CN110996456A - 一种无电解电容的低频闪电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无电解电容的低频闪电路，包括第三限流模块，控制整流模块的输出电流，限制电路总功率恒定；第一灯组和第二灯组；滤除流经LED灯组的直流电中的交流部分的滤波模块；用于滤除流经LED灯组的直流电中的纹波的去纹波模块；第一限流模块，用于在外电路输入电压变化时对应切换LED灯组之间的串连或并联关系，保持LED灯组亮度稳定；第二限流模块，用于限制流经LED灯组的电流，提高供电电流。滤波模块和去纹波模块依次去除LED灯组的纹波，由于LED灯组被分散为至少2组，使得滤波模块所需电容容量和耐压值都降低，因此可用小容量和小体积的非电解电容替换电解电容，使得电路体积整体减小，提高美观性和寿命。

Description

一种无电解电容的低频闪电路

技术领域

本发明涉及照明领域，特别涉及一种无电解电容的低频闪电路。

背景技术

传统的照明驱动电路，外接交流电，经过常规的整流部件后，需要滤除直流电中属于交流部分的纹波，防止直流电抖动而造成在驱动LED负载时出现频闪，以往的做法为采用电容式去纹波单元，由电容和电阻构成，但是要达到较好的效果，则需要使用较大规格的电容，而较大规格的电容则意味着体积较大，占用较多的空间，对焊接电路板或者生产成品都是不利的，使得的灯具体积较大，缺乏美观，目前市场上有体积较小的电容，例如贴片电容，虽然电容体积较小，但是容量也较小，无法承受较大的电压，滤波效果并不好，如果通过串连多个电容来提高耐压值，会使得承受的电压值升高，但是同时会使得串连电容组的容量大大减小，反而丧失了滤波能力，失去了原本的功能，因此，设计一种电路，不仅能够实现去除流经LED灯组的纹波而达到低频闪，同时可以不采用电解电容而使得电路体积减小是本领域的技术人员的研究目标。

发明内容

本申请的目在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本申请提供了一种无电解电容的低频闪电路，能够去除流经LED灯的纹波达到低频闪，并且改进电路结构，使电路能够采用寿命更长的钽电容替换寿命更短的电解电容，大大缩小电路整体体积，提高电路稳定性和寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

根据本发明的实施例，提供了一种无电解电容的低频闪电路，包括：

整流模块，所述整流模块将外部交流电转换为直流电，还包括：

第一灯组和第二灯组；

与所述第一灯组和所述第二灯组分别对应连接的滤波模块，所述滤波模块滤除流经所述第一灯组和所述第二灯组的电流中的交流部分；

去纹波模块，所述去纹波模块连接于所述第一灯组和所述第二灯组，并且进一步滤除流经所述第一灯组和所述第二灯组的直流电中的纹波；

第一限流模块，与所述第一灯组和所述第二灯组连接，在外电路输入电压变化时，所述第一限流模块通过导通或关闭对应的切换所述第一灯组和所述第二灯组之间的并联或串连关系，保持亮度稳定；

第二限流模块，连接于所述去纹波模块，用于限制流经所述第一灯组和所述第二灯组的电流，提高供电电流；

第三限流模块，连接于所述整流模块和所述第一灯组，控制所述整流模块的输出电流，限制电路总功率恒定。

根据本发明实施例的一种无电解电容的低频闪电路，至少具有如下有益效果：本发明通过第三限流模块限制电路总功率恒定，保持供电电流稳定，并将LED灯分为第一灯组和第二灯组，并且分别对应有滤波模块，滤波模块第一次滤除流经所述第一灯组和所述第二灯组的电流中的交流抖动，然后去纹波模块进行二次滤波，去除流经所述第一灯组和所述第二灯组的电流中的纹波，降低频闪，由于LED灯被分散为2组，使得滤波模块所需要的电容器容量和耐压值都降低，因此能够用容量更小、寿命更长和体积更小的非电解电容替换电解电容，使得电路体积整体减小，寿命和稳定性增强，同时提高美观性和适用范围。

