CN111432534A - 可控硅调光驱动电路及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可控硅调光驱动电路及其控制方法，其中，可控硅调光驱动电路，包括：电流调节电路，包括调整管；交流输入经可控硅调光器和整流桥得到输入电压对负载供电，所述电流调节电路的两端分别与输入电压的高低电位端连接；第一控制器，与所述调整管的控制端连接；通过调节调整管的控制端使得电流调节电路产生泄放电流，使得保持输入电流不低于可控硅调光器的维持电流；第二控制器，与所述调整管的控制端连接；采样流经所述电流调节电路的电流，得到电流采样信号，将所述电流采样信号与第一阈值进行比较。本发明使得可控硅调光电路中具有漏电保护功能，无需设置其他检测回路。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力电子技术领域，特别涉及一种可控硅调光驱动电路及其控制方法。
背景技术
在可控硅调光驱动电路中，可控硅调节器(Traic Dimmer)通过相位控制调节来实现调光，即改变导通相位角的大小来调节输出电流以实现调光。可控硅调节器的导通过程中，需要达到维持其工作的维持电流。当对负载的输出电流较小时，电源的输入总电流容易低于可控硅调节器的维持电流，因此，通常需要设置泄放电路，在对负载的输出电流较小时，通过泄放电路产生泄放电流，以提高总输入电流，从而满足可控硅调光器的维持电流，保障驱动电路的正常工作和调光功能的实现。
如图1所示，示意了现有技术的一种有源泄放电路。通过电阻R02采样输入电流，并且控制泄放电流iblr，使得表征输入总电流的采样信号不小于VREF0，保证可控硅的导通。其中泄放电路包括相互串联的电阻R01和开关管M00，通过运放U04控制，所述运放U04分别接收表征输入总电流的采样信号和VREF0，二者比较后控制所述开关管M00。
然而，现有技术的可控硅调光驱动电路不具有漏电保护功能。在负载安装的过程中，因在安装过程中可能发生部分接通的情况，若此时人体不小心接触，则容易触电，影响操作安全。尤其是在双端输入的情况下，一般是将其中一端先插入灯座，然后再插入另一端，由于操作者手部需要抓持在灯管的端部，可能接触到端部导电的金属，容易发生触电的情况。
而在现有技术中，尚没有针对解决该技术问题的保护电路和结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有漏电保护功能的可控硅调光驱动电路及其控制方法，用于解决现有技术存在的无法实现漏电保护的技术问题，以提升安全性。
为实现上述目的，本发明提供了一种可控硅调光驱动电路，包括：
电流调节电路，包括相互串联的调整管；交流输入经可控硅调光器和整流桥得到输入电压对负载供电，所述电流调节电路的两端分别与输入电压的高低电位端连接；
第一控制器，与所述调整管的控制端连接；通过调节调整管的控制端使得电流调节电路产生泄放电流，使得保持输入电流不低于可控硅调光器的维持电流；
第二控制器，与所述调整管的控制端连接；采样流经所述电流调节电路的电流，得到电流采样信号，将所述第一电流采样信号与第一阈值进行比较，所述第一电流采样信号低于所述第一阈值时，判断存在漏电现象，则不对负载供电。
可选的，所述可控硅调光驱动电路包括漏电检测模式和工作模式，在漏电检测模式下，所述第二控制器对所述电流调节电路进行控制，在工作模式下，所述第一控制器对所述电流调节电路进行控制。
可选的，在漏电检测模式下，第二控制器控制所述电流调节电路中的调整管开通一段时间，作为漏电检测区间，比较所述第一电流采样信号与所述第一阈值，并获得比较结果，根据所述比较结果，控制包含负载的主回路是否导通或后级电路是否使能对负载供电。
可选的，所述第二控制器包括第一比较器，所述第一比较器的两个输入端分别接收所述第一电流采样信号和所述第一阈值，所述第一比较器的输出端输出所述比较结果。
可选的，所述可控硅调光驱动电路还包括主回路开关，所述主回路开关与负载串联，所述主回路开关的控制端与所述第一比较器的输出端连接，所述电流采样信号低于所述第一阈值时，所述主回路开关保持断开状态，所述电流采样信号高于所述第一阈值时，所述主回路开关处于导通状态。
