CN109152121A - 全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性led驱动系统 - Google Patents

全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性led驱动系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109152121A
CN109152121A CN201710443052.XA CN201710443052A CN109152121A CN 109152121 A CN109152121 A CN 109152121A CN 201710443052 A CN201710443052 A CN 201710443052A CN 109152121 A CN109152121 A CN 109152121A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
rectification module
storage capacitor
input
power switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710443052.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109152121B (zh
Inventor
刘军
吴泉清
祁银明
盛欢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRM ICBG Wuxi Co Ltd
Original Assignee
CR Powtech Shanghai Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CR Powtech Shanghai Ltd filed Critical CR Powtech Shanghai Ltd
Priority to CN201710443052.XA priority Critical patent/CN109152121B/zh
Publication of CN109152121A publication Critical patent/CN109152121A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109152121B publication Critical patent/CN109152121B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本发明提供一种全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性LED驱动系统，包括：接收输入电压的第一整流模块；第二整流模块；对输入电压进行检测的电压检测模块；受电压检测模块控制的功率开关管；用于储存电能的第一储能电容及第二储能电容。对输入电压进行检测，当输入电压小于设定电压时，输出电压为输入电压的两倍电压；当输入电压大于设定电压时，输出电压为输入电压的单倍电压。本发明在每个工频周期进行倍压工作模式的判断，避免了输出过压；同时，实现精确的电压检测；此外，损耗可以降到最低。

Description

全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性LED驱动系统
技术领域
本发明涉及电源控制领域，特别是涉及一种全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性LED驱动系统。
背景技术
如图1所示为常见的线性LED驱动系统1，交流电压AC通过整流桥11后转化为输入电压VIN，并向LED灯段供电，所述LED灯段由n个LED灯串联形成，所述LED灯段的输出端连接恒流控制芯片12，通过所述恒流控制芯片12内的恒流控制管的开关实现恒流控制，电容C和电阻R并联于输入电压的两端，为可调器件。通常情况下，在线性LED驱动中由于输出LED负载是固定的，因此输入电压范围比较窄，只能根据负载电压做输入120Vac或输入220Vac的单电压应用，无法做到100Vac-240Vac的全电压应用中。
因此，如何在实现全电压线性驱动已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性LED驱动系统，用于解决现有技术中线性驱动无法全电压实现的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种全电压应用的倍压电路，所述全电压应用的倍压电路至少包括：
第一整流模块、电压检测模块、功率开关管、第二整流模块、第一储能电容及第二储能电容；
