CN110582144A - 自适应泄放控制电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种自适应泄放控制电路及方法，电路包括线网检测模块、控制模块、开关模块和泄放模块，线网检测模块用于检测线网电压；控制模块与线网检测模块连接，用于接收并根据线网电压产生泄放控制信号，其中，泄放控制信号包括泄放时长信息；开关模块与控制模块和泄放模块连接，用于接收泄放控制信号，并根据泄放控制信号输出开关信号至泄放模块对泄放模块进行开关控制，以使泄放时长信息对应泄放模块的开启时间。本发明实施例通过控制泄放模块的开启时间进而对可控硅的开启时长进行控制，实现LED调光功能的同时避免泄放电流通路常开而降低系统效率。

Description

自适应泄放控制电路及方法

技术领域

本发明实施例涉及电力电子技术领域，尤其是一种自适应泄放控制电路及方法。

背景技术

可控硅调光是一种常用的调光方法，可控硅调光器采用相位控制方法来实现调光，即在正弦波每半个周期控制可控硅调光器导通，获得相同的导通相角。通过调节可控硅调光器的斩波相位，可以改变导通相角大小，实现调光。

在电子电路的控制系统中，当接入可控硅时，在可控硅导通时，需要最小维持电流以维持可控硅的正常开启，如果系统的电流小于最小维持电流会导致可控硅关闭，当线网电压小于LED导通电压时，此时，需要额外引入一路泄放电流用于维持可控硅正常开启。但是，如果泄放电流通路常开，会降低系统的效率。

发明内容

本发明实施例提供一种自适应泄放控制电路及方法，旨在解决上述传统技术方案效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明创造的实施例采用的一个技术方案是：提供一种自适应泄放控制电路，包括：

线网检测模块，所述线网检测模块用于检测线网电压；

控制模块，所述控制模块与所述线网检测模块连接，用于接收并根据所述线网电压产生泄放控制信号，其中，所述泄放控制信号包括泄放时长信息；

开关模块，所述开关模块与所述控制模块和泄放模块连接，用于接收所述泄放控制信号，并根据所述泄放控制信号输出开关信号至所述泄放模块对所述泄放模块进行开关控制，以使所述泄放时长信息对应所述泄放模块的开启时间。

可选地，还包括：

光源模块，所述光源模块包括LED发光单元和与所述LED发光单元连接的可控硅，所述可控硅与所述泄放模块连接。

可选地，所述线网检测模块包括第一电阻、第二电阻、第一电容以及第一运放，所述第一电阻一端与线网连接，所述第一电阻另一端通过所述第二电阻和第一电容的并联体接地，所述第一电阻另一端还连接至所述第一运放的主路电流端，所述第一运放的输出端分别与所述第一运放的反向输入端和所述控制模块连接。

可选地，所述控制模块包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容、第一三极管、第一场效应管、第一比较器和第二比较器，所述第三电阻一端与所述第一运放的输出端连接，所述第三电阻的另一端连接至所述第一三极管的基极，所述第一三极管的集电极连接工作电压端，所述第一三极管的发射极连接至所述第一场效应管的漏极，所述第一场效应管的源极连接至所述第五电阻和第二电容的一端，所述第一场效应管的栅极连接至所述第四电阻的一端，所述第四电阻、第五电阻和第二电容的另一端均接地，第四电阻的一端还连接至所述第一比较器的输出端，所述第一比较器的正向输入端连接基准电压，所述第一比较器的反向输入端连接至所述泄放模块，所述第一场效应管的源极还连接至所述第二比较器的反向输入端，所述第二比较器的正向输入端连接基准电压，所述第二比较器的输出端连接至所述开关模块。

可选地，所述开关模块包括第六电阻和第二场效应管，所述第二比较器的输出端通过所述第六电阻连接至所述工作电压端，所述工作电压端还连接至所述第二场效应管的漏极，所述第二场效应管的源极与所述泄放模块连接。

