CN117040289B - 高效llc谐振电源前级恒流系统及控制方法 - Google Patents

高效llc谐振电源前级恒流系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

高效LLC谐振电源前级恒流系统及控制方法,主控单元U1;以及电阻R28,电阻R28一端通过电阻R27接地,一端还与MOS管Q2的栅极连接,其漏极一端与输入模块连接,一端与电感T2连接,其源极接地,还包括变压器T1,变压器T1的第一线圈一端与电感T2连接,另一端通过电容C9接地;变压器T1的第一线圈还依次连接有电容C10、电阻R20以及二极管D7,二极管D7分别通过采样电阻R16以及电容C14接地,二极管D7与采样电阻R16之间的共接点通过电阻R15与三极管Q4的基极连接,三极管Q4的发射极接地,集电极通过电阻R14与主控单元U1的FSET连接,本发明相对比现有的LED控制装置电路简化、保护功能强、稳定性好、效率高。

Description

高效LLC谐振电源前级恒流系统及控制方法
技术领域
本发明涉及照明领域,尤其涉及高效LLC谐振电源前级恒流系统及控制方法。
背景技术
无主灯设计摒弃了单一乏味的吊灯设计代替了多种光源组合搭配,照明方式更加精准、具体,让视觉有一定的延伸,让整个室内空间看起来更加有层次感。 LED线性照明成为无主灯的主要光源,因安装简单,成本低,分散的点光源能轻松营造出天花挑高的效果,减少了华丽繁琐的大灯带来的压迫感,使整个空间简洁明了。
LED线性照明可以按照要求,随时确定光源的长度,驱动控制器的功率也是变化的,且主要以恒电压驱动为主,如果光源功率超过驱动控制器的功率,就有损坏的危险。为实现输出恒压、恒流、恒功率等多种保护,提高工作效率,我们必需采用高效LLC谐振电路。
传统的高效LLC电路,输出采用恒电压控制方式,为实现恒电流控制,需要在输出回路系统中增加恒电流控制IC U3(AP4313或LM358等),通过R41、R42、R43限流电阻产生压差给IC的比较器,进行恒流控制。这样输出12V360W电源时,输出电流达30A,造成输出恒流电路损耗大,驱动控制电源效率低。且因输出电路回路内阻增加,使输出短路保护迟钝,短路保护差,前(初)级短路保护电路失效。(如图1)。
发明内容
为解决上述问题,本技术方案提供高效LLC谐振电源前级恒流系统及控制方法。
为实现上述目的,本技术方案如下:
高效LLC谐振电源前级恒流系统,包括;
输入模块,用于接收市电,并输出电压VCC;
主控单元U1;
LLC控制单元,其包括与主控单元U1连接的电阻R28,所述电阻R28一端通过电阻R27接地,一端还与MOS管Q2的栅极连接,其漏极一端与所述输入模块连接,一端与电感T2连接,其源极接地,还包括变压器T1,所述变压器T1的第一线圈一端与电感T2连接,另一端通过电容C9接地;
所述变压器T1的第一线圈还依次连接有电容C10、电阻R20以及二极管D7,所述二极管D7分别通过采样电阻R16以及电容C14接地,所述二极管D7与采样电阻R16之间的共接点通过电阻R15与三极管Q4的基极连接,所述三极管Q4的发射极接地,集电极通过电阻R14与所述主控单元U1的FSET连接;
所述变压器T1的次级线圈分别设有用于整流输出的二极管D9以及二极管D10,所述二极管D9与二极管D10的输出共接端设有用于给灯具输出的输出模块。
在一些实施例中,所述变压器T1的第一线圈另一端还连接有电容C11,所述电容C11通过电阻R18接地,所述电容C11还连接有电阻R19,所述电阻R19与电阻R18之间设有电容C12,所述电阻R19的一端与所述主控单元U1的CS端连接。
在一些实施例中,所述变压器T1的第二线圈一端依次连接有电阻R17以及二极管D6,所述二极管D6输出端通过电容C13接地,输出端还与三极管Q3的集电极连接,所述三极管Q3的发射极通过电解电容E3接地,以及与电压VCC连接;
所述二极管D6的输出端通过电阻R21与所述三极管Q3的基极连接,所述电阻R21还通过二极管ZD1接地,所述二极管D6的输出端通过电阻R22以及电阻R23接地,所述电阻R22与电阻R23的共接点与所述主控单元U1连接。
在一些实施例中,还包括光耦U2;
