TWM454612U - 電子裝置及其控制電路 - Google Patents

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TWM454612U
TWM454612U TW101211427U TW101211427U TWM454612U TW M454612 U TWM454612 U TW M454612U TW 101211427 U TW101211427 U TW 101211427U TW 101211427 U TW101211427 U TW 101211427U TW M454612 U TWM454612 U TW M454612U
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Kuan-Hong Hsieh
Der-Ho Chi
Ji-Bao Fu
jin-hua Zhao
xiao-yun Chen
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Hon Hai Prec Ind Co Ltd
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    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/395—Linear regulators
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
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    • H—ELECTRICITY
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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Description

電子裝置及其控制電路
本新型涉及電路設計領域，特別是涉及一種電子裝置及其控制電路。
隨著節能環保理念深入人心，發光二極體(LED)固體光源憑藉其發光效率高、能耗低、壽命長等優點被廣泛應用推廣。目前大多數電子產品，例如燈具的電源都是恒流驅動，且電子產品對外接電源的電壓範圍也有嚴格的要求，即外接電源不能超過電子產品的電壓範圍。如果用戶不清楚或沒有嚴格按照要求使用或外接電網電壓突然變高，往往會對該電子產品造成損壞，甚至可能產生不可預知的危險。
此外，由於LED具有只能正嚮導通的特點，因此現有的LED燈都需要由AC/DC電源變壓器將高壓交流電轉換成合適的低壓直流電進行供電，這就需要用到電解電容等儲能元件，而電解電容的壽命是有限的。由於需要採用電容、變壓器等大體積元件，LED燈所需要電源的體積也不易縮小，且其基本電路中需要使用的元件多、電路複雜，啟動系統所需的時間較長，電源的功率因數和電源轉換效率也比較低。
有鑒於此，有必要提供一種控制電路，以解決上述問題。
一種控制電路，用於即時監測一負載的輸入電壓及輸入電流，該控制電路包括電壓偵測電路、電流偵測電路、比較電路及開關單元，該電壓偵測電 路連接至負載的電壓輸入端，用於對負載的輸入電壓進行採樣，得到第一採樣電壓值，並傳輸至比較電路；該電流偵測電路連接在負載的電流回路上，用於對流經負載的電流進行採樣，得到第二採樣電壓值，並回饋至比較電路；該開關單元連接在負載的電流回路上，該比較電路將接收到的第一採樣電壓值與一預定閾值電壓進行比較，並根據比較結果產生相應的控制信號，即時控制開關單元導通與斷開的時間，以調節流經負載的電流的佔空比；該比較電路還將接收到的第二採樣電壓值與該預定閾值電壓進行比較，並根據比較結果輸出相應的控制信號，即時控制該開關單元不同程度地導通，以調整流過負載的電流，為負載動態提供一個恒流電源。
還有必要提供一種電子裝置。
一負載及一控制電路，該控制電路用於即時監測負載的輸入電壓及輸入電流，該控制電路包括電壓偵測電路、電流偵測電路、比較電路及開關單元，該電壓偵測電路連接至負載的電壓輸入端，用於對負載的輸入電壓進行採樣，得到第一採樣電壓值，並傳輸至比較電路；該電流偵測電路連接在負載的電流回路上，用於對流經負載的電流進行採樣，得到第二採樣電壓值，並回饋至比較電路；該開關單元連接在負載的電流回路上，該比較電路將接收到的第一採樣電壓值與一預定閾值電壓進行比較，並根據比較結果產生相應的控制信號，即時控制開關單元導通與斷開的時間，以調節流經負載的電流的佔空比；該比較電路還將接收到的第二採樣電壓值與該預定閾值電壓進行比較，並根據比較結果輸出相應的控制信號，即時控制該開關單元不同程度地導通，以調整流過負載的電流，為負載動態提供一個恒流電源。
本新型的控制電路，通過即時監測負載的輸入電壓及輸入電流，並根據監測結果控制開關單元導通與斷開的時間，及控制開關單元不同程度地導通 ，從而為負載動態提供一個穩定恒流電源，達到恒流驅動效果，並能大大提高了所接負載的安全性、可靠性及其使用壽命，同時達到提高電源利用效率和功率因數的目的。