可选的，所述可控硅调光驱动电路还包括后级电路，所述后级电路接收输入电压，通过所述后级电路对负载供电，所述后级电路为开关拓扑电路或线性驱动电路，所述后级电路的控制端与所述第一比较器的输出端连接。
可选的，所述可控硅调光驱动电路还包括输入电压检测电路，所述输入电压检测电路在漏电检测区间采样所述输入电压，当所述输入电压达到第二阈值时，则所述第一比较器比较所述电流采样信号与所述第一阈值。
可选的，在漏电检测模式下，所述调整管为完全导通状态；在工作模式下，所述调整管工作于线性状态或关断状态。
可选的，在漏电检测模式下，当所述输入电压达到第二阈值时，控制所述调整管处于完全导通状态。
可选的，在主回路中串联第二电阻，通过所述第二电阻采样流经主回路的输出电流，获得表征流经主回路输出电流的第二电流采样信号，所述第一控制器接收所述第二电流采样信号，通过调节使得所述第二电流采样信号趋近于表征主回路输出电流参考值的第三阈值。
可选的，在调整管与接地端之间设置第三电阻，通过所述第二电阻采样流经调整管的电流，得到所述第一采样信号，所述第一控制器和第二控制器分别接收所述第一采样信号，在漏电检测模式下，所述第二控制器将所述第一采样信号与所述第一阈值比较；在工作模式下，通过调节使得所述第一采样信号趋近于第四阈值，使得主回路的输出电流高于可控硅的维持电流。
本发明的另一技术解决方案是，提供一种可控硅调光驱动电路的控制方法，包括以下步骤：
上电后进入漏电检测模式，电流调节电路中的调整管导通，采样流经所述电流调节电路的电流，得到第一电流采样信号，比较所述第一电流采样信号与所述第一阈值，并获得比较结果，根据所述比较结果，控制包含负载的主回路是否导通或后级电路是否使能对负载供电；
当所述第一电流采样信号低于所述第一阈值时，所述主回路开关保持断开状态，或后级电路不使能，所述第一电流采样信号高于所述第一阈值时，所述主回路开关处于导通状态，或所述后级电路使能对负载供电，进入工作模式。
可选的，包括漏电检测模式和工作模式，在漏电检测模式下，由第二控制器对所述电流调节电路进行控制，在工作模式下，由第一控制器对所述电流调节电路进行控制。
可选的，所述第一控制器与所述调整管的控制端连接；通过调节调整管的控制端使得电流调节电路产生泄放电流，使得保持输入电流不低于可控硅调光器的维持电流；第二控制器与所述调整管的控制端连接；采样流经所述电流调节电路的电流，得到电流采样信号，将所述第一电流采样信号与第一阈值进行比较，所述电流采样信号低于所述第一阈值时，判断存在漏电现象，则不对负载供电。
与现有技术相比，本发明之技术方案具有以下优点：本发明复用了可控硅调光电路中的电流调节电路，通过对电流调节电路不同控制，设置了漏电检测模式和工作模式，上电后先完成漏电检测后再进入工作模式，在工作模式下，电流调节电路实现泄放功能。本发明复用电流调节电路作为漏电检测的部分，从而使得可控硅调光电路中具有漏电保护功能，无需设置其他检测回路。
附图说明
图1为现有技术可控硅调光驱动电路的结构示意图；
图2为本发明可控硅调光驱动电路实施例一的结构示意图；
图3为第一比较器的结构示意图；
图4为本发明可控硅调光驱动电路实施例二的结构示意图。
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。
如图2所示，示意了本发明可控硅调光驱动电路的基本结构，包括：
电流调节电路，包括相互串联的调整管M00和第一电阻R01；交流输入经可控硅调光器U02和整流桥U01得到输入电压Vin对负载供电，所述电流调节电路的两端分别与输入电压Vin的高低电位端连接；其中，第一电阻R01为可选部件，可用于限流；
第一控制器，与所述调整管M00的控制端连接；通过调节调整管M00的控制端使得电流调节电路产生泄放电流iblr，使得保持输入电流不低于可控硅调光器的维持电流；
第二控制器，与所述调整管M00的控制端连接；采样流经所述电流调节电路的电流，得到第一电流采样信号Vs1，在上电后一段时间内，将所述第一电流采样信号Vs1与第一阈值Vth1进行比较，所述第一电流采样信号Vs1低于所述第一阈值Vth1时，判断存在漏电现象，则不对负载供电。
所述可控硅调光驱动电路包括漏电检测模式和工作模式，在漏电检测模式下，所述第二控制器对所述电流调节电路进行控制，在工作模式下，所述第一控制器对所述电流调节电路进行控制。
