关电路和阻尼电路电连接，负压截止电路分别与开关电路、阻尼电路和充电电路电连接。
本发明的思路是，将在超小窗口电压以下，连续开关机时所产生的过冲电压或电流，先用适当的纯电阻串入主回路中，通过电阻将电压、电流脉冲进行阻尼并给输出电解充电，让电压电流缓慢输出需要的能量。当启动完成后，用MOS管将电阻短路，不让电阻在主回路中产生损耗，从而解决快速开关机时，阻尼防止电压电流过冲的过程，同时有效保护LED模组并使LED缓慢被点亮，提升用户对光的感受。本发明具有能有效缓解电压、电流脉冲对负载和设备破坏的特点。
作为优选，阻尼电路包括电阻RS85A、电阻RS85B和电阻RS85C，电阻RS85A、电阻RS85B和电阻RS85C相互并联，电阻RS85A、电阻RS85B和电阻RS85C的一端均分别与开关电路、负压截止电路和充电电路电连接，电阻RS85A、电阻RS85B和电阻RS85C的另一端均分别与开关电路和供电电路电连接。电阻RS85A、电阻RS85B和电阻RS85C为阻尼电阻，用于防止输出回路发生过冲。
作为优选，开关电路包括MOS管QS82，电容CS82和稳压二极管ZS81，电容CS82和稳压二极管ZS81并联，稳压二极管ZS81的负极分别与电容CS82、放电回路、充电电路和MOS管QS82的栅极电连接，稳压二极管ZS81的正极分别与电容CS82、阻尼电路、MOS管QS82的源极和供电电路电连接。
作为优选，放电回路包括MOS管QS81、电阻RS82A、电阻RS82B、二极管DS83和电容CS83，电阻RS82A和电阻RS82B 并联，电阻RS82A和电阻RS82B的一端均分别与开关电路和充电电路电连接，电阻RS82A和电阻RS82B的另一端均与MOS管QS81的漏极电连接，二极管DS83和电容CS83并联，二极管DS83的负极分别与MOS管QS81的栅极、电容CS83、供电电路和负压截止电路电连接，二极管DS83的正极分别与MOS管QS81的源极、电容CS83和充电电路电连接。放电回路用于释放电容CS82内的电量。
作为优选，充电电路包括电阻RS86、电阻RS81、电容CS81、二极管DS81和二极管DS82，二极管DS81的负极分别与二极管DS82的正极和电容CS81的一端电连接，电容CS81的另一端分别与阻尼电路、开关电路和负压截止电路电连接，二极管DS82的负极与电阻RS81的一端电连接，电阻RS81的另一端分别与开关电路和放电回路电连接，二极管DS81的正极与电阻RS86的一端电连接，电阻RS86的另一端与放电回路电连接。在有电源供电的同时，高频泵电容CS81通过整流二极管DS81和二极管DS82，输出电流经电阻RS81限流给电容CS82进行充电，以确保充电的时间常数在过冲电流结束后，对MOSFET开关管QS82进行开启。
作为优选，负压截止电路包括电阻RS84A、电阻RS84B、二极管DS84和稳压二极管ZS82，二极管DS84的负极分别与阻尼电路、开关电路和充电电路电连接，二极管DS84的正极与电阻RS84A的一端电连接，电阻RS84A的另一端与电阻RS84B的一端电连接，电阻RS84B的另一端与稳压二极管ZS82的正极电连接，稳压二极管ZS82的分别与放电回路和供电电路电连接。负压截止电路能够产生一定的负压施加到MOS管QS81的驱动电极上，让MOS管QS81处于截止状态。
作为优选，供电电路包括电阻RS83，电阻RS83的一端分别与放电回路和负压截止电路电连接，电阻RS83的另一端分别与阻尼电路和开关电路电连接。
作为优选，本发明还包括电感器L41C、电容C31A、二极管DS44、电解电容C41A和电解电容C41B，电解电容C41A和电解电容C41B并联，电感器L41C的一端分别与负压截止电路、充电电路和二极管DS44的正极电连接，电感器L41C的另一端分别与充电电路、放电回路、电解电容C41A的负极和电解电容C41B的负极电连接，二极管DS44的负极分别与阻尼电路和开关电路电连接，电解电容C41A的正极和电解电容C41B的正极均分别与供电电路、阻尼电路和开关电路电连接。当电源关闭后，整个主回路停止工作，输出电容C41上的电压，经电阻RS83给电容CS83快速充电的。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）能有效缓解电压、电流脉冲对负载和设备破坏的；（2）能有效保护LED模组并使LED缓慢被点亮，提升用户对光的感受。
