CN110035575A - 一种照明电路的控制电路、控制方法及照明电路 - Google Patents

一种照明电路的控制电路、控制方法及照明电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种照明电路的控制电路，交流输入经整流后得到整流电压，其中整流电压的低电位端作为参考地，所述照明电路的负载由N个负载串联组成，N为大于等于2的自然数，负载为灯串或者电阻，N个负载中至少有一个为灯串，其余为电阻；当有两个或者两个以上负载为灯串时并且所述控制电路检测到交流输入接入调光器，控制所述N个负载同时导通；当只有一个负载为灯串或者当所述控制电路检测到交流输入没有接入调光器，根据所述整流电压，控制所述N个负载分别导通。本发明可以实现高功率因数，并且兼容调光器，方案简单，便于实现。

Description

一种照明电路的控制电路、控制方法及照明电路
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种照明电路的控制电路、控制方法及照明电路。
背景技术
LED灯由于其比传统的荧光灯和白炽灯更节能环保，所以LED灯正在慢慢替换现有的荧光灯和白炽灯。在带有调光器的白炽灯中，也同样希望采用LED灯来替换，因而LED需兼容调光器。线性LED驱动电路以其实现简单、成本低的优势，得到广泛应用。但是线性LED驱动电路由于恒流导通模式固有特点，目前市场上的线性调光系统的主流产品功率因数低，对电网产生大量的谐波污染，降低电网质量，对其他用电设备产生干扰。因此，如何在线性LED驱动电路中兼容调光器，并且实现高功率因数，是当前亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种照明电路的控制电路、控制方法及照明电路，用以解决现有技术中线性驱动电路功率因数低且不兼容调光器的问题。
本发明的技术解决方案是，提供一种照明电路的控制电路，交流输入经整流后得到整流电压，其中整流电压的低电位端作为参考地，所述照明电路的负载由N个负载串联组成，N为大于等于2的自然数，负载为灯串或者电阻，N个负载中至少有一个为灯串，其余为电阻；当有两个或者两个以上负载为灯串时并且所述控制电路检测到交流输入接入调光器，控制所述N个负载同时导通；当只有一个负载为灯串或者当所述控制电路检测到交流输入没有接入调光器，根据所述整流电压，控制所述N个负载分别导通。
作为可选，包括电压检测电路和电流控制电路，所述电压检测电路的两个输入端分别连接到所述整流电压的高电位端和低电位端，所述电流控制电路接收所述电压检测电路的输出电压；所述整流电压的高电压端经过单向导通元件连接到第一负载的第一端，所述第一负载的第二端通过第一开关模块连接到参考地，第2～N负载的第二端分别通过第2～N单向导通元件连接到第2～N开关模块，所述电流控制电路的输出电压连接于所述第1～N开关模块的控制端，其中第1～M负载为电阻，第(M+1)～N负载为灯串，其中，M为小于N的自然数。
作为可选，所述电压检测电路通过检测所述整流电压，并判断所述交流输入端是否接入调光器，当检测到接入调光器，并且有两个或者两个以上负载为灯串时，所述电流控制电路控制所述第N开关模块导通，控制所述第1～(N-1)开关模块关断；当检测到没有接入调光器或者只有一个负载为灯串时，所述电流控制电路根据所述电压检测电路的输出，控制所述第1～N开关模块中的其中一个开关模块导通，控制其余关断。
作为可选，当所述电压检测电路检测到没有接入调光器时或者只有一个负载为灯串时，当所述整流电压处于第k电压范围内时，所述电流控制电路控制第k开关模块导通，其余关断，其中，k为1～N的自然数。
作为可选，所述第1～N开关模块为第1～N MOS，所述第1～N MOS的栅极为所述第1～N开关模块的控制端。
本发明还提供一种照明电路的控制方法，交流输入经整流后得到整流电压，其中整流电压的低电位端作为参考地，所述照明电路的负载由N个负载串联组成，N为大于等于2的自然数，负载为灯串或者电阻，N个负载中至少有一个为灯串，其余为电阻；当有两个或者两个以上负载为灯串时并且检测到交流输入接入调光器，控制所述N个负载同时导通；当只有一个负载为灯串或者检测到交流输入没有接入调光器，根据所述整流电压，控制所述N个负载分别导通。
作为可选，所述整流电压的高电压端经过单向导通元件连接到第一负载的第一端，所述第一负载的第二端通过第一开关模块连接到参考地，第2～N负载的第二端分别通过第2～N单向导通元件连接到第2～N开关模块，其中第1～M负载为电阻，第(M+1)～N负载为灯串，其中，M为小于N的自然数。
