CN117081366B - 一种照明驱动开机延时电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及照明领域，提供了一种照明驱动开机延时电路，包括：UIN端口，用于连接开关管的漏极，接收延时开关指令；UOUT端口，用于连接开关管的源极，输出延时开关信号；VIN端口，用于连接限流电路和分压电路，并通过分压电路对充电电容进行充电；其中，限流电路和分压电路用于对整流后的直流电进行功率因素校正；在充电电容充电完成后，通过放电三极管和放电电阻进行放电，并控制开关管关闭；充电电容连接开关管的栅极。本发明只采用一套延时电路，通过控制后级电路的延时开和关，实现整个电路按正常时序启动，因为存在充电电容C2的放电过程和充电过程，可以防止开关照明系统的过程中产生瞬间大电流和瞬间涌波，烧坏照明系统的控制芯片。
Description
技术领域
本发明电子电路领域，具体涉及一种照明驱动开机延时电路。
背景技术
目前，在照明系统中，照明驱动应用一般实现高PF、无频闪效果常采用两级方案，前级常采用功率因数校正电路（PFC电路），后级采用反激（Flyback）或降压电路（BUCK）实现高PF、无频闪功能。
前级功率因数校正电路将经整流桥整流后的电压通过升压电感提升到400V左右高压，再经滤波电容滤波后进入到后级。要保证输入到后级电压的平滑和稳定，滤波电容的容量往往比较大。
照明驱动每次开关机时滤波电容都需要充电和放电，大容量的滤波电容每次充电和放电的时间较长，往往会破坏照明驱动的正常开关机时序。
例如在申请号为CN202180085760.5的电力供应电路中，前级采用了功率校正因素电路，即输入端，然后通过反馈信号实现电路控制，器输出调节器如果控制的是大功率的照明电路时，就需要进行升压处理，往往就难以保证后级电压的平滑和稳定性，不会存在一个正常的开关机时序顺序。在申请号为KR20210044284的用于进行功率因数补偿的照明装置中，也存在上述破坏正常开关机时序的问题。
开关机时序被破坏之后，不正常的升压降压情况就会烧毁照明驱动的控制电路中的处理芯片，从而造成照明系统的破坏。
发明内容
本发明提供一种照明驱动开机延时电路，用以解决照明驱动每次开关机时滤波电容都需要充电和放电，大容量的滤波电容每次充电和放电的时间较长，往往会破坏照明驱动的正常开关机时序的情况。
本申请提出了一种照明驱动开机延时电路 ，包括：
UIN端口，用于连接开关管的漏极，接收延时开关指令；
UOUT端口，用于连接开关管的源极，输出延时开关信号；
VIN端口，用于连接限流电路和分压电路，并通过分压电路对充电电容进行充电；其中，
限流电路和分压电路用于对整流后的直流电进行功率因素校正；
在充电电容充电完成后，通过放电三极管和放电电阻进行放电，并控制开关管关闭；
充电电容连接开关管的栅极。
优选的，所述限流电路由串联的第一电阻、第二电阻和第三电阻构成。
优选的，所述分压电路由串联的第四电阻和第五电阻构成。
优选的，所述第四电阻和第五电阻之间连接有串联的第六电阻和第一二极管；其中，
第一二极管的输出端连接开关管的栅极。
优选的，所述分压电路还并联都有隔离二极管。
优选的，所述分压电路还并联有第一电容，第一电容用于对分压后的目标电压进行滤波。
优选的，所述功率因素校正包括：
通过VIN端口，获取整流后的第一电压信号，并确定延时输出信号；
根据第一电压信号和延时输出信号，确定信号差异参数；
根据信号差异参数对第一电压信号，通过限流电路对整流后的输入电压进行限流校正，并对限流校正确定第一校正结果；
通过分压电路和第一校正结果，限流校正后的输入电压进行分压校正，确定第二校正结果；
跟第二校正结果和第一电容，对采集的整流后信号进行滤波，得到滤波电压；
对滤波电压前馈控制，并将前馈控制得到的结果与预设电压信号进行比较与锁存控制，从而实现对功率因素校正的控制。
优选的，所述UIN端口还连接有微控制器；其中，
微控制器用于生成延时开关指令；其中，
延时开关指令用于生成延时控制信号；其中，
延时控制信号包括目标指定延时信号、默认延时信号和异常延时信号；其中，
默认延时信号和异常延时信号基于照明驱动开机延时电路的实时运行参数量化得到响应参数，并基于响应参数触发默认延时和异常延时；其中，
默认延时信号的第一响应参数由照明驱动开机延时电路的额定功率驱动下进行小波模极大值算法进行处理得到目标阶跃区间确定；