根据本发明的一些实施例，还包括有泄放模块，与所述整流模块和所述第三限流模块连接，用于为可控硅调光时提供过零快速重启保护电流。

根据本发明的一些实施例，还包括有初级滤波模块，与所述整流模块连接，用于初步滤除所述整流模块输出的直流电中的交流部。

根据本发明的一些实施例，所述第三限流模块由若干限流单元并联组成。

根据本发明的一些实施例，所述第三限流模块由若干限流恒功率单元并联组成。

根据本发明的一些实施例，所述滤波模块为两组，包括与所述第一灯组并联的第一滤波模块，与所述第二灯组并联的第二滤波模块。

根据本发明的一些实施例，所述第一滤波模块和所述第二滤波模块分别包括有若干个滤波电容，所述滤波电容为钽电容。

根据本发明的一些实施例，所述第一滤波模块和所述第二滤波模块还分别包括有泄流电阻，所述泄流电阻并联于所述滤波电容，用于释放断电时所述滤波电容的残余电量。

根据本发明的一些实施例，所述去纹波模块还包括有稳压二极管ZD稳压二极管ZD和去纹波芯片U23，所述稳压二极管ZD2的第一端与所述去纹波模块的5脚和6脚连接，所述稳压二极管ZD2的第二端与所述去纹波模块的4脚连接；所述稳压二极管ZD3的第一端与所述去纹波模块的7脚和8脚连接，所述稳压二极管ZD3的第二端与所述去纹波模块的2脚连接；所述稳压二极管ZD2和ZD3用于保护所述去纹波芯片U23恒压并实现对流经所述第一灯组和所述第二灯组的电流的二次纹波消除；所述去纹波芯片U23由若干与所述第一灯组和所述第二灯组分别对应的去纹波单元组成。

根据本发明的一些实施例，所述第一灯组包括有并联于灯珠的电容器C2；所述第二灯组包括有并联于灯珠的电容器C3，进一步滤除流经所述第一灯组和所述第二灯组的电流的交流部分。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的另一结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接、固定等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图1所示，根据本发明实施例的一种无电解电容的低频闪电路，包括整流模块100，整流模块100将外部交流电转换为直流电，第一灯组401和第二灯组402；与第一灯组401和第二灯组402分别对应连接的滤波模块，滤波模块滤除流经第一灯组401和第二灯组402的电流中的交流部分；去纹波模块800，去纹波模块800连接于第一灯组401和第二灯组402，并且进一步滤除流经第一灯组401和第二灯组402的直流电中的纹波；第一限流模块601，与第一灯组401和第二灯组402连接，具体的，第一限流模块601包括有2组型号为ES101的恒流芯片U5、恒流芯片U6和电阻R4；恒流芯片U5的REXT端、恒流芯片U6的REXT端和R13的第二端、R14的第一端和二极管D6的第二端相连接；恒流芯片U5的OUT端、恒流芯片U6的OUT端、电阻R12的第一端和电阻R11的第一端相连接；恒流芯片U5的GND端、恒流芯片U6的GND端、电阻R14的第二端和电阻R6的第一端相连接；在外电路输入电压变化时，第一限流模块601通过导通或关闭对应的切换第一灯组401和第二灯组402之间的并联或串连关系，保持亮度稳定；第二限流模块602，连接于去纹波模块800，具体的，第二限流模块602包括有2组型号为ES101的恒流芯片U8和恒流芯片U9，还有电阻R7和电阻R8，电阻R7的第一端、电阻R8的第一端、恒流芯片U8的REXT端和恒流芯片U9的REXT端相连接；恒流芯片U8的OUT端和恒流芯片U9的OUT端、电阻R9的第二端、电阻R13的第一端、电容C8的第二端和电容C10的第二端相连接；电阻R7的第二端、电阻R8的第二端、恒流芯片U8的GND端和恒流芯片U9的GND端接地，用于限制流经第一灯组401和第二灯组402的电流，提高供电电流；第三限流模块700，连接于整流模块100和第一灯组401，控制整流模块100的输出电流，限制电路总功率恒定。