在漏电检测模式下，第二控制器控制所述电流调节电路中的调整管M00开通一段时间，作为漏电检测区间t1，比较所述第一电流采样信号Vs1与所述第一阈值Vth1，并获得比较结果，根据所述比较结果，控制包含负载的主回路是否导通或后级电路U03是否使能对负载供电。上述比较通过第一比较器实现，参考附图3，示意了第一比较器Comp1，包括于所述第二控制器中，所述第一比较器Comp1的两个输入端分别接收所述第一电流采样信号Vs1和所述第一阈值Vth1，所述第一比较器的输出端输出所述比较结果Vctrl。所述漏电检测区间t1可以为连续导通的一段时间，也可以是间歇导通的一段时间，在该区间内实现漏电检测。
所述可控硅调光驱动电路还包括主回路开关M01，所述主回路开关M01与负载串联，所述主回路开关M01的控制端与所述第一比较器Comp1的输出端连接，所述第一电流采样信号Vs1低于所述第一阈值Vth1时，所述主回路开关M01保持断开状态，所述第一电流采样信号Vs1高于所述第一阈值Vth1时，所述主回路开关M01处于导通状态。
除了控制主回路开关M01的导通状态外，还可以省略主回路开关M01，或者，在保留主回路开关M01的情况下，同时可以通过控制后级电路U03来控制是否对负载供电，即所述可控硅调光驱动电路还包括后级电路U03，所述后级电路U03接收输入电压Vin，通过所述后级电路U03对负载供电，所述后级电路为开关拓扑电路或线性驱动电路，所述后级电路的控制端与所述第一比较器的输出端连接。所述的开关拓扑电路可以采用buck、boost等类型拓扑。
所述可控硅调光驱动电路还包括输入电压检测电路，所述输入电压检测电路在漏电检测区间采样所述输入电压Vin，当所述输入电压Vin达到第二阈值Vth2时，或者将输入电压的采样信号与相应的参考电压进行比较，则所述第一比较器Comp1比较所述电流采样信号与所述第一阈值。
在漏电检测模式下，所述调整管为完全导通状态；在工作模式下，所述调整管工作于线性状态或关断状态。在漏电检测模式下，当所述输入电压达到第二阈值Vth2时，控制所述调整管处于完全导通状态。
在主回路中串联第二电阻R02，通过所述第二电阻R02采样流经主回路的输出电流，获得表征流经主回路输出电流的第二电流采样信号VS2，所述第一控制器接收所述第二电流采样信号VS2，通过调节使得所述第二电流采样信号趋近于表征主回路输出电流参考值的第三阈值Vth3。
如图4所示，示意了本发明的实施例二，其中实施例二与实施例一主要区别在于采样电阻的设置。在调整管M00与接地端之间设置第三电阻R03，通过所述第三电阻R03采样流经调整管M00的电流，得到所述第一采样信号，所述第一控制器和第二控制器分别接收所述第一采样信号，在漏电检测模式下，所述第二控制器将所述第一采样信号与所述第一阈值Vth1比较；在工作模式下，通过调节使得所述第一采样信号趋近于第四阈值Vth4，使得主回路的输出电流高于可控硅的维持电流。
本发明的另一技术解决方案是，提供一种可控硅调光驱动电路的控制方法，包括以下步骤：
上电后进入漏电检测模式，电流调节电路中的调整管导通，采样流经所述电流调节电路的电流，得到电流采样信号，比较所述电流采样信号与所述第一阈值，并获得比较结果，根据所述比较结果，控制包含负载的主回路是否导通或后级电路是否使能对负载供电；
当所述电流采样信号低于所述第一阈值时，所述主回路开关保持断开状态，或后级电路不使能，所述电流采样信号高于所述第一阈值时，所述主回路开关处于导通状态，或所述后级电路使能对负载供电，进入工作模式。
本发明包括漏电检测模式和工作模式，在漏电检测模式下，由第二控制器对所述电流调节电路进行控制，在工作模式下，由第一控制器对所述电流调节电路进行控制。
所述第一控制器与所述调整管的控制端连接；通过调节调整管的控制端使得电流调节电路产生泄放电流，使得保持输入电流不低于可控硅调光器的维持电流；第二控制器与所述调整管的控制端连接；采样流经所述电流调节电路的电流，得到电流采样信号，在上电后一段时间内，将所述电流采样信号与第一阈值进行比较，所述电流采样信号低于所述第一阈值时，判断存在漏电现象，则不对负载供电。
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)
