CN211044055U - 低温环境下的电流控制电路及电器设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种低温环境下的电流控制电路及电器设备。其中，该电路包括：分压电阻、温度感应器件和控制电路；所述分压电阻，其第一端接入电源正极，第二端连接温度感应器件的第一端，所述温度感应器件，其第二端连接电源负极，用于根据环境温度改变电阻值，进而改变采样点的采样电压的大小，所述控制电路，其输入端连接所述采样点，输出端连接负载电路的驱动开关，用于根据所述采样电压调节所述驱动开关的占空比，以控制通过所述负载的电流大小。通过本实用新型，能够避免低温环境下启动时，输出至负载的电流过大的问题，提高电器的稳定性。

Description

低温环境下的电流控制电路及电器设备

技术领域

本实用新型涉及电子电力技术领域，具体而言，涉及一种低温环境下的电流控制电路及电器设备。

背景技术

现有电器设备大部分采用恒流驱动电路，在寒冷的环境中，电路器件参数变化较大，如电解电容在低温条件下电容值衰减较大。电源在低温启动过程中，输出电流峰值波动变大，峰值增大，超过电器负载的电流耐受值，长期可能导致电器损坏，及影响电器稳定性和寿命。

在现有技术中，主要通过采用增大恒流驱动电路中的电容值、电感值等方法，减小电流峰值，但是会增加成本和电源体积。

针对现有技术中电源在低温环境下启动时，输出至负载的电流过大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供一种低温环境下的电流控制电路及电器设备，以解决现有技术中电源在低温环境下启动时，输出至负载的电流过大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种低温环境下的电流控制电路，其中，该电路包括：

所述分压电阻，其第一端接入电源正极，第二端连接温度感应器件的第一端，用于与温度感应器件分担电源电压；

所述温度感应器件，其第二端连接电源负极，用于根据环境温度改变电阻值，进而改变采样点的采样电压的大小，其中，所述采样点位于所述温度感应器件与所述分压电阻之间；

所述控制电路，其输入端连接所述采样点，输出端连接负载电路的驱动开关，用于根据所述采样电压调节所述驱动开关的占空比，以控制通过所述负载的电流大小。

进一步地，所述温度感应器件为热敏电阻，且其阻值随温度升高而减小。

进一步地，所述控制电路包括：

比较器，其第一输入端连接所述采样点，第二端输入端连接参考电压源，用于根据所述采样电压的大小，控制输出的电平信号；

PWM芯片，其输入端连接所述比较器的输出端，用于根据所述比较器输出的电平信号，控制输出的电信号；

恒流芯片，其输入端连接所述PWM芯片的输出端，输出端连接负载电路的驱动开关，用于根据所述PWM芯片输出的电信号控制驱动开关的占空比，以控制通过所述负载的电流大小。

进一步地，所述比较器具体用于，当所述采样电压大于或等于其输入的参考电压时，输出高电平信号，当所述采样电压小于其输入的参考电压时，输出低电平信号。

进一步地，所述PWM芯片具体用于，当所述比较器输出高电平信号时，输出周期性脉冲电信号；当所述比较器输出低电平信号时，输出恒定电信号。

进一步地，所述恒流芯片具体用于，当所述PWM芯片输出周期性脉冲电信号时，控制驱动开关的占空比减小，从而控制通过负载的电流减小，当所述PWM芯片输出恒定电信号时，控制驱动开关的占空比保持不变，从而控制通过负载的电流大小不变。

本实用新型还提供一种电器设备，包括上述电流控制电路。

应用本实用新型的技术方案，通过温度感应器件的温度变化，引起电阻的变化，进而引起采样电压的变化，将环境温度参数的变化转化为采样电压的变化，控制电路根据采样电压的变化控制开关的占空比，进而控制通过负载的电流大小，能够避免低温环境下启动时，输出至负载的电流过大的问题，提高电器的稳定性。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的电流控制电路的结构图；

图2为根据本实用新型实施例的电流控制电路与负载电路的连接关系图；

图3为根据本实用新型另一实施例的电流控制电路与负载电路的连接关系图；

图4为根据本实用新型实施例的电流控制电路与负载电路的连接关系图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本实用新型实施例中可能采用术语第一、第二等来描述比较器或者芯片的连接端，但这些连接端不应限于这些术语。这些术语仅用来将不同的连接端区分开。例如，在不脱离本实用新型实施例范围的情况下，第一端也可以被称为第二端，类似地，第二端也可以被称为第一端。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本实用新型的可选实施例。