可选地，所述泄放模块包括第二运放、第三场效应管、第七电阻和第九电阻，所述第二运放的反向输入端连接至所述第二场效应管的源极，所述第二运放的正向输入端连接第一基准电压端，所述第二运放的输出端连接至所述第三场效应管的栅极，所述第二运放的输出端连接至所述第三场效应管的源极，所述第三场效应管的源极和漏极分别通过所述第七电阻和第九电阻连接至所述光源模块。

可选地，所述LED发光单元包括LED灯组、第八电阻、整流桥、第十电阻、二极管、第三电容、第四场效应管以及第三运放，所述第九电阻的一端与所述整流桥连接，所述第九电阻的另一端连接至所述第三场效应管的漏极，所述整流桥还连接至所述二极管的正端，所述二极管的负端连接至所述LED灯组一端，所述LED灯组另一端连接至所述第四场效应管的漏极，所述第四场效应管的源极通过所述第七电阻连接至所述第三场效应管的源极，所述第四场效应管的源极还通过所述第八电阻接地，所述第四场效应管的栅极连接所述第三运放的输出端，所述第三运放的正向输入端连接第二基准电压端，所述第三运放的反向输入端连接至所述第四场效应管的源极，所述LED灯组分别与所述第十电阻和第三电容并联。

可选地，所述整流桥以及所述可控硅串联至线网中，所述整流桥的输出端连接至所述二极管的正端。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种自适应泄放控制方法，应用于如上述的自适应泄放控制电路中，包括：

获取线网的线网电压；

根据时长计算规则和所述线网电压计算生成泄放控制信息，其中，所述泄放控制信息包括泄放时长信息；

根据所述泄放控制信息控制泄放电流维持可控硅开启，以使所述泄放时长信息对应所述可控硅的开启时间。

本发明实施例的有益效果为：通过获取线网的线网电压，控制模块根据该线网电压计算生成泄放控制信号并发送至开关模块，开关模块根据该泄放控制信号输出开关信号至泄放模块以控制泄放模块的开启和关闭，从而控制泄放模块的开启时间，由于泄放模块输出泄放电流至可控硅以维持可控硅的正常开启，进而对可控硅的开启时长进行控制，实现LED调光功能的同时避免泄放电流通路常开而降低系统效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例自适应泄放控制电路的模块结构示意图；

图2为本发明另一个实施例的模块结构示意图；

图3为本发明实施例的电路结构示意图；

图4为本发明实施例的电压波形示意图；

图5为本发明另一个实施例线网检测模块的电路结构示意图；

图6为本发明自适应泄放时间控制方法的基本流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

具体请参阅图1，图1为本实施例自适应泄放控制电路的模块示意图。

如图1所示，一种自适应泄放控制电路，包括线网检测模块1、控制模块2、开关模块3以及泄放模块4；

线网检测模块1用于检测线网电压；

控制模块2与所述线网检测模块1连接，用于接收并根据所述线网电压产生泄放控制信号，其中，所述泄放控制信号包括泄放时长信息；

开关模块3与所述控制模块2和泄放模块4连接，用于接收所述泄放控制信号，并根据所述泄放控制信号输出开关信号至所述泄放模块4对所述泄放模块4进行开关控制，以使所述泄放时长信息对应所述泄放模块4的开启时间。

在实施时，线网检测模块1与线网连接用于检测线网电压，线网是本发明自适应泄放控制电路的接入电压线网，以本发明自适应泄放控制电路接入市电(工频交流电、AC)为例，该线网指的是市电电网，则该线网电压是市电电压。控制模块2与线网检测模块1连接，从而接收线网检测模1发送的线网电压，然后根据该线网电压生成泄放控制信号并发送至开关模块3，该泄放控制信号包括泄放时长信息，开关模块3接收到该泄放控制信号后对泄放模块4进行开关控制，从而控制泄放模块4的开启和关闭，在实施时，控制模块2可以根据线网电压计算生成控制泄放模块4开启时长的泄放控制信号，由开关模块3按照接收到的泄放控制信号对泄放模块4进行开关动作，其中，本发明自适应泄放时间控制电路接入可控硅调光的可控硅调光领域，泄放模块4与可控硅连接从而为可控硅提供维持电流以维持可控硅的正常开启，从而使得泄放模块4的开启时间与泄放时长信息相对应，实现根据线网的线网电压控制后延泄放电流时间的长短。