所述第一整流模块的第一输入端连接相线、第二输入端连接零线，用于接收输入电压；
所述电压检测模块的一端连接于所述第一整流模块的第一输出端、另一端连接所述第二整流模块的第二输出端，用于对所述输入电压进行检测，并输出控制所述功率开关管的控制信号；
所述功率开关管连接于所述第二整流模块的第一输出端及所述第二整流模块的第二输出端之间，其控制端连接所述电压检测模块的输出端，当所述输入电压小于设定电压时所述功率开关管导通，当所述输入电压大于所述设定电压时所述功率开关管关断；
所述第二整流模块的第二输入端连接零线；
所述第一储能电容的上极板连接所述第一整流模块的第一输出端、下极板连接所述第二整流模块的第一输入端，用于储存电能；
所述第二储能电容的上极板连接所述第二整流模块的第一输入端、下极板连接参考地，用于储存电能。
优选地，所述输入电压为100V～240V的交流电压。
优选地，所述第一整流模块及所述第二整流模块的结构相同，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管及第四二极管；所述第一二极管的阳极连接所述第四二极管的阴极，并作为第一输入端；所述第二二极管的阴极连接所述第一二极管的阴极，并作为第一输出端；所述第三二极管的阴极连接所述第二二极管的阳极，并作为第二输入端；所述第四二极管的阳极连接所述第三二极管的阳极，并作为第二输出端。
优选地，所述电压检测模块包括分压单元以及开关控制单元；
所述分压单元连接于所述第一整流模块的第一输出端和所述第二整流模块的第二输出端之间，用于对所述输入电压进行分压，并输出分压信号；
所述开关控制单元连接于所述功率开关管的控制端及所述第二整流模块的第二输出端之间，并接收所述分压信号，用于将所述分压信号与一参考电压进行比较，当所述分压信号小于所述参考电压时输出控制信号使所述功率开关管导通；当所述分压信号大于所述参考电压时输出控制信号使所述功率开关管关断。
更优选地，所述分压单元包括串联的第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的一端连接所述第一整流模块的第一输出端、另一端连接所述第二电阻，所述第二电阻的另一端连接所述第二整流模块的第二输出端。
更优选地，所述开关控制单元包括运算放大器、三极管及反偏二极管，所述运算放大器的第一输入端及第二输入端分别连接所述分压信号及所述参考电压；所述三极管的基极连接于所述运算放大器的输出端，所述三极管的集电极和发射极分别连接所述功率开关管的控制端及所述第二整流模块的第二输出端；所述反偏二极管反相连接于所述三极管的两端，用于保护所述三极管。
更优选地，所述电压检测模块还包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻连接于所述功率开关管的控制端和所述第二整流模块的第二输出端之间，所述第四电阻连接于所述第一整流模块的第一输出端与所述功率开关管的控制端之间，所述第三电阻及所述第四电阻用于限制所述功率开关管的控制端的峰值电压，以保护所述功率开关管。
更优选地，所述电压检测模块还包括滤波电容，连接于所述电压检测模块的输出端，用于对所述电压检测模块输出的控制信号进行滤波。
优选地，所述功率开关管的类型包括MOSFET、三极管。
优选地，所述的全电压应用的倍压电路还包括并联于所述第一储能电容的第五电阻，以及并联于所述第二储能电容的第六电阻；所述第五电阻及所述第六电阻用于平衡所述第一储能电容与所述第二储能电容之间的电流，所述第五电阻的阻值等于所述第六电阻的阻值。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种上述全电压应用的倍压电路的倍压方法，所述全电压应用的倍压方法至少包括：
对输入电压进行检测，当所述输入电压的绝对值小于设定电压时，所述输入电压给第一储能电容充电，输出电压为所述第一储能电容上的电压与所述第二储能电容上原电压之和，所述输出电压为所述输入电压的两倍电压；当所述输入电压的绝对值大于所述设定电压时，所述输入电压同时给所述第一储能电容及所述第二储能电容充电，所述输出电压为所述输入电压的单倍电压。
优选地，所述的全电压应用的倍压方法进一步包括：
对所述输入电压分压，并将分压信号与参考电压进行比较；
当所述分压信号小于所述参考电压时，功率开关管导通，在所述输入电压的正半周期，正相电流从相线流入第一整流模块，经过所述第一整流模块后为所述第一储能电容充电，再经第二整流模块、所述功率开关管及所述第二整流模块从零线流出；在所述输入电压的负半周期，反相电流从零线流入所述第二整流模块，经过所述功率开关管、所述第二整流模块后为所述第二储能电容充电，再经过所述第一整流模块从相线流出；
当所述分压信号大于所述参考电压时，所述功率开关管关断，在所述输入电压的正半周期，正相电流从相线流入所述第一整流模块，经过所述第一整流模块后为所述第一储能电容及所述第二储能电容充电，再经过所述第一整流模块从零线流出；在所述输入电压的负半周期，反相电流从零线流入所述第一整流模块，经过所述第一整流模块后为所述第一储能电容及所述第二储能电容充电，再经过所述第一整流模块从相线流出。