实施例1

本实施例提供一种低温环境下的电流控制电路，图1为根据本实用新型实施例的电流控制电路的结构图，如图1所示，该电路包括：分压电阻R1、温度感应器件11和控制电路12；分压电阻R1的第一端接入电源正极，第二端连接温度感应器件11的第一端，温度感应器件11的第二端连接电源负极，取温度感应器件11的第一端与分压电阻R1之间的任一点为采样点，温度感应器件11根据环境温度改变电阻值，进而改变采样点的采样电压的大小，环境温度值的变换会导致温度感应器件11内部的材料发生变化，进而导致温度感应器件11的阻值发生变化，通过温度感应器件11将环境温度参数的变化转换为采样电压的大小的变化，作为控制电路12的输入信号。

控制电路12的输入端连接上述采样点，输出端连接负载电路的驱动开关，用于根据所述采样电压调节负载电路的驱动开关的占空比，以控制通过所述负载的电流大小。

下面结合一具体的负载电路来说明本实施例，图2为根据本实用新型实施例的电流控制电路与负载电路的连接关系图，如图2所示，所述负载电路包括依次串联介入开关电源正、负极之间的负载10、电感L1、驱动开关Q1，所述负载10两端并联设置电容C1，电感L1与驱动开关Q1之间引出一条线路，该线路通过续流二极管D1连接开关电源正极，续流二极管D1的阳极连接电感L1与驱动开关Q1之间的线路，阴极连接开关电源正极。

该负载电路通过驱动开关Q1的占空比来调节通过负载10的电流大小，控制电路12连接负载电路的驱动开关Q1，本领域技术人员应当知晓，驱动开关Q1的占空比越大，则经过负载10的电流越大，因此，控制电路12可以通过向驱动开关Q1发送控制信号，控制驱动开关Q1的占空比，进而控制通过负载10的电流大小。

周围环境的温度变化，会引起感温元件11自身温度的变化，进而引起采样点的采样电压的大小发生变化，控制电路12根据采样电压的大小发生变化，输出不同的控制信号，以控制通过负载10的电流大小。通过温度感应器件的温度变化，引起电阻的变化，进而引起采样电压的变化，将环境温度参数的变化转化为采样电压的变化，控制电路12接收采样电压的变化，并根据采样电压的变化调节负载电路的驱动开关的占空比，进而控制通过负载的电流大小，能够避免低温环境下启动时，输出至负载的电流过大的问题，提高电器的稳定性。

实施例2

本实施例提供另一种低温环境下的电流控制电路，图3为根据本实用新型另一实施例的电流控制电路与负载电路的连接关系图，为了进一步实现使上述采样电压随温度变化而变化，如图3所示，所述温度感应器件11为热敏电阻R2，在本实施例中，热敏电阻R2为负温度系数热敏电阻，在其工作温度范围内，其阻值随温度升高而减小，由于温度感应器件11的阻值随温度的升高而减小，因此，在温度较低时，所述温度感应器件11的电阻较大，电源、分压电阻R1、温度感应器件11构成的闭合回路中的电流较小，因此，分压电阻R1前后的电压降较小，采样点的电压较大，当阻值随温度升高而减小后，采样电压随着电阻值的减小而减小，在具体实施时，可以预先测试负载电路的工作环境的最低温度和最高温度，记录温度区间，选用工作温度范围包括该温度区间的热敏电阻，在应用时，设置一个低温阈值，在环境温度低于该低温阈值，会导致通过负载的电流增大，通过查询选取的负温度系数热敏电阻的R-T表，即电阻与温度的对应关系表，找到该低温阈值对应的电阻值，结合分压电阻R1的阻值，根据串联电路电压与阻值成正比这一规律，计算出该环境温度下的采样电压的值，使控制电路根据该采样电压的值的值输出相应的控制信号。

