CN107835546A - 一种低噪声的负载驱动电路结构 - Google Patents

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Abstract

一种低噪声的负载驱动电路结构，旨在解决现有负载驱动电路存在功率不匹配，切相固定，调光闪烁，稳定性差且抗电磁干扰能力低等技术问题。该发明结构特征包括开关电路：连接第一电源；整流桥：输入端口连接有开关电路和第一电源；EMI滤波电路：输入端连接整流桥的输出端；动态调节电路：输入端连接EMI滤波电路的输出端；控制单元：连接动态调节电路；与控制单元连接的电压补偿电路：其中包括泄放电路和偏置电路；输出电路：连接有整流桥的输出端和动态调节电路的输出端；输出滤波电感：连接输出电路；本发明用于驱动负载。

Description

一种低噪声的负载驱动电路结构
技术领域
本发明涉及电路设计领域，具体涉及一种低噪声的负载驱动电路结构。
背景技术
现有负载驱动电路，一般地，设置有传统晶闸开关，其触发电流较高，工作功率较高，而负载工作功率相对较低，并且如果有调光电路的存在，负载的工作功率会进一步降低，导致传统晶闸管不能达到触发电流，引起器件失效，从而造成负载发光闪烁；随着发光强度继续调弱，驱动电路中的维持电流会越来越小，最终导致低于晶闸开关的阈值，并导致截止；由于闭锁电流所在相位固定，晶闸管截止区长度固定，触发相位不能进行调节；缺乏有效的抗电磁干扰电路或器件。
发明内容
针对上述现有技术，本发明目的在于提供一种低噪声的负载驱动电路结构，其旨在解决现有负载驱动电路存在功率不匹配，功率因数较低，切相固定，调光闪烁，稳定性差且抗电磁干扰能力低等技术问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种低噪声的负载驱动电路结构，包括第一电源，还包括开关电路：连接第一电源；整流桥：输入端口连接有开关电路和第一电源；EMI滤波电路：输入端连接整流桥的输出端；动态调节电路：输入端连接EMI滤波电路的输出端；控制单元：连接动态调节电路；与控制单元连接的电压补偿电路：其中包括泄放电路和偏置电路；输出电路：连接有整流桥的输出端和动态调节电路的输出端；输出滤波电感：连接输出电路。
具体地，所述的EMI滤波电路，包括第一极性电容C4、滤波电感L1和第二极性电容C5：依序串联构成的π型滤波器。
优选地，所述的第一极性电容C4和/或第二极性电容C5，其电容值在0.039μF以上且0.59μF以下。第一极性电容C4不仅能够有效地限制冲击电流，其充电电流还能够为调光电路提供足够的擎住电流。
优选地，所述的EMI滤波电路，其滤波电感L1与第一极性电容C4相连的一端是EMI滤波电路的输入端，且滤波电感L1与第二极性电容C5相连的一端是EMI滤波电路的输出端。有效地降低了输入级的EMI干扰介入。
具体地，所述的开关电路，包括保护电阻；相位控制电路：连接第一电源；与相位控制电路连接的三端双通道晶闸管：非控制端连接保护电阻。提供了晶闸开关触发相位基点。
具体地，所述的动态调节电路，包括第一二极管：正极连接整流桥的输出端，负极连接控制单元；齐纳二极管：负极连接整流桥的输出端，正极接地；第一电容：并联齐纳二极管；第一场效应管：栅极连接齐纳二极管的负极，源极接地。第一二极管给控制单元提供了反馈电压信号；齐纳二极管和第一电容积累电压信号；根据输入的电压变化，第一场效应管提供晶闸开关触发对应的闭锁电流，即提供了相对滞后的切相位置。
具体地，所述的偏置电路，包括第二电源；还包括与第二电源连接的第二二极管和第二电容：构成半波整流滤波电路。根据控制单元的控制信号对负载进行电参数调节，提升了电路稳定性和抗干扰能力。
具体地，所述的泄放电路，包括开关二极管：正极连接第二电源；第二场效应管：漏极连接开关二极管的负极，栅极接收控制单元的输出电压。
优选地，所述的输出电路，包括变压器，与变压器连接的第三二极管和第三电容：构成半波整流滤波电路。
优选地，所述的输出滤波电感，输出端连接负载阵列。
优选地，所述的第一场效应管，源极输出电压至控制单元。反馈输出电压至控制单元，当输出电压异常时，控制单元将接入偏置电路，稳定输出。
优选地，所述的控制单元，包括集成数模转换器和/或模数转换器的现场可编程门阵列器件。增加驱动电路的通用性。
与现有技术相比，本发明有益效果：显著降低调光闪烁，更好的调光表现；更合理的切相位置；能动变化的切相位置；晶闸开关得到显著地而有效地触发；稳定性较高，抗EMI干扰能力得到显著增强。
附图说明
图1为本发明的模块示意图；
图2为本发明的具体电路元件连接原理图；