本发明通过第三限流模块700限制电路总功率恒定，保持供电电流稳定，并将LED灯组分为第一灯组401和第二灯组402，并且分别对应有滤波模块，滤波模块第一次滤除流经第一灯组401和第二灯组402的电流中的交流抖动，然后去纹波模块800进行二次滤波，去除流经第一灯组401和第二灯组402的电流中的纹波，降低频闪，由于LED灯组被分散为2组，在本实施例中，LED灯组也可以扩展为2组以上，使得滤波模块所需要的电容器容量和耐压值都降低，因此可以用小容量和小体积的非电解电容替换电解电容，使得电路体积整体减小，提高美观性和适用范围。

根据本发明的一些实施例，由于本驱动电路可以应用于调光电路中，外部接上调光器调光时，作为调光元件的可控硅会过零重启，因此本设计还包括用于提高驱动电路PF值的泄放模块200，泄放模块200与整流模块100和第三限流模块700连接，泄放模块200的输入端与整流模块100的输出端电性连接，泄放模块200的输出端接地，具体的，泄放模块200包括有型号为ES101的恒流芯片U7、电阻R2、电阻R3和电阻R4，电阻R2的第一端与整流模块100的输出端相连，电阻R2的第二端与电阻R3的第一端相连；电阻R3的第二端与恒流芯片U7的OUT端连接；电阻R4的第一端分别与恒流芯片U7的REXT端、二极管D2的第一端连接，电阻R4的第二端分别与恒流芯片U7的GND端和二极管D2的第二端连接并接地；其中，泄放模块200包括电阻R2、限流芯片U7以及参考电阻R4，具体的，限流芯片U7具体为限流芯片ES101，电阻R2的一端与整流模块100的输出端电性连接，电阻R5的另一端与限流芯片U7的输入端电性连接，限流芯片U7的输出端分别与参考电阻R4一端电性连接，参考电阻R4的另一端接地，限流芯片U7能够根据参考电阻R4提供的端电压的大小来控制导通的大小，参考电阻R4由一个电阻构成，也可以由若干个电阻并联而成，另外，此处只有一个电阻R2，实际上可进一步串联电阻R3或者更多的电阻。此泄放模块200在可控硅运行过程中，根据通过LED灯组的电流大小控制自身导通大小，能够维持可控硅电流，使得流过LED灯组的电流保持平衡，从而提高驱动电路的PF值以及在连接调光器时减少所产生的功率丢失，改善调光效果。

根据本发明的一些实施例，还包括初级滤波模块300，与整流模块100连接，用于初步滤除整流模块100输出的直流电中的交流部，具体的，初级滤波模块300为电容C1，电容C1的第一端与整流模块100的第二端电性连接，电容C1的第二端接地。

根据本发明的一些实施例，第三限流模块700由若干限流单元并联组成，此处的限流单元可以是相应规格的限流芯片，从而可以降低每个限流芯片的参数规格，并且在其中一个限流芯片损坏时，其他的仍然能够继续使用，驱动电路仍然能够运行，保证驱动电路的耐用性，具体的，限流单元采用4片ES102限流芯片，ES102限流芯片内部集成有2个ES101限流芯片，如图1所示，4片ES102限流芯片分别为U1、U2、U3、U4，U1、U2、U3、U4的5、6、7、8引脚与二极管D1的第二端电性连接，二极管D1的第一端与整流模块100的第二端电性连接，U1、U2、U3、U4的1、2端与第一灯组401的第一端电性连接，U1、U2、U3、U4的3、4端。

如图2所示，根据本发明的一些实施例，第三限流模块700由若干限流恒功率单元并联组成，具体的，限流恒功率单元为5片型号是ES202的限流恒功率芯片，具体为U2、U3、U7、U10、U11，第三限流模块700还包括有采样电阻R29,用于为限流恒功率单元提供基准电压。

