CN203896550U - 一种限峰值电流的led非隔离调光线路 - Google Patents

一种限峰值电流的led非隔离调光线路 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种限峰值电流的LED非隔离调光线路,包括整流电路,所述整流电路具有交流输入端和带正极和负极的直流输出端;第一滤波电路,所述第一滤波电路连接于所述负极与正极之间;自激振荡电路,所述自激振荡电路的输出线圈与第一开关器件的源极、漏极串联后分别与所述正极和负极连接;输出电路,连接于所述输出线圈,将其两端电压整流滤波后输出;电流维持电路,所述电流维持电路为RC串联电路,连接于所述正极和负极之间;调光峰值限制电路,所述调光峰值限制电路与所述正极、负极连接;且具备一限流电阻,在出现电压尖峰时,所述限流电阻对通过的尖峰电流起到限制作用;在未出现电压尖峰时,所述限流电阻短路。

Description

技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种电源电路,尤其涉及一种限峰值电流的LED非隔离调光线 路。 -种限峰值电流的LED非隔离调光线路
背景技术
[0002] LED光源因为其优异的发光性能,成为了当今照明市场上的绝对主角。由于LED光 源输出半导体器件,其驱动电源通常需要低压,所以,LED灯具都会带有相应的驱动器。这 类驱动器往往使用开关方式的电源,例如包含开关变压器、振荡电路、保护电路等,考虑到 调光功能、精度和寿命等问题,有的甚至运用到1C。这类电路的共性是线路较复杂,成本较 高,尤其在中低功率LED调光灯上难以推广使用。
[0003] 另外由于尖峰电压的存在,使得电路中周期性地存在着尖峰电流。如何能够简便 地限制尖峰电流,使得LED的调光线路更加简单、安全,是本行业需要解决的一个问题。 实用新型内容
[0004] 本实用新型所要解决的主要技术问题是提供一种LED调光电路,能够限制峰值电 流,并且线路简单,成本较低,能够在中低功率的LED灯具上推广。
[0005] 为了解决上述的技术问题,本实用新型提供了一种限峰值电流的LED非隔离调光 线路,包括:
[0006] 整流电路,所述整流电路具有交流输入端和带正极和负极的直流输出端;
[0007] 第一滤波电路,所述第一滤波电路连接于所述负极与正极之间;
[0008] 自激振荡电路,所述自激振荡电路的输出线圈与第一开关器件的源极、漏极串联 后分别与所述正极和负极连接;所述第一开关器件的栅极通过第一降压网络连接于所述正 极;另有辅助线圈与所述输出线圈耦合,所述辅助线圈的一端通过振荡电容连接于所述第 一降压网络中;所述自激振荡电路还包含保护电路,所述保护电路包含第一稳压管和第一 充电电容,二者串联于所述第一开关器件的栅极与地之间;所述第一稳压管在所述第一开 关器件导通时维持所述栅极的对地电压;当所述输出线圈开路而过压时,其在所述辅助线 圈上的感应电动势向所述第一充电电容充电,使所述第一开关器件栅极电压下降而截止;
[0009] 输出电路,连接于所述输出线圈,将其两端电压整流滤波后输出;
[0010] 电流维持电路,所述电流维持电路为RC串联电路,连接于所述正极和负极之间; [0011] 调光峰值限制电路,所述调光峰值限制电路与所述正极、负极连接;且具备一限流 电阻,在出现电压尖峰时,所述限流电阻对通过的尖峰电流起到限制作用;在未出现电压尖 峰时,所述限流电阻短路。
[0012] 作为本实用新型的一种优选:所述调光峰值限制电路包括:
[0013] 第二降压网络,所述第二降压网络与所述正极、负极连接;
[0014] 第一调整管,所述第一调整管的基极连接在所述第二降压网络之中,所述第一调 整管的基极与发射极之间串联有第一二极管;所述第一调整管的集电极与所述负极连接;
[0015] 第二充电电容,所述第二充电电容与所述第一调整管并联;
[0016] 第二稳压管,所示第二稳压管与所述第二充电电容并联;以及
[0017] 第二开关器件,所述第二开关器件的栅极与第一偏置电阻串联后与所述第一调 整管的发射极连接;所述第二开关器件的源极与所述负极连接;所述第二开关器件的源极 与漏极之间串联有所述限流电阻。
