CN208508819U - 功率控制电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种功率控制电路及装置，该电路包括：依次电连接的第一供电单元、第二供电单元和脉宽调制单元，还包括与第一供电单元和脉宽调制单元电连接的驱动单元；其中第一供电单元与外界交流电源相连，将外界交流电源输送的交流电压转换为直流电压；第二供电单元用于将直流电压转换为恒定电压，并提供给脉宽调制单元；脉宽调制单元用于通过脉冲宽度调制控制驱动单元使其驱动功率保持为预设功率值；驱动单元用于与外界设备相连，以根据直流电压驱动所述外界设备工作。本实用新型有助于延长诸如智能灯具等外部设备的使用寿命。

Description

功率控制电路及装置

技术领域

本实用新型涉及电路设计领域，尤其是涉及一种功率控制电路及装置。

背景技术

随着照明市场的拓展，诸如智能灯具等外界设备逐步发展起来，并提出一种线性调光技术。现有的线性调光技术通过改变电压实现对智能灯具亮度的调节，电压改变的同时LED(Light Emitting Diode，发光二极管)驱动上的功率也随之改变，导致LED驱动上的温度发生改变。当LED驱动上的温度过高或者温度变化过于频繁时，容易使LED驱动内的驱动芯片失效，无法再实现调光功能，从而减少智能灯具的使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种功率控制电路及装置，能够在延长诸如智能灯具等外界设备的使用寿命。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种功率控制电路，其中，上述电路包括：依次电连接的第一供电单元、第二供电单元和脉宽调制单元，还包括与第一供电单元和脉宽调制单元电连接的驱动单元；其中，第一供电单元用于与外界交流电源相连，将外界交流电源输送的交流电压转换为直流电压，并分别向第二供电单元和驱动单元提供直流电压；第二供电单元用于将第一供电单元提供的直流电压转换为恒定电压，并向脉宽调制单元提供恒定电压；脉宽调制单元用于通过脉冲宽度调制控制驱动单元，以使驱动单元的驱动功率保持为预设功率值；驱动单元用于与外界设备相连，以根据直流电压驱动外界设备工作。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述第一供电单元包括：整流电路，以及与整流电路相连的滤波电路；整流电路用于将外界交流电源输送的交流电压转换为第一直流电压；滤波电路用于滤去第一直流电压携带的纹波，得到直流电压。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述整流电路为半波桥式整流电路。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述滤波电路为复式滤波电路。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述复式滤波电路包括电感，以及并联在电感两端的第一电容和第二电容。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述第二供电单元还包括启动电路，以及与启动电路相连的恒压芯片；启动电路设置有第三电容，用于通过直流电压充电，还用于当第三电容存储的电量达到预设电量值时，启动恒压芯片；恒压芯片用于输出恒定电压；其中，恒定电压为3.3V。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述驱动单元包括驱动芯片，以及与驱动芯片相连的驱动电路。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述电路还包括设置于第二供电单元和脉宽调制单元之间的过压保护电路，用于为脉宽调制单元提供过压保护。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种功率控制装置，该功率控制装置包括依次连接的外界交流电源、功率控制电路和外界设备；其中，功率控制电路为第一方面至第一方面的第七种可能实施方式任一项功率控制电路。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述外界交流电源为可变交流电源，上述外界设备为发光二极管。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种功率控制电路及装置，第一供电单元与外界交流电源相连，将外界交流电源输送的交流电压转换为直流电压后，将直流电压分别提供给第二转换单元和驱动单元，第二供电单元将直流电压转换为恒定电压并将恒定电压提供给脉宽调制单元，以使脉宽调制单元工作，脉宽调制单元通过脉冲宽度调制控制所述驱动单元的驱动功率保持为预设功率值，驱动单元与外界设备相连并根据直流电压驱动外界设备工作。本实施例通过脉宽调制单元控制LED驱动单元的驱动功率为预设值，保持功率恒定，使LED驱动单元的温度不会随着交流电压的变化而变化，缓解LED驱动单元因温度变化产生的损耗，延长智能灯具的使用寿命。