更优选地，通过所述输入电压的分压比例设置所述设定电压的数值。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种线性LED驱动系统，所述线性LED驱动系统至少包括：
上述全电压应用的倍压电路、LED灯串以及线性驱动电路；
所述LED灯串的正极连接于所述第一储能电容的上极板、负极连接所述线性驱动电路的一端，所述线性驱动电路的另一端连接所述第二储能电容的下极板。
如上所述，本发明的全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性LED驱动系统，具有以下有益效果：
1、本发明的全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性LED驱动系统在每个工频周期检测输入电压，进行倍压工作模式的判断，避免了输出过压的可能性。
2.本发明的全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性LED驱动系统的电压检测模块一端接到输入高压端，另一端通过第二整流模块的二极管能够检测正半周的交流峰值电压，实现精确的电压检测。
3.本发明的全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性LED驱动系统的电压检测模块供电端接到输入高压端，因此倍压电路工作后功率开关管会一直导通，直到被检测信号复位，损耗可以降到最低。
附图说明
图1显示为现有技术中的线性LED驱动系统示意图。
图2显示为本发明的线性LED驱动系统的结构示意图。
图3显示为本发明的全电压应用的倍压电路的结构示意图。
图4显示为本发明的开关控制单元的结构示意图。
图5显示为本发明的全电压应用的倍压电路在输入电压为正半周期时进行电压检测的原理示意图。
图6显示为本发明的全电压应用的倍压电路在输入电压为正半周期且小于设定电压时的工作原理示意图。
图7显示为本发明的全电压应用的倍压电路在输入电压为正半周期且大于设定电压时的工作原理示意图。
图8显示为本发明的全电压应用的倍压电路在输入电压为负半周期时进行电压检测的原理示意图。
图9显示为本发明的全电压应用的倍压电路在输入电压为负半周期且小于设定电压时的工作原理示意图。
图10显示为本发明的全电压应用的倍压电路在输入电压为负半周期且大于设定电压时的工作原理示意图。
图11显示为本发明的线性LED驱动系统的波形示意图。
元件标号说明
1 线性LED驱动系统
11 整流桥
12 恒流控制芯片
2 全电压应用的倍压电路
21 第一整流模块
22 电压检测模块
221 开关控制单元
2211 运算放大器
2212 三极管
2213 反偏二极管
23 第二整流模块
24 电压切换模块
3 线性驱动电路
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图2～图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
如图2所示，本实施例提供一种线性LED驱动系统，所述线性LED驱动系统至少包括：
全电压应用的倍压电路2、LED灯串以及线性驱动电路3。
如图2所示，在本实施例中，所述全电压应用的倍压电路2包括第一整流模块21、第一储能电容C1、第二储能电容C2、第五电阻R5、第六电阻R6及电压切换模块24。所述第一整流模块21的第一输入端通过保险丝F1连接相线L、第二输入端连接零线N，用于接收输入电压AC。所述第一储能电容C1的上极板连接所述第一整流模块21的第一输出端、下极板连接所述电压切换模块24的输出端，用于储存电能，所述第一储能电容C1的两端并联第五电阻R5。所述第二储能电容C2的上极板连接所述电压切换模块24的输出端、下极板连接参考地，用于储存电能，所述第二储能电容C2的两端并联第六电阻R6。所述保险丝F1可替换为其他在大电流情况下断开的器件，以保护电路安全，在此不一一赘述。
如图2所示，所述LED灯串的正极连接于所述第一储能电容C1的上极板、负极连接所述线性驱动电路3的一端，所述线性驱动电路3的另一端连接所述第二储能电容C2的下极板。
所述全电压应用的倍压电路2可通过连接不同的负载应用到其他需要自动切换倍压的场合，包括但不限于本实施例所列举的LED线性驱动领域以及充电领域，在此不一一赘述。
实施例二
如图3所示，本实施例提供一种全电压应用的倍压电路2，本实施例为实施例一中所述全电压应用的倍压电路2的一种具体实施方式，所述全电压应用的倍压电路2至少包括：
第一整流模块21，电压检测模块22、功率开关管Q、第二整流模块23、第一储能电容C1及第二储能电容C2。
如图3所示，所述第一整流模块21的第一输入端通过保险丝F1连接相线L、第二输入端连接零线N，用于接收输入电压AC。
