CN209419970U - 一种无光耦隔离调光电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无光耦隔离调光电路，包括电源输入电路、主电路以及电源输出电路，主电路包括一次侧主电路、控制主电路以及调光控制电路，电源输出电路包括二次侧主电路和电源输出端。采用本实用新型提供的实施例能够解决使用光耦时存在的延时性、受温度影响以及传输精度差的技术问题，从而达到了在无光耦的情况下对信号的1比1传输的目的。

Description

一种无光耦隔离调光电路

技术领域

本实用新型涉及调光技术领域，尤其是涉及一种无光耦隔离调光电路。

背景技术

目前，市场上的0-10V调光电源由于调光端口需要与主电路进行隔离，而光耦是一种电-光-电传输的器件，能够起到对调光端与主电路进行隔离，所以现在市场上都使用光耦作为中间器件来对调光部分与主电路进行隔离。通过在光耦发光端输入PWM信号，在受光端输出同样的PWM信号或者是转化成模拟信号来控制输出电流。光耦定义：光耦合器亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器，由于它具有体积小、寿命长、无触点，抗干扰能力强，输出和输入之间绝缘，单向传输信号等优点，在数字电路上获得广泛的应用。

但是，使用光耦来进行信号隔离传输主要存在以下几个缺点：

1、对于PWM输入信号来说，光耦对PWM信号频率有限制，普通光耦工作频率为10K以内，而高速光耦成本价格较高，难以适应激烈的市场竞争。

2、光耦对信号传输的延迟较大，为保证发光端与受光端开通时的上升沿与关断时下降沿的延迟一致，需要保证光耦两端的电路参数一致以及稳定快速，而这往往难以做得好，光耦的开关速度较慢，对驱动脉冲的前后沿产生较大延时，影响信号传输精度。

3、光耦的电-光-电传输受到温度影响，温度越高，光耦的CTR(电流传输比)越差。这意味着发光端需要较大的工作电流，才能正常保证受光端接受的信号正常，同样这会增加光耦的损耗。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种无光耦隔离调光电路，能够解决使用光耦时存在的延时性、受温度影响以及传输精度差的技术问题，进而达到了在无光耦的情况下对信号的1：1传输的目的。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种无光耦隔离调光电路，包括电源输入电路、主电路以及电源输出电路，所述电源输入电路包括整流电路和滤波电路，所述主电路包括一次侧主电路、控制主电路以及调光控制电路，所述电源输出电路包括二次侧主电路和电源输出端，所述整流电路依次通过所述滤波电路、所述一次侧主电路、所述二次侧主电路与所述电源输出端连接，所述调光控制电路通过所述控制主电路与所述一次侧主电路连接；

所述调光控制电路包括共模绕组T2、稳压二极管ZD1和三极管Q2，所述共模绕组T2的初级串联第一二极管D3并分别与第一电容C9、所述稳压二极管ZD1并联，所述稳压二极管ZD1的一端串联电阻R29并作为所述调光控制电路的第一输入端；所述稳压二极管ZD1的另一端作为所述调光控制电路的第二输入端；

所述共模绕组T2的次级串联第二二极管D3并与第二电容C9并联，所述第二电容C9与串联的第一电阻R34和第三电容C9并联，所述第一电阻R34和所述第三电容C9之间的连接点连接至所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极通过第二电阻R34并联连接所述第三电容C9并接地，所述三极管Q2的集电极连接至所述调光控制电路的输出端；

