一种恒压输出调光电路的制作方法
本发明涉及电力电子，特别是一种恒压输出调光电路。
背景技术：
1、近年来，led(发光二极管)作为绿色、节能、长寿命的发光产品，与传统的照明光源相比，体积小、坚固耐用、寿命长，同时能量效率又高，具有明显的优势，所以广泛应用于日常led照明中。因此，根据不同的环境下，led灯需要调节不同的亮度来满足不同人群对亮度的不同需求，则可以通过调节流过led的电流大小来调节led光的亮度。
2、而目前led的调光系统通常的控制方式是在控制电路的负输出端串联场效应管，通过控制场效应管导通时间在周期内比例大小来达到调光目的，即通过占空比调光，此调光技术调光性能和一致性较好。
3、但在场效应管每一次导通时，由于led负载尺寸较长且线路距离较近，其线路间的分布电容较大，导致导通时输出端在短时间内产生很大的过冲电流，影响调光电路的工作稳定性和可靠性；同时有部分过冲电流流过led灯珠，对led灯珠的可靠性产生较大影响。更重要的是，恒压型电源输出电流并非固定的，而是一个范围值，所以当输出电流不一样时，过冲电流的限制点也不一样，目前的过冲电流抑制电路无法自适应调节相应的限制点。
技术实现思路
1、针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种恒压输出调光电路，根据不同的过冲电流自适应抑制并实现调光功能。
2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：
3、一种恒压输出调光电路，包括电压转换单元、自适应限流控制单元和微控制单元；电压转换单元包括共模电感lf4、电阻r99和mos管q11；所述电阻r99的一端和所述电压转换单元的负输出端电连接，电阻r99的另一端、所述自适应限流控制单元的采集端均和所述mos管q11的源极电连接，所述mos管q11的漏极和所述共模电感lf4的引脚3电连接，所述共模电感lf4的引脚2和所述电压转换单元的正输出端电连接，所述自适应限流控制单元的控制端和所述mos管q11的栅极电连接，所述自适应限流控制单元的调光输入端、自适应输入端和反馈端分别与所述微控制单元的调光输出端、自适应输出端和反馈输入端电连接；
4、所述自适应限流控制单元用于从所述电阻r99接收调光电流i，生成反馈信号传输至所述微控制单元；当所述微控制单元接收到所述反馈信号后，生成自适应信号传输至所述自适应限流控制单元；
5、所述微控制单元用于生成调光pwm信号传输至所述自适应限流控制单元；
6、当所述自适应限流控制单元接收到所述调光pwm信号和所述自适应信号时，若所述调光pwm信号为低电平，在t1时间段生成线性信号，在t2时间段生成饱和信号；若所述调光pwm信号为高电平，即为t3时间段，生成截止信号；
7、当所述mos管q11接收到所述线性信号、饱和信号或截止信号时，分别工作在线性区、饱和区或截止区。
8、进一步的，所述自适应限流控制单元包括自适应限流电路和开关电路；自适应限流电路的采集端用作自适应限流控制单元的采集端，自适应限流电路的控制端用作自适应限流控制单元的控制端，自适应限流电路的反馈端用作自适应限流控制单元的反馈端，自适应限流电路的自适应输入端用作自适应限流控制单元的自适应输入端，开关电路的调光输入端用作自适应限流控制单元的调光输入端；
9、所述自适应限流电路的开关端和开关电路的输出端电连接；
10、自适应限流电路用于从所述电阻r99接收所述调光电流i，生成所述反馈信号传输至所述微控制单元；当微控制单元接收到所述反馈信号后，生成所述自适应信号传输至所述自适应限流电路；
11、所述开关电路用于当接收到调光pwm信号为低电平时，所述自适应限流电路截止，当接收到所述调光pwm信号为高电平时，所述自适应限流电路导通；
12、当所述自适应限流电路接收到自适应信号且截止时，在所述t1时间段生成所述线性信号，在所述t2时间段生成所述饱和信号；若所述自适应限流电路导通时，即为所述t3时间段，生成所述截止信号。