在一个可选实施例中，泄放模块4开启时间的长短与该线网电压成反比关系，当线网的电压比较高时，通过LED灯的电流比较大且时长会比较长，此时后续的泄放电流时间会比较短；而当线网的电压比较低时，LED灯的电流比较小或者关闭，此时泄放电流的维持时间比较长以满足维持可控硅导通的需要，从而避免可控硅关闭造成二次异常开启。最大角度(可控硅导通角最大)时，当线网电压小于LED导通电压时，泄放模块4关闭，由于泄放电流会降低电路的效率，关闭泄放模块4能提高效率；在小角度(可控硅导通角变小)时当电路电流不能维持可控硅正常开始时，泄放模块4开启，从而有泄放电流维持可控硅正常开启，增加可控硅调光行程。

本实施例通过获取线网的线网电压，控制模块2根据该线网电压计算生成泄放控制信号并发送至开关模块3，开关模块3根据该泄放控制信号输出开关信号至泄放模块4以控制泄放模块4的开启和关闭，从而控制泄放模块4的开启时间，由于泄放模块4输出泄放电流至可控硅以维持可控硅的正常开启，进而对可控硅的开启时长进行控制，实现LED调光功能的同时避免泄放电流通路常开而降低系统效率。

在一个可选实施例中，请参阅图2，图2是本发明另一个实施例的模块示意图。

如图2所示，本发明自适应泄放控制电路还包括：

光源模块5，所述光源模块5包括LED发光单元和与所述LED发光单元连接的可控硅，所述可控硅与所述泄放模块4连接。

在实施时，在本发明自适应泄放时间控制电路中，当接入可控硅对LED进行调光时，可控硅和LED灯组成光源模块5，其中，LED发光单元包括至少一个LED灯，可控硅(可控硅)与LED发光单元连接从而实现LED调光，泄放模块4与可控硅连接从而在线网电压小于LED导通电压时，输出一路泄放电流至可控硅以维持可控硅正常开启。

在另一个可选实施例中，请参阅图3，图3是本发明一个实施例电路结构示意图。

如图3所示，所述线网检测模块1包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1以及第一运放N1，所述第一电阻R1一端与线网连接，以线网的输入电压端为VIN为例，则第一电阻R1一端连接至输入电压端VIN，所述第一电阻R1另一端通过所述第二电阻R2和第一电容C1的并联体接地，所述第一电阻R1另一端还连接至所述第一运放N1的正向输入端，所述第一运放N1的输出端分别与所述第一运放N1的反向输入端和所述控制模块2连接。在实施时，线网检测模块1对当前的线网电压波形进行采样，线网电压切相越多时，第一电容C1的电压越低，通过第一运放N1将前后级隔开，并将第一电容C1的电压传输至控制模块2。

所述控制模块2包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2、第一三极管Q1、第一场效应管M1、第一比较器J1和第二比较器J2，所述第三电阻R3一端与所述第一运放N1的输出端连接，所述第三电阻R3的另一端连接至所述第一三极管Q1的基极，所述第一三极管Q1的集电极连接工作电压端VDD，所述第一三极管Q1的发射极连接至所述第一场效应管M1的漏极，所述第一场效应管M1的源极连接至所述第五电阻R5和第二电容C2的一端，所述第一场效应管M1的栅极连接至所述第四电阻R4的一端，所述第四电阻R4、第五电阻R5和第二电容C2的另一端均接地，第四电阻R4的一端还连接至所述第一比较器J1的输出端，所述第一比较器J1的正向输入端连接基准电压，所述第一比较器J1的反向输入端连接至所述泄放模块4，所述第一场效应管M1的源极还连接至所述第二比较器J2的反向输入端端，所述第二比较器J2的正向输入端连接基准电压，所述第二比较器J2的输出端连接至所述开关模块3。