作为可选，检测所述整流电压，并判断所述交流输入端是否接入调光器，当检测到接入调光器，并且有两个或者两个以上负载为灯串，控制所述第N开关模块导通，控制所述第1～(N-1)开关模块关断；当检测到没有接入调光器或者只有一个负载为灯串时，控制所述第1～N开关模块中的其中一个开关模块导通，控制其余关断。
作为可选，当检测到没有接入调光器时或者只有一个负载为灯串时，当所述整流电压处于第k电压范围内时，控制第k开关模块导通，其余关断，其中，k为1～N的自然数。
本发明的另一技术解决方案是，提供一种照明电路。
采用本发明的电路结构和方法，与现有技术相比，具有以下优点：可以实现高功率因数，并且兼容调光器，方案简单，便于实现。
附图说明
图1为本发明照明电路及其控制电路的实现框图；
图2(a)为本发明一实施例的电容连接方式；
图2(b)为本发明另一实施例的电容连接方式；
图3为本发明一实施例的照明电路及其控制电路；
图4为本发明一实施例的采样电阻的电路示意图；
图5为本发明另一实施例的采样电阻的电路示意图；
图6为本发明电流控制电路420的一种实施方式；
图7为本发明灯串的一种实施方式；
图8为本发明输入端没有接入调光器时的整流电压VREC、第一负载到第N负载的电压VF以及输入电流iin波形；
图9为本发明输入端接入调光器，为大调光角时的整流电压VREC、第一负载到第N负载的电压VF以及输入电流iin波形；
图10为本发明输入端接入调光器，为小调光角时的整流电压VREC、第一负载到第N负载的电压VF以及输入电流iin波形；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明提供一种照明电路的控制电路，交流输入经整流后得到整流电压VREC，其中整流电压的低电位端作为参考地，所述照明电路的负载由N个负载串联组成，N为大于等于2的自然数，负载为灯串或者电阻，N个负载中至少有一个为灯串，其余为电阻；当有两个或者两个以上负载为灯串时并且当所述控制电路检测到交流输入接入调光器，控制所述N个负载同时导通；当只有一个负载为灯串或者所述控制电路检测到交流输入没有接入调光器，根据所述整流电压，控制所述N个负载分别导通，也就是说，整流电压VREC在不同的电压范围内，则不同的负载导通。作为一种实施方式，整流电压高，导通的负载数量多；整流电压低，导通的负载数量少。
本发明可以实现高功率因数，并且兼容调光器，方案简单，便于实现。并且部分负载为电阻，减少了灯串的数量，使得系统成本降低，并且便于生产加工。
作为一种实施方式，当有两个或者两个以上负载为灯串时并且当所述控制电路检测到交流输入接入调光器，控制所述N个负载同时导通，控制电路的指令电流或指令电压为第一指令电流或第一指令电压；
当只有一个负载为灯串或者所述控制电路检测到交流输入没有接入调光器，根据所述整流电压，控制所述N个负载分别导通，所述控制电路的指令电流或指令电压为第二指令电流或第二指令电压。作为优选，设置所述第一指令电流或第一指令电压为所述第二指令电流或第二指令电压的1～1.2倍。
请参考图1所示，照明电路的控制电路400包括电压检测电路410和电流控制电路420，所述电压检测电路400的两个输入端分别连接到所述整流电压VREC的高电位端和低电位端，所述电流控制电路420接收所述电压检测电路410的输出电压；所述整流电压VREC的高电压端经过单向导通元件D01连接到第一负载的第一端，所述第一负载的第二端通过第一开关模块SW1连接到参考地，第2～N负载的第二端分别通过第2～N单向导通元件D02～D0N连接到第2～N开关模块SW2～SWN，所述电流控制电路420的输出电压连接于所述第1～N开关模块SW1～SWN的控制端；第m负载的第二端连接到第m+1负载的第一端，其中m为1～(N-1)的自然数；其中第1～M负载为电阻，第(M+1)～N负载为灯串，其中，M为小于N的自然数。
所述电压检测电路410通过检测所述整流电压VREC，并判断所述交流输入端是否接入调光器，当检测到接入调光器时并且有两个或者两个以上负载为灯串时，所述电流控制电410路控制所述第N开关模块SWN导通，控制所述第1～(N-1)开关模块SW1～SW(N-1)关断；当检测到没有接入调光器或者只有一个负载为灯串时，所述电流控制电路根据所述电压检测电路的输出，控制所述第1～N开关模块SW1～SWN中的其中一个开关模块导通，控制其余关断。
作为一种实施方式，当所述电压检测电路410检测到没有接入调光器时或者只有一个负载为灯串时，当所述整流电压VREC处于第k电压范围内时，所述电流控制电路420控制第k开关模块SWk导通，其余关断，其中，k为1～N的自然数。
请参考图2(a)所示，电容C00的两端分别连接于第一负载的第一端和第N负载的第二端。加入电容C00，减小负载纹波。