所述共模绕组T2的次级与所述第二二极管D3之间的连接点依次通过电阻R1、电容C1、电感T1C的初级连接至地。

进一步的，所述电源输入电路包括保险丝F1、热敏电阻VR1、变压器L1、变压器L2以及电感T1C的次级；

所述电源输入电路的输入端依次通过所述保险丝F1、变压器L1的初级、变压器L2的初级、二极管D9、变压器L3与所述一次侧主电路连接；

在所述保险丝F1与所述变压器L1的初级之间的连接点连接有所述热敏电阻VR1，在所述变压器L1的次级与所述变压器L2的次级之间的连接点连接有所述电感T1C的次级。

进一步的，所述一次侧主电路包括去纹波芯片U1和电感T1B的初级。

进一步的，所述去纹波芯片的管脚ZCD与所述电感T1C的初级连接并接地。

进一步的，所述去纹波芯片的管脚DM与所述调光控制电路的三极管Q2的集电极连接。

进一步的，所述二次侧主电路包括电感T1B的次级，所述电感T1B的次级与电源输出电路的输出端连接。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供了一种无光耦隔离调光电路，包括电源输入电路、主电路以及电源输出电路，所述电源输入电路包括整流电路和滤波电路，所述主电路包括一次侧主电路、控制主电路以及调光控制电路，所述电源输出电路包括二次侧主电路和电源输出端，所述整流电路依次通过所述滤波电路、所述一次侧主电路、所述二次侧主电路与所述电源输出端连接，所述调光控制电路通过所述控制主电路与所述一次侧主电路连接；所述调光控制电路包括共模绕组T2、稳压二极管ZD1和三极管Q2，所述共模绕组T2的初级串联第一二极管D3并分别与第一电容C9、所述稳压二极管ZD1并联，所述稳压二极管ZD1的一端串联电阻R29并作为所述调光控制电路的第一输入端；所述稳压二极管ZD1的另一端作为所述调光控制电路的第二输入端；所述共模绕组T2的次级串联第二二极管D3并与第二电容C9并联，所述第二电容C9与串联的第一电阻R34和第三电容C9并联，所述第一电阻R34和所述第三电容C9之间的连接点连接至所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极通过第二电阻R34并联连接所述第三电容C9并接地，所述三极管Q2的集电极连接至所述调光控制电路的输出端；所述共模绕组T2的次级与所述第二二极管D3之间的连接点依次通过电阻R1、电容C1、电感T1C的初级连接至地。采用本实用新型提供的实施例能够解决使用光耦时存在的延时性、受温度影响以及传输精度差的技术问题，从而达到了在无光耦的情况下对信号的1：1传输的目的。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的无光耦隔离调光电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。

请参见图1，本实用新型优选实施例提供了一种，包括电源输入电路、主电路以及电源输出电路，所述电源输入电路包括整流电路和滤波电路，所述主电路包括一次侧主电路、控制主电路以及调光控制电路，所述电源输出电路包括二次侧主电路和电源输出端，所述整流电路依次通过所述滤波电路、所述一次侧主电路、所述二次侧主电路与所述电源输出端连接，所述调光控制电路通过所述控制主电路与所述一次侧主电路连接；所述调光控制电路包括共模绕组T2、稳压二极管ZD1和三极管Q2，所述共模绕组T2的初级串联第一二极管D3并分别与第一电容C9、所述稳压二极管ZD1并联，所述稳压二极管ZD1的一端串联电阻R29并作为所述调光控制电路的第一输入端；所述稳压二极管ZD1的另一端作为所述调光控制电路的第二输入端；所述共模绕组T2的次级串联第二二极管D3并与第二电容C9并联，所述第二电容C9与串联的第一电阻R34和第三电容C9并联，所述第一电阻R34和所述第三电容C9之间的连接点连接至所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极通过第二电阻R34并联连接所述第三电容C9并接地，所述三极管Q2的集电极连接至所述调光控制电路的输出端；所述共模绕组T2的次级与所述第二二极管D3之间的连接点依次通过电阻R1、电容C1、电感T1C的初级连接至地。

在本实用新型实施例中，所述电源输入电路包括保险丝F1、热敏电阻VR1、变压器L1、变压器L2以及电感T1C的次级；所述电源输入电路的输入端依次通过所述保险丝F1、变压器L1的初级、变压器L2的初级、二极管D9、变压器L3与所述一次侧主电路连接；在所述保险丝F1与所述变压器L1的初级之间的连接点连接有所述热敏电阻VR1，在所述变压器L1的次级与所述变压器L2的次级之间的连接点连接有所述电感T1C的次级。

在本实施例中，电源输入电路主要功能为EMI滤波、整流以及抗雷击。

在本实用新型实施例中，所述一次侧主电路包括去纹波芯片U1和电感T1B的初级。

需要说明的是，所述去纹波芯片的管脚ZCD与所述电感T1C的初级连接并接地。

在本实施例中，所述去纹波芯片的管脚DM与所述调光控制电路的三极管Q2的集电极连接。

在本实用新型实施例中，所述二次侧主电路包括电感T1B的次级，所述电感T1B的次级与电源输出电路的输出端连接。

需要说明的是，一次侧主电路以及二次侧电路，主要负责能量传输以及输出。

请继续参照图1，所述调光控制电路主要负责控制电源输出电流。本电路中的共模绕组T2取代了传统的使用光耦进行信号传输的特点。调光信号输入端由第一二极管D3、第一电容C9、稳压二极管ZD1、电阻R29组成，第一二极管D3和第一电容C9进行整流储能，稳压二极管ZD1控制调光端口最大电压。共模绕组T2的主绕组负责对调光输入信号耦合到输出端。第二二极管D3,第二电容C9进行整流滤波，第一电阻R34和第二电阻R34对输入的调光信号进行分压，三极管Q2作一个开关作用，当第二电阻R34上的电压达到三极管Q2开启电压时，调光信号进行输出。