控制模块2中的第一三极管Q1可以采用NPN三极管，其中，基准电压是由芯片内部提供的，工作电压端VDD为器件内部的工作电压，当第一电容C1的电压低时，第一三极管Q1的发射极电流就越小，控制模块2中的第一比较器J1对主路(LED灯的导通电路)进行采样，当主路导通时，第一场效应管M1导通，对第二电容C2进行充电，当主路关闭时，第一场效应管M1关闭，让第二电容C2进行放电，第二比较器J2对第二电容C2的电压进行采样，产生泄放控制信号并将泄放控制信号传输至开关模块3。

所述开关模块3包括第六电阻R6和第二场效应管M2，所述第二比较器J2的输出端通过所述第六电阻R6连接至所述工作电压端VDD，所述工作电压端VDD还连接至所述第二场效应管M2的漏极，所述第二场效应管M2的源极与所述泄放模块3连接。开关模块3按照接收到的泄放控制信号输出开关信号至泄放模块4对泄放模块4进行开关动作。

所述泄放模块4包括第二运放N2、第三场效应管M3，第七电阻R7和第九电阻R9，所述第二运放N2的反向输入端连接至所述第二场效应管M2的源极，所述第二运放N2的正向输入端连接第一基准电压端Vref1，所述第二运放N2的输出端连接至所述第三场效应管M3的栅极，所述第二运放N2的输出端连接至所述第三场效应管M3的源极，所述第三场效应管M3的源极和漏极分别通过所述第七电阻R7和第九电阻R9连接至所述光源模块5。

在一个可选实施例中，所述LED发光单元包括LED灯组、第八电阻R8、整流桥、第十电阻R10、二极管D1、第三电容C3、第四场效应管M4以及第三运放N3，所述第九电阻R9的一端与所述整流桥连接，所述第九电阻R9的另一端连接至所述第三场效应管M3的漏极，所述整流桥还连接至所述二极管D1的正端，所述二极管D2的负端连接至所述LED灯组一端，所述LED灯组另一端连接至所述第四场效应管M4的漏极，所述第四场效应管M4的源极通过所述第七电阻R7连接至所述第三场效应管M3的源极，所述第四场效应管M4的源极还通过所述第八电阻R8接地，所述第四场效应管M4的栅极连接所述第三运放N3的输出端，所述第三运放N3的正向输入端连接第二基准电压端Vref2，所述第三运放N3的反向输入端连接至所述第四场效应管M4的源极，所述LED灯组分别与所述第十电阻R10和第三电容C3并联。第一比较器J1的反向输入端可以连接至第四场效应管M4的源极。