具体地，如图3所示，所述第一整流模块21包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3及第四二极管D4。所述第一二极管D1的阳极连接所述第四二极管D4的阴极，两者的中间节点作为第一输入端；所述第二二极管D2的阴极连接所述第一二极管D1的阴极，两者的中间节点作为第一输出端；所述第三二极管D3的阴极连接所述第二二极管D2的阳极，两者的中间节点作为第二输入端；所述第四二极管D4的阳极连接所述第三二极管D3的阳极，两者的中间节点作为第二输出端。所述第二整流模块23的结构与所述第一整流模块21的结构相同，在此不一一赘述，所述第二整流模块23的第二输入端连接零线N。
具体地，在本实施例中，所述输入电压AC为100V～240V的交流电压。
如图3所示，所述电压检测模块22的一端连接于所述第一整流模块21的第一输出端、另一端连接所述第二整流模块23的第二输出端，用于对所述输入电压AC进行检测，并输出控制所述功率开关管Q的控制信号VQ。当所述输入电压AC或所述第一储能电容C1上的电压中较大的一个小于设定电压Vset时，所述电压检测模块22输出控制信号VQ以导通所述功率开关管Q；当所述输入电压AC或所述第一储能电容C1上的电压中较大的一个大于所述设定电压Vset时，所述电压检测模块22输出控制信号VQ以关断所述功率开关管Q，任意可实现该逻辑关系的电路均适用于本发明，不以本实施例为限。
具体地，所述电压检测模块22包括分压单元、开关控制单元221、第三电阻R3、第四电阻R4以及滤波电容C3。
更具体地，所述分压单元包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端连接所述第一整流模块21的第一输出端，所述第一电阻R1的另一端连接所述第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端连接所述第二整流模块33的第二输出端。所述第一电阻R1及所述第二电阻R2对所述输入电压AC进行分压，并将分压信号Vdiv从所述第一电阻R1及所述第二电阻R2的中间节点输出。
更具体地，所述开关控制单元221连接于所述功率开关管Q的控制端及所述第二整流模块23的第二输出端之间，并接收所述分压信号Vdiv，用于将所述分压信号Vdiv与一参考电压Vref进行比较，当所述分压信号Vdiv小于所述参考电压Vref时输出控制信号使所述功率开关管Q导通；当所述分压信号Vdiv大于所述参考电压Vref时输出控制信号使所述功率开关管Q关断。如图4所示，在本实施例中，所述开关控制单元221包括运算放大器2211、三极管2212及反偏二极管2213；所述运算放大器2211的第一输入端及第二输入端分别连接所述分压信号Vdiv及所述参考电压Vref，在本实施例中，所述运算放大器2211的正相端连接所述分压信号Vdiv，反相端连接所述参考电压Vref，在实际使用中，可通过增加反相器改变输入或输出端的连接关系，实现相同的逻辑关系，在此不一一赘述；在本实施例中，所述三极管2212为NPN三极管，所述三极管2212的基极连接于所述运算放大器2211的输出端，所述三极管2212的集电极连接所述功率开关管Q的控制端，所述三极管2212的发射极连接所述第二整流模块23的第二输出端，在选用不同类型的三极管时，连接关系相应调整，在此不一一赘述；所述反偏二极管2213的阴极连接所述功率开关管Q的控制端，所述反偏二极管2213的阳极连接所述第二整流模块33的第二输出端，反相连接于所述三极管2212的两端，用于保护所述三极管2212。
更具体地，所述第三电阻R3连接于所述功率开关管Q1的控制端和所述第二整流模块23的第二输出端之间，所述第四电阻R4连接于所述第一整流模块21的第一输出端与所述功率开关管Q的控制端之间，所述第三电阻R3及所述第四电阻R4用于限制所述功率开关管Q的控制端的峰值电压，以保护所述功率开关管Q。
更具体地，所述滤波电容C3连接于所述电压检测模块22的输出端，用于对所述电压检测模块22输出的控制信号进行滤波。
如图3所示，所述功率开关管Q连接于所述第二整流模块23的第一输出端及所述第二整流模块23的第二输出端之间，其控制端连接所述电压检测模块22的输出端，当所述输入电压AC小于设定电压Vset时所述功率开关管Q导通，当所述输入电压AC大于所述设定电压时所述功率开关管Q关断。
具体地，所述功率开关管Q的类型包括但不限于MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)和三极管，任意可作为开关管使用的器件均适用于本发明，在本实施例中，所述功率开关管Q为N型MOS管，所述功率开关管Q的漏端连接所述第二整流模块23的第一输出端，所述功率开关管Q的源端连接所述第二整流模块23的第二输出端，所述功率开关管Q的栅端连接所述电压检测模块22的输出端。当所述电压检测模块22输出的控制信号VQ为高电平时，所述功率开关管Q导通：当所述电压检测模块22输出的控制信号VQ为低电平时，所述功率开关管Q关断。在使用不同类型的功率开关管时，控制信号做相应调整，在此不一一赘述。