需要说明的是，在本实用新型的其他实施例中，热敏电阻R2也可以是正温度系数热敏电阻，其电阻值随自身温度升高而增大，在热敏电阻R2为正温度系数热敏电阻时，分压电阻R1和热敏电阻R2的位置需互换，热敏电阻R2连接电源正极，分压电阻R1连接电源负极，但是，由于电阻通电后本身也会发热，为了避免电阻发热产生的干扰，热敏电阻R2优选为负温度系数热敏电阻。

为了实现使控制电路根据采样电压的大小输出不同的控制信号，如图3所示，控制电路12包括：比较器121，其第一输入端连接所述采样点，第二端输入端连接参考电压源，用于根据所述采样电压的大小，控制输出的电平信号；其中，参考电压的大小根据上述低温阈值对应的采样电压确定，该参考电压可以等于低温阈值所对应的采样电压，当所述采样电压大于或等于其输入的参考电压时，说明温度环境温度低于或等于该低温阈值，则比较器输出高电平信号，使后续电路实现控制通过负载的电流减小的功能，当所述采样电压小于其输入的参考电压时，说明环境温度高于该低温阈值，输出低电平信号，使后续电路实现控制通过负载的电流不变的功能。

为了实现根据比较器121输出的高电平或低电平信号，输出不同的电信号，如图3所示，控制电路12还包括：PWM芯片122，PWM芯片122的输入端连接比较器121的输出端，用于根据比较器122输出的高电平或者低电平信号，控制输出的电信号，具体地，当所述比较器121输出高电平信号时，PWM芯片122输出周期性脉冲电信号；当所述比较器121输出低电平信号时，PWM芯片122输出恒定电信号。

为了进一步实现根据PWM芯片122输出的电信号控制驱动开关Q1的占空比，控制电路12还包括：恒流芯片123，恒流芯片123的输入端连接PWM芯片122的输出端，输出端连接负载电路的驱动开关，用于根据所述PWM芯片输出的电信号控制驱动开关的占空比，以控制通过所述负载的电流大小，具体地，当PWM芯片122输出周期性脉冲电信号时，控制驱动开关Q1的占空比减小，即控制同一周期内驱动开关Q1导通的时间缩短，从而控制同一周期内，通过负载的平均电流减小，降低通过负载的电流峰值，当所述PWM芯片输出恒定电信号时，控制驱动开关的占空比保持不变，从而控制通过负载的电流大小不变。

通过本实施例的电流控制电路，可以实现在负载电路处于低温环境下时，采样电压升高，从而使比较器输出高电平，进而控制PWM芯片输出周期性脉冲信号至恒流芯片123，在周期性脉冲信号的作用下，控制驱动开关的占空比较小，以控制通过负载的电流减小，避免通过负载的免电流过大，在负载电路处于正常温度时，控制驱动开关的占空比不变，保持当前的电流不变。

实施例3

本实施例提供又一种低温环境下的电流控制电路，该电流控制电路具体应用于负载为LED灯的负载电路中，图4为根据本实用新型实施例的电流控制电路与负载电路的连接关系图，如图4所示，所述负载电路包括：依次串联介入开关电源正、负极之间的LED、电感L2、驱动开关管Q2，所述LED两端并联设置电容C2，电感L2与驱动开关管Q2(即上述实施例中的驱动开关Q1)之间引出一条线路，该线路连接的通过续流二极管D2连接开关电源正极，所述续流二极管D2的阳极连接电感L2与驱动开关管Q2之间的线路，阴极连接开关电源正极。

为了采用同一电源为负载电路和该电流控制电路供电，如图4所示，该电流控制电路还包括铁芯T1和绕组L3，另负载电路的电感L2缠绕在该铁芯T1的一侧，绕组L3缠绕在铁芯T1的另一侧，通过该铁芯T1和绕组L3，基于L2中流过的电流，生成感应电压，为分压电阻R3(即上述实施例中的分压电阻R3)和热敏电阻R4(即上述实施例中的热敏电阻R2)供电。