在实施时，第十电阻R10和第三电容C3组成并联体后与LED灯组并联，所述可控硅和整流桥串联到线网里，所述整流桥的输出端连接至所述二极管D1的正端。

请参阅图4，图4是本发明一个实施例的电压波形示意图。

如图4所示，线网为市电为例，电网电压Vac经过可控硅G1和整流桥后输出至LED灯，其中，线网检测模块1对当前的线网电压波形进行采样，线网电压切相越多时，第一电容C1的电压越低，通过第一运放N1将前后级隔开，并将第一电容C1的电压传输至控制模块2；在一个实施例中，请参照图5，图5时本发明另一个实施例中线网检测模块的电路结构示意图，线网检测模块1包括第一电容R1、第一电容C1、第四电容C4、第一运放N1以及开关K1至K4，输入电压端VIN依次通过第一电阻R1、开关K1、第四电容C4和开关K2连接至第一运放N1的正向输入端，第一运放N1的正向输入端还通过第一电容C1接地，开关K3和开关K4的一端分别连接第四电容C4的两端，开关K3和开关K4的另一端均接地，线网检测模块1可以使用如图5所示的开关电容的方式进行检测线网电压。在一个实施例中，开关K1和开关K2是同时关闭或者导通的，开关K3和开关K4是同时关闭或者导通的，且开关K1和开关K2为一组而开关K3和开关K4为另一组，两组开关不同时关闭或者导通，当第一电容C1的电压VC1低时，第一三极管Q1的发射极电流就越小，控制模块2中的第一比较器J1对主路进行采样，当主路导通时，开启第一场效应管M1对第二电容C2进行充电，当主路关闭时关闭第一场效应管M1，让第二电容C2放电，第二比较器J2对第二电容C2上的电压VC2进行采样，产生控制泄放控制信息，并将该泄放控制信息传输至开关模块3，开关K1、K2、K3和K4是由时钟信号控制开关的频率，频率越高则第四电容C4的等效阻抗越高，也能实现滤波的效果。开关模块3按照接收到的泄放控制信号输出开关信号至泄放模块4，控制泄放模块4的开启和关闭，其中，泄放控制信号包括泄放时长信息，该泄放时长信息用于控制泄放模块4的开启时间，从而控制给可控硅输出泄放电流的时间，避免泄放模块4常开而降低系统的效率。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种自适应泄放时间控制方法。

具体请参阅图6，图6为本发明自适应泄放时间控制方法一个实施例的基本流程示意图。

如图6所示，一种自适应泄放控制方法，应用于如上述的自适应泄放控制电路中，包括：

S1100、获取线网的线网电压；

线网是本发明自适应泄放控制电路的接入电压线网，以本发明自适应泄放控制电路接入市电为例，该线网指的是市电电网，则该线网电压是市电电压，在实施时，可以采用图3中的线网检测模块电路检测线网电压，吸纳我检测模块对当前吸纳我电压波形进行采样，线网电压切相越多时，第一电容C1的电压越低，通过第一运放N1将前后级隔开，该第一电容C1的电压即可作为线网电压。

S1200、根据时长计算规则和所述线网电压计算生成泄放控制信息，其中，所述泄放控制信息包括泄放时长信息；

在获取线网电压后根据时长计算规则进行计算以生成泄放控制信息，其中时长计算规则是系统中预设的一种用于根据线网电压计算控制泄放模块导通时长的工具，在实施时，时长计算规则的工作原理为控制泄放模块开启时间的长短与线网电压成反比关系，例如当线网的电压比较高时，后续的泄放电流时间会比较短；而当线网的电压比较低时，泄放电流的维持时间比较长。

S1300、根据所述泄放控制信息控制泄放电流维持可控硅开启，以使所述泄放时长信息对应所述可控硅的开启时间。

在计算生成泄放控制信息后，系统根据该泄放控制信息控制泄放模块的开启时长，泄放模块开启会输出泄放电流至可控硅，泄放电流用于维持可控硅正常开启，通过泄放模块输出泄放电流的时间进而控制可控硅的开启时间，在实施时，可控硅的开启时间与泄放时长信息相对应，而控制泄放模块开启时间的长短与线网电压成反比关系，避免泄放电流通路常开而降低系统效率。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自适应泄放控制电路，其特征在于，包括：

线网检测模块，所述线网检测模块用于检测线网电压；

控制模块，所述控制模块与所述线网检测模块连接，用于接收并根据所述线网电压产生泄放控制信号，其中，所述泄放控制信号包括泄放时长信息；

开关模块，所述开关模块与所述控制模块和泄放模块连接，用于接收所述泄放控制信号，并根据所述泄放控制信号输出开关信号至所述泄放模块对所述泄放模块进行开关控制，以使所述泄放时长信息对应所述泄放模块的开启时间。

