CN212727499U - 一种开关半波数字稳压led调压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关半波数字稳压LED调压器，包括磁电机，磁电机的输出端并联设置有正半周可控整流电路和负半周可控整流电路，正半周可控整流电路包括第一可控硅整流开关、过零检测电路、控制单元、蓄电池电压采样电路、蓄电池检测组件和蓄电池，第一可控硅整流开关、过零检测电路、蓄电池电压采样电路、蓄电池检测组件均与所述控制单元通讯连接；负半周可控整流电路的输出端与第二可控硅整流开关的输入端连接，第二可控硅整流开关的输出端与稳压电路的输入端连接，稳压电路的输出端与LED负载电连接，本实用新型所提供的一种开关半波数字稳压LED调压器，能够有效解决现有稳压器充电输出容易失控、LED照明出现不稳定的问题。

Description

一种开关半波数字稳压LED调压器

技术领域

本实用新型属于调压器技术领域，具体涉及一种开关半波数字稳压LED调压器。

背景技术

现市面上的摩托车稳压整流器，一般包括消波电路、整流输出电路和控制电路，磁电机交流输出电压输入至消波电路，消波电路的输出端连接整流输出电路的输入端，整流输出电路的输出端分别连接摩托车蓄电池的充电端和控制电路的电压采样端，控制电路的输出端连接消波电路的触发端。工作时，交流电通过消波电路和整流输出电路对蓄电池进行充电，同时控制电路根据从整流输出电路采样到的采样电压触发消波电路工作，对磁电机交流输出电压的正负半周进行消波稳压，从而控制了电压升高而实现稳压的目的。这种摩托车稳压整流器再使用的过程中出现以下一些问题：充电输出容易失控、LED照明会出现不稳定等问题，同时，摩托车上使用的调压器主要有可控硅调压器，可控硅较大的导通压降较大，在功率较大的调压器中，会导致调压器承受严重的热量负荷，若调压器本身的散热能力欠佳，会使器件内部温度过快过高，无法保证产品的可靠性，即现有稳压器还存在发热量大及损耗大等问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的主要目的在于提供一种开关半波数字稳压LED调压器，旨在解决现有稳压器充电输出容易失控、LED照明出现不稳定的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种开关半波数字稳压LED调压器，包括磁电机，所述磁电机的输出端并联设置有正半周可控整流电路和负半周可控整流电路，所述正半周可控整流电路包括第一可控硅整流开关、过零检测电路、控制单元、蓄电池电压采样电路、蓄电池检测组件和蓄电池，所述第一可控硅整流开关、过零检测电路、蓄电池电压采样电路、蓄电池检测组件均与所述控制单元通讯连接；

所述过零检测电路，用于对所述正半周可控整流电路输出的电压进行检测，当输出电压过零时，发出信号至控制单元；

所述蓄电池电压采样电路，用于检测蓄电池的输出电压，然后通过模数转换器将模拟信号转换成数字信号传至控制单元；

所述蓄电池检测组件用于检测正半周可控整流电路的输出端是否有与所述蓄电池的充电端电连接，并根据检测结果输出对应的检测信号；

所述控制单元接收并响应过零检测电路、蓄电池电压采样电路和蓄电池检测组件的输出的检测信号控制第一可控硅整流开关的断开或闭合；

所述负半周可控整流电路包括第二可控硅整流开关，稳压电路和LED负载，所述负半周可控整流电路的输出端与所述第二可控硅整流开关的输入端连接，所述第二可控硅整流开关的输出端与所述稳压电路的输入端连接，所述稳压电路的输出端与LED负载电连接，所述稳压电路用于负半周可控整流电路的输出电压大于或小于稳压电路预设的稳压值时控制第二可控硅整流开关的断开或闭合。

优选地，其中所述负半周可控整流电路还包括PWM脉宽调制模块，所述 PWM脉宽调制模块设置于所述稳压电路和LED负载之间，且分别与所述稳压电路、LED负载和第二可控硅整流开关电连接。