本实用新型的其他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，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种功率控制电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种功率控制电路的电路原理图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种功率控制电路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种功率控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前智能灯具等外界设备的线性调光功能由LED驱动实现，随着外界交流电源输入的交流电压的变化，灯具在LED驱动的控制下亮度发生变化，同时因为电压的改变，LED驱动的功率随之改变，致使LED驱动的温度变化，当LED驱动温度过高或者温度变化频繁时，容易导致LED驱动内的芯片失效。基于此，本实用新型实施例提供的一种功率控制电路及装置，可以在智能灯具线性调光的过程中，保持LED驱动功率恒定，从而保持LED驱动的温度不变。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种功率控制电路及装置进行详细介绍。

参见图1所示的一种功率控制电路100的结构示意图，该电路图包括以下单元：依次电连接的第一供电单元102、第二供电单元104和脉宽调制单元106，还包括与第一供电单元102和脉宽调制单元106电连接的驱动单元108。

其中，第一供电单元102用于与外界交流电源相连，将外界交流电源输送的交流电压转换为直流电压，并分别向第二供电单元104和驱动单元108提供直流电压；第二供电单元104用于将第一供电单元102提供的直流电压转换为恒定电压，并向脉宽调制单元106提供恒定电压；脉宽调制单元106用于通过脉冲宽度调制控制驱动单元108，以使驱动单元108的驱动功率保持为预设功率值；驱动单元108用于与外界设备相连，以根据直流电压驱动外界设备工作。

上述电路中，第一供电单元将外界交流电源输送的交流电压转换为平稳的直流电压，其输出分为两个支路，将直流电压分别提供给第二供电单元和驱动单元。其中，支路一为第二供电单元、脉宽调制单元和驱动单元所在支路，第二供电单元作为辅助电源，通过直流电压供电开始工作并向脉宽调制单元输出恒定电压，脉宽调制单元在恒定电压的作用下开始工作，并通过PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)方法控制驱动单元使其驱动功率保持恒定；支路二为第一供电单元直接将直流电压供给驱动单元，驱动单元根据直流电压的变化驱动外界设备。

本实用新型实施例提供的一种功率控制电路，第一供电单元与外界交流电源相连，将外界交流电源输送的交流电压转换为直流电压后，将直流电压分别提供给第二转换单元和驱动单元，第二供电单元将直流电压转换为恒定电压并将恒定电压提供给脉宽调制单元，以使脉宽调制单元工作，脉宽调制单元通过脉冲宽度调制控制所述驱动单元的驱动功率保持为预设功率值，驱动单元与外界设备相连并根据直流电压驱动外界设备工作。本实施例通过脉宽调制单元控制LED驱动单元的驱动功率为预设值，保持功率恒定，使LED驱动单元的温度不会随着交流电压的变化而变化，缓解LED驱动单元因温度变化产生的损耗，延长智能灯具的使用寿命。

因为驱动功率为驱动电压和驱动电流的乘积，保持驱动功率不变，改变驱动电压，驱动电流会随之改变，又因为PWM占空比与驱动单元内的驱动电流成正比，所以在上述脉宽驱动单元中采用的PWM方法，通过改变PWM占空比改变驱动电流，从而保持驱动功率恒定。其中，外界交流电源输送的交流电压为标准电压时，经第一供电单元转换为直流电压后提供给驱动单元，此时驱动单元的驱动功率最高，并设置驱动功率最高时PWM的占空比值，当电压升高，PWM的占空比开始等比例降低；当电压降低，PWM的占空比开始等比例升高；另外，可以设置每个电压值对应的PWM占空比，在电压变化时，根据设置值改变PWM占空比。例如，当外界交流电源输送的交流电压为110V时，PWM占空比为1，驱动单元的驱动电流为1A；当外界交流电源输送的交流电压为220V时，PWM占空比为50％，驱动单元的驱动电流为0.5A。