附图说明
图1是本发明的一种电路图；
图2是本发明的实施例的一种局部电路图。
图中：阻尼电路1、充电电路2、放电回路3、开关电路4、供电电路5、负压截止电路6、驱动电路7。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述：
如图1所示的一种具有宽输出范围阻尼的防过冲电路，包括阻尼电路1，充电电路2，放电回路3，开关电路4，供电电路5和负压截止电路6；阻尼电路与开关电路电连接，开关电路分别与放电回路和充电电路电连接，放电回路分别与供电电路和负压截止电路电连接，供电电路分别与开关电路和阻尼电路电连接，负压截止电路分别与开关电路、阻尼电路和充电电路电连接。
阻尼电路包括电阻RS85A、电阻RS85B和电阻RS85C，电阻RS85A、电阻RS85B和电阻RS85C相互并联，电阻RS85A、电阻RS85B和电阻RS85C的一端均分别与开关电路、负压截止电路和充电电路电连接，电阻RS85A、电阻RS85B和电阻RS85C的另一端均分别与开关电路和供电电路电连接。电阻RS85A、电阻RS85B和电阻RS85C为阻尼电阻，用于防止输出回路发生过冲。
开关电路包括MOS管QS82，电容CS82和稳压二极管ZS81，电容CS82和稳压二极管ZS81并联，稳压二极管ZS81的负极分别与电容CS82、放电回路、充电电路和MOS管QS82的栅极电连接，稳压二极管ZS81的正极分别与电容CS82、阻尼电路、MOS管QS82的源极和供电电路电连接。
放电回路包括MOS管QS81、电阻RS82A、电阻RS82B、二极管DS83和电容CS83，电阻RS82A和电阻RS82B 并联，电阻RS82A和电阻RS82B的一端均分别与开关电路和充电电路电连接，电阻RS82A和电阻RS82B的另一端均与MOS管QS81的漏极电连接，二极管DS83和电容CS83并联，二极管DS83的负极分别与MOS管QS81的栅极、电容CS83、供电电路和负压截止电路电连接，二极管DS83的正极分别与MOS管QS81的源极、电容CS83和充电电路电连接。放电回路用于释放电容CS82内的电量。
充电电路包括电阻RS86、电阻RS81、电容CS81、二极管DS81和二极管DS82，二极管DS81的负极分别与二极管DS82的正极和电容CS81的一端电连接，电容CS81的另一端分别与阻尼电路、开关电路和负压截止电路电连接，二极管DS82的负极与电阻RS81的一端电连接，电阻RS81的另一端分别与开关电路和放电回路电连接，二极管DS81的正极与电阻RS86的一端电连接，电阻RS86的另一端与放电回路电连接。在有电源供电的同时，高频泵电容CS81通过整流二极管DS81和二极管DS82，输出电流经电阻RS81限流给电容CS82进行充电，以确保充电的时间常数在过冲电流结束后，对MOSFET开关管QS82进行开启。
负压截止电路包括电阻RS84A、电阻RS84B、二极管DS84和稳压二极管ZS82，二极管DS84的负极分别与阻尼电路、开关电路和充电电路电连接，二极管DS84的正极与电阻RS84A的一端电连接，电阻RS84A的另一端与电阻RS84B的一端电连接，电阻RS84B的另一端与稳压二极管ZS82的正极电连接，稳压二极管ZS82的分别与放电回路和供电电路电连接。负压截止电路能够产生一定的负压施加到MOS管QS81的驱动电极上，让MOS管QS81处于截止状态。
供电电路包括电阻RS83，电阻RS83的一端分别与放电回路和负压截止电路电连接，电阻RS83的另一端分别与阻尼电路和开关电路电连接。