优选地，其中所述PWM脉宽调制模块采用PAM2861集成电路，所述 PAM2861集成电路与所述PWM脉宽调制模块电连接。

优选地，其中所述稳压电路有三端稳压器U、基极与所述三端稳压器U的 IN端相连接、发射极与三端稳压器U的OUT端相连接，而集电极则与负半周可控整流电路的输出端相连接的晶体三极管VT4，一端与晶体三极管VT4的集电极相连接、另一端经电容C6与电容C7后与三端稳压器U的IN端相连接的电阻R4，串联在电阻R4与电容C6的连接点与三端稳压器U的OUT端之间的二极管D5，一端与三端稳压器U的OUT端相连接、另一端与输出电路相连接的电容C8，以及串联于晶体三极管VT4的集电极与发射极之间的二极管D4组成。

优选地，其中所述三端稳压器U选用WC7805稳压器。

优选地，其中所述控制单元包括外壳、以及设置于外壳表面的控制面板，所述控制面板包括主板、液晶显示面板和触摸按键面板，所述液晶显示面板和触摸按键面板均与所述主板通讯连接，所述主板设置于所述外壳内，所述外壳上还开设有装配孔，所述液晶显示面板和触摸按键面板通过装配孔安装于外壳表面。

优选地，其中还包括壳体，所述壳体由金属材料构成，所述磁电机、正半周可控整流电路和负半周可控整流电路的输出电路均通过环氧树脂密封于所述壳体内。

优选地，其中还包括警示报警仪，所述警示报警仪为蜂鸣器和发光管组成的声光报警模块，所述警示报警仪与所述控制单元电连接。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型所提供的开关半波数字稳压LED调压器，利用磁电机输出交流电的正半周给蓄电池充电，利用磁电机输出交流电的负半周给LED负载供电，由于正负半周独立，两者互不影响，保证了蓄电池和LED负载的稳定性；同时正半周可控整流电路通过设置第一可控硅整流开关、过零检测电路、控制单元、蓄电池电压采样电路、蓄电池检测组件和蓄电池，且可控硅整流开关、过零检测电路、蓄电池电压采样电路、蓄电池检测组件均与所述控制单元通讯连接，使得正半周可控整流电路中的充电电压通过过零检测电路、蓄电池电压采样电路和蓄电池检测组件的检测信号在符合要求的情况下，才能使得第一可控硅整流开关闭合使得充电电压输出，保证了正半周可控整流电路中的充电电压的稳定输出；同时，负半周可控整流电路通过设置第二可控硅整流开关，稳压电路和LED负载，以及负半周可控整流电路的输出端与第二可控硅整流开关的输入端连接，第二可控硅整流开关的输出端与稳压电路的输入端连接，稳压电路的输出端与LED负载电连接，通过设置稳压电路使得负半周可控整流电路的输出电压始终稳定在使用范围内，有利于保证LED照明稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的开关半波数字稳压LED调压器的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的开关半波数字稳压LED调压器的电路原理图。

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的一部分实施例，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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1和图2所示，本实用新型所提供的一种开关半波数字稳压LED调压器，包括磁电机11，磁电机11的输出端并联设置有正半周可控整流电路和负半周可控整流电路，该正半周可控整流电路包括第一可控硅整流开关21、过零检测电路22、控制单元23、蓄电池电压采样电路24、蓄电池检测组件25和蓄电池，且第一可控硅整流开关21、过零检测电路22、蓄电池电压采样电路24、蓄电池检测组件25均与控制单元23通讯连接；

其中，其中，控制单元23可以是包括微控制器(Micro Controller Unit,MCU) 的集成电路。本领域技术人员所熟知的是，微控制器可以包括中央处理单元 (CentralProcessing Unit，CPU)、只读存储模块(Read-Only Memory，ROM)、随机存储模块(RandomAccess Memory，RAM)、定时模块、数字模拟转换模块(A/D Converter)、以及若干输入/输出端口。当然，控制装置也可以采用其它形式的集成电路，如特定用途集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits, ASIC)或现场可编程门阵列(Field-programmable GateArray，FPGA)等；且控制单元23根据采集(检测)装置采集到的数据，对控制开关进行断开或闭合，属于现有技术，具体可参见专利号201820245681.1，201820774120.0等专利内容。