为便于理解，本实施例提供的另一种功率控制电路图，参见图2所示的一种功率控制电路原理图。

上述第一供电单元包括：整流电路，以及与整流电路相连的滤波电路；整流电路用于将外界交流电源输送的交流电压转换为第一直流电压；滤波电路用于滤去第一直流电压携带的纹波，得到直流电压。其中，整流电路为半波桥式整流电路，该半波桥式整流电路包括4个桥式连接的二极管，利用二极管的单向导通性将交流电压转换为单向脉动的直流电压，即前述第一直流电压。另外，上述滤波电路为复式滤波电路，包括电感，以及并联在电感两端的第一电容和第二电容，上述电感为4.5mH，第一电容为220nF/400V，第二电容为2.2μF/400V。考虑到交流电压经过整流电路后，转换为含有交流分量的脉动直流电压，因此在上述整流电路后连接滤波电路，将脉动直流电压中的交流分量滤掉，从而获得所需的直流电压。

上述第二供电单元还包括启动电路，以及与启动电路相连的恒压芯片；启动电路设置有第三电容，用于通过直流电压充电，还用于当第三电容存储的电量达到预设电量值时，启动恒压芯片；恒压芯片用于输出恒定电压；其中，恒定电压为3.3V。

上述恒压芯片可以为BP8519C芯片。例如，第一供电单元与第二供电单元内BP8519C芯片的Drain引脚相连，BP8519C芯片的VCC引脚与启动电路内的第三电容相连，第三电容为1μF/25V，当第一供电单元向第二供电单元提供直流电压时，直接通过Drain引脚向启动电路内的第三电容充电，当第三电容存储的电量达到预设电量值时，BP8519C芯片内部的控制电路开始工作，BP8519C芯片的FB引脚输出恒定电压。进一步的，FB引脚连接一个由电感和电阻组成的电路，其中R3连接在BP8519C芯片的FB引脚和GND引脚上，R2和L2并联在R3两端，该电路的输出端输出3.3V的恒定电压，并提供给脉宽调制单元；其中，R2为75K，R3为47K，L2为2mH。

进一步的，脉宽调制单元可以包括MHCB03P_XIAOMI芯片，MHCB03P_XIAOMI芯片的VDD引脚连接到上述3.3V恒定电压，GND引脚接地，PC8引脚经过电阻R15接地。

另外，驱动单元包括驱动芯片，以及与驱动芯片相连的驱动电路。其中，驱动芯片可以为BP5778DJ芯片，BP5778DJ芯片的DIM1引脚经过电阻R6与MHCB03P_XIAOMI芯片的PC6引脚相连，DIM1引脚还经过BP5778DJ芯片的DIM2引脚与MHCB03P_XIAOMI芯片的PC7引脚相连，BP5778DJ芯片的VDD引脚与第一供电单元相连，D1引脚与D2引脚与外界设备相连，CS1引脚和CS2引脚分别经过两个并联的电阻接地。优选的，在BP5778DJ芯片上设置过压保护电路，例如，DIM1引脚和DIM2引脚分别连接过压保护电路，过压保护电路可以由电阻与电容并联组成。

进一步的，上述电路还包括设置于第二供电单元和脉宽调制单元之间的过压保护电路，用于为脉宽调制单元提供过压保护。例如，将过压保护电路设置在BP8519芯片的FB引脚与MHCB03P_XIAOMI芯片的PC9引脚之间，对MHCB03P_XIAOMI芯片进行过压保护。

本实用新型提供的上述电路，整流电路与外界交流电源相连，将外界交流电源输送的交流电压转换为脉动直流电压，在经过滤波电路将脉动直流电压转换为平稳直流电压，并将其分别提供给第二供电单元和BP5778DJ芯片，第二供电单元将直流电压转换为恒定电压并将恒定电压提供给MHCB03P_XIAOMI芯片，以使MHCB03P_XIAOMI芯片工作，控制BP5778DJ芯片的驱动功率保持为预设功率值，BP5778DJ芯片与外界设备相连并根据直流电压驱动外界设备工作。本实施例通过脉宽调制单元控制LED驱动单元的驱动功率为预设值，保持功率恒定，使LED驱动单元的温度不会随着交流电压的变化而变化，缓解LED驱动单元因温度变化产生的损耗，延长智能灯具的使用寿命。