另外，本发明还包括电感器L41C、电容C31A、二极管DS44、电解电容C41A和电解电容C41B，电解电容C41A和电解电容C41B并联，电感器L41C的一端分别与负压截止电路、充电电路和二极管DS44的正极电连接，电感器L41C的另一端分别与充电电路、放电回路、电解电容C41A的负极和电解电容C41B的负极电连接，二极管DS44的负极分别与阻尼电路和开关电路电连接，电解电容C41A的正极和电解电容C41B的正极均分别与供电电路、阻尼电路和开关电路电连接。当电源关闭后，整个主回路停止工作，输出电容C41上的电压，经电阻RS83给电容CS83快速充电的。
结合图2实施例的驱动电路7，本发明具体的工作原理和方式如下：
以ED-RT 10W500I 8-20V 220-240调光驱动器为例，AC交流电压经R11保险电阻、差模电感L11、以及二极管DS11、二极管DS12、二极管DS13和二极管DS14组成的整流桥整流后，形成正向包络的直流电压，并由QS62快速将控制芯片US31电源引脚 VDD充电到启动工作电压点，控制芯片US31开始检测并工作。
当电源开通后，主线路电压经RS62A和RS62B限流电阻，经QS62给控制芯片US31供电，当US31的VCC达到工作要求时，由输出脚控制开关管Q41交替开通截止工作，通过输出电感L41A储能，释放将电能传递到输出。L41C输出电感将存储能量，通过输出二极管DS44释放，整流后直流通过阻尼电阻RS85A、RS85B和RS85C限流，形成无过冲电流缓升给输出电解电容C41A和电解电容C41B充电，形成稳定的直流电源给负载。在供电的同时，高频泵电容CS81通过整流二极管DS81和DS82及分压电阻RS86，输出电流经RS81限流给CS82进行充电，充电时间由RS81和CS82 RC时间常数决定。充电电压由ZS81稳压管钳位在5.6V左右，比输出电解C41A和C41B的电压高约5.6V。MOS管QS82删极开启电压为1.8V左右，5.6V的电压足以让QS82饱和导通。将RS85A、RS85B和RS85C阻尼电阻短路，从而阻尼电阻失去阻尼作用。主回路中存在0.2V饱压降损耗。由于QS82延迟开启由RS81与CS82时间常数决定，改变RC大小，可以调节QS82开通时间，就可以调节RS85A、RS85B和RS85C电阻限流阻尼时间，从而来解决8V负载开启时的过冲，让输出电压从0V缓慢抬升到8V负载电压。
稳定工作时，L41C上形成高频交流电源经DS84整流管、RS84A和RS84B分压电阻，ZS82稳压管与CS83电容分压，产生由二极管DS83正向钳位-0.7V电压施加到QS81放电管的驱动电极上，让QS81放电管处于截止状态，以确保QS82驱动极电压不被放掉，让其完全导通，减少RS85A、RS85B和RS85C在主线路中的损耗。
当关电后，整个主回路停止工作，输出大电解电容C41A和C41B上储存的电压，经RS83电阻给CS83快速充电。充电电压主要由ZS82稳压管5.6V来钳位。当CS83上电压达到1.8V左右开启电压时，放电管QS81开启。QS81快速将CS82上的正向电压拉低至输出C41A和C41B的电压以下，形成QS82负压-0.6V，让QS82完全截止，并再次使RS85A、RS85B和RS85C串联在主回路上形成阻尼。同时还使C41A和C41B上电压经ZS81正向导通，再经RS82A 和RS82B放电电阻与QS81放电管形成快速放电回路，使输出电压很快达到LED模组截止电压以下，以实现快速放电减少LED模组余辉亮光时间。
电源再次开启时，由于RS85A、RS85B和RS85C阻尼电阻被释放，阻尼线路再次防止过冲现象发生，从而实现启动阻尼，工作低损耗，关机放余辉综合作用线路。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (8)