如图3所示，所述第一储能电容C1的上极板连接所述第一整流模块21的第一输出端、下极板连接所述第二整流模块23的第一输入端，用于储存电能。
具体地，在本实施例中，所述第一储能电容C1的两端并联第五电阻R5。
如图3所示，所述第二储能电容C2的上极板连接所述第二整流模块23的第一输入端、下极板连接参考地，用于储存电能。
具体地，在本实施例中，所述第二储能电容C2的两端并联第六电阻R6。所述第五电阻R5及所述第六电阻R6用于平衡所述第一储能电容C1与所述第二储能电容C2之间的电流，所述第五电阻R5的阻值等于所述第六电阻R6的阻值。
实施例三
本实施例提供一种全电压应用的倍压电路的倍压方法，本实施例以实施例二为基础说明所述全电压应用的倍压电路2的工作原理。
所述输入电压AC为100V～240V的交流电压，为正弦波形，如图5所示，在所述输入电压的正半周期，电流从相线L流入，通过所述第一整流模块21中的第一二极管D1流过所述第一电阻R1和所述第二电阻R2，再经过所述第二整流模块23中的第四二极管D4从零线N流出。其中，所述第一电阻R1和所述第二电阻R2对所述输入电压AC进行分压检测，当所述第一电阻R1和所述第二电阻R2中间节点输出的所述分压信号Vdiv小于所述参考电压Vref时，所述开关控制单元221输出的控制信号VQ为高电平，所述功率开关管Q导通，如图11所示。此时，正相电流从相线L流入，通过所述第一整流模块21中的第一二极管D1为所述第一储能电容C1充电，再经过所述第二整流模块23的第二二极管D2、所述功率开关管Q及所述第二整流模块23的第四二极管D4从零线N流出。输出电压Vout为所述第一储能电容C1上的电压与所述第二储能电容C2上原电压之和，所述输出电压Vout为所述输入电压AC的两倍电压，如图6所示。
所述输入电压AC升高后，当所述输入电压AC大于设定电压Vset时，所述分压信号Vdiv大于所述参考电压Vref，所述开关控制单元221输出的控制信号VQ为低电平，所述功率开关管Q关断，如图11所示。此时，正相电流从相线L流入，通过所述第一整流模块21中的第一二极管D1为所述第一储能电容C1及所述第二储能电容C2同时充电，再经过所述第一整流模块23的第三二极管D3从零线N流出。所述输入电压AC同时给所述第一储能电容C1及所述第二储能电容C2充电，所述输出电压Vout为所述输入电压AC的单倍电压，如图7所示。
如图8所示，在所述输入电压的负半周期，所述第一储能电容C1的上极板放电，电流通过所述第一电阻R1、所述第二电阻R2及所述第二整流模块23的第三二极管D3回到所述第一储能电容C1的下极板。其中，所述第一电阻R1和所述第二电阻R2对所述第一储能电容C1的电压进行分压检测(所述第一储能电容C1上的电压来源于所述输入电压AC，因此仍可实现对所述输入电压AC的检测)，当所述第一电阻R1和所述第二电阻R2中间节点输出的所述分压信号Vdiv小于所述参考电压Vref时，所述开关控制单元221输出的控制信号VQ为高电平，所述功率开关管Q导通，如图11所示。此时，反相电流从零线N流入，经过所述第二流模块23中的第一二极管D1、所述功率开关管Q、所述第二整流模块23中的第三二极管D3为所述第二储能电容C2充电，再经过所述第一整流模块21的第四二极管D4从相线L流出。所述输出电压Vout为所述第二储能电容C2上的电压与所述第一储能电容C1上原电压之和，所述输出电压Vout为所述输入电压AC的两倍电压，如图9所示。
当所述第一储能电容C1上的电压高于所述设定电压Vset时，所述分压信号Vdiv大于所述参考电压Vref，所述开关控制单元221输出的控制信号VQ为低电平，所述功率开关管Q关断，如图11所示。此时，反相电流从零线N流入，通过所述第一整流模块21中的第二二极管D2为所述第一储能电容C1及所述第二储能电容C2同时充电，再经过所述第一整流模块23的第四二极管D4从相线L流出。所述输入电压AC同时给所述第一储能电容C1及所述第二储能电容C2充电，所述输出电压Vout为所述输入电压AC的单倍电压，如图10所示。所述电压检测模块22实际上是检测输入电压AC或者所述第一储能电容C1上电压的最高值。
所述电压检测模块22始终处于工作状态，图6～图7为了便于理解，未显示图5的电压检测回路；图9～图10为了便于理解，未显示图8的电压检测回路。
本发明的全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性LED驱动系统在每个工频周期对输入电压进行检测，进行倍压工作模式的判断(当输入电压小于设定电压时进行倍压)，避免了输出过压的可能性；同时，电压检测模块能够检测正半周的交流峰值电压，实现精确的电压检测；此外，倍压电路工作后功率开关管会一直导通，直到被检测信号复位，损耗可以降到最低。