为便于理解，本实用新型还提供一种功率控制电路的电路框图，参见图3，其中外界交流电源与第一供电单元相连，第一供电单元分别与DC-DC电路和驱动单元相连，其中DC-DC电路为前述第二供电单元内的启动电路，DC-DC电路与无线模组相连，无线模组为前述第二供电单元内的恒压芯片，无线模组经过PWM与驱动单元相连，另外，无线模组的ADC1引脚经电阻R15接地，其中ADC1引脚为前述MHCB03P_XIAOMI芯片的PC8引脚，驱动单元连接到灯串并驱动灯串工作。

本实用新型实施例提供的一种功率控制电路，第一供电单元与外界交流电源相连，将外界交流电源输送的交流电压转换为直流电压后，将直流电压分别提供给第二转换单元内启动电路的第三电容和驱动单元，第二供电单元将直流电压转换为恒定3.3V电压并将其提供给脉宽调制单元，以使脉宽调制单元工作，脉宽调制单元通过PWM方法控制驱动单元的驱动功率保持为预设功率值，并且驱动单元与外界设备相连并根据直流电压驱动外界设备工作。本实施例通过脉宽调制单元控制LED驱动单元的驱动功率为预设值，保持功率恒定，使LED驱动单元的温度不会随着交流电压的变化而变化，缓解LED驱动单元因温度变化产生的损耗，延长智能灯具的使用寿命。

在上述实施例的基础上，本实用新型还提供了一种功率控制装置，图4示出了功率控制装置的结构示意图，该装置包括依次连接的外界交流电源402、功率控制电路100和外界设备404；其中，功率控制电路为上述实施例提供的任一项功率控制电路；外界交流电源为可变交流电源，外界设备为发光二极管。可以理解的，该装置应用于智能灯具的线性调光技术，且线性调光技术通过改变输入的交流电压实现线性调光，因此外界交流电源为可变交流电源。

本实用新型提供的功率控制装置，外界交流电源向功率控制电路供电路，该电路通过PWM方法控制内部驱动单元的驱动功率保持为预设功率值，并驱动外界设备工作。本实施例通过脉宽调制单元控制LED驱动单元的驱动功率为预设值，保持功率恒定，使LED驱动单元的温度不会随着交流电压的变化而变化，缓解LED驱动单元因温度变化产生的损耗，延长智能灯具的使用寿命。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的双接口装置的电路原理图的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

需要注意的是，在实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种功率控制电路，其特征在于，包括：依次电连接的第一供电单元、第二供电单元和脉宽调制单元，还包括与所述第一供电单元和所述脉宽调制单元电连接的驱动单元；其中，

所述第一供电单元用于与外界交流电源相连，将所述外界交流电源输送的交流电压转换为直流电压，并分别向所述第二供电单元和所述驱动单元提供所述直流电压；

所述第二供电单元用于将所述第一供电单元提供的直流电压转换为恒定电压，并向所述脉宽调制单元提供所述恒定电压；

所述脉宽调制单元用于通过脉冲宽度调制控制所述驱动单元，以使所述驱动单元的驱动功率保持为预设功率值；

所述驱动单元用于与外界设备相连，以根据所述直流电压驱动所述外界设备工作。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一供电单元包括：整流电路，以及与所述整流电路相连的滤波电路；

所述整流电路用于将所述外界交流电源输送的交流电压转换为第一直流电压；

所述滤波电路用于滤去所述第一直流电压携带的纹波，得到所述直流电压。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述整流电路为半波桥式整流电路。

4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述滤波电路为复式滤波电路。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述复式滤波电路包括电感，以及并联在所述电感两端的第一电容和第二电容。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二供电单元还包括启动电路，以及与所述启动电路相连的恒压芯片；

所述启动电路设置有第三电容，用于通过所述直流电压充电，还用于当所述第三电容存储的电量达到电量值时，启动所述恒压芯片；

所述恒压芯片用于输出恒定电压；其中，所述恒定电压为3.3V。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述驱动单元包括驱动芯片，以及与所述驱动芯片相连的驱动电路。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括设置于所述第二供电单元和所述脉宽调制单元之间的过压保护电路，用于为所述脉宽调制单元提供过压保护。

9.一种功率控制装置，其特征在于，所述功率控制装置包括依次连接的外界交流电源、功率控制电路和外界设备；其中，所述功率控制电路为权利要求1至8任一项所述的功率控制电路。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述外界交流电源为可变交流电源，所述外界设备为发光二极管。