1.一种具有宽输出范围阻尼的防过冲电路，其特征是，包括阻尼电路（1），充电电路（2），放电回路（3），开关电路（4），供电电路（5）和负压截止电路（6）；阻尼电路与开关电路电连接，开关电路分别与放电回路和充电电路电连接，放电回路分别与供电电路和负压截止电路电连接，供电电路分别与开关电路和阻尼电路电连接，负压截止电路分别与开关电路、阻尼电路和充电电路电连接。
2.根据权利要求1所述的具有宽输出范围阻尼的防过冲电路，其特征是，阻尼电路包括电阻RS85A、电阻RS85B和电阻RS85C，电阻RS85A、电阻RS85B和电阻RS85C相互并联，电阻RS85A、电阻RS85B和电阻RS85C的一端均分别与开关电路、负压截止电路和充电电路电连接，电阻RS85A、电阻RS85B和电阻RS85C的另一端均分别与开关电路和供电电路电连接。
3.根据权利要求1所述的具有宽输出范围阻尼的防过冲电路，其特征是，开关电路包括MOS管QS82，电容CS82和稳压二极管ZS81，电容CS82和稳压二极管ZS81并联，稳压二极管ZS81的负极分别与电容CS82、放电回路、充电电路和MOS管QS82的栅极电连接，稳压二极管ZS81的正极分别与电容CS82、阻尼电路、MOS管QS82的源极和供电电路电连接。
4.根据权利要求1所述的具有宽输出范围阻尼的防过冲电路，其特征是，放电回路包括MOS管QS81、电阻RS82A、电阻RS82B、二极管DS83和电容CS83，电阻RS82A和电阻RS82B 并联，电阻RS82A和电阻RS82B的一端均分别与开关电路和充电电路电连接，电阻RS82A和电阻RS82B的另一端均与MOS管QS81的漏极电连接，二极管DS83和电容CS83并联，二极管DS83的负极分别与MOS管QS81的栅极、电容CS83、供电电路和负压截止电路电连接，二极管DS83的正极分别与MOS管QS81的源极、电容CS83和充电电路电连接。
5.根据权利要求1所述的具有宽输出范围阻尼的防过冲电路，其特征是，充电电路包括电阻RS86、电阻RS81、电容CS81、二极管DS81和二极管DS82，二极管DS81的负极分别与二极管DS82的正极和电容CS81的一端电连接，电容CS81的另一端分别与阻尼电路、开关电路和负压截止电路电连接，二极管DS82的负极与电阻RS81的一端电连接，电阻RS81的另一端分别与开关电路和放电回路电连接，二极管DS81的正极与电阻RS86的一端电连接，电阻RS86的另一端与放电回路电连接。
6.根据权利要求1所述的具有宽输出范围阻尼的防过冲电路，其特征是，负压截止电路包括电阻RS84A、电阻RS84B、二极管DS84和稳压二极管ZS82，二极管DS84的负极分别与阻尼电路、开关电路和充电电路电连接，二极管DS84的正极与电阻RS84A的一端电连接，电阻RS84A的另一端与电阻RS84B的一端电连接，电阻RS84B的另一端与稳压二极管ZS82的正极电连接，稳压二极管ZS82的分别与放电回路和供电电路电连接。
7.根据权利要求1所述的具有宽输出范围阻尼的防过冲电路，其特征是，供电电路包括电阻RS83，电阻RS83的一端分别与放电回路和负压截止电路电连接，电阻RS83的另一端分别与阻尼电路和开关电路电连接。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的具有宽输出范围阻尼的防过冲电路，其特征是，还包括电感器L41C、电容C31A、二极管DS44、电解电容C41A和电解电容C41B，电解电容C41A和电解电容C41B并联，电感器L41C的一端分别与负压截止电路、充电电路和二极管DS44的正极电连接，电感器L41C的另一端分别与充电电路、放电回路、电解电容C41A的负极和电解电容C41B的负极电连接，二极管DS44的负极分别与阻尼电路和开关电路电连接，电解电容C41A的正极和电解电容C41B的正极均分别与供电电路、阻尼电路和开关电路电连接。
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