CN212992651U - 一种不对称半桥电路及照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不对称半桥电路及照明系统，包括：不对称半桥模块，不对称半桥模块包括谐振电容C1，不对称半桥模块的输入端与外部电源连接，不对称半桥模块的输出端能够与外部负载连接；分流模块，分流模块与谐振电容C1并联；检测模块，检测模块与分流模块连接以检测分流模块的电压或电流。通过分流模块与谐振电容C1并联，使得分流模块形成分流支路，同时分流模块的阻抗较大，起到限流作用，以令分流支路的电流较小，进而通过检测模块对分流模块检测以获取检测电压或检测电流。通过分流模块与谐振电容C1并联形成分流支路，获取部分流经电容C1的电流进行检测，有利于减少检测时损耗的电能，提高整体电路的效率。

Description

一种不对称半桥电路及照明系统

技术领域

本实用新型涉及照明领域，特别涉及一种不对称半桥电路及照明系统。

背景技术

LED作为新一代照明源，具有发光亮度高、节能、使用寿命长等优点，因而被广泛使用在不同领域中。现有技术中，部分LED使用不对称半桥电路驱动LED工作，不对称半桥电路具有结构简单、制作成本较低以及输入与输出隔离等优点。

然而，参考图1，现有的不对称半桥电路900的结构中，一般在谐振电容C1到地之间通过串联电阻R1进行电流检测，然而这种结构流经谐振电容C1的电流全部施加在电阻R1上，使得流经电阻R1的电流较大，根据焦耳定律，电流越大电阻R1损耗电能产生的热能越多，不利于提高整体电路的效率。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种不对称半桥电路，其能够减少检测时损耗的电能，提高整体电路的效率。本实用新型还提出照明系统，其能够减少检测时损耗的电能，提高照明效率。

根据本实用新型第一方面实施例的一种不对称半桥电路，包括：不对称半桥模块，所述不对称半桥模块包括谐振电容C1，所述不对称半桥模块的输入端与外部电源连接，所述不对称半桥模块的输出端能够与外部负载连接；分流模块，所述分流模块与所述谐振电容C1并联；检测模块，所述检测模块与所述分流模块连接以检测所述分流模块的电压或电流。

根据本实用新型实施例的一种不对称半桥电路，至少具有如下有益效果：通过分流模块与谐振电容C1并联，使得分流模块形成分流支路，同时分流模块的阻抗较大，起到限流作用，以令分流支路的电流较小，进而通过检测模块对分流模块检测以获取检测电压或检测电流。以此结构，通过分流模块与谐振电容C1并联形成分流支路，获取部分流经电容C1的电流进行检测，有利于减少检测时损耗的电能，提高整体电路的效率。

根据本实用新型的一些实施例，还包括控制模块，所述控制模块分别与所述检测模块以及所述不对称半桥模块连接，所述控制模块根据所述检测模块的反馈信号控制所述不对称半桥模块工作。

根据本实用新型的一些实施例，所述分流模块包括电容C2以及电阻R1，所述电容C2的一端与所述谐振电容C1的一端连接，所述电容C2的另一端分别与所述检测模块以及所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述谐振电容C1的另一端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述检测模块包括电阻R2以及电容C3，所述电阻R2的一端分别与所述电容C2的林一段以及所述电阻R1的一端连接，所述电阻R2的另一端分别与所述电容C3以及所述控制模块连接，所述电容C3的另一端接地。

根据本实用新型的一些实施例，还包括二极管D1，所述二极管D1的阴极分别与所述电容C2的另一端、电阻R1的一端以及所述检测模块连接，所述二极管D1的阳极分别与所述谐振电容C1的另一端以及所述电阻R1的另一端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述不对称半桥模块还包括开关管Q1、开关管Q2以及变压器T1；所述开关管Q1的输入端与外部电源连接，所述开关管Q1的输出端分别与所述开关管Q2的输入端以及所述变压器T1初级线圈的一端连接，所述开关管Q1的受控端与所述控制模块连接；所述变压器T1初级线圈的另一端分别与所述谐振电容C1的一端以及所述电容C2的一端连接；所述开关管Q2的输出端、所述谐振电容C1的另一端以及所述电阻R1的另一端接地，所述开关管Q2的受控端与所述控制模块连接；所述变压器T1的次级线圈与外部负载连接。