2.根据权利要求1所述的自适应泄放控制电路，其特征在于，还包括：

光源模块，所述光源模块包括LED发光单元和与所述LED发光单元连接的可控硅，所述可控硅与所述泄放模块连接。

3.根据权利要求2所述的自适应泄放控制电路，其特征在于，所述线网检测模块包括第一电阻、第二电阻、第一电容以及第一运放，所述第一电阻一端与线网连接，所述第一电阻另一端通过所述第二电阻和第一电容的并联体接地，所述第一电阻另一端还连接至所述第一运放的正向输入端，所述第一运放的输出端分别与所述第一运放的反向输入端和所述控制模块连接。

4.根据权利要求3所述的自适应泄放控制电路，其特征在于，所述控制模块包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容、第一三极管、第一场效应管、第一比较器和第二比较器，所述第三电阻一端与所述第一运放的输出端连接，所述第三电阻的另一端连接至所述第一三极管的基极，所述第一三极管的集电极连接工作电压端，所述第一三极管的发射极连接至所述第一场效应管的漏极，所述第一场效应管的源极连接至所述第五电阻和第二电容的一端，所述第一场效应管的栅极连接至所述第四电阻的一端，所述第四电阻、第五电阻和第二电容的另一端均接地，第四电阻的一端还连接至所述第一比较器的输出端，所述第一比较器的正向输入端连接基准电压，所述第一比较器的反向输入端连接至所述泄放模块，所述第一场效应管的源极还连接至所述第二比较器的反向输入端，所述第二比较器的正向输入端连接基准电压，所述第二比较器的输出端连接至所述开关模块。

5.根据权利要求4所述的自适应泄放控制电路，其特征在于，所述开关模块包括第六电阻和第二场效应管，所述第二比较器的输出端通过所述第六电阻连接至所述工作电压端，所述工作电压端还连接至所述第二场效应管的漏极，所述第二场效应管的源极与所述泄放模块连接。

6.根据权利要求5所述的自适应泄放控制电路，其特征在于，所述泄放模块包括第二运放、第三场效应管、第七电阻和第九电阻，所述第二运放的反向输入端连接至所述第二场效应管的源极，所述第二运放的正向输入端连接第一基准电压端，所述第二运放的输出端连接至所述第三场效应管的栅极，所述第二运放的输出端连接至所述第三场效应管的源极，所述第三场效应管的源极和漏极分别通过所述第七电阻和第九电阻连接至所述光源模块。

7.根据权利要求6所述的自适应泄放控制电路，其特征在于，所述LED发光单元包括LED灯组、第八电阻、整流桥、第十电阻、二极管、第三电容、第四场效应管以及第三运放，所述第九电阻的一端与所述整流桥连接，所述第九电阻的另一端连接至所述第三场效应管的漏极，所述整流桥还连接至所述二极管的正端，所述二极管的负端连接至所述LED灯组一端，所述LED灯组另一端连接至所述第四场效应管的漏极，所述第四场效应管的源极通过所述第七电阻连接至所述第三场效应管的源极，所述第四场效应管的源极还通过所述第八电阻接地，所述第四场效应管的栅极连接所述第三运放的输出端，所述第三运放的正向输入端连接第二基准电压端，所述第三运放的反向输入端连接至所述第四场效应管的源极，所述LED灯组分别与所述第十电阻和第三电容并联。

8.根据权利要求7所述的自适应泄放控制电路，其特征在于，所述整流桥以及所述可控硅串联至线网中，所述整流桥的输出端连接至所述二极管的正端。

9.一种自适应泄放控制方法，应用于如权利要求1-8任一项所述的自适应泄放控制电路中，其特征在于，包括：

获取线网的线网电压；

根据时长计算规则和所述线网电压计算生成泄放控制信息，其中，所述泄放控制信息包括泄放时长信息；

根据所述泄放控制信息控制泄放电流维持可控硅开启，以使所述泄放时长信息对应所述可控硅的开启时间。