100‧‧‧電子裝置
10‧‧‧電源
20‧‧‧控制電路
201‧‧‧整流電路
202‧‧‧電壓偵測電路
203‧‧‧電流偵測電路
204‧‧‧比較電路
205‧‧‧開關單元
30‧‧‧負載
R1‧‧‧第一分壓電阻
R2‧‧‧第二分壓電阻
R3、R4、R5‧‧‧電阻
P‧‧‧電壓採樣點
D1、D2‧‧‧單嚮導通元件
D3‧‧‧比較器
A‧‧‧陽極端
R‧‧‧參考端
C‧‧‧陰極端
G‧‧‧控制端
D、S‧‧‧導通端
圖1為本新型提供的一種控制電路應用於一種電子裝置中的結構原理圖。
圖2為本新型提供的一種控制電路的結構原理圖。
請參閱圖1，一種電子裝置100包括電源10、控制電路20及負載30，本實施方式中，該負載30為由多個LED發光元件串聯組成的LED光源。該控制電路20用於即時監測負載30的輸入電壓及輸入電流，並根據監測結果調節流經負載30的電流，保護負載30在高電壓時不被損壞，並為負載動態提供一個穩定恒流電源。
該控制電路20包括整流電路201、電壓偵測電路202、電流偵測電路203、比較電路204及開關單元205。其中，電源10經過整流電路201後直接驅動負載30。該電壓偵測電路202連接至負載30的電壓輸入端，用於對負載30的輸入電壓進行採樣，得到第一採樣電壓值，並傳輸至比較電路204。該電流偵測電路203連接在負載30的電流回路上，用於對流經負載30的電流進行採樣，得到第二採樣電壓值，並回饋至比較電路204。該開關單元205也連接在負載30的電流回路上，該比較電路204將接收到的第一採樣電壓值與一預定閾值電壓進行比較，並根據比較結果輸出相應的控制信號，即時控制開關單元205導通與斷開的時間，從而調節流經負載30的電流的佔空比，使流經負載30的電流處於正常範圍內。該比較電路204還將接收到的第二採樣電壓值與預定閾值電壓進行比較，並根據比較結果輸出相應的控制信號，即時控制開關單元205不同程度地導通，以調整流過負載30的電流，從而 為負載30動態提供一個恒流電源。
圖2示出了本新型實施例提供的一種控制電路20的結構原理圖，為了便於說明，僅示出了與本新型實施例相關的部分，詳述如下。
該電壓偵測電路202包括串聯的第一分壓電阻R1及第二分壓電阻R2，其中，該第一分壓電阻R1一端連接至負載30的電壓輸入端，該第二分壓電阻R2一端接地，該第一分壓電阻R1及第二分壓電阻R2的連接節點構成一電壓採樣點P，用於對負載30的輸入電壓進行採樣，並通過一單嚮導通元件D1將獲得的第一採樣電壓值傳輸至比較電路204的輸入端。
該電流偵測電路203包括一電阻R3，該電阻R3的一端接地，另一端通過開關單元205連接至負載30，該電阻R3的非接地的端子電壓作為第二採樣電壓值，並通過一單嚮導通元件D2被回饋至比較電路204的輸入端。
該比較電路204包括一比較器D3，本實施方式中，該比較器D3採用一三端穩壓器，第一採樣電壓值及第二採樣電壓值通過該三端穩壓器的一參考端R輸入至該三端穩壓器中，該三端穩壓器的陽極端A接地，陰極端C通過一電阻R4連接至整流電路201的電壓輸出端。該三端穩壓器將該參考端R接收到的採樣電壓值與其內部基準電壓進行比較。在該實施方式中，該三端穩壓器為採用TL431，該預定閾值電壓為該三端穩壓器的內部基準電壓。
該開關單元205包括一控制端G、第一導通端D及第二導通端S，其中，該控制端G通過一電阻R5連接至該比較器D3的輸出端，即三端穩壓器的陰極端C；第一導通端D連接至負載30，第二導通端S連接至電阻R4。本實施方式中，該開關單元205採用一MOS管，在其他實施方式中，該開關單元205採用一晶體三極管。
若電源由於某種原因導致輸出至負載30的電壓過高，使該三端穩壓器的參 考端R接收到的第一採樣電壓值大於該三端穩壓器的內部基準電壓時，該三端穩壓器根據該比較結果輸出相應的控制信號，以控制開關單元205導通與斷開的時間，從而調節流經負載30的電流的佔空比，使流經負載30的電流處於正常範圍內，保護負載30在高電壓時不被損壞。
當電源輸出的電壓處於正常範圍時，若流經負載的電流由於某種原因發生變化時，該三端穩壓器將其參考端R接收到的第二採樣電壓值與其內部基準電壓進行比較，並根據比較結果輸出相應的控制信號，控制該開關單元205不同程度地導通，以調整流過負載30的電流，如此，則可為負載30動態地提供一個恒流電源。
本新型的控制電路，通過即時監測負載的輸入電壓及輸入電流，並根據監測結果控制開關單元導通與斷開的時間，及控制開關單元不同程度地導通，從而為負載動態提供一個穩定恒流電源，達到恒流驅動效果，並能大大提高了所接負載的安全性、可靠性及其使用壽命，同時達到提高電源利用效率和功率因數的目的。經實驗證實，採用本新型的控制電路的LED光源系統的功率因數可以高達0.9。此外，該控制電路基本線路元件少、結構簡單、回應速度快、體積小，適合為各種外接電源的電子產品做驅動電路。