13、进一步的，所述自适应限流电路包括电阻r93、电阻r94、电阻r95、电阻r98、电阻r100、电阻r101、三极管q13、电容c28、电容c50、运算放大器u9a和运算放大器u9b；所述运算放大器u9a的负输入端用作所述自适应限流电路的反馈端，所述电阻r95的一端用作所述自适应限流电路的自适应输入端，所述三极管q13的集电极用作所述自适应限流电路的采集端，所述三极管q13的发射极用作所述自适应限流电路的控制端，所述三极管q13的基极用作所述自适应限流电路的开关端；
14、所述电阻r101的一端、所述运算放大器u9b的正输入端均和所述三极管q13的集电极电连接，所述电阻r101的另一端、所述电阻r93的一端均和所述三极管q13的发射极电连接，所述电阻r98的一端、所述电阻r100的一端均和所述运算放大器u9b的负输入端电连接，所述电阻r100的另一端、所述运算放大器u9b的输出端均和所述运算放大器u9a的负输入端电连接，所述电阻r95的另一端、所述电容c28的一端均和所述电阻r94的一端电连接，所述电阻r94的另一端和所述运算放大器u9a的正输入端电连接，所述电阻r93的另一端和所述运算放大器u9a的输出端电连接，所述运算放大器u9a的正电源端和所述电容c50的一端均接电源，所述电容c50的另一端、所述电容c28的另一端、所述电阻r98的另一端和所述运算放大器u9a的负电源端均接地；
15、当所述三极管q13截止时，所述自适应限流电路导通；当所述三极管q13导通时，所述自适应限流电路截止。
16、进一步的，所述反馈信号：iout_sense＝i*r99*n；
17、所述自适应信号的占空比：shoot_pwm＝iout_sense/[(1-a)*v]，即shoot_pwm＝i*r99*n/[(1-a)*v]；
18、其中i为所述调光电流i，r99为所述电阻r99的阻值，n为所述运算放大器u9b的放大倍数，a为所述调光电流i的峰值预留余量，v为所述微控制单元的调光输出端输出高电平时的电压。
19、进一步的，所述调光电流i的峰值预留余量a的取值为0.1。
20、进一步的，所述开关电路包括电阻r102、电阻r103、电阻r104和mos管q12；所述电阻r103的一端用作所述开关电路的调光输入端，所述电阻r104的一端用作所述开关电路的输出端；
21、所述电阻r104的另一端和所述mos管q12的漏极电连接，所述电阻r103的另一端、所述电阻r102的一端均和所述mos管q12的栅极电连接，所述电阻r102的另一端和所述mos管q12的发射极均接地。
22、进一步的，还包括调光信号接收单元和功率因数校正单元；所述调光信号接收单元的输入端外接调光电流信号，所述调光信号接收单元的输出端和所述微控制单元的输入端电连接；
23、所述功率因数校正单元的输入端外接单相交流电，所述功率因数校正单元的输出端和所述电压转换单元的输入端电连接；
24、所述调光信号接收单元用于将外接的所述调光交流信号光耦隔离，转化为调光直流信号传输至所述微控制单元；当所述微控制单元接收到所述调光直流信号时，生成所述调光pwm信号；
25、所述功率因数校正单元用于提高所述单相交流电的功率因数并生成恒定电压传输至所述电压转换单元；
26、当所述电压转换单元接收到所述恒定电压时，生成所述调光电流i和调光信号。
27、进一步的，所述调光信号的占空比为(t1+t2)/(t1+t2+t3)。
28、进一步的，所述电压转换单元还包括隔离变压器t1，所述隔离变压器t1将所述恒定电压和所述调光信号隔离。
29、本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：自适应限流控制单元通过电阻r99实时采集电压转换单元输出的调光电流i，经自适应限流控制单元内部电路处理形成可被微控制单元(如mcu)识别的反馈信号(iout_sense)反馈至微控制单元，使微控制单元根据所接收到的反馈信号相应生成自适应信号(shoot_pwm)传输至自适应限流控制单元；当自适应限流控制单元接收到调光pwm信号(dim_pwm)和自适应信号(shoot_pwm)时，若调光pwm信号为低电平，代表要控制mos管q11导通，则先在t1时间段生成线性信号使mos管q11工作在线性区度过导通过冲电流，然后在t2时间段生成饱和信号使mos管q11工作在饱和区，完全导通；若调光pwm信号为高电平，代表要控制mos管q11截止，即将截止时间段设为t3时间段，生成截止信号使mos管q11工作在截止区；从而实时适应调光电流i对mos管q11导通造成的过冲电流现象进行抑制，且跟随调光pwm信号，保持灯具调光控制的逻辑不变，实现调光功能，提高了调光电路的工作稳定性和可靠性。