为了更好的说明本实用新型提供的实施例电路的工作原理，以下为实施例电路的工作过程：首先，电感T1正电压分别对电阻R1、电容C1、共模绕组T2的次级进行充电，此时共模绕组T2的次级与共模绕组T2的初级进行耦合，共模绕组T2的次级电压被嵌位，嵌位电压为0-10V端口电压；然后，电感T1电压反向对电容C1以及共模绕组T2的次级进行反向充电，共模绕组T2的次级被消磁并感应出反向电压，电容C1正电压被中和到零并充电到负电压；最后，电感T1正电压到来，重新对电容C1进行正电压储能，共模绕组T2的次级由于线圈耦合作用，电压重新被嵌位。以上为电路的工作过程，主要实现了通过线圈耦合将信号隔离，同时将信号按1:1的比例传输到接受端。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

(1)不同于光耦信号传输，此结构能实现信号的无延时传输，提高了信号传输的速率。

(2)不同于光耦由于上升沿以及下降沿延迟所产生的精度问题，此电路通过耦合线圈1:1能够实现信号的精确传输，提高了准确性。

(3)不同于光耦的由于不同温度下CTR的不同造成信号的传输比率不同，此电路在不同的温度变化下，均能对信号进行不变且相同的传输。即是说不会受到温度影响，提高了稳定性。

(4)光耦外围电路需要进行较复杂的参数设计，此电路需要的元器件较少，设计简单，更加的简洁。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种无光耦隔离调光电路，其特征在于，包括电源输入电路、主电路以及电源输出电路，所述电源输入电路包括整流电路和滤波电路，所述主电路包括一次侧主电路、控制主电路以及调光控制电路，所述电源输出电路包括二次侧主电路和电源输出端，所述整流电路依次通过所述滤波电路、所述一次侧主电路、所述二次侧主电路与所述电源输出端连接，所述调光控制电路通过所述控制主电路与所述一次侧主电路连接；

所述调光控制电路包括共模绕组T2、稳压二极管ZD1和三极管Q2，所述共模绕组T2的初级串联第一二极管D3并分别与第一电容C9、所述稳压二极管ZD1并联，所述稳压二极管ZD1的一端串联电阻R29并作为所述调光控制电路的第一输入端；所述稳压二极管ZD1的另一端作为所述调光控制电路的第二输入端；

所述共模绕组T2的次级串联第二二极管D3并与第二电容C9并联，所述第二电容C9与串联的第一电阻R34和第三电容C9并联，所述第一电阻R34和所述第三电容C9之间的连接点连接至所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极通过第二电阻R34并联连接所述第三电容C9并接地，所述三极管Q2的集电极连接至所述调光控制电路的输出端；

所述共模绕组T2的次级与所述第二二极管D3之间的连接点依次通过电阻R1、电容C1、电感T1C的初级连接至地。

2.如权利要求1所述的无光耦隔离调光电路，其特征在于，所述电源输入电路包括保险丝F1、热敏电阻VR1、变压器L1、变压器L2以及电感T1C的次级；

所述电源输入电路的输入端依次通过所述保险丝F1、变压器L1的初级、变压器L2的初级、二极管D9、变压器L3与所述一次侧主电路连接；

在所述保险丝F1与所述变压器L1的初级之间的连接点连接有所述热敏电阻VR1，在所述变压器L1的次级与所述变压器L2的次级之间的连接点连接有所述电感T1C的次级。

3.如权利要求2所述的无光耦隔离调光电路，其特征在于，所述一次侧主电路包括去纹波芯片U1和电感T1B的初级。

4.如权利要求3所述的无光耦隔离调光电路，其特征在于，所述去纹波芯片的管脚ZCD与所述电感T1C的初级连接并接地。

5.如权利要求3所述的无光耦隔离调光电路，其特征在于，所述去纹波芯片的管脚DM与所述调光控制电路的三极管Q2的集电极连接。

6.如权利要求1所述的无光耦隔离调光电路，其特征在于，所述二次侧主电路包括电感T1B的次级，所述电感T1B的次级与电源输出电路的输出端连接。