CN107623430B - 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、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;
开关电路包括MOS管QS82,电容CS82和稳压二极管ZS81,稳压二极管ZS81的负极分别与电容CS82的一端、放电回路、充电电路和MOS管QS82的栅极电连接;
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的一端和电阻RS82B的一端均分别与开关电路和充电电路电连接;
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。
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的一端、电阻RS85B的一端和电阻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的另一端、电阻RS85B的另一端和电阻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,电容CS82和稳压二极管ZS81并联,稳压二极管ZS81的正极分别与电容CS82的另一端、阻尼电路、MOS管QS82的源极和供电电路电连接, MOS管QS82的漏极分别与充电电路和负压截止电路连接。
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,电阻RS82A和电阻RS82B 并联,电阻RS82A的另一端和电阻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的一端、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的另一端和充电电路电连接。
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,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的负极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,电容C31A的一端与电阻RS86的另一端电连接,电容C31A的另一端接地,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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