具体地，正半周可控整流电路的电压信号输出端与过零检测电路22的信号输入端连接，过零检测电路22的信号输出端连接至控制单元23的信号输入端，控制单元23的信号输出端与第一可控硅整流开关21的信号输入端连接，其中过零检测电路22，用于对正半周可控整流电路输出的电压进行检测，当输出电压过零时，发出信号至控制单元23；

其中第一可控硅整流开关21的信号输出端与蓄电池电压采样电路24电连接，蓄电池电压采样电路24的输出端与控制单元23通讯连接，其中蓄电池电压采样电路24，用于检测蓄电池的输出电压，然后通过模数转换器将模拟信号转换成数字信号传至控制单元23，具体的，例如预设蓄电池的输出电压为 10-15V，当蓄电池电压采样电路检测到蓄电池的输出电压在10-15V的范围内，发出信号至控制单元；

其中蓄电池电压采样电路24的电压输出端与蓄电池的充电端电连接，且蓄电池电压采样电路24的电压输出端与蓄电池的充电端之间还设置有蓄电池检测组件25，该蓄电池检测组件25用于检测正半周可控整流电路的输出端是否有与蓄电池的充电端电连接，并根据检测结果输出对应的检测信号，蓄电池的充电电压输出端与控制单元23电连接，蓄电池的充电电压输出端通过控制单元23 和第一可控硅整流开关21后与外部负载电连接；控制单元23接收并响应过零检测电路22、蓄电池电压采样电路24和蓄电池检测组件25的输出的检测信号控制第一可控硅整流开关的断开或闭合，具体的，当控制单元23接收到过零检测电路22接收到正半周可控整流电路的输出电压不是过零信号、蓄电池电压采样电路24采集到的蓄电池电压在预设范围内、且蓄电池检测组件25检测到正半周可控整流电路的输出电压与蓄电池电连接时，控制单元23控制第一可控硅整流开关21的闭合，进而保证充电电压输出的稳定性，不仅使得充电电压稳定在一个范围内，不至于输出电压过高或过低，精确控制输出电压数值，同时该充电电压输出端只有在接入蓄电池时，才会有电压输出，以此确保充电电压输出端所带外部负载在蓄电池接入的情况下正常工作，保护蓄电池和其它外部负载，当过零检测电路23、蓄电池电压采样电路24和蓄电池检测组件25的输出的检测信号有一项不符合要求时，均无法完成充电电压的输出，有效保证了充电电压输出的稳定性。

该负半周可控整流电路包括第二可控硅整流开关31，稳压电路33和LED 负载，负半周可控整流电路的输出端与第二可控硅整流开关31的输入端连接，第二可控硅整流开关31的输出端与稳压电路33的输入端连接，稳压电路33的输出端与LED负载电连接，稳压电路用于负半周可控整流电路的输出电压大于或小于稳压电路预设的稳压值时控制第二可控硅整流开关31的断开或闭合，通过设置稳压电路使得负半周可控整流电路的输出电压始终稳定在使用范围内，有利于保证LED照明稳定。

其中，第一(第二)可控硅整流开关、稳压电路、过零检测电路、蓄电池电压采样电路、蓄电池检测组件(201720802147.1)和蓄电池等部件未作特殊说明的，均可以通过商业途径购买获得，或通过现有技术组装连接方法获得；本领域技术人员也可以通过已公开的专利获知上述部件的结构等内容，具体可参见专利号201820119329.3、201820245681.1、201820903746.7、201821505941.0 以及201821927926.5等中国专利公开的相关内容。

在本实施例的一个优选技术方案中，其中负半周可控整流电路还包括PWM 脉宽调制模块32，PWM脉宽调制模块32设置于稳压电路33和LED负载之间，且分别与稳压电路33、LED负载和第二可控硅整流开关31电连接，通过设置 PWM脉宽调制模块32，使得负半周可控整流电路的输出电压更加稳定，为进一步提高该调压器的实用稳定性提供了技术支持。