异常延时信号的第二响应参数由照明驱动开机延时电路被驱动时，实时阶跃区间和目标阶跃区间的偏差值确定；
目标指定延时由限流电路的阻值变化幅度确定，并生成第三响应参数；其中，
限流电阻的阻值变化幅度与目标指定延时时间相关联。
优选的，所述微控制器还连接有谐振电路：
谐振电路用于获取整流后的电流采样信号；其中，
当执行默认延时，谐振电路被第一响应参数触发，并在谐振腔电流大于零值时的电流采样信号进行采集，并在电流采样信号在额定电流区间之内时，触发默认延时指令；
当执行异常延时，谐振电路被第二响应参数触发，并在谐振腔电流大于零值时的电流采样信号进行采集，并根据电流采样信号与额定电流理想值的偏差值，触发异常延时指令，并根据偏差值生成适应偏差值变化的音频警告；其中，
音频警告根据偏差值大小适应性变化警告声音间隔时长；
当执行目标指定延时，谐振电路被第三响应参数触发，并在谐振腔电流大于零值时的电流采样信号进行采集，确定限流电路的电流值，并根据限流电路的电流值，触发目标指定延时指令。
优选的，所述VIN端口还用于连接整流电路；其中，
整流电路通过接入输入电压，并确定输出电压、输出电流，并判断输入电压、输出电压、输出电流是否正常；
若输入电压、输出电压、输出电流均正常，则根据输出电压的设定值与输入电压之比，将整流电路的工作模式切换为升压模式、降压模式或升降压模式；
若输入电压、输出电压、输出电流中的至少一个不正常，则通过所工作模式切换为限流模式或关断模式。
本发明的有益效果在于：
本发明只采用一套延时电路，通过外围元器件简单调节，控制后级电路的延时开和关，实现整个电路按正常时序启动，因为存在充电电容C2的放电过程和充电过程，照明系统的开关机过程中，都存在延迟，通过延迟的方式，防止开关照明系统的过程中产生瞬间大电流和瞬间涌波，烧坏照明系统的控制芯片。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中照明驱动开机延时电路的电路组成图；
图2为本发明实施例中延时时序图；
图3为本发明实施例中控制逻辑图；
图4为本发明实施图；
图5为本发明实施中进行延时控制的波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请提出了一种照明驱动开机延时电路 ，包括：
UIN端口，用于连接开关管Q1的漏极，接收延时开关指令；
UOUT端口，用于连接开关管Q1的源极，输出延时开关信号；
VIN端口，用于连接限流电路和分压电路，并通过分压电路对充电电容进行充电；其中，
限流电路和分压电路用于对整流后的直流电进行功率因素校正；
在充电电容C2充电完成后，通过放电三极管Q2和放电电阻R7进行放电，并控制开关管Q1关闭；
充电电容C2连接开关管的栅极。
上述技术方案的原理在于：
如附图1、附图2附图3和附图4所示，VIN端口接整流桥后或直流电压，UIN端口和UOUT端口接需要进行延时控制的电压信号；
电压信号通过限流电路和分压电路进行功率的校正，经充电电阻给充电电容C2进行充电，充电的C2电容在进行充电的这个过程中实现延时功能，电容充电完成后控制开关管Q1开通，实现了照明延迟驱动功能。电压信号消失后，充电电容C2的电压通过放电电阻R7和放电三极管Q2迅速放掉，实现控制开关管Q1迅速关闭；
在这个过程中，充电电容C2充满电的情况下，才能对后续的照明系统进行供电，充电电容C2充满之后，因为直流电电流都会经过充电电容C2，因此能够输出一个均匀的电压保证开机过程中，电压的稳定性，保证在开机的时候，控制开关管Q1的稳定性。而在关机的过程中，需要对充电电容C2进行放电，放电的电流通过放电电阻R7和放电三极管Q2，保证在放电的时候，控制开关管Q1的稳定性，控制开关管Q1的开通和关断过程如附图2所示。
上述技术方案的有益效果在于：
本发明只采用一套延时电路，通过外围元器件简单调节，控制后级电路的延时开和关，实现整个电路按正常时序启动，因为存在充电电容C2的放电过程和充电过程，照明系统的开关机过程中，都存在延迟，通过延迟的方式，防止开关照明系统的过程中产生瞬间大电流和瞬间涌波，烧坏照明系统的控制芯片。
具体的，所述限流电路由串联的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3构成。
上述技术方案的原理在于：
如附图1所示，本申请的限流电容通过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3串联构成，进而可以限制在整流后的直流电通过三位电阻进行限流，三个限流电阻均为可以调节阻值的可变电阻。
上述技术方案的有益效果在于：
本申请的限流电路可以对整流后的输入电流进行限流，防止电流过大，烧毁控制开关管Q1。
具体的，所述分压电路由串联的第四电阻R4和第五电阻R5构成。
上述技术方案的原理在于：
如附图1所示，第四电阻R4和第五电阻R5构成的是分压电路，用于对整流限流后的驱动电压进行分压处理，分压电路的目的是通过第五电阻R5分压后的电压对充电电容C2进行充电；并通过第四电阻R4分压后的电压经过第一二极管D1，然后进入驱动控制开关管Q1，实现照明，在照明的时候，需要充电电容C2的电压充满，进而在充满之后，驱动电压只是通过第六电阻R6和第一二极管D1驱动控制开关管Q1。为了实现延迟功能，第五电阻R5分压后的电压需要充满充电电容C2之后，才能实现照明驱动，也就实现了开机延迟功能。
上述技术方案的有益效果在于：
本申请可以通过分压电路，达到分压目的，分压后的两个电压，一个电压对充电电容C2充电实现延迟开机功能；另一个电压通过第一二极管D1和第六电阻R6对控制开关管Q1进行驱动启动。
具体的，所述第四电阻R4和第五电阻R5之间连接有串联的第六电阻R6和第一二极管D1；其中，
第一二极管D1的输出端连接开关管Q1的栅极。
上述技术方案的原理在于：
如附图1所示，第六电阻R6和第一二极管D1中，第六电阻R6是充电电阻，所以在分压之后，第六电阻R6也是需要进行充电，充电电容C2也需要进行充电，从而实现延时功能，第一二极管D1可以实现稳压功能。
上述技术方案的有益效果在于：
本申请通过第六电阻R6和充电电容C2进行同时充电，从而实现延迟功能。并通过第一二极管D1稳定电压。
具体的，所述分压电路还并联都有隔离二极管D2。
上述技术方案的原理在于：
如附图1所示，隔离二极管D2具备单向导通功能，用于防止放电电容C2在放电过程中，放电电流通过第五电阻R5和充电电阻R6对控制开关管Q1进行重新驱动，隔离放电电流。
上述技术方案的有益效果在于：
本申请可以在放电的过程中，隔离放电电流，防止放电电流遗留在驱动开机延时电路中。
具体的，如附图1所示，所述分压电路还并联有第一电容C1，第一电容C1用于对分压后的目标电压进行滤波。
本申请在具体实施的过程中，如附图1、附图2、附图3、附图4和附图5所示：
信号由端口CON1输入，可以是交流或直流信号；信号输入端口与整流滤波模块连接，整流滤波模块由BD1以及整流滤波电容C4组成；主功率模块由APFC（有源功率因数校正电路）以及BUCK（降压）电路组成，其中APFC电路提高驱动高功率因素作用，控制芯片为BP2628A，BUCK电路具有能量转换功能，控制芯片为KP2801；当输入交直流电压信号时，延时电路通过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3进行限流，第一二极管D1限压，第一电容C1滤波，第四电阻R4和第五电阻R5进行分压，由第五电阻R5对充电电容C2充电，第五电阻R5、充电电容C2组成延时电路，隔离二极管D2进行隔离，当第二电容C2电容充满时，控制开关管Q1开启，光耦U6导通，控制次级开关管U7关闭，此时DIM端口为高电平，BUCK电路正常起机。当输入端口为低电平时，控制开关管Q1动作，充电电容C2电压通过第七电阻（放电电阻）R7放掉，此时控制开关管Q1关闭，U6光耦关闭，次级开关管U7导通，DIM端口电压为低电平，此时BUCK电路关闭，整个电路无输出。整流滤波电容C4、有源功率因素校正电路的输出端电容、充电电容C2、输出电流信号变化如附图5，延时开启和关闭的电压稳定性调节。
具体的，所述功率因素校正包括：
通过VIN端口，获取整流后的第一电压信号，并确定延时输出信号；
根据第一电压信号和延时输出信号，确定信号差异参数；
根据信号差异参数对第一电压信号，通过限流电路对整流后的输入电压进行限流校正，并对限流校正确定第一校正结果；
通过分压电路和第一校正结果，限流校正后的输入电压进行分压校正，确定第二校正结果；
跟第二校正结果和第一电容，对采集的整流后信号进行滤波，得到滤波电压；
对滤波电压前馈控制，并将前馈控制得到的结果与预设电压信号进行比较与锁存控制，从而实现对功率因素校正的控制。
上述技术方案的原理在于：
本申请的电路可以对VIN端口整流后的电路进行分压处理和限流处理，以及滤波处理，对整流后的电流和电压进行校正处理，确定目标功率因素，进而进行延时调整。
具体的，所述UIN端口还连接有微控制器；其中，
微控制器用于生成延时开关指令；其中，
延时开关指令用于生成延时控制信号；其中，
延时控制信号包括目标指定延时信号、默认延时信号和异常延时信号；其中，
默认延时信号和异常延时信号基于照明驱动开机延时电路的实时运行参数量化得到响应参数，并基于响应参数触发默认延时和异常延时；其中，
默认延时信号的第一响应参数由照明驱动开机延时电路的额定功率驱动下进行小波模极大值算法进行处理得到目标阶跃区间确定；
异常延时信号的第二响应参数由照明驱动开机延时电路被驱动时，实时阶跃区间和目标阶跃区间的偏差值确定；
目标指定延时由限流电路的阻值变化幅度确定，并生成第三响应参数；其中，
限流电阻的阻值变化幅度与目标指定延时时间相关联。
上述技术方案的原理在于：
本申请在通过微控制器进行延时控制的时候，三种延时控制的技术方案，分别为目标指定延时、默认延时和异常延时；
在目标指令延时控制时，通过调节限流电路的阻值，改变限流电路的电流大小，进而控制充电电容C2和充电电阻R7的充电时间，直接触发指定延时信号；在具体设置时，限流电路设定有阻值阶梯，每个阻值阶梯对应一个充电电容C2和充电电阻R7的充电时间。
默认延时信号是在由照明驱动开机延时电路在额定驱动功率驱动情况下，直接执行的默认驱动时间。其中，默认延时信号生成时，默认延时信号的响应参数在目标阶跃区间之内。
异常延时信号是由照明驱动开机延时电路在任意驱动功率之下，实时计算的阶跃参数不在目标阶跃区间之内，存在一定的偏差，这时候，存在照明驱动开机延时电路存在过压、过流等因为设备故障导致的电路异常现象。
上述技术方案的有益效果在于：
本申请可以通过自动触发，实现三种不同的延时开机方式，符合更多不同的场景，例如需要进行限时驱动。
具体的，所述微控制器还连接有谐振电路：
谐振电路用于获取整流后的电流采样信号；其中，
当执行默认延时，谐振电路被第一响应参数触发，并在谐振腔电流大于零值时的电流采样信号进行采集，并在电流采样信号在额定电流区间之内时，触发默认延时指令；
当执行异常延时，谐振电路被第二响应参数触发，并在谐振腔电流大于零值时的电流采样信号进行采集，并根据电流采样信号与额定电流理想值的偏差值，触发异常延时指令，并根据偏差值生成适应偏差值变化的音频警告；其中，
音频警告根据偏差值大小适应性变化警告声音间隔时长；
当执行目标指定延时，谐振电路被第三响应参数触发，并在谐振腔电流大于零值时的电流采样信号进行采集，确定限流电路的电流值，并根据限流电路的电流值，触发目标指定延时指令。
上述技术方案的工作原理为：
本申请还设置有谐振电路，通过谐振电路可以对延时控制指令进行切换控制，以不同的延时积分比例，实现开关管的导通和关闭指令的生成。
本申请的谐振电路对应三种不同的延时开关机指令，分别通过三种不同的响应参数被触发，在被响应参数触发之后，基于实时谐振腔电流大于零值时的采样信号，触发对应的延时指令。
上述技术方案的有益效果在于：
通过上述技术方案，首先在执行不同的延时控制模式的时候，可以进行自动触发，自动响应，自动切换指令。同时，可以实现对照明系统异常状态的报警，根据报警间隔时长，判断异常情况的危害程度，从而自动调整延时开关机时间，使得维修人员可以有时间进行维修，也可以防止在无人维修，而且异常状态并不是特别严重的情况下，照明系统无法工作。
具体的，所述VIN端口还用于连接整流电路；其中，
整流电路通过接入输入电压，并确定输出电压、输出电流，并判断输入电压、输出电压、输出电流是否正常；
若输入电压、输出电压、输出电流均正常，则根据输出电压的设定值与输入电压之比，将整流电路的工作模式切换为升压模式、降压模式或升降压模式；
若输入电压、输出电压、输出电流中的至少一个不正常，则通过所工作模式切换为限流模式或关断模式。
上述技术方案的工作原理为：
本申请的VIN端口连接的整流电路可以对接入电压输出电流和输出电压检测，判断这些电流电压数据是否正常，然后通过升降压电路进行升降压处理。
上述技术方案的有益效果在于：