综上所述，本发明提供一种全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性LED驱动系统，包括：接收输入电压的第一整流模块；第二整流模块；对所述输入电压进行检测的电压检测模块；受所述电压检测模块控制的功率开关管，当所述输入电压小于设定电压时所述功率开关管导通，当所述输入电压大于所述设定电压时所述功率开关管关断；用于储存电能的第一储能电容及第二储能电容。对输入电压进行检测，当所述输入电压小于设定电压时，所述输入电压给第一储能电容充电，输出电压为所述第一储能电容上的电压与所述第二储能电容上原电压之和，所述输出电压为所述输入电压的两倍电压；当所述输入电压大于所述设定电压时，所述输入电压同时给第一储能电容及第二储能电容充电，所述输出电压为所述输入电压的单倍电压。本发明的全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性LED驱动系统在每个工频周期对输入电压AC进行检测，进行倍压工作模式的判断(当输入电压小于设定电压时进行倍压)，避免了输出过压的可能性；同时，电压检测模块能够检测正半周的交流峰值电压，实现精确的电压检测；此外，倍压电路工作后功率开关管会一直导通，直到被检测信号复位，损耗可以降到最低。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (14)

1.一种全电压应用的倍压电路，其特征在于，所述全电压应用的倍压电路至少包括：
第一整流模块、电压检测模块、功率开关管、第二整流模块、第一储能电容及第二储能电容；
所述第一整流模块的第一输入端连接相线、第二输入端连接零线，用于接收输入电压；
所述电压检测模块的一端连接于所述第一整流模块的第一输出端、另一端连接所述第二整流模块的第二输出端，用于对所述输入电压进行检测，并输出控制所述功率开关管的控制信号；
所述功率开关管连接于所述第二整流模块的第一输出端及所述第二整流模块的第二输出端之间，其控制端连接所述电压检测模块的输出端，当所述输入电压小于设定电压时所述功率开关管导通，当所述输入电压大于所述设定电压时所述功率开关管关断；
所述第二整流模块的第二输入端连接零线；
所述第一储能电容的上极板连接所述第一整流模块的第一输出端、下极板连接所述第二整流模块的第一输入端，用于储存电能；
所述第二储能电容的上极板连接所述第二整流模块的第一输入端、下极板连接参考地，用于储存电能。
2.根据权利要求1所述的全电压应用的倍压电路，其特征在于：所述输入电压为100V～240V的交流电压。
3.根据权利要求1所述的全电压应用的倍压电路，其特征在于：所述第一整流模块及所述第二整流模块的结构相同，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管及第四二极管；所述第一二极管的阳极连接所述第四二极管的阴极，并作为第一输入端；所述第二二极管的阴极连接所述第一二极管的阴极，并作为第一输出端；所述第三二极管的阴极连接所述第二二极管的阳极，并作为第二输入端；所述第四二极管的阳极连接所述第三二极管的阳极，并作为第二输出端。
4.根据权利要求1所述的全电压应用的倍压电路，其特征在于：所述电压检测模块包括分压单元以及开关控制单元；
所述分压单元连接于所述第一整流模块的第一输出端和所述第二整流模块的第二输出端之间，用于对所述输入电压进行分压，并输出分压信号；
所述开关控制单元连接于所述功率开关管的控制端及所述第二整流模块的第二输出端之间，并接收所述分压信号，用于将所述分压信号与一参考电压进行比较，当所述分压信号小于所述参考电压时输出控制信号使所述功率开关管导通；当所述分压信号大于所述参考电压时输出控制信号使所述功率开关管关断。
5.根据权利要求4所述的全电压应用的倍压电路，其特征在于：所述分压单元包括串联的第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的一端连接所述第一整流模块的第一输出端、另一端连接所述第二电阻，所述第二电阻的另一端连接所述第二整流模块的第二输出端。
6.根据权利要求4所述的全电压应用的倍压电路，其特征在于：所述开关控制单元包括运算放大器、三极管及反偏二极管，所述运算放大器的第一输入端及第二输入端分别连接所述分压信号及所述参考电压；所述三极管的基极连接于所述运算放大器的输出端，所述三极管的集电极和发射极分别连接所述功率开关管的控制端及所述第二整流模块的第二输出端；所述反偏二极管反相连接于所述三极管的两端，用于保护所述三极管。
7.根据权利要求4所述的全电压应用的倍压电路，其特征在于：所述电压检测模块还包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻连接于所述功率开关管的控制端和所述第二整流模块的第二输出端之间，所述第四电阻连接于所述第一整流模块的第一输出端与所述功率开关管的控制端之间，所述第三电阻及所述第四电阻用于限制所述功率开关管的控制端的峰值电压，以保护所述功率开关管。