技术特征：
1.一种恒压输出调光电路，其特征在于：包括电压转换单元、自适应限流控制单元和微控制单元；电压转换单元包括共模电感lf4、电阻r99和mos管q11；所述电阻r99的一端和所述电压转换单元的负输出端电连接，电阻r99的另一端、所述自适应限流控制单元的采集端均和所述mos管q11的源极电连接，所述mos管q11的漏极和所述共模电感lf4的引脚3电连接，所述共模电感lf4的引脚2和所述电压转换单元的正输出端电连接，所述自适应限流控制单元的控制端和所述mos管q11的栅极电连接，所述自适应限流控制单元的调光输入端、自适应输入端和反馈端分别与所述微控制单元的调光输出端、自适应输出端和反馈输入端电连接；
2.根据权利要求1所述的一种恒压输出调光电路，其特征在于：所述自适应限流控制单元包括自适应限流电路和开关电路；自适应限流电路的采集端用作自适应限流控制单元的采集端，自适应限流电路的控制端用作自适应限流控制单元的控制端，自适应限流电路的反馈端用作自适应限流控制单元的反馈端，自适应限流电路的自适应输入端用作自适应限流控制单元的自适应输入端，开关电路的调光输入端用作自适应限流控制单元的调光输入端；
3.根据权利要求2所述的一种恒压输出调光电路，其特征在于：所述自适应限流电路包括电阻r93、电阻r94、电阻r95、电阻r98、电阻r100、电阻r101、三极管q13、电容c28、电容c50、运算放大器u9a和运算放大器u9b；所述运算放大器u9a的负输入端用作所述自适应限流电路的反馈端，所述电阻r95的一端用作所述自适应限流电路的自适应输入端，所述三极管q13的集电极用作所述自适应限流电路的采集端，所述三极管q13的发射极用作所述自适应限流电路的控制端，所述三极管q13的基极用作所述自适应限流电路的开关端；
4.根据权利要求3所述的一种恒压输出调光电路，其特征在于：所述反馈信号：iout_sense＝i*r99*n；
5.根据权利要求4所述的一种恒压输出调光电路，其特征在于：所述调光电流i的峰值预留余量a的取值为0.1。
6.根据权利要求2所述的一种恒压输出调光电路，其特征在于：所述开关电路包括电阻r102、电阻r103、电阻r104和mos管q12；所述电阻r103的一端用作所述开关电路的调光输入端，所述电阻r104的一端用作所述开关电路的输出端；
7.根据权利要求1所述的一种恒压输出调光电路，其特征在于：还包括调光信号接收单元和功率因数校正单元；所述调光信号接收单元的输入端外接调光电流信号，所述调光信号接收单元的输出端和所述微控制单元的输入端电连接；
8.根据权利要求7所述的一种恒压输出调光电路，其特征在于：所述调光信号的占空比为(t1+t2)/(t1+t2+t3)。
9.根据权利要求7所述的一种恒压输出调光电路，其特征在于：所述电压转换单元还包括隔离变压器t1，所述隔离变压器t1将所述恒定电压和所述调光信号隔离。
技术总结
本发明涉及电力电子技术领域，特别是一种恒压输出调光电路，包括电压转换单元、自适应限流控制单元和微控制单元；电压转换单元包括电阻R99和MOS管Q11；自适应限流控制单元用于从电阻R99接收调光电流I，生成反馈信号传输至微控制单元，然后微控制单元生成自适应信号和调光PWM信号传输至自适应限流控制单元；若自适应限流控制单元收到的调光PWM信号为低电平时，在t1时间段生成线性信号，使MOS管Q11工作在线性区，在t2时间段生成饱和信号，使MOS管Q11工作在饱和区；若为高电平时，即为t3时间段，生成截止信号，使MOS管Q11工作在截止区；从而根据不同的过冲电流自适应抑制并实现调光功能。
技术研发人员：赵楠楠,柳景元,陈亮辉
受保护的技术使用者：吉安伊戈尔电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23