[0018] 作为本实用新型的一种优选:所述整流电路的交流输入端与第二滤波电路连接。
[0019] 作为本实用新型的一种优选:所述第一充电电容和第二二极管串联后再与所述辅 助线圈并联;所述第一充电电容的一端接地,另一端与通过所述第一稳压管连接到所述第 一开关器件的栅极;所述第二二极管的正极与所述第一充电电容和第一稳压管的连接点连 接,所述第二二极管的负极与所述振荡电容与所述辅助线圈的连接点连接。
[0020] 作为本实用新型的一种优选:还包括削波电路,所述削波电路对所述第一开关器 件的源极和漏极进行电流采样,设定一个削波阈值;所述削波电路对所述第一开关器件的 栅极电压进行限制,使所述第一开关器件源极和漏极中的电流不超过所述削波阈值。
[0021] 作为本实用新型的一种优选:所述削波电路包括:
[0022] 采样电阻。所述采样电阻连接在所述第一开关器件的源极与地之间;其与所述第 一开关器件源极的连接点即为采样点;
[0023] 第二调整管,所述第二调整管的基极通过第二偏置电阻与所述采样点连接,所述 第二调整管的集电极与所示第一开关器件的栅极连接;所述第二调整管的发射极接地。
[0024] 作为本实用新型的一种优选:所述输出电路包括:
[0025] 半波整流二极管,所述半波整流二极管的正极与所述输出线圈与第一开关器件漏 极连接点连接;
[0026] 滤波电解,所述滤波电解的正极与所述半波整流二极管的负极连接;所述滤波电 解的负极与所述正极连接。
[0027] 作为本实用新型的一种优选:所述整流电路为桥式整流电路。
[0028] 作为本实用新型的一种优选:所述第一滤波电路为π型滤波网络。
[0029] 与现有技术相比,本实用新型的技术方案具备以下有益效果:
[0030] 1.具备调光峰值电流限制电路,能够很好地抑制尖峰电流。
[0031] 2.自激振荡电路结构简单,元件少,可以形成低成本方案。
[0032] 3.辅助线圈得到重复利用,一方面在自激振荡中形成正反馈,另一反面在开路保 护电路中作为对电压采样的感应器件。
[0033] 4.可以直接接驳传统的可控硅调相方式的调光开关,适用性好。
[0034] 5.电路中的功率因素能够达到0. 7以上,适合在中小功率中进行使用。
附图说明
[0035] 图1为本实用新型优选实施例的具体电路图;
具体实施方式
[0036] 参考图1,本实用新型提供了一种限峰值电流的LED非隔离调光线路,具体包括:
[0037] 整流电路,所述整流电路包括桥堆D1,所述桥堆D1具有2个交流输入端和带正极 和负极的直流输出端。所述正极和负极与第一滤波电路连接,所述第一滤波电路为η型滤 波网络。
[0038] 自激振荡电路,所述自激振荡电路具备互感线圈Τ1,所述互感线圈Τ1的右侧部分 为输出线圈,所述输出线圈与第一开关器件Q1的源极、漏极串联后分别与所述正极和负极 连接;所述第一开关器件Q1的栅极通过第一降压网络连接于所述正极;本实施例中,所述 第一降压网络包括顺次连接的R5、R6、R8。
[0039] 所述互感线圈Τ1的左侧为辅助线圈,所述辅助线圈与所述输出线圈耦合,所述辅 助线圈的一端通过振荡电容C5连接于所述第一降压网络中;所述自激振荡电路还包含保 护电路,所述保护电路包含第一稳压管D2和第一充电电容C4,二者串联于所述第一开关器 件Q1的栅极与地之间;所述第一稳压管D2在所述第一开关器件Q1导通时维持所述栅极的 对地电压;当所述输出线圈开路而过压时,其在所述辅助线圈上的感应电动势向所述第一 充电电容C4充电,使所述第一开关器件Q1栅极电压下降而截止。
[0040] 输出电路,连接于所述输出线圈,将其两端电压整流滤波后输出;本实施例中,所 述输出电路包括:半波整流二极管D5,所述半波整流二极管的正极与所述输出线圈与第一 开关器件漏极连接点连接;滤波电解C6,所述滤波电解C6的正极与所述半波整流二极管D5 的负极连接;所述滤波电解C6的负极与所述正极连接。
[0041] 电流维持电路,所述电流维持电路为RC串联电路,包括连接于所述正极和负极之 间的R4、C3 ;