8.根据权利要求1或4所述的全电压应用的倍压电路，其特征在于：所述电压检测模块还包括滤波电容，连接于所述电压检测模块的输出端，用于对所述电压检测模块输出的控制信号进行滤波。
9.根据权利要求1所述的全电压应用的倍压电路，其特征在于：所述功率开关管的类型包括MOSFET、三极管。
10.根据权利要求1所述的全电压应用的倍压电路，其特征在于：所述的全电压应用的倍压电路还包括并联于所述第一储能电容的第五电阻，以及并联于所述第二储能电容的第六电阻；所述第五电阻及所述第六电阻用于平衡所述第一储能电容与所述第二储能电容之间的电流，所述第五电阻的阻值等于所述第六电阻的阻值。
11.一种基于权利要求1～10任意一项所述的全电压应用的倍压电路的倍压方法，其特征在于，所述全电压应用的倍压方法至少包括：
对输入电压进行检测，当所述输入电压的绝对值小于设定电压时，所述输入电压给第一储能电容充电，输出电压为所述第一储能电容上的电压与所述第二储能电容上原电压之和，所述输出电压为所述输入电压的两倍电压；当所述输入电压的绝对值大于所述设定电压时，所述输入电压同时给所述第一储能电容及所述第二储能电容充电，所述输出电压为所述输入电压的单倍电压。
12.根据权利要求11所述的全电压应用的倍压方法，其特征在于：所述的全电压应用的倍压方法进一步包括：
对所述输入电压分压，并将分压信号与参考电压进行比较；
当所述分压信号小于所述参考电压时，功率开关管导通，在所述输入电压的正半周期，正相电流从相线流入第一整流模块，经过所述第一整流模块后为所述第一储能电容充电，再经第二整流模块、所述功率开关管及所述第二整流模块从零线流出；在所述输入电压的负半周期，反相电流从零线流入所述第二整流模块，经过所述功率开关管、所述第二整流模块后为所述第二储能电容充电，再经过所述第一整流模块从相线流出；
当所述分压信号大于所述参考电压时，所述功率开关管关断，在所述输入电压的正半周期，正相电流从相线流入所述第一整流模块，经过所述第一整流模块后为所述第一储能电容及所述第二储能电容充电，再经过所述第一整流模块从零线流出；在所述输入电压的负半周期，反相电流从零线流入所述第一整流模块，经过所述第一整流模块后为所述第一储能电容及所述第二储能电容充电，再经过所述第一整流模块从相线流出。
13.根据权利要求12所述的全电压应用的倍压方法，其特征在于：通过所述输入电压的分压比例设置所述设定电压的数值。
14.一种线性LED驱动系统，其特征在于，所述线性LED驱动系统至少包括：
如权利要求1～10所述的全电压应用的倍压电路、LED灯串以及线性驱动电路；
所述LED灯串的正极连接于所述第一储能电容的上极板、负极连接所述线性驱动电路的一端，所述线性驱动电路的另一端连接所述第二储能电容的下极板。
CN201710443052.XA 2017-06-13 2017-06-13 全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性led驱动系统 Active CN109152121B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710443052.XA CN109152121B (zh) 2017-06-13 2017-06-13 全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性led驱动系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710443052.XA CN109152121B (zh) 2017-06-13 2017-06-13 全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性led驱动系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109152121A true CN109152121A (zh) 2019-01-04
CN109152121B CN109152121B (zh) 2021-04-27

Family

ID=64829975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710443052.XA Active CN109152121B (zh) 2017-06-13 2017-06-13 全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性led驱动系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109152121B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101622778A (zh) * 2007-12-27 2010-01-06 东芝开利株式会社 直流电源设备