所述光耦U2的发光端正极通过电阻R39与电压V+连接,正极与负极之间还设有电阻R38,所述电阻R38通过基准单元U3接地;
所述电压V+还通过电阻R34、电阻R35、电容C16以及电阻R37与所述基准单元U3的正极连接,电阻R35还与所述基准单元U3的参考端连接,所述R37一端与电容C16一端之间设有电容C17。
本申请还提供一种控制方法,基于上述所述的高效LLC谐振电源前级恒流系统,还包括如下步骤:
变压器T1利用电容C9产生高频谐振电容,降压整流后导通三极管Q4,以使主控单元U1进行恒流控制;
上述步骤中,通过改变采样电阻R16的阻值大小以控制谐振电容的高低,进行输出电流大小的控制。
本申请有益效果为:
本发明相对比现有的LED控制装置电路简化、保护功能强、稳定性好、效率高。无大功率恒流保护回路,使用寿命延长。
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。
图1是现有技术结构示意图;
图2是本发明实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参照图2所示,高效LLC谐振电源前级恒流系统,包括;
输入模块,用于接收市电,并输出电压VCC;
主控单元U1;
LLC控制单元,其包括与主控单元U1连接的电阻R28,所述电阻R28一端通过电阻R27接地,一端还与MOS管Q2的栅极连接,其漏极一端与所述输入模块连接,一端与电感T2连接,其源极接地,还包括变压器T1,所述变压器T1的第一线圈一端与电感T2连接,另一端通过电容C9接地;
所述变压器T1的第一线圈还依次连接有电容C10、电阻R20以及二极管D7,所述二极管D7分别通过采样电阻R16以及电容C14接地,所述二极管D7与采样电阻R16之间的共接点通过电阻R15与三极管Q4的基极连接,所述三极管Q4的发射极接地,集电极通过电阻R14与所述主控单元U1的FSET连接;
所述变压器T1的次级线圈分别设有用于整流输出的二极管D9以及二极管D10,所述二极管D9与二极管D10的输出共接端设有用于给灯具输出的输出模块。
在输入LLC控制回路中,利用谐振电容C9对地间产生的高频谐振电压,通过C10、R20、D7、D8、C14、R16回路,降压整流后通过电阻R15限流,加到Q4控制极,通过R14到IC PIN4(FSET)脚,进行恒流控制。通过改变采样电阻R16阻值的大小,控制谐振电压的高低,进行输出电流大小的控制。
在本实施例中,所述变压器T1的第一线圈另一端还连接有电容C11,所述电容C11通过电阻R18接地,所述电容C11还连接有电阻R19,所述电阻R19与电阻R18之间设有电容C12,所述电阻R19的一端与所述主控单元U1的CS端连接。
可以通过主控单元U1的CS端发送信号,继而进行输出电流控制,通过主谐振回路产生的谐振电压来控制输出电流的大小。回路中只有电压信号取样电路,没有电流功率回路,电路效率提高。输出回路内阻小,可通过前级C11、R18、R19、C12回路设定输出短路控制,不受输出电路的影响。
在本实施例中,所述变压器T1的第二线圈一端依次连接有电阻R17以及二极管D6,所述二极管D6输出端通过电容C13接地,输出端还与三极管Q3的集电极连接,所述三极管Q3的发射极通过电解电容E3接地,以及与电压VCC连接;
所述二极管D6的输出端通过电阻R21与所述三极管Q3的基极连接,所述电阻R21还通过二极管ZD1接地,所述二极管D6的输出端通过电阻R22以及电阻R23接地,所述电阻R22与电阻R23的共接点与所述主控单元U1连接。
在本实施例中,还包括光耦U2;
所述光耦U2的发光端正极通过电阻R39与电压V+连接,正极与负极之间还设有电阻R38,所述电阻R38通过基准单元U3接地;
所述电压V+还通过电阻R34、电阻R35、电容C16以及电阻R37与所述基准单元U3的正极连接,电阻R35还与所述基准单元U3的参考端连接,所述R37一端与电容C16一端之间设有电容C17。
在现有高效LLC驱动控制器电路系统的基础上,输出回路电路采用传统的恒压控制IC U3(TL431),通过R34、R35、R36等调准所需的输出电压,通过D9、D10整流输出。输出回路中无恒流控制电路,直接输出,回路短,效率高。