图中：V1、V2-电源，98-EMI滤波电路，99-相位控制电路，100-开关电路，101-泄放电路，102-偏置电路，103-控制单元，104-动态调节电路，105-输出电路，106-负载阵列，R1、R2、R3、R4-电阻，D1-整流桥，D2、D4、D5、D6-二极管，D3-齐纳二极管，Q1，Q2-场效应管，C1、C2、C3-电容，C4、C5-极性电容，L1-滤波电感，T1-变压器，S1-三端双通道晶闸管，X1、X2……Xn-发光二极管，图2左-现有驱动电路切相，图2右-本发明驱动电路切相。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图2为本发明的具体电路元件连接原理图，一种低噪声的负载驱动电路结构，包括第一电源V1，还包括开关电路100：连接第一电源V1；整流桥D1：输入端口连接有开关电路100和第一电源V1；EMI滤波电路98：输入端连接整流桥D1的输出端；动态调节电路104：输入端连接EMI滤波电路98的输出端；控制单元103：连接动态调节电路104；与控制单元103连接的电压补偿电路：其中包括泄放电路101和偏置电路102；输出电路105：连接有整流桥D1的输出端和动态调节电路104的输出端；输出滤波电感：连接输出电路。
实施例1
所述的动态调节电路104，其中齐纳二极管D3和第一电容C1通过电阻R2接收整流桥D1的输出电压，并积累在第一电容C1中，获得产生闭锁电流的基础；第一场效应管Q2，通过电阻R2接收整流桥D1的输出电压，当接收到的电压超出参考水平，则产生闭锁电流以触发晶闸开关；第一场效应管Q2具有开关的作用，此处为导通状态。
实施例2
所述的动态调节电路104，其中齐纳二极管D3通过电阻R2接收到的电压很高，即电压节点107电压值较高，高出齐纳二极管D3的反向导通电压时，齐纳二极管D3反向导通，第一电容C1将放电，第一场效应管Q2将截止，处于断开状态；当电路需要进行重置时，控制单元103通过二极管D2对动态调节电路104进行重置，恢复饱和电压值或低于阈值电压值。
实施例3
所述的控制单元103，通过电压检测点检测第一场效应管Q1的源极电压；当电压值异常(或高或低)，控制单元103将第二场效应管Q2的栅极电压置高，使得开关二极管D5转换为截止，二极管D4将导通，引入第二电源V2，将第一二极管D2反向导通，对动态调节电路104进行重置。
实施例4
所述的控制单元103，采用临界导通模式控制电路、连续导通模式控制电路、断续导通模式控制电路中的任意一个来实施。
实施例5
所述的控制单元103，适用DSP、CPU或者GPU、APU的RISC架构、ARM或x86架构或FPGA技术选择。
实施例6
所述的负载阵列106，可以采用多个LED，也可以采用其他等负载。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低噪声的负载驱动电路结构，包括第一电源V1，其特征在于，还包括
开关电路(100)：连接第一电源V1；
整流桥D1：输入端口连接有开关电路(100)和第一电源V1；
EMI滤波电路(98)：输入端连接整流桥D1的输出端；
动态调节电路(104)：输入端连接EMI滤波电路(98)的输出端；
控制单元(103)：连接动态调节电路(104)；
与控制单元(103)连接的电压补偿电路：其中包括泄放电路(101)和偏置电路(102)；
输出电路(105)：连接有整流桥D1的输出端和动态调节电路(104)的输出端；
输出滤波电感：连接输出电路(105)；
负载阵列(106)：连接输出电路(105)。
2.根据权利要求1所述的一种低噪声的负载驱动电路结构，其特征在于，所述的EMI滤波电路(98)，包括第一极性电容C4、滤波电感L1和第二极性电容C5：依序串联构成的π型滤波器。
3.根据权利要求2所述的一种低噪声的负载驱动电路结构，其特征在于，所述的第一极性电容C4和/或第二极性电容C5，其电容值在0.039μF以上且0.59μF以下。
4.根据权利要求2所述的一种低噪声的负载驱动电路结构，其特征在于，所述的EMI滤波电路(98)，其滤波电感L1与第一极性电容C4相连的一端是EMI滤波电路(98)的输入端，且滤波电感L1与第二极性电容C5相连的一端是EMI滤波电路(98)的输出端。
5.根据权利要求1所述的一种低噪声的负载驱动电路结构，其特征在于，所述的动态调节电路(104)，包括：第一二极管D2：正极连接整流桥D1的输出端，负极连接控制单元(103)；
齐纳二极管D3：负极连接整流桥D1的输出端，正极接地；
第一电容C1：并联齐纳二极管D3；
第一场效应管Q2：栅极连接齐纳二极管D3的负极，源极接地。
6.根据权利要求1所述的一种低噪声的负载驱动电路结构，其特征在于，所述的偏置电路(102)，包括第二电源V2；还包括与第二电源V2连接的第二二极管D4和第二电容C2：构成半波整流滤波电路。
7.根据权利要求1所述的一种低噪声的负载驱动电路结构，其特征在于，所述的泄放电路(101)，包括
开关二极管D5：正极连接第二电源V2；第二场效应管Q1：漏极连接开关二极管D5的负极，栅极接收控制单元(103)的输出电压。
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