实施例2

在实施例1的基础上，其中稳压电路33有三端稳压器U、基极与三端稳压器U的IN端相连接、发射极与三端稳压器U的OUT端相连接，而集电极则与负半周可控整流电路的输出端相连接的晶体三极管VT4，一端与晶体三极管VT4 的集电极相连接、另一端经电容C6与电容C7后与三端稳压器U的IN端相连接的电阻R4，串联在电阻R4与电容C6的连接点与三端稳压器U的OUT端之间的二极管D5，一端与三端稳压器U的OUT端相连接、另一端与输出电路相连接的电容C8，以及串联于晶体三极管VT4的集电极与发射极之间的二极管 D4组成，采用上述稳压电路后，输出电压较稳定；本实施例中的稳压电路还可以是现有技术中的其他稳压电路结构，主要能够保证驱动电源传输至LED负载的电压稳定的稳压电路均可，可参见专利号201820119329.3公开的一种LED灯稳压电路中相关内容。

在本实施例的一个优选技术方案中，其中三端稳压器U选用WC7805稳压器，WC7805稳压器具有过压、过流保护、用于起来可靠、方便、且价格便宜。

在本实施例的另一个优选技术方案中，其中PWM脉宽调制模块32采用 PAM2861集成电路，PAM2861集成电路与PWM脉宽调制模块电连接，PAM2861 集成电路是于连续工作模式下的降压转换器，专为单只或多只大功率LED串联使用，此驱动IC兼容较宽的直流输入电压，输入范围在6-40VDC内都能稳定可靠的工作，输出稳定可调的最大1A恒流电流，最高功率输出达24W。PAM2861 内置高精度电流检测器，能通过外置电阻设定输出电流，电流检测电压极低，只有0.1V，大大减少因大电流电阻发热变阻值问题，大大提高了该调压器的稳定性；输出电流可通过对VSET引脚进行PWM脉宽调制模块调节，PWM脉宽调制模块频率为100-1KHz，PWM脉宽调制模块最高输入电压是5V；VSET引脚也可能通过DC电压来控制输出开或关(软开或关功能)，输入低于0.38VDC 电压时，可有效关闭输出。使用PAM2861集成电路具有如下优点：

1)工作电压高达40V，能够有效满足24V AC的工作调节；

2)PAM2861设置了过流快速保护和过温保护，安全性较好；

3)PAM2861不受电压波动影响，横流效果好，PAM2861集成电路的设置使得负半周可控整流电路的电压输出精确稳定，进而使得LED照明稳定。

实施例3

在实施例1和/或实施例2的基础上，其中控制单元23包括外壳、以及设置于外壳表面的控制面板，控制面板包括主板、液晶显示面板和触摸按键面板，液晶显示面板和触摸按键面板均与主板通讯连接，主板设置于所述外壳内，外壳上还开设有装配孔，液晶显示面板和触摸按键面板通过装配孔安装于外壳表面，具体使用时，液晶显示面板和触摸按键面板以触控显屏的方式装配，且触摸显屏一体化安装于主板上，工作人员可以通过触摸按键面板输入相关的技术参数，比如输入蓄电池的电压范围值10-15V，且通过触摸显屏可以直观地进行操作控制，方便实用；当然，该控制单元也可以手动操作，具体为过零检测电路、蓄电池电压采样电路、蓄电池检测组件的检测信号均通过液晶显示面板显示出来，操作人员可以直观地观察到过零检测电路是否过零、蓄电池电压采样电路采集到的蓄电池的输出电压值、以及蓄电池检测组件采集到的正半周可控整流电路的输出端是否与蓄电池的充电端电连接的相关数据，当液晶显示面板显示过零检测电路、蓄电池电压采样电路和蓄电池检测组件的输出的检测信号均符合要求时，则将第一可控硅整流开关闭合，完成充电电压输出。

在本实施例的一个优选技术方案中，其中还包括壳体，该壳体由金属材料构成，磁电机、正半周可控整流电路和负半周可控整流电路的输出电路均通过环氧树脂密封于所述壳体内。该设置的LED调压器具有结构紧凑，体积小的特点，同时通过将壳体设置有金属材料，有利于该LED调压器产生的热量的传导散发，为进一步提高其散热性能提供了技术支持；