本申请可以自动切换不同的电压模式，从而可以防止在电压不正常的时候，照明系统持续工作。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种照明驱动开机延时电路 ，其特征在于，包括：
UIN端口，用于连接开关管（Q1）的漏极，接收延时开关指令；
UOUT端口，用于连接开关管（Q1）的源极，输出延时开关信号；
VIN端口，用于连接限流电路和分压电路，并通过分压电路对充电电容进行充电；其中，
限流电路和分压电路用于对整流后的直流电进行功率因素校正；
在充电电容（C2）充电完成后，通过放电三极管（Q2）和放电电阻（R7）进行放电，并控制开关管（Q1）关闭；
充电电容（C2）连接开关管的栅极；
所述UIN端口还连接有微控制器；其中，
微控制器用于生成延时开关指令；其中，
延时开关指令用于生成延时控制信号；其中，
延时控制信号包括目标指定延时信号、默认延时信号和异常延时信号；其中，
默认延时信号和异常延时信号基于照明驱动开机延时电路的实时运行参数量化得到响应参数，并基于响应参数触发默认延时和异常延时；其中，
默认延时信号的第一响应参数由照明驱动开机延时电路的额定功率驱动下进行小波模极大值算法进行处理得到目标阶跃区间确定；
异常延时信号的第二响应参数由照明驱动开机延时电路被驱动时，实时阶跃区间和目标阶跃区间的偏差值确定；
目标指定延时信号由限流电路的阻值变化幅度确定，并生成第三响应参数；其中，
限流电路的阻值变化幅度与目标指定延时时间相关联；
所述功率因素校正包括：
通过VIN端口，获取整流后的第一电压信号，并确定延时输出信号；
根据第一电压信号和延时输出信号，确定信号差异参数；
根据信号差异参数对第一电压信号，通过限流电路对整流后的输入电压进行限流校正，并对限流校正确定第一校正结果；
通过分压电路和第一校正结果，限流校正后的输入电压进行分压校正，确定第二校正结果；
根据第二校正结果和第一电容（C1），对采集的整流后信号进行滤波，得到滤波电压；
对滤波电压前馈控制，并将前馈控制得到的结果与预设电压信号进行比较与锁存控制，从而实现对功率因素校正的控制。
2.如权利要求1所述的一种照明驱动开机延时电路，其特征在于，所述限流电路由串联的第一电阻（R1）、第二电阻（R2）和第三电阻（R3）构成。
3.如权利要求1所述的一种照明驱动开机延时电路，其特征在于，所述分压电路由串联的第四电阻（R4）和第五电阻（R5）构成。
4.如权利要求3所述的一种照明驱动开机延时电路，其特征在于，所述第四电阻（R4）和第五电阻（R5）的连接点处连接有串联的第六电阻（R6）和第一二极管（D1）；其中，
第一二极管（D1）的输出端连接开关管（Q1）的栅极。
5.如权利要求3所述的一种照明驱动开机延时电路，其特征在于，所述分压电路还并联有隔离二极管。
6.如权利要求5所述的一种照明驱动开机延时电路，其特征在于，所述分压电路还并联有第一电容（C1），第一电容（C1）用于对分压后的目标电压进行滤波。
7.如权利要求1所述的一种照明驱动开机延时电路，其特征在于，所述微控制器还连接有谐振电路：
谐振电路用于获取整流后的电流采样信号；其中，
当执行默认延时，谐振电路被第一响应参数触发，并对谐振腔电流大于零值时的电流采样信号进行采集，并在电流采样信号在额定电流区间之内时，触发默认延时指令；
当执行异常延时，谐振电路被第二响应参数触发，并对谐振腔电流大于零值时的电流采样信号进行采集，并根据电流采样信号与额定电流理想值的偏差值，触发异常延时指令，并根据偏差值生成适应偏差值变化的音频警告；其中，
音频警告根据偏差值大小适应性变化警告声音间隔时长；
当执行目标指定延时，谐振电路被第三响应参数触发，并对谐振腔电流大于零值时的电流采样信号进行采集，确定限流电路的电流值，并根据限流电路的电流值，触发目标指定延时指令。
8.如权利要求1所述的一种照明驱动开机延时电路，其特征在于，所述VIN端口还用于连接整流电路；其中，
整流电路通过接入输入电压，并确定输出电压、输出电流，并判断输入电压、输出电压、输出电流是否正常；
若输入电压、输出电压、输出电流均正常，则根据输出电压的设定值与输入电压之比，将整流电路的工作模式切换为升压模式、降压模式或升降压模式；
若输入电压、输出电压、输出电流中的至少一个不正常，则将所述工作模式切换为限流模式或关断模式。
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