[0042] 调光峰值限制电路,所述调光峰值限制电路与所述正极、负极连接;且具备一限流 电阻R18,在出现电压尖峰时,所述限流电阻R18对通过的尖峰电流起到限制作用;在未出 现电压尖峰时,所述限流电阻R18短路。
[0043] 本实施例中,所述调光峰值限制电路包括:
[0044] 第二降压网络,包括顺次连接在所述正极、负极之间的R14、R15、R16 ;
[0045] 第一调整管Q4,所述第一调整管Q4的基极连接在所述第二降压网络的R15与R16 之间,所述第一调整管的基极与发射极之间串联有第一二极管D7 ;所述第一调整管Q4的集 电极与所述负极连接;
[0046] 第二充电电容C8,所述第二充电电容C8与所述第一调整管Q4并联;
[0047] 第二稳压管D8,所示第二稳压管D8与所述第二充电电容C8并联;以及
[0048] 第二开关器件Q3,所述第二开关器件Q3的栅极与第一偏置电阻R17串联后与所述 第一调整管Q4的发射极连接;所述第二开关器件Q3的源极与所述负极连接;所述第二开 关器件Q3的源极与漏极之间串联有所述限流电阻R18。
[0049] 可见,本方案构成了一种限峰值电流的LED非隔离调光线路。当尖峰电压出现时, 所述第一调整管Q3的发射极与集电极两端的电压大幅上升,从而使得所述第二充电电容 C8快速充电,所述第二开关器件Q3断开,使得尖峰电流经过限流电阻R18后输出,从而达到 了抑制尖峰电流的目的。当电压尖峰没有出现时,所述充电电容C8放电,所述第二开关器 件Q3导通,所述限流电阻R18短路。
[0050] 通过来自整流滤波电路的脉动直流电压,直接向所述自激振荡电路中的振荡电容 C5充电,开启第一开关器件Q1,互感线圈T1中的辅助线圈感应的电压使开关器件Q1进一 步导通;随着第一开关器件Q1驱动电流的不足,迅速退出饱和区进入截止区,辅助线圈产 生反向的感应电压,使第一开关器件Q1立即关断。随后又经振荡电路再次开启第一开关器 件Q1,如此反复形成自激振荡即可从输出线圈得到输出电流。再经输出线圈后级的输出电 路,即可通过J1J2连接LED负载。在工作过程中,若出现J1J2端开路的情况,则输出线圈两 端电压升高,必然辅助线圈两端电压升高,从而对振荡电容C5两端充电,形成下正上负的 电压,使得第一稳压管D2负极的对地电压减小,从而使第一开关器件Q1的驱动电压不足, 起到关断第一开关器件Q1的作用,则该行为即可促使第一开关器件Q1快速达到截止状态, 起到保护作用。
[0051] 综上,本方案具有明显的特点,尖峰电流得到抑制。辅助线圈得到复用,一方面用 作自激振荡正反馈,另一方面可用作开路保护对电压采样的感应器件。元器件数量少,结构 简单,调试方便;另一方面,本方案可直接驳接传统可控硅调相方式的调光开关,可直接进 行调光处理,适用性好。
[0052] 本实施例中,所述第一充电电容C4和第二二极管D6串联后再与所述辅助线圈并 联;所述第一充电电容C4的一端接地,另一端与通过所述第一稳压管D2连接到所述第一开 关器件Q1的栅极;所述第二二极管D6的正极与所述第一充电电容C4和第一稳压管D2的 连接点连接,所述第二二极管D6的负极与所述振荡电容C5与所述辅助线圈的连接点连接。 第一充电电容C4,第二二极管D6和辅助线圈形成了完整的单向充放电回路,该保护电路结 构简单,用三个分离元件即实现了关断Q1的保护功能。
[0053] 本实施例还包括削波电路,该削波电路包括采样电阻R9、R10与R11的并联,该采 样电阻串联于第一开关器件Q1的源极与地之间,其与第一开关器件Q1连接处为采样点; 第二调整管Q2,其基极通过第二偏置电阻R13连接于采样点,其调整管Q2的集电极连接于 第一开关器件Q1的控制极,其发射极接地。该削波电路对第一开关器件Q1的源极和漏极 进行电流采样,电路设定了一削波阈值,削波电路对第一开关器件Q1控制极的电压进行限 制,使该开关器件Q1的源极与漏极之间的电流不超过削波阈值,从而使Q1源极的电流波形 得到限制,最终实现了功率因数的矫正功能,该方案的功率因数矫正结构简单,可将此中小 功率的方案设置在〇. 7以上的功率因数。