本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本新型，而並非用作為對本新型的限定，只要在本新型的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本新型要求保護的範圍之內。
100‧‧‧電子裝置
10‧‧‧電源
20‧‧‧控制電路
201‧‧‧整流電路
202‧‧‧電壓偵測電路
203‧‧‧電流偵測電路
204‧‧‧比較電路
205‧‧‧開關單元
30‧‧‧負載

Claims (10)

  1. 一種控制電路，用於即時監測一負載的輸入電壓及輸入電流，其改良在於：該控制電路包括電壓偵測電路、電流偵測電路、比較電路及開關單元，該電壓偵測電路連接至負載的電壓輸入端，用於對負載的輸入電壓進行採樣，得到第一採樣電壓值，並傳輸至比較電路；該電流偵測電路連接在負載的電流回路上，用於對流經負載的電流進行採樣，得到第二採樣電壓值，並回饋至比較電路；該開關單元連接在負載的電流回路上，該比較電路將接收到的第一採樣電壓值與一預定閾值電壓進行比較，並根據比較結果產生相應的控制信號，即時控制開關單元導通與斷開的時間，以調節流經負載的電流的佔空比；該比較電路還將接收到的第二採樣電壓值與該預定閾值電壓進行比較，並根據比較結果輸出相應的控制信號，即時控制該開關單元不同程度地導通，以調整流過負載的電流，為負載動態提供一個恒流電源。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之控制電路，其中，該電壓偵測電路包括串聯的第一分壓電阻及第二分壓電阻，其中，該第一分壓電阻一端連接至負載的電壓輸入端，該第二分壓電阻一端接地，該第一分壓電阻及第二分壓電阻之間的連接節點構成一電壓採樣點，用於對負載的輸入電壓進行採樣。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之控制電路，其中，該電流偵測電路包括一第三電阻，該第三電阻的一端接地，另一端通過開關單元連接至負載，該第三電阻的非接地的端子電壓作為第二採樣電壓值。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之控制電路，其中，該比較電路包括一比較器。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之控制電路，其中，該比較器採用一三端穩壓器，該預定閾值電壓為該三端穩壓器的內部基準電壓；第一採樣電壓值及第二採樣電壓值通過該三端穩壓器的一參考端輸入至該三端穩壓器中，該三端穩壓器將該參考端接收到的第一、第二採樣電壓值與其內部基準電壓進行比較，並根據比較結果輸出相應的控制信號。
  6. 一種電子裝置，包括一負載及一控制電路，該控制電路用於即時監測負載的輸入電壓及輸入電流，其改良在於：該控制電路包括電壓偵測電路、電流偵測電路、比較電路及開關單元，該電壓偵測電路連接至負載的電壓輸入端，用於對負載的輸入電壓進行採樣，得到第一採樣電壓值，並傳輸至比較電路；該電流偵測電路連接在負載的電流回路上，用於對流經負載的電流進行採樣，得到第二採樣電壓值，並回饋至比較電路；該開關單元連接在負載的電流回路上，該比較電路將接收到的第一採樣電壓值與一預定閾值電壓進行比較，並根據比較結果產生相應的控制信號，即時控制開關單元導通與斷開的時間，以調節流經負載的電流的佔空比；該比較電路還將接收到的第二採樣電壓值與該預定閾值電壓進行比較，並根據比較結果輸出相應的控制信號，即時控制該開關單元不同程度地導通，以調整流過負載的電流，為負載動態提供一個恒流電源。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中，該電壓偵測電路包括串聯的第一分壓電阻及第二分壓電阻，其中，該第一分壓電阻一端連接至負載的電壓輸入端，該第二分壓電阻一端接地，該第一分壓電阻及第二分壓電阻之間的連接節點構成一電壓採樣點，用於對負載的輸入電壓進行採樣。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中，該電流偵測電路包括一第三電阻，該第三電阻的一端接地，另一端通過開關單元連接至負載，該第三電阻的非接地的端子電壓作為第二採樣電壓值。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中，該比較電路包括一比較器。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中，該比較器採用一三端穩壓器，該預定閾值電壓為該三端穩壓器的內部基準電壓；第一採樣電壓值及第二採樣電壓值通過該三端穩壓器的一參考端輸入至該三端穩壓器中，該三端穩壓器將該參考端接收到的第一、第二採樣電壓值與其內部基準電壓進行比較，並根據比較結果輸出相應的控制信號。
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