该电流控制电路供电还包括比较器41(即上述实施例中的比较器121)、PWM芯片42(即上述实施例中的PWM芯片122)、以及恒流调光芯片43(即上述实施例中的恒流芯片213)，在现有技术中，恒流电路采用的降压模式，通过对流经LED的电流进行采样，控制LED电路中的驱动开关在同一周期内的导通时间所占的比例，即占空比，实现控制开关电源输出电流稳定，即流经LED灯的电流稳定，另外还可以增加高温保护电路，防止电源高温损坏，但是没有解决低温启动恒流输出不稳定问题。在低温环境下，电容C2的电容参数的变化会影响输出电流在启动时的稳定性，电流峰值变大。

为了解决上述问题，本实施例通过绕组L3中生成的感应电压为分压电阻R3和热敏电阻R4供电，在分压电阻R3和热敏电阻R4之间任意选取一点作为采样点，该采样点连接比较器41的反向输入端，与比较器41正向输入端输入的参考电压Vref1比较，比较器41的输出端与PWM芯片42的输入端连接，控制PWM芯片42输出高频脉冲驱动信号，PWM芯片42的输出端与恒流调光芯片43的信号接收引脚连接，恒流调光芯片43根据PWM芯片42输出的高频脉冲驱动信号，控制恒流调光芯片43的调光模式，即控制驱动开关管的占空比减小或者不变。当LED电源处于低温环境中，热敏电阻R3阻值较大，在该温度下启动时，采样点的采样电压大于或等于参考电压Vref1，PWM芯片42被激活，输出高频脉冲驱动信号，使恒流调光芯片43进入PWM调光模式，驱动开关管Q2，减小驱动开关管Q2的占空比，以减小通过LED的电流，实现输出电流平滑启动。当开关电源工作一段时间后，自身会产生热量，由于实际上电路的体积很小，元器件比较集中，因此热敏电阻R4随着温度升高，阻值减小，使采样电压减小，当采样电压低于Vref1时，PWM模块锁定，输出恒定电信号，恒流调光芯片进入非调光模式，输出正常电流值，驱动LED光源点亮，稳定发光。

另外，采样点与比较器41的之间还包括依次连接的滤波电路和DC/DC转换器(图中未示出)，所述滤波电路用于过滤采样电压中的谐波，DC/DC转换器用于将所述滤波电路输出的高压直流电转换为低压直流电。

本实用新型充分利用恒流电路器件功能，实现低温环境下恒流电路输出平滑启动，避免低温启动时通过LED的电流过大，减少低温下电容对电路性能的影响。

实施例4

本实施例提供一种电器设备，包括上述低温环境下的电流控制电路。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种电流控制电路，其特征在于，所述电路包括：分压电阻、温度感应器件和控制电路；

所述分压电阻，其第一端接入电源正极，第二端连接温度感应器件的第一端，用于与温度感应器件分担电源电压；

所述温度感应器件，其第二端连接所述电源负极，用于根据环境温度改变电阻值，进而改变采样点的采样电压的大小，其中，所述采样点位于所述温度感应器件与所述分压电阻之间；

所述控制电路，其输入端连接所述采样点，输出端连接负载电路的驱动开关，用于根据所述采样电压调节所述驱动开关的占空比，以控制通过所述负载的电流大小。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述温度感应器件为热敏电阻，且其阻值随温度升高而减小。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制电路包括：

比较器，其第一输入端连接所述采样点，第二端输入端连接参考电压源，用于根据所述采样电压的大小，控制输出的电平信号；

PWM芯片，其输入端连接所述比较器的输出端，用于根据所述比较器输出的电平信号，控制输出的电信号；

恒流芯片，其输入端连接所述PWM芯片的输出端，输出端连接负载电路的驱动开关，用于根据所述PWM芯片输出的电信号控制驱动开关的占空比，以控制通过所述负载的电流大小。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述比较器具体用于，当所述采样电压大于或等于其输入的参考电压时，输出高电平信号，当所述采样电压小于其输入的参考电压时，输出低电平信号。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述PWM芯片具体用于，当所述比较器输出高电平信号时，输出周期性脉冲电信号；当所述比较器输出低电平信号时，输出恒定电信号。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述恒流芯片具体用于，当所述PWM芯片输出周期性脉冲电信号时，控制驱动开关的占空比减小，从而控制通过负载的电流减小，当所述PWM芯片输出恒定电信号时，控制驱动开关的占空比保持不变，从而控制通过负载的电流大小不变。

7.一种电器设备，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的电流控制电路。

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