[0054] 以上所述,仅为本发明较佳实施例而已,故不能依此限定本发明实施的范围,即依 本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (9)

1. 一种限峰值电流的LED非隔离调光线路,其特征在于包括: 整流电路,所述整流电路具有交流输入端和带正极和负极的直流输出端; 第一滤波电路,所述第一滤波电路连接于所述负极与正极之间; 自激振荡电路,所述自激振荡电路的输出线圈与第一开关器件的源极、漏极串联后分 别与所述正极和负极连接;所述第一开关器件的栅极通过第一降压网络连接于所述正极; 另有辅助线圈与所述输出线圈耦合,所述辅助线圈的一端通过振荡电容连接于所述第一降 压网络中;所述自激振荡电路还包含保护电路,所述保护电路包含第一稳压管和第一充电 电容,二者串联于所述第一开关器件的栅极与地之间;所述第一稳压管在所述第一开关器 件导通时维持所述栅极的对地电压;当所述输出线圈开路而过压时,其在所述辅助线圈上 的感应电动势向所述第一充电电容充电,使所述第一开关器件栅极电压下降而截止; 输出电路,连接于所述输出线圈,将其两端电压整流滤波后输出; 电流维持电路,所述电流维持电路为RC串联电路,连接于所述正极和负极之间; 调光峰值限制电路,所述调光峰值限制电路与所述正极、负极连接;且具备一限流电 阻,在出现电压尖峰时,所述限流电阻对通过的尖峰电流起到限制作用;在未出现电压尖峰 时,所述限流电阻短路。
2. 根据权利要求1所述的一种限峰值电流的LED非隔离调光线路,其特征在于:所述 调光峰值限制电路包括: 第二降压网络,所述第二降压网络与所述正极、负极连接; 第一调整管,所述第一调整管的基极连接在所述第二降压网络之中,所述第一调整管 的基极与发射极之间串联有第一二极管;所述第一调整管的集电极与所述负极连接; 第二充电电容,所述第二充电电容与所述第一调整管并联; 第二稳压管,所示第二稳压管与所述第二充电电容并联;以及 第二开关器件,所述第二开关器件的栅极与第一偏置电阻串联后与所述第一调整管的 发射极连接;所述第二开关器件的源极与所述负极连接;所述第二开关器件的源极与漏极 之间串联有所述限流电阻。
3. 根据权利要求1所述的一种限峰值电流的LED非隔离调光线路,其特征在于:所述 整流电路的交流输入端与第二滤波电路连接。
4. 根据权利要求1所述的一种限峰值电流的LED非隔离调光线路,其特征在于:所述 第一充电电容和第二二极管串联后再与所述辅助线圈并联;所述第一充电电容的一端接 地,另一端与通过所述第一稳压管连接到所述第一开关器件的栅极;所述第二二极管的正 极与所述第一充电电容和第一稳压管的连接点连接,所述第二二极管的负极与所述振荡电 容与所述辅助线圈的连接点连接。
5. 根据权利要求1所述的一种限峰值电流的LED非隔离调光线路,其特征在于:还包 括削波电路,所述削波电路对所述第一开关器件的源极和漏极进行电流采样,设定一个削 波阈值;所述削波电路对所述第一开关器件的栅极电压进行限制,使所述第一开关器件源 极和漏极中的电流不超过所述削波阈值。
6. 根据权利要求5所述的一种限峰值电流的LED非隔离调光线路,其特征在于:所述 削波电路包括采样电阻,所述采样电阻连接在所述第一开关器件的源极与地之间;其与所 述第一开关器件源极的连接点即为采样点; 第二调整管,所述第二调整管的基极通过第二偏置电阻与所述采样点连接,所述第二 调整管的集电极与所示第一开关器件的栅极连接;所述第二调整管的发射极接地。
7. 根据权利要求1所述的一种限峰值电流的LED非隔离调光线路,其特征在于:所述 输出电路包括: 半波整流二极管,所述半波整流二极管的正极与所述输出线圈与第一开关器件漏极连 接点连接; 滤波电解,所述滤波电解的正极与所述半波整流二极管的负极连接;所述滤波电解的 负极与所述正极连接。
8. 根据权利要求1所述的一种限峰值电流的LED非隔离调光线路,其特征在于:所述 整流电路为桥式整流电路。
9. 根据权利要求1所述的一种限峰值电流的LED非隔离调光线路,其特征在于:所述 第一滤波电路为π型滤波网络。
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