根据本实用新型的一些实施例，还包括二极管D2，所述变压器T1初级线圈的同名端分别与所述开关管Q1的输出端以及所述开关管Q2的输入端连接，所述变压器T1初级线圈的异名端分别与所述谐振电容C1的一端以及所述电容C2的一端连接；所述变压器T1次级线圈的同名端接地，所述变压器T1次级线圈的异名端与所述二极管D2的阳极连接，所述二极管D2的阴极与外部负载连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述控制模块包括PWM单元，所述PWM单元的反馈端与所述检测模块连接，所述PWM单元的第一输出端与所述开关管Q1的受控端连接，所述PWM单元的第二输出端与所述开关管Q2的受控端连接。

根据本实用新型第二方面实施例照明系统，包括上述的一种不对称半桥电路以及光源负载，所述不对称半桥模块的输出端与所述光源负载连接。

根据本实用新型实施例的照明系统，至少具有如下有益效果：通过不对称半桥模块驱动光源负载工作，同时通过分流模块与谐振电容C1并联，分流模块能够获取部分流经谐振电容C1的电流形成输入至检测模块的检测电压，以此结构有利于减少检测时损耗的电能，有利于提高不对称半桥模块驱动光源负载工作的效率，令电光转换效率更高，更节能。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为传统不对称半桥电路的电路图；

图2为本实用新型其中一种实施例的电路图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

如图2所示，根据本实用新型实施例的一种不对称半桥电路，包括：不对称半桥模块100，不对称半桥模块100包括谐振电容C1，不对称半桥模块100的输入端与外部电源连接，不对称半桥模块100的输出端能够与外部负载连接；分流模块200，分流模块200与谐振电容C1并联；检测模块300，检测模块300与分流模块200连接以检测分流模块200的电压或电流。

通过分流模块200与谐振电容C1并联，使得分流模块200形成分流支路，同时分流模块200的阻抗较大，起到限流作用，以令分流支路的电流较小，进而通过检测模块300对分流模块200进行检测以获取检测电压或检测电流。以此结构，通过分流模块200与谐振电容C1并联形成分流支路，获取部分流经电容C1的电流进行检测，有利于减少检测时损耗的电能，提高整体电路的效率。

参照图2，在本实用新型的一些实施例中，还包括控制模块400，控制模块400分别与检测模块300以及不对称半桥模块100连接，控制模块400根据检测模块300的反馈信号控制不对称半桥模块100工作。

不对称半桥模块100驱使外部负载工作，检测模块300检测分流模块200的电压或电流以产生反馈信号传输至控制模块400，控制模块400根据反馈信号控制不对称半桥模块100工作，进而令不对称半桥模块100能够更加稳定地驱使外部负载工作，避免出现对电压或电流过大、过小的情况，提高可靠性。

参照图2，在本实用新型的一些实施例中，分流模块200包括电容C2以及电阻R1，电容C2的一端与谐振电容C1的一端连接，电容C2的另一端分别与检测模块300以及电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与谐振电容C1的另一端连接。

电容C2的容量远小于谐振电容C1的容量，使得电容C2的等效容抗远大于电容C1的容抗，进而令流经电容C2的电流较小，电容C2的电流流经电阻R1，使得电阻R1两端产生压降，即电容C2与电阻R1配合分压，以形成输入检测单元的检测电压。电阻R1的作用是为了配合流经电容C2的电流形成检测电压，所以电阻R1的阻值可以设置得非常小，电阻R1的阻值与电容C2的容抗相比可以忽略不计，以方便电路设计。以此结构，通过电容C2并联以从谐振电容C1分流获取部分电流，并经过电阻R1形成检测电压，由于流经电容C2的电流较小，有利于降低电阻R1损耗的电能，提高整体电路的效率。

分流模块200亦可以是包括两个电阻的实施方式，两个电阻连接形成分压电路，分压电路与谐振电容C1并联，通过使用两个电阻的阻值较大，以限制流入分压电路的电流，并且两个电阻之间形成检测电压输入至检测单元。