CN203561857U (zh) * 2013-10-29 2014-04-23 中山市法兰宝电业有限公司 一种低功耗待机控制系统
CN105098966A (zh) * 2015-06-26 2015-11-25 天长市富安电子有限公司 一种电源切换电路
CN205754977U (zh) * 2016-07-08 2016-11-30 深圳市明微电子股份有限公司 基于倍压整流电路架构的线性恒流驱动电源及驱动电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101622778A (zh) * 2007-12-27 2010-01-06 东芝开利株式会社 直流电源设备
CN203561857U (zh) * 2013-10-29 2014-04-23 中山市法兰宝电业有限公司 一种低功耗待机控制系统
CN105098966A (zh) * 2015-06-26 2015-11-25 天长市富安电子有限公司 一种电源切换电路
CN205754977U (zh) * 2016-07-08 2016-11-30 深圳市明微电子股份有限公司 基于倍压整流电路架构的线性恒流驱动电源及驱动电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN109152121B (zh) 2021-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102065610B (zh) 一种led灯控制电路
CN107529241B (zh) 一种单段线性恒功率led驱动电路及方法
CN107529243B (zh) 线性恒功率led驱动电路及方法
CN104427688B (zh) Led交流驱动电路
CN105979662A (zh) 一种led恒流驱动电路及led照明装置
CN102740561A (zh) 一种led驱动电路
CN108718152A (zh) 交错式pfc控制电路及电机驱动电路
CN104360143A (zh) 负载过零点检测电路及方法,负载电压检测电路及方法
CN208369916U (zh) Led全电压高效率线性驱动电路
CN107425811B (zh) 光伏组件的监测装置和光伏发电系统
CN109088536A (zh) 改善谐波的有源功率因数校正电路、方法及驱动系统
CN107124113A (zh) 一种无变压器恒流输出开关电源
CN207559872U (zh) 基于过压欠压保护设计的电源系统
CN203590562U (zh) 一种led开关恒流驱动电路
CN110504826A (zh) Led驱动系统、去纹波电路及方法
WO2018024035A1 (zh) 一种开关电源用指示电路及其使用方法
CN102711337A (zh) Led驱动系统
CN209029928U (zh) 一种变流器负载试验中的能量回馈装置
CN109152121A (zh) 全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性led驱动系统
CN108012380B (zh) 一种线性宽电压恒流恒功率电路及具有它的led灯
CN103731049B (zh) 电流过零点检测电路和方法，驱动电路和方法，开关电源
CN106712542A (zh) 一种开关电源
CN209497396U (zh) 一种功率开关前置的ac-dc电路
CN103777533B (zh) 一种信号选择输出电路与控制芯片及控制电路
CN204330872U (zh) 电流过零点检测电路及对应的负载电压检测电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210108

Address after: 214135 -6, Linghu Avenue, Wuxi Taihu international science and Technology Park, Wuxi, Jiangsu, China, 180

Applicant after: China Resources micro integrated circuit (Wuxi) Co., Ltd

Address before: 9-10 / F, building 4 (i.e. building a), 100 Zixiu Road, Minhang District, Shanghai, 201103

Applicant before: CHINA RESOURCES POWTECH (SHANGHAI) Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant