CN209545933U - 一种智能控制调光电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能控制调光电源，包括电源电路和调光电路；电源电路包括整流电路、PFC升压电路、LLC电源转换电路和变压器；变压器的副边与LED负载相连形成直流输出通路；PFC升压电路是指基于功率因数校正的升压电路；LLC电源转换电路是指谐振式电源转换电路。所述的电源电路还包括同步整流电路。该智能控制调光电源集成度高，易于实施。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能控制调光电源。
背景技术
传统的电源没有智能调光电路，不能调光、监控运行状况，现有的LED智能调光技术是利用一般的LED电源在接线端后再加一级智能调光电路，即分为两部分，从而达到智能调光的目的，但这种方式安装复杂，同时安装成本增加。
因此，有必要设计一种新的智能控制调光电源。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能控制调光电源，该智能控制调光电源集成度高，易于实施。
实用新型的技术解决方案如下：
一种智能控制调光电源，包括电源电路和调光电路；
电源电路包括整流电路、PFC升压电路、LLC电源转换电路和变压器；变压器的副边与LED负载相连形成直流输出通路；
PFC升压电路是指基于功率因数校正的升压电路；
LLC电源转换电路是指谐振式电源转换电路(其中LLC是指电感-电感-电容)。
所述的电源电路还包括同步整流电路。
智能控制调光电源还包括用于检测电源输出电压的电压检测电路，电压检测电路与输出通路相连。
所述的智能控制调光电源还包括用于电源输出电流的电流检测电路，电流检测电路与输出通路相连。
所述的PFC升压电路采用NCP1654芯片。
所述的LLC电源转换电路采用NCP1399芯片；
NCP1399芯片的第6脚依次经电阻R35、电容C18、电容C17以及电感L2接变压器T1的原边的第3脚，变压器T1为16脚封装的变压器(变压器T1型号为EC40/45，是一款常规变压器)；电容C17与电感L2的连接点经并联的电容C21和C22接地。
所述的同步整流电路采用TEA1995芯片。
所述的电压检测电路包括电阻R81、R82和第一A/D转换电路；电阻R81的第一端接调光电源的输出电压端VO+；电阻R81的第二端经电阻R82接地，电阻R81的第二端与第一A/D转换电路相接。第一A/D转换电路接插座CON3的第1脚。
电流检测电路包括电阻R67、R68、INA195芯片、第二A/D转换电路，第二A/D转换电路接插座CON3的第2脚；
电阻R67、R68均为0.002欧姆；
电阻R67、R6并联后串接在直流输出通路中，且电阻R67的第一端接地；电阻R67的第二端接INA195芯片的3脚；INA195芯片的4脚经电阻R69接地；
INA195芯片的1脚经电阻R71和并联的电容C41和C42接地；电阻R71与电容C41的连接点接第二A/D转换电路。
所述的调光电路包括：MOS管Q11、三极管Q12～Q15以及PWM脉冲产生电路；
三极管Q12，Q14和Q15为NPN型三极管，三极管Q13为PNP三极管；
MOS管Q11为N沟道MOS管；
PWM脉冲产生电路的脉冲输出端PWM1经电阻R80接三极管Q15的b极，脉冲输出端PWM1还经电阻R99接地；三极管Q15的e极接地，三极管Q15的c极经电阻R78接三极管Q14的b极；三极管Q14的e极接VO-端，三极管Q14的e极通过电阻R77接三极管Q12和三极管Q13的b极；
三极管Q14的c极还通过电阻R76接直流9V电压端；三极管Q15的c极还通过电阻R79接直流9V电压端；
直流9V电压端通过电阻R75接三级Q12的C极；三极管Q13的e极与三极管Q12的e极相连；三极管Q13的c极接VO-端；