根据本发明的一些实施例，LED灯组为两组，包括第一灯组401和第二灯组402，对应的，滤波模块为两组，包括与第一灯组401并联的第一滤波模块501，与第二灯组402并联的第二滤波模块502；第一滤波模块501包括有电阻R11、电阻R12、二极管D5、电容C13和电容C10，电容C13和电容C10串连，当然，在本实施例中，电容还可以是1个或者多个；电阻R11的第一端、二极管D5的第一端和电阻R12的第一端连接；电阻R12的第二端、二极管D5的第二端和电容C13的第一端连接；电容C13的第二端和电容C10的第一端连接；电容C10的第二端、电阻R11的第二端、电阻R13的第一端与电容C8的第二端相连接；第二滤波模块502包括有电阻R6、电阻R5、二极管D5、电容C4和电容C7，电容C4和电容C7串连，当然，在本实施例中，电容还可以是1个或者多个；电阻R6的第一端、二极管D3的第一端和电阻R5的第一端连接；电阻R5的第二端、二极管D3的第二端和电容C4的第一端连接；电容C4的第二端和电容C7的第一端连接；电容C7的第二端、电阻R6的第二端、电阻R10与电容C9的第二端相连接；具体的，第一滤波模块501和第二滤波模块502通过电容滤波，在外电路交流电正半周期上升阶段，第一滤波模块501和第二滤波模块502的电容充电，当外电路交流电正半周期下降阶段，第一滤波模块501和第二滤波模块502的电容反向放电，为第一灯组401和第二灯组402提供恒定电流，保持亮度稳定。

根据本发明的一些实施例，第一滤波模块501和第二滤波模块502分别包括有若干个滤波电容，滤波电容为钽电容，具体的，第一滤波模块501的滤波电容为C13和C10，C13和C10串连；第二滤波模块502的滤波电容为C4和C7，C4和C7串连，在本实施例中，钽电容为尺寸7.3mm×4.3mm、电容容量22uf的贴片电容，而现有LED控制电路中为达到低频闪去纹波的效果，需要采用电解电容，在本实施例中，为达到相同的效果，需要采用的电解电容的尺寸和电容量需要达到22mm×12mm，221uf，电解电容的体积为钽电容的8倍，电容量为10倍，因此，本实施例中的电路架构，显著降低了对滤波电容的尺寸和电容量的限制。

根据本发明的一些实施例，第一滤波模块501和第二滤波模块502还分别包括有泄流电阻，泄流电阻并联于滤波电容，泄流电阻用于释放断电时滤波电容的残余电量，使得第一灯组401和第二灯组402的余辉尽快消除，具体的，泄流电阻为电阻R11和电阻R6，电阻R11并联于串连的C13和C10，电阻R6并联于串连的C4和C7，当电路电流导通时，滤波电容C13、C10、C4和C7充电，当电路电流断开时，滤波电容C13、C10、C4和C7内残存的电流通过泄流电阻R11和R6消耗掉，避免第一灯组401和第二灯组402出现一段时间内的微弱发光。

根据本发明的一些实施例，去纹波模块800还包括有稳压二极管ZD稳压二极管ZD和去纹波芯片U23，稳压二极管ZD2的第一端与去纹波模块800的5脚和6脚连接，稳压二极管ZD2的第二端与去纹波模块800的4脚连接；稳压二极管ZD3的第一端与去纹波模块800的7脚和8脚连接，稳压二极管ZD3的第二端与去纹波模块800的2脚连接；稳压二极管ZD2和ZD3用于保护去纹波芯片U23恒压并实现对流经第一灯组401和第二灯组402的电流的二次纹波消除；去纹波芯片U23由若干与第一灯组401和第二灯组402分别对应的去纹波单元组成，具体的，去纹波单元为去纹波芯片ES111，去纹波芯片ES303内部集成有2个去纹波芯片ES111，去纹波芯片ES303的特性为控制场效应管的工作状态来实现去纹波，因此，2个场效应管的通路分别与第一灯组401和第二灯组402串联，稳压二极管ZD2和电容C8为去纹波芯片ES303的4端脚提供电路稳定基准电压，当基准电压稳定，去纹波芯片ES303可正常工作，稳压二极管ZD2会保护去纹波芯片ES303的5、6端与电阻R9一端电压恒定在稳压二极管ZD2所能够承受的最大耐压值，以保护去纹波芯片ES303的恒压，以实现二次纹波消除，实现低电压钽电容的小容量消除纹波和光源低频闪，去纹波芯片ES303是一个线性LED驱动器，具有低通滤波器的功能，可消除低频纹波电流，配合MLCC,实现消除LED的频闪。去纹波芯片ES303内置快速启动电路，可有效缩短达到稳定状态的时间。芯片可驱动高达8000mA的电流，且可并联使用实现更高驱动电流。去纹波芯片ES303采用SOP-8封装，占用空间小，特别适用于小体积灯具中。