请参考图2(b)所示，为另一实施例的电容连接方式，电容C01～C0N分别和第一负载～第N负载并联。
作为一种实施方式，所述第1～N开关模块为第1～N MOS，所述第1～N MOS的栅极为所述第1～N开关模块的控制端。MOS管可以是NMOS也可以是PMOS。以NMOS为例进行说明。所述MOS的第一端和第二端分别为NMOS的源极和漏极。
请参考图3所示，所述第1～N开关模块SW1～SWN为第1～N NMOS，所述第1～N NMOS的栅极为所述第1～N开关模块SW1～SWN的控制端。
继续参考图3所示，照明电路包括N个采样电阻，所述第N NMOS的源极经过所述第N采样电阻R0N连接到所述参考地，所述第1～(N-1)NMOS的源极分别经过所述第一采样电阻R01～第(N-1)采样电阻R0(N-1)连接到所述第N NMOS的源极，所述电流控制电路420接收所述第1～N NMOS的源极电压。
参考图4所示，为采样电阻的另一种连接方式，第N NMOS的源极经过所述第N采样电阻R0N连接到所述参考地，所述第m NMOS的源极经过所述第m采样电阻R0k连接到所述第(m+1)NMOS的源极，所述电流控制电路420接收所述第1～N NMOS的源极电压S01～S0N，其中m为1～(N-1)的自然数。
请参考图5所示，为采样电阻的又一种连接方式，第1～N NMOS的源极经过所述第1～N采样电阻R01～R0N连接到所述参考地，所述电流控制电路420接收所述第1～N NMOS的源极电压S01～S0N。
当检测到接入调光器时，所述电流控制电路420对所述第N NMOS的源极电压S0N进行运算放大，控制所述第N NMOS的栅极电压G0N使得第N NMOS的源极电压S0N接近第N参考电压；当检测到没有接入调光器时，所述电流控制电路420根据所述整流电压VREC的大小，对所述第1～N NMOS的源极电压S01～S0N进行运算放大，控制所述第1～N NMOS的栅极电压G01～G0N使得第1～N NMOS的源极电压S01～S0N接近第1～N参考电压。
请参考图6所示，为电流控制电路420的一种实施方式。第1～N NMOS的源极电压S01～S0N分别连接到运算放大电路421～42N的负输入端，第1～N参考电压REF1～REFN分别连接到运算放大电路A的正输入端，电压检测电路410输出使能信号EN1～ENN，分别连接到连接到运算放大电路421～42N的使能端，运算放大电路421～42N的输出端连接到第1～NNMOS的栅极电压G01～G0N。运算放大器42N的输出端经过电容C421连接到参考地。
请参考图7所示，所述第m负载为多个顺序串联的LED。不同LED灯串的数量可以不相等。
为了兼容调光器，照明电路还包括泄放电路300，泄放电路300的两端分别连接到整流电压的高电位端和低电位端，电压检测电路410的输出控制泄放电路。
请参考图8、图9和图10所示，分别为N＝2，输入端没有接入调光器、第一负载和第二负载都为灯串，调光器大角度、调光器小角度时的整流电压VREC、第一灯串到第N灯串的电压VF以及输入电流iin波形。当电压检测电路410检测到输入侧没有接入调光器，则控制泄放电路300不产生泄放电流。当电压检测电路410检测到输入侧接入调光器，则控制泄放电路300产生泄放电流，以维持调光器的导通。
本发明提供一种照明电路，包括上述控制电路400。
本发明还提供一种照明电路的控制方法，交流输入经整流后得到整流电压，其中整流电压的低电位端作为参考地，所述照明电路的负载由N个负载串联组成，N为大于等于2的自然数，负载为灯串或者电阻，N个负载中至少有一个为灯串，其余为电阻；当有两个或者两个以上负载为灯串时并且检测到交流输入接入调光器，控制所述N个负载同时导通；当只有一个负载为灯串或者检测到交流输入没有接入调光器，根据所述整流电压，控制所述N个负载分别导通。
所述整流电压的高电压端经过单向导通元件连接到第一负载的第一端，所述第一负载的第二端通过第一开关模块连接到参考地，第2～N负载的第二端分别通过第2～N单向导通元件连接到第2～N开关模块，其中第1～M负载为电阻，第(M+1)～N负载为灯串，其中，M为小于N的自然数。
检测所述整流电压，并判断所述交流输入端是否接入调光器，当检测到接入调光器时，并且有两个或者两个以上负载为灯串，控制所述第N开关模块导通，控制所述第1～(N-1)开关模块关断；当检测到没有接入调光器时或者只有一个负载为灯串时，控制所述第1～N开关模块中的其中一个开关模块导通，控制其余关断。
当检测到没有接入调光器时或者只有一个负载为灯串时，当所述整流电压处于第k电压范围内时，控制第k开关模块导通，其余关断，其中，k为1～N的自然数。
所述第1～N开关模块为第1～N MOS，所述第1～N MOS的栅极为所述第1～N开关模块的控制端。
所述照明电路包括N个采样电阻，所述第N MOS的第一端经过所述第N采样电阻连接到所述参考地，所述第1～(N-1)MOS的第一端分别经过所述第1～(N-1)采样电阻连接到所述第N MOS的第一端，所述电流控制电路接收所述第1～N MOS的第一端电压。
当检测到接入调光器时，对所述第N MOS的第一端电压进行运算放大，控制所述第N MOS的栅极电压使得第N MOS的第一端电压接近第N参考电压；当检测到没有接入调光器时，对所述第1～N MOS的第一端电压进行运算放大，分别控制所述第1～N MOS的栅极电压使得第1～N MOS的第一端电压接近第1～N参考电压。
除此之外，虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种照明电路的控制电路，其特征在于：交流输入经整流后得到整流电压，其中整流电压的低电位端作为参考地，所述照明电路的负载由N个负载串联组成，N为大于等于2的自然数，负载为灯串或者电阻，N个负载中至少有一个为灯串，其余为电阻；当有两个或者两个以上负载为灯串时并且所述控制电路检测到交流输入接入调光器，控制所述N个负载同时导通；当只有一个负载为灯串或者当所述控制电路检测到交流输入没有接入调光器，根据所述整流电压，控制所述N个负载分别导通。
2.根据权利要求1所述的照明电路的控制电路，其特征在于：包括电压检测电路和电流控制电路，所述电压检测电路的两个输入端分别连接到所述整流电压的高电位端和低电位端，所述电流控制电路接收所述电压检测电路的输出电压；所述整流电压的高电压端经过单向导通元件连接到第一负载的第一端，所述第一负载的第二端通过第一开关模块连接到参考地，第2～N负载的第二端分别通过第2～N单向导通元件连接到第2～N开关模块，所述电流控制电路的输出电压连接于所述第1～N开关模块的控制端，其中第1～M负载为电阻，第(M+1)～N负载为灯串，其中，M为小于N的自然数。
3.根据权利要求2所述的照明电路的控制电路，其特征在于：所述电压检测电路通过检测所述整流电压，并判断所述交流输入端是否接入调光器，当检测到接入调光器，并且有两个或者两个以上负载为灯串时，所述电流控制电路控制所述第N开关模块导通，控制所述第1～(N-1)开关模块关断；当检测到没有接入调光器或者只有一个负载为灯串时，所述电流控制电路根据所述电压检测电路的输出，控制所述第1～N开关模块中的其中一个开关模块导通，控制其余关断。
4.根据权利要求3所述的照明电路的控制电路，其特征在于：当所述电压检测电路检测到没有接入调光器时或者只有一个负载为灯串时，当所述整流电压处于第k电压范围内时，所述电流控制电路控制第k开关模块导通，其余关断，其中，k为1～N的自然数。
5.根据权利要求2所述的照明电路的控制电路，其特征在于：所述第1～N开关模块为第1～N MOS，所述第1～N MOS的栅极为所述第1～N开关模块的控制端。
6.一种照明电路的控制方法，其特征在于：交流输入经整流后得到整流电压，其中整流电压的低电位端作为参考地，所述照明电路的负载由N个负载串联组成，N为大于等于2的自然数，负载为灯串或者电阻，N个负载中至少有一个为灯串，其余为电阻；当有两个或者两个以上负载为灯串时并且检测到交流输入接入调光器，控制所述N个负载同时导通；当只有一个负载为灯串或者检测到交流输入没有接入调光器，根据所述整流电压，控制所述N个负载分别导通。
7.根据权利要求6所述的照明电路的控制方法，其特征在于：所述整流电压的高电压端经过单向导通元件连接到第一负载的第一端，所述第一负载的第二端通过第一开关模块连接到参考地，第2～N负载的第二端分别通过第2～N单向导通元件连接到第2～N开关模块，其中第1～M负载为电阻，第(M+1)～N负载为灯串，其中，M为小于N的自然数。
8.根据权利要求7所述的照明电路的控制方法，其特征在于：检测所述整流电压，并判断所述交流输入端是否接入调光器，当检测到接入调光器，并且有两个或者两个以上负载为灯串，控制所述第N开关模块导通，控制所述第1～(N-1)开关模块关断；当检测到没有接入调光器或者只有一个负载为灯串时，控制所述第1～N开关模块中的其中一个开关模块导通，控制其余关断。
9.根据权利要求8所述的照明电路的控制方法，其特征在于：当检测到没有接入调光器时或者只有一个负载为灯串时，当所述整流电压处于第k电压范围内时，控制第k开关模块导通，其余关断，其中，k为1～N的自然数。
10.一种照明电路，其特征在于：包括如权利要求1～5任意一项所述控制电路。
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