三极管Q13的e极经电阻R73接MOS管Q11的G极；电阻R73与二极管D15并联；
MOS管Q11的D极接直流电源负输入端VO；
VO-端为MOS管Q11的S端；VO-端直接接地或通过测量电阻R67接地。
有益效果：
本实用新型的智能控制调光电源，针对现有的LED电源和智能调光电路，在LED电源的输出整流电路后级再加一级智能调光电路，将LED电源和智能调光模块两大部分合二为一，大大的简化了接线线路，节约了安装时间和安装空间，从而节约了成本；并实时掌握LED负载及电源的工作状态和功耗情况，从而极大的消除了安全隐患，且节能环保。
智能调光模块还包含一个电压检测和电流检测电路，能实时监测后面的LED负载的电压和电流参数。
本实用新型能够根据需要既可自动调光，也可手动调光，根据用户的需求选择。调节LED的亮度，节能环保。
附图说明
图1为智能控制调光电源的总体电原理框图；
图2为电路原理图。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：
实施例1：如图1～2，本智能调光电源是由电源和智能调光两部分组成(电源和智能调光合二为一)，所述电源部分主要包括(1)由交直流转换电路部分组成的前级模块，以及(2)主要由智能调光控制组成的后级模块，智能调光模块产生一个几百至几千赫兹左右的PWM波，PWM波经过放大，对后面MOS管的“开”和“关”进行控制，从而实现对后面的LED负载进行智能调光(包括调光和“开/关”，节能环保)，此模块还包含一个电压和电流检测电路，实时监测后面的LED负载的电压和电流参数，根据电压和电流参数还可以对后面的LED负载故障进行预判断。以下对具体电路作详细说明：
1.PWM调光部分详细说明：
调光PWM波由调光模块(CON3)第4脚输出，经电阻R80、R99分压，再通过三极管Q15、Q14把PWM波调光信号放大，然后由三极管Q12、Q13组成的图腾柱推动电路再次放大，推动后面的功率MOS管Q11,控制MOS管Q11的导通和截止(开和关)，从而实现对后面LED负载的智能调光和关断控制。
通过这种调光方式，解决了LED电源智能化程度低，调光性能差，节能程度不高的问题。该方式通过实时检测照明环境(配合必要的光照传感器)，并结合用户需求，能够手动或自动智能控制LED发光参数，实现不同亮度的精确调光，可精准满足用户的灯光使用要求。基于本实用新型电路的具体调光操作为现有成熟技术。
2.电压和电流检测详细说明：
电压检测是输出电压经电阻R81、R82分压以后，送到调光模块CON3第1脚进行检测。
电流检测是指输出电流流过电阻R67、R68并在上面产生一个电压差，此电压差送到IC U7(INA195是德州仪器公司生产的电流分流监控器，低误差、宽输入电压。)3、4脚，由U7把电压差对比、放大后，在U7第1脚输出，再经电阻R71、电容C41、C42平滑、滤波后送到调光模块CON3第2脚进行检测。从而实现对后面LED负载的电压、电流检测。
3.电源部分详细说明：
(1)PFC升压部分，该部分是采用安森美公司的NCP1654(U3)芯片，采用SO-8封装，是一个用于连续导通模式(CCM)的功率因数校正升压预转换器的控制器，它控制电源开关的导通时间(PWM)在一个固定频率模式并依赖于瞬时线圈电流。主要功能有：满足IEC61000-3-2标准要求、平均电流连续导电模式、非常低的启动电流、低运行功耗等，主要安全特性有,突入电流检测、过压(U3第6脚通过R12、R13、R14、R15检测C2A、C2A1的电压是否启动保护电路)保护、软启动、过载(U3通过检测限流电阻R8上的电流来判断是否过载)保护等。