在本实施的一个优选技术方案中，其中还包括警示报警仪(图中未示出)，警示报警仪为蜂鸣器和发光管组成的声光报警模块，该警示报警仪与控制单元电连接。具体使用时，通过控制显示单元中的触摸按键面板对蓄电池的输出电压进行设定，当控制单元接收到过零检测电路、蓄电池电压采样电路和蓄电池检测组件的输出的检测信号中任一个不符合要求时，则控制发光二极管闪烁并且蜂鸣器报警对检测信号不符合要求无法输出充电电压进行报警，为该稳压 LED调压器的方便实用性提供了技术支持。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但实用新型的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种开关半波数字稳压LED调压器，包括磁电机，其特征在于，所述磁电机的输出端并联设置有正半周可控整流电路和负半周可控整流电路，所述正半周可控整流电路包括第一可控硅整流开关、过零检测电路、控制单元、蓄电池电压采样电路、蓄电池检测组件和蓄电池，所述第一可控硅整流开关、过零检测电路、蓄电池电压采样电路、蓄电池检测组件均与所述控制单元通讯连接；

所述过零检测电路，用于对所述正半周可控整流电路输出的电压进行检测，当输出电压过零时，发出信号至控制单元；

所述蓄电池电压采样电路，用于检测蓄电池的输出电压，然后通过模数转换器将模拟信号转换成数字信号传至控制单元；

所述蓄电池检测组件用于检测正半周可控整流电路的输出端是否有与所述蓄电池的充电端电连接，并根据检测结果输出对应的检测信号；

所述控制单元接收并响应过零检测电路、蓄电池电压采样电路和蓄电池检测组件的输出的检测信号控制第一可控硅整流开关的断开或闭合；

所述负半周可控整流电路包括第二可控硅整流开关，稳压电路和LED负载，所述负半周可控整流电路的输出端与所述第二可控硅整流开关的输入端连接，所述第二可控硅整流开关的输出端与所述稳压电路的输入端连接，所述稳压电路的输出端与LED负载电连接，所述稳压电路用于负半周可控整流电路的输出电压大于或小于稳压电路预设的稳压值时控制第二可控硅整流开关的断开或闭合。

2.根据权利要求1所述的开关半波数字稳压LED调压器，其特征在于，所述负半周可控整流电路还包括PWM脉宽调制模块，所述PWM脉宽调制模块设置于所述稳压电路和LED负载之间，且分别与所述稳压电路、LED负载和第二可控硅整流开关电连接。

3.根据权利要求2所述的开关半波数字稳压LED调压器，其特征在于，所述PWM脉宽调制模块采用PAM2861集成电路，所述PAM2861集成电路与所述PWM脉宽调制模块电连接。

4.根据权利要求1所述的开关半波数字稳压LED调压器，其特征在于，所述稳压电路有三端稳压器U、基极与所述三端稳压器U的IN端相连接、发射极与三端稳压器U的OUT端相连接，而集电极则与负半周可控整流电路的输出端相连接的晶体三极管VT4，一端与晶体三极管VT4的集电极相连接、另一端经电容C6与电容C7后与三端稳压器U的IN端相连接的电阻R4，串联在电阻R4与电容C6的连接点与三端稳压器U的OUT端之间的二极管D5，一端与三端稳压器U的OUT端相连接、另一端与输出电路相连接的电容C8，以及串联于晶体三极管VT4的集电极与发射极之间的二极管D4组成。

5.根据权利要求4所述的开关半波数字稳压LED调压器，其特征在于，所述三端稳压器U选用WC7805稳压器。

6.根据权利要求1所述的开关半波数字稳压LED调压器，其特征在于，所述控制单元包括外壳、以及设置于外壳表面的控制面板，所述控制面板包括主板、液晶显示面板和触摸按键面板，所述液晶显示面板和触摸按键面板均与所述主板通讯连接，所述主板设置于所述外壳内，所述外壳上还开设有装配孔，所述液晶显示面板和触摸按键面板通过装配孔安装于外壳表面。

7.根据权利要求1所述的开关半波数字稳压LED调压器，其特征在于，还包括壳体，所述壳体由金属材料构成，所述磁电机、正半周可控整流电路和负半周可控整流电路的输出电路均通过环氧树脂密封于所述壳体内。

8.根据权利要求1所述的开关半波数字稳压LED调压器，其特征在于，还包括警示报警仪，所述警示报警仪为蜂鸣器和发光管组成的声光报警模块，所述警示报警仪与所述控制单元电连接。

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