本申请还提供一种控制方法,基于上述所述的高效LLC谐振电源前级恒流系统,还包括如下步骤:
变压器T1利用电容C9产生高频谐振电容,降压整流后导通三极管Q4,以使主控单元U1进行恒流控制;
上述步骤中,通过改变采样电阻R16的阻值大小以控制谐振电容的高低,进行输出电流大小的控制。
以上所述仅为本申请的较佳实施例,并非用来限定本申请实施的范围,其他凡其原理和基本结构与本申请相同或近似的,均在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.高效LLC谐振电源前级恒流系统,其特征在于,包括;
输入模块,用于接收市电,并输出电压VCC;
主控单元U1;
LLC控制单元,其包括电阻R28,所述电阻R28一端与所述主控单元U1低端MOS驱动输出端连接,所述电阻R28另一端通过电阻R27接地,另一端还与MOS管Q2的栅极连接,MOS管Q2漏极与所述输入模块连接,MOS管Q2漏极还与电感T2另一端连接,MOS管Q2源极接地,还包括变压器T1,所述变压器T1的第一初级线圈一端与电感T2一端连接,变压器T1的第一初级线圈另一端通过电容C9接地,所述电感T2的另一端与MOS管Q2的漏极连接;
所述变压器T1的第一初级线圈的另一端还依次连接有电容C10、电阻R20以及二极管D7,所述二极管D7的正极与电阻R20连接,所述二极管D7的负极分别通过采样电阻R16以及电容C14接地,所述二极管D7与电阻R16之间的共接点通过电阻R15与三极管Q4的基极连接,所述三极管Q4的发射极接地,集电极通过电阻R14与所述主控单元U1的频率调节端连接;
所述变压器T1的次级线圈一端和另一端分别设有用于整流输出的二极管D9以及二极管D10,所述二极管D9与二极管D10的输出共接端设有用于给灯具输出的输出模块。
2.根据权利要求1所述的高效LLC谐振电源前级恒流系统,其特征在于:所述变压器T1的第一初级线圈另一端还连接电容C11的一端,所述电容C11另一端通过电阻R18一端接地,所述电容C11另一端还连接电阻R19一端,所述电阻R19另一端与电阻R18另一端之间设有电容C12,所述电阻R19的另一端与所述主控单元U1的电流采集端连接。
3.根据权利要求2所述的高效LLC谐振电源前级恒流系统,其特征在于:所述变压器T1的第二初级线圈一端依次连接有电阻R17以及二极管D6,所述二极管D6的正极与电阻R17连接,所述二极管D6负极通过电容C13接地,所述二极管D6的负极还与三极管Q3的集电极连接,所述三极管Q3的发射极通过电解电容E3接地,以及与电压VCC连接;
所述二极管D6的负极与电阻R21一端连接,所述电阻R21的另一端与所述三极管Q3的基极连接,所述电阻R21的另一端还与二极管ZD1负极连接,所述二极管ZD1的正极接地,所述二极管D6的负极依次通过电阻R22以及电阻R23接地,所述电阻R22与电阻R23的共接点与所述主控单元U1的过温保护端连接。
4.根据权利要求1所述的高效LLC谐振电源前级恒流系统,其特征在于:还包括光耦U2;
所述光耦U2的发光端正极通过电阻R39与电压V+连接,正极与负极之间还设有电阻R38,所述电阻R38通过基准单元U3接地;
所述电压V+还依次通过电阻R34、电阻R35、电容C16以及电阻R37与所述基准单元U3的负极连接,其中电阻R35一端与所述电阻R34连接,另一端还与所述基准单元U3的参考端连接,所述电阻R37一端与电容C16一端之间设有电容C17,所述电阻R37另一端与所述电容C16另一端连接,所述基准单元U3的正极接地,所述电阻R37的一端与所述基准单元U3的负极连接,所述电容C16的一端与所述电阻R35另一端连接。
5.一种控制方法,其特征在于,基于权利要求1-4任意一项所述的高效LLC谐振电源前级恒流系统,还包括如下步骤:
变压器T1利用电容C9产生高频谐振电容,降压整流后导通三极管Q4,以使主控单元U1进行恒流控制;
上述步骤中,通过改变采样电阻R16的阻值大小以控制谐振电容的高低,进行输出电流大小的控制。
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