根据本发明的一些实施例，所述第一灯组401包括有并联于灯珠的电容器C2；所述第二灯组402包括有并联于灯珠的电容器C3，进一步滤除流经所述第一灯组401和所述第二灯组402的电流的交流部分。

以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无电解电容的低频闪电路，包括：

整流模块(100)，所述整流模块(100)将外部交流电转换为直流电，其特征在于，还包括：

第一灯组(401)和第二灯组(402)；

与所述第一灯组(401)和所述第二灯组(402)分别对应连接的滤波模块，所述滤波模块滤除流经所述第一灯组(401)和所述第二灯组(402)的电流中的交流部分；

去纹波模块(800)，所述去纹波模块(800)连接于所述第一灯组(401)和所述第二灯组(402)，并且进一步滤除流经所述第一灯组(401)和所述第二灯组(402)的直流电中的纹波；

第一限流模块(601)，与所述第一灯组(401)和所述第二灯组(402)连接，在外电路输入电压变化时，所述第一限流模块(601)通过导通或关闭对应的切换所述第一灯组(401)和所述第二灯组(402)之间的并联或串连关系，保持亮度稳定；

第二限流模块(602)，连接于所述去纹波模块(800)，用于限制流经所述第一灯组(401)和所述第二灯组(402)的电流，提高供电电流；

第三限流模块(700)，连接于所述整流模块(100)和所述第一灯组(401)，控制所述整流模块(100)的输出电流，限制电路总功率恒定。

2.根据权利要求1所述的一种无电解电容的低频闪电路，其特征在于，还包括有泄放模块(200)，与所述整流模块(100)和所述第三限流模块(700)连接，用于为可控硅调光时提供过零快速重启保护电流。

3.根据权利要求2所述的一种无电解电容的低频闪电路，其特征在于，还包括有初级滤波模块(300)，与所述整流模块(100)连接，用于初步滤除所述整流模块(100)输出的直流电中的交流部。

4.根据权利要求3所述的一种无电解电容的低频闪电路，其特征在于，所述第三限流模块(700)由若干限流单元并联组成。

5.根据权利要求3所述的一种无电解电容的低频闪电路，其特征在于，所述第三限流模块(700)由若干限流恒功率单元并联组成。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种无电解电容的低频闪电路，其特征在于，所述滤波模块为两组，包括与所述第一灯组(401)并联的第一滤波模块(501)，与所述第二灯组(402)并联的第二滤波模块(502)。

7.根据权利要求6所述的一种无电解电容的低频闪电路，其特征在于，所述第一滤波模块(501)和所述第二滤波模块(502)分别包括有若干个滤波电容，所述滤波电容为钽电容。

8.根据权利要求7所述的一种无电解电容的低频闪电路，其特征在于，所述第一滤波模块(501)和所述第二滤波模块(502)还分别包括有泄流电阻，所述泄流电阻并联于所述滤波电容，用于释放断电时所述滤波电容的残余电量。

9.根据权利要求8所述的一种无电解电容的低频闪电路，其特征在于，所述去纹波模块(800)还包括有稳压二极管ZD2、稳压二极管ZD3、和去纹波芯片U23，所述稳压二极管ZD2的第一端与所述去纹波模块(800)的5脚和6脚连接，所述稳压二极管ZD2的第二端与所述去纹波模块(800)的4脚连接；所述稳压二极管ZD3的第一端与所述去纹波模块(800)的7脚和8脚连接，所述稳压二极管ZD3的第二端与所述去纹波模块(800)的2脚连接；所述稳压二极管ZD2和ZD3用于保护所述去纹波芯片U23恒压并实现对流经所述所述第一灯组(401)和所述第二灯组(402)的电流的二次纹波消除；所述去纹波芯片U23由若干与所述所述第一灯组(401)和所述第二灯组(402)分别对应的去纹波单元组成。

10.根据权利要求9所述的一种无电解电容的低频闪电路，其特征在于，所述第一灯组(401)包括有并联于灯珠的电容器C2；所述第二灯组(402)包括有并联于灯珠的电容器C3，进一步滤除流经所述第一灯组(401)和所述第二灯组(402)的电流的交流部分。

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