(2)LLC电源转换部分，该部分是采用安森美公司最新的NCP1399(U6)芯片，采用SOIC-16NB封装，是一个高性能电流模式、谐振式控制器，主要功能特性有：高频工作从20-750KHZ、电流模式控制方案、自动钳位于死区最大值、过载保护锁机或自动恢复、电流短路锁机或自动恢复(IC第6脚通过检测谐振电容C21、C22上的电流来判断电源是否处于过载和短路状态，是否启动保护。)、过温过压保护锁机或自动恢复(IC第7脚通过外围电路来判定电源是否处于过压、过温状态)、谐振开关保护、开环保护等。
(3)同步整流部分：该部分是采用恩智浦公司最新的芯片TEA1995(U5)，采用SO-8封装，主要功能特性有：二次侧谐振半桥的同步整流的高速控制器、微功耗启动、超低静态电流、直接感测两个同步整流器、宽VCC操作范围等。
Claims (7)
1.一种智能控制调光电源，其特征在于，包括电源电路和调光电路；
电源电路包括整流电路、PFC升压电路、LLC电源转换电路和变压器；变压器的副边与LED负载相连形成直流输出通路；
PFC升压电路是指基于功率因数校正的升压电路；
LLC电源转换电路是指谐振式电源转换电路；
所述的PFC升压电路采用NCP1654芯片；
所述的LLC电源转换电路采用NCP1399芯片；
NCP1399芯片的第6脚依次经电阻R35、电容C18、电容C17以及电感L2接变压器T1的原边的第3脚，变压器T1为16脚封装的变压器；电容C17与电感L2的连接点经并联的电容C21和C22接地；
所述的调光电路包括：MOS管Q11、三极管Q12～Q15以及PWM脉冲产生电路；
三极管Q12，Q14和Q15为NPN型三极管，三极管Q13为PNP三极管；
MOS管Q11为N沟道MOS管；
PWM脉冲产生电路的脉冲输出端PWM1经电阻R80接三极管Q15的b极，脉冲输出端PWM1还经电阻R99接地；三极管Q15的e极接地，三极管Q15的c极经电阻R78接三极管Q14的b极；三极管Q14的e极接VO-端，三极管Q14的e极通过电阻R77接三极管Q12和三极管Q13的b极；
三极管Q14的c极还通过电阻R76接直流9V电压端；三极管Q15的c极还通过电阻R79接直流9V电压端；
直流9V电压端通过电阻R75接三级Q12的C极；三极管Q13的e极与三极管Q12的e极相连；三极管Q13的c极接VO-端；
三极管Q13的e极经电阻R73接MOS管Q11的G极；电阻R73与二极管D15并联；
MOS管Q11的D极接直流电源负输入端VO；
VO-端为MOS管Q11的S端；VO-端直接接地或通过测量电阻R67接地。
2.根据权利要求1所述的智能控制调光电源，其特征在于，所述的电源电路还包括同步整流电路。
3.根据权利要求2所述的智能控制调光电源，其特征在于，还包括用于检测电源输出电压的电压检测电路，电压检测电路与输出通路相连。
4.根据权利要求3所述的智能控制调光电源，其特征在于，还包括用于电源输出电流的电流检测电路，电流检测电路与输出通路相连。
5.根据权利要求2所述的智能控制调光电源，其特征在于，所述的同步整流电路采用TEA1995芯片。
6.根据权利要求3所述的智能控制调光电源，其特征在于，所述的电压检测电路包括电阻R81、R82和第一A/D转换电路；电阻R81的第一端接调光电源的输出电压端VO+；电阻R81的第二端经电阻R82接地，电阻R81的第二端与第一A/D转换电路相接。
7.根据权利要求6所述的智能控制调光电源，其特征在于，电流检测电路包括电阻R67、R68、INA195芯片、第二A/D转换电路；
电阻R67、R68均为0.002欧姆；
电阻R67、R6并联后串接在直流输出通路中，且电阻R67的第一端接地；电阻R67的第二端接INA195芯片的3脚；INA195芯片的4脚经电阻R69接地；
INA195芯片的1脚经电阻R71和并联的电容C41和C42接地；电阻R71与电容C41的连接点接第二A/D转换电路。
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