参照图2，在本实用新型的一些实施例中，检测模块300包括电阻R2以及电容C3，电阻R2的一端分别与电容C2的林一段以及电阻R1的一端连接，电阻R2的另一端分别与电容C3以及控制模块400连接，电容C3的另一端接地。

电容C2和电阻R1之间的检测电压，经过电阻R2以及电容C3组成的分压电路形成反馈信号传输至制模块，控制模块400根据反馈信号能够获知流经谐振电容C1的电流大小，进而获知不对称半桥模块100的状态，然后控制模块400据此控制不对称半桥模块100工作，以控制输出功率、峰值电压、峰值电流等参数。使用电阻R2配合电容C3的方式，结构简单，便于实施。

检测模块300亦可以是包括两个电阻的实施方式，两个电阻组成分压分压电路形成反馈信号输入至控制模块400。

参照图2，在本实用新型的一些实施例中，还包括二极管D1，二极管D1的阴极分别与电容C2的另一端、电阻R1的一端以及检测模块300连接，二极管D1的阳极分别与谐振电容C1的另一端以及电阻R1的另一端连接。

由于不对称半桥模块100工作时，谐波电容C1会有反向电流，电容C2亦会产生反向电流，使得电阻R1产生反向电压，即形成反向的检测电压，不适合输入至控制模块400的端脚，可能会导致控制模块400的端脚损坏的情况。因此，通过二极管D1与电阻R1并联，使得电容C2产生反向电流时，二极管D1导通短路电阻R1，同时二极管D1的压降可以忽略不计，以此可以避免形成反向的检测电压，有利于保护控制模块400的端脚，提高可靠性。

参照图2，在本实用新型的一些实施例中，不对称半桥模块100还包括开关管Q1、开关管Q2以及变压器T1；开关管Q1的输入端与外部电源连接，开关管Q1的输出端分别与开关管Q2的输入端以及变压器T1初级线圈的一端连接，开关管Q1的受控端与控制模块400连接；变压器T1初级线圈的另一端分别与谐振电容C1的一端以及电容C2的一端连接；开关管Q2的输出端、谐振电容C1的另一端以及电阻R1的另一端接地，开关管Q2的受控端与控制模块400连接；变压器T1的次级线圈与外部负载连接。

开关管Q1、开关管Q2、变压器T1以及谐振电容C1构成常规的不对称半桥电路，控制模块400控制开关管Q1以及开关管Q2的通断时间以控制输出功率、峰值电压、峰值电流等参数。不对称半桥电路具有使用元件少，控制简单、启动平滑等优点。

开关管Q1、开关管Q2可以是MOS管或IGBT管等器件的实施方式。

参照图2，在本实用新型的一些实施例中，还包括二极管D2，变压器T1初级线圈的同名端分别与开关管Q1的输出端以及开关管Q2的输入端连接，变压器T1初级线圈的异名端分别与谐振电容C1的一端以及电容C2的一端连接；变压器T1次级线圈的同名端接地，变压器T1次级线圈的异名端与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极与外部负载连接。

开关管Q1、开关管Q2、变压器T1、谐振电容C1以及二极管D2构成不对称半桥反激电路，不对称半桥反激电路具有体积小、成本低的优点，并且避免了变压器偏磁的问题，提高可靠性。

参照图2，在本实用新型的一些实施例中，控制模块400包括PWM单元，PWM单元的反馈端与检测模块300连接，PWM单元的第一输出端与开关管Q1的受控端连接，PWM单元的第二输出端与开关管Q2的受控端连接。

PWM单元根据检测模块300的反馈信号，调节输出至开关管Q1受控端以及开关管Q2受控端的PWM信号占空比，以控制开关管Q1、开关管Q2的导通时刻以及导通时长，进而令不对成半桥模块能够驱动外部负载工作。PWM单元可以是常用的能够产生PWM信号的芯片或电路等实施方式。

控制模块400亦可以是包括单片机、嵌入式芯片等能够根据外部输入信号控制其他部件工作的器件或电路的实施方式。

根据本实用新型的第二方面实施例的照明系统，包括上述述的一种不对称半桥电路以及光源负载，不对称半桥模块100的输出端与光源负载连接。

通过不对称半桥模块100驱动光源负载工作，同时通过分流模块200与谐振电容C1并联，分流模块200能够获取部分流经谐振电容C1的电流形成输入至检测模块300的检测电压，以此结构有利于减少检测时损耗的电能，有利于提高不对称半桥模块100驱动光源负载工作的效率，令电光转换效率更高，更节能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

当然，本实用新型创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种不对称半桥电路，其特征在于，包括：

不对称半桥模块(100)，所述不对称半桥模块(100)包括谐振电容C1，所述不对称半桥模块(100)的输入端与外部电源连接，所述不对称半桥模块(100)的输出端能够与外部负载连接；

分流模块(200)，所述分流模块(200)与所述谐振电容C1并联；

检测模块(300)，所述检测模块(300)与所述分流模块(200)连接以检测所述分流模块(200)的电压或电流。

2.根据权利要求1所述的一种不对称半桥电路，其特征在于：还包括控制模块(400)，所述控制模块(400)分别与所述检测模块(300)以及所述不对称半桥模块(100)连接，所述控制模块(400)根据所述检测模块(300)的反馈信号控制所述不对称半桥模块(100)工作。

3.根据权利要求2所述的一种不对称半桥电路，其特征在于：所述分流模块(200)包括电容C2以及电阻R1，所述电容C2的一端与所述谐振电容C1的一端连接，所述电容C2的另一端分别与所述检测模块(300)以及所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述谐振电容C1的另一端连接。

4.根据权利要求3所述的一种不对称半桥电路，其特征在于：所述检测模块(300)包括电阻R2以及电容C3，所述电阻R2的一端分别与所述电容C2的林一段以及所述电阻R1的一端连接，所述电阻R2的另一端分别与所述电容C3以及所述控制模块(400)连接，所述电容C3的另一端接地。

5.根据权利要求3或4所述的一种不对称半桥电路，其特征在于：还包括二极管D1，所述二极管D1的阴极分别与所述电容C2的另一端、电阻R1的一端以及所述检测模块(300)连接，所述二极管D1的阳极分别与所述谐振电容C1的另一端以及所述电阻R1的另一端连接。

6.根据权利要求5所述的一种不对称半桥电路，其特征在于：所述不对称半桥模块(100)还包括开关管Q1、开关管Q2以及变压器T1；

所述开关管Q1的输入端与外部电源连接，所述开关管Q1的输出端分别与所述开关管Q2的输入端以及所述变压器T1初级线圈的一端连接，所述开关管Q1的受控端与所述控制模块(400)连接；

所述变压器T1初级线圈的另一端分别与所述谐振电容C1的一端以及所述电容C2的一端连接；

所述开关管Q2的输出端、所述谐振电容C1的另一端以及所述电阻R1的另一端接地，所述开关管Q2的受控端与所述控制模块(400)连接；

所述变压器T1的次级线圈与外部负载连接。

7.根据权利要求6所述的一种不对称半桥电路，其特征在于：还包括二极管D2，所述变压器T1初级线圈的同名端分别与所述开关管Q1的输出端以及所述开关管Q2的输入端连接，所述变压器T1初级线圈的异名端分别与所述谐振电容C1的一端以及所述电容C2的一端连接；

所述变压器T1次级线圈的同名端接地，所述变压器T1次级线圈的异名端与所述二极管D2的阳极连接，所述二极管D2的阴极与外部负载连接。

8.根据权利要求7所述的一种不对称半桥电路，其特征在于：所述控制模块(400)包括PWM单元，所述PWM单元的反馈端与所述检测模块(300)连接，所述PWM单元的第一输出端与所述开关管Q1的受控端连接，所述PWM单元的第二输出端与所述开关管Q2的受控端连接。

9.照明系统，其特征在于：包括如权利要求1至8任一权利要求所述的一种不对称半桥电路以及光源负载，所述不对称半桥模块(100)的输出端与所述光源负载连接。

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