1.一种可控硅调光驱动电路，包括：
电流调节电路，包括调整管；交流输入经可控硅调光器和整流桥得到输入电压对负载供电，所述电流调节电路的两端分别与输入电压的高低电位端连接；
第一控制器，与所述调整管的控制端连接；通过调节调整管的控制端使得电流调节电路产生泄放电流，使得保持输入电流不低于可控硅调光器的维持电流；
第二控制器，与所述调整管的控制端连接；采样流经所述电流调节电路的电流，得到第一电流采样信号，将所述第一电流采样信号与第一阈值进行比较，所述第一电流采样信号低于所述第一阈值时，判断存在漏电现象，则不对负载供电。
2.根据权利要求1所述的可控硅调光驱动电路，其特征在于：包括漏电检测模式和工作模式，在漏电检测模式下，所述第二控制器对所述电流调节电路进行控制，在工作模式下，所述第一控制器对所述电流调节电路进行控制。
3.根据权利要求2所述的可控硅调光驱动电路，其特征在于：在漏电检测模式下，第二控制器控制所述电流调节电路中的调整管开通一段时间，作为漏电检测区间，比较所述第一电流采样信号与所述第一阈值，并获得比较结果，根据所述比较结果，控制包含负载的主回路是否导通或后级电路是否使能对负载供电。
4.根据权利要求3所述的可控硅调光驱动电路，其特征在于：所述第二控制器包括第一比较器，所述第一比较器的两个输入端分别接收所述第一电流采样信号和所述第一阈值，所述第一比较器的输出端输出所述比较结果。
5.根据权利要求4所述的可控硅调光驱动电路，其特征在于：所述可控硅调光驱动电路还包括主回路开关，所述主回路开关与负载串联，所述主回路开关的控制端与所述第一比较器的输出端连接，所述第一电流采样信号低于所述第一阈值时，所述主回路开关保持断开状态，所述第一电流采样信号高于所述第一阈值时，所述主回路开关处于导通状态。
6.根据权利要求4或5所述的可控硅调光驱动电路，其特征在于：所述可控硅调光驱动电路还包括后级电路，所述后级电路接收输入电压，通过所述后级电路对负载供电，所述后级电路为开关拓扑电路或线性驱动电路，所述后级电路的控制端与所述第一比较器的输出端连接。
7.根据权利要求4所述的可控硅调光驱动电路，其特征在于：所述可控硅调光驱动电路还包括输入电压检测电路，所述输入电压检测电路在漏电检测区间采样所述输入电压，当所述输入电压达到第二阈值时，则所述第一比较器比较所述电流采样信号与所述第一阈值。
8.根据权利要求7所述的可控硅调光驱动电路，其特征在于：在漏电检测模式下，所述调整管为完全导通状态；在工作模式下，所述调整管工作于线性状态或关断状态。
9.根据权利要求8所述的可控硅调光驱动电路，其特征在于：在漏电检测模式下，当所述输入电压达到第二阈值时，控制所述调整管处于完全导通状态。
10.根据权利要求8所述的可控硅调光驱动电路，其特征在于：在主回路中串联第二电阻，通过所述第二电阻采样流经主回路的输出电流，获得表征流经主回路输出电流的第二电流采样信号，所述第一控制器接收所述第二电流采样信号，通过调节使得所述第二电流采样信号趋近于表征主回路输出电流参考值的第三阈值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Room 901-23, 9 / F, west 4 building, Xigang development center, 298 Zhenhua Road, Sandun Town, Xihu District, Hangzhou City, Zhejiang Province, 310030 Applicant after: Jiehuate Microelectronics Co.,Ltd. Address before: Room 901-23, 9 / F, west 4 building, Xigang development center, 298 Zhenhua Road, Sandun Town, Xihu District, Hangzhou City, Zhejiang Province, 310030 Applicant before: JOULWATT TECHNOLOGY Inc.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant |