CN102858070B - 一种mos管控制负载的调节电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种MOS管控制负载的调节电路。所述MOS管控制负载的调节电路，由无线天线控制单元、电源/过零单元、驱动单元组成，其特殊之处在于：驱动单元连接无线天线控制单元，并连接电源/过零单元，无线天线控制单元连接电源/过零单元，无线天线控制单元外接天线，驱动单元接入火线与控制对象，以上三个单元并分别接入零线，该发明既不影响大功率负载在调光过程中易通过传导测试和安规测试，又能完全关闭极小功率的带变压器射灯的调节电路。

Description

一种MOS管控制负载的调节电路

技术领域

发明涉及一种通过传导测试的MOS管控制负载的调节电路。

背景技术

目前，在电子产品领域中，如加热类、马达调速类、调光类等绝大多数功率调节电路产品都是采用可控硅斩波方式实现的，产品结构比较复杂，且抗电压冲击能力差，在产品空间苛刻的条件下难以做到通过传导测试的要求。

一般采用普通的可控硅调光电路，如图5所示，可控硅调节功率是采用后期斩波方式进行的，如果是开通最大功率，那么电网电压对可控硅的冲击影响不大，如果不是开通最大功率，特别在开通最小功率时，电网电压对可控硅的冲击影响很大，产品很难通过传导测试，由于可控硅本身的特性决定，要使产品通过传导测试，必须在负载与控制器之间串接一个磁环电感，而且磁环电感的体积由负载标称功率决定，其体积十分庞大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用MOS管调节负载功率，能作为全波整流电路，既不影响大功率负载在调光过程中易通过传导测试和安规测试，又能完全关闭极小功率的带变压器射灯，结构简单、制作成本低、所占空间极小、装配简单、可靠性高的调节电路。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

这种MOS管控制负载的调节电路，由无线天线控制单元、电源/过零单元、驱动单元组成，其特征在于：驱动单元连接无线天线控制单元，并连接电源/过零单元，无线天线控制单元连接电源/过零单元，无线天线控制单元外接天线，驱动单元接入火线与控制对象，以上的无线天线控制单元、电源/过零单元、驱动单元三个单元并分别接入零线，其中电源/过零单元中的稳压电源U2、电容C7、电阻R8与无线天线控制单元中的电容C16、电容C15、电阻R19、主控芯片U5接口11连接，电源/过零单元中的开关电源U1、电容C5、电容C6、稳压电源U2的一端与驱动单元中的电阻R21的一端连接。

所述电源/过零单元由三个二极管、一个电感、一个开关电源、一个稳压电源、一个三极管、三个电阻、六个电容组成，其中二极管D4的正极一端通过交流火线ACL与驱动单元的一端连接，二极管D5的正极一端、电阻R5的一端通过交流零线ACN与驱动单元的一端连接，该二极管D4的负极一端、D5的负极一端与二极管D1的正极一端连接，该二极管D1的负极一端与电感L1的一端连接，该电感L1的另一端与开关电源U1、电容C2的一端连接，该电容C2、开关电源U1、电容C5、电容C6、稳压电源U2、电容C7的另一端还连接零线，该电阻R5的另一端与电阻R6的一端连接，该电阻R6的另一端与电容C8的一端、三极管Q1的基极一端连接，该三极管Q1的集电极一端与电阻R8、电容C9的一端通过交流过零信号ZERO连接无线天线控制单元，该电容C8的另一端与电容C9的另一端、三极管Q1的发射极一端连接零线。

所述驱动单元由一个压敏电阻、一个可控硅、一个光耦、两个高频滤波电容、一个三极管、两个MOS管、八个电阻组成，其中压敏电阻RZ1、高频滤波电容CX1、电阻R7的两端分别通过交流零线ACN、交流火线ACL与电源/过零单元连接在一起，该光耦U3、可控硅TR1的一端通过交流火线ACL与电源/过零单元连接在一起，该可控硅TR1的另一端与电阻R10、高频滤波电容CX2的一端、电阻R9的一端、MOS管Q2的漏极一端连接，该光耦U3的另一端与电阻R10、电阻R11连接，该电阻R11通过交流斩波信号CX CTRL与无线天线控制单元连接，该高频滤波电容CX2的另一端、电阻R9的另一端以及MOS管Q4的漏极一端与控制对象连接，该MOS管Q2的栅极一端与电阻R22的一端、MOS管Q4的栅极一端连接，该MOS管Q2的源极一端与电阻R23的一端连接，该电阻R22的另一端与电阻R21、三极管Q3的集电极一端连接，该三极管Q3的基极一端与电阻R20的一端连接，该电阻R20的另一端通过交流回路可关断开关S1与无线天线控制单元连接，该光耦U3的一端、三极管Q3的发射极一端、电阻R23的另一端、MOS管Q4的源极一端与零线相连接。

所述无线天线控制单元由一个天线、一个主控芯片、一个开关、两个电阻、三个电容组成，其中主控芯片U5的一端接口3、13、10分别通过ZERO、S1、CXCTRL与电源/过零单元、驱动单元连接，该主控芯片U5的一端接口15还与电阻24的一端连接，该电阻24的另一端与开关K1的一端相连，该主控芯片U5的另一端接口18连接天线ANT1，该主控芯片U5的另一端接口11连接电阻R19的一端、电容C15的一端、电容C16的一端，该主控芯片U5的另一端接口2与电阻R19的另一端、电容C14的一端连接，该该主控芯片U5的另一端接口1、6、12、16、17以及电容C14的另一端、电容C15的另一端、电容C16的另一端、开关K1的另一端通过零线连接在一起。

本发明与传统技术相比具有以下优点：该电路采用MOS管调节负载功率，能作为全波整流电路，既不影响大功率负载在调光过程中易通过传导测试和安规测试，又能完全关闭极小功率的带变压器射灯，结构简单、制作成本低、所占空间极小、装配简单、可靠性高。

附图说明

图1是本发明的电路结构示意图。

图2是本发明的电源/过零单元电路图。

图3是本发明的驱动单元电路图。

图4是本发明的无线接收单元电路图。

图5是普通的调光电路斩波方式图。

图6是本发明的调光电路斩波方式图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详述：

如图1所示，MOS管控制负载的调节电路，由无线天线控制单元、电源/过零单元、驱动单元组成，其特征在于：驱动单元通过交流回路可关断开关S1、交流斩波信号CX CTRL连接无线天线控制单元，并通过交流火线ACL、交流零线ACN连接电源/过零单元，无线天线控制单元通过交流过零信号ZERO连接电源/过零单元，无线天线控制单元外接天线，驱动单元接入火线与控制对象，以上的无线天线控制单元、电源/过零单元、驱动单元三个单元并分别接入零线，其中电源/过零单元中的稳压电源U2、电容C7、电阻R8与无线天线控制单元中的电容C16、电容C15、电阻R19、主控芯片U5接口11连接，电源/过零单元中的开关电源U1、电容C5、电容C6、稳压电源U2的一端与驱动单元中的电阻R21的一端连接。

如图2所示，所述电源/过零单元由三个二极管(D1、D4、D5)、一个电感L1、一个开关电源U1、一个稳压电源U2、一个三极管Q1、三个电阻(R5、R8、R6)、六个电容(C2、C5、C6、C7、C8、C9)组成，其中二极管D4的正极一端通过交流火线ACL与驱动单元的一端连接，二极管D5的正极一端、电阻R5的一端通过交流零线ACN与驱动单元的一端连接，该二极管D4的负极一端、D5的负极一端与二极管D1的正极一端连接，该二极管D1的负极一端与电感L1的一端连接，该电感L1的另一端与开关电源U1、电容C2的一端连接，该电容C2、开关电源U1、电容C5、电容C6、稳压电源U2、电容C7的另一端还连接零线，该电阻R5的另一端与电阻R6的一端连接，该电阻R6的另一端与电容C8的一端、三极管Q1的基极一端连接，该三极管Q1的集电极一端与电阻R8、电容C9的一端通过交流过零信号ZERO连接无线天线控制单元，该电容C8的另一端与电容C9的另一端、三极管Q1的发射极一端连接零线。

如图3所示，所述驱动单元由一个压敏电阻RZ1、一个可控硅TR1、一个光耦U3、两个高频滤波电容(CX1、CX2)、一个三极管(Q3)、两个MOS管(Q2、Q4)、八个电阻(R7、R9、R10、R11、R20、R21、R22、R23)组成，其中压敏电阻RZ1、高频滤波电容CX1、电阻R7的两端分别通过交流零线ACN、交流火线ACL与电源/过零单元连接在一起，该光耦U3、可控硅TR1的一端通过交流火线ACL与电源/过零单元连接在一起，该可控硅TR1的另一端与电阻R1O、高频滤波电容CX2的一端、电阻R9的一端、MOS管Q2的漏极一端连接，该光耦U3的另一端与电阻R10、电阻R11连接，该电阻R11通过交流斩波信号CX CTRL与无线天线控制单元连接，该高频滤波电容CX2的另一端、电阻R9的另一端以及MOS管Q4的漏极一端与控制对象连接，该MOS管Q2的栅极一端与电阻R22的一端、MOS管Q4的栅极一端连接，该MOS管Q2的源极一端与电阻R23的一端连接，该电阻R22的另一端与电阻R21、三极管Q3的集电极一端连接，该三极管Q3的基极一端与电阻R20的一端连接，该电阻R20的另一端通过交流回路可关断开关S1与无线天线控制单元连接，该光耦U3的一端、三极管Q3的发射极一端、电阻R23的另一端、MOS管Q4的源极一端与零线相连接。

如图4所示，所述无线天线控制单元由一个天线ANT1、一个主控芯片U5、一个开关K1、两个电阻(R19、R24)、三个电容(C14、C15、C16)组成，其中主控芯片U5的一端接口3、13、10分别通过交流过零信号ZERO、交流回路可关断开关S1、交流斩波信号CX CTRL与电源/过零单元、驱动单元连接，该主控芯片U5的一端接口15还与电阻24的一端连接，该电阻24的另一端与开关K1的一端相连，该主控芯片U5的另一端接口18连接天线ANT1，该主控芯片U5的另一端接口11连接电阻R19的一端、电容C15的一端、电容C16的一端，该主控芯片U5的另一端接口2与电阻R19的另一端、电容C14的一端连接，该主控芯片U5的另一端接口1、6、12、16、17以及电容C14的另一端、电容C15的另一端、电容C16的另一端、开关K1的另一端通过零线连接在一起。

如图2、3、4所示，在正常情况下，电网直接进入电源电路，待机时，负载不工作。D4、D5、Q2、Q4(Q2、Q4内部的漏极到源极之间有一反向二极管)形成全波整流电路(若无连接负载，则为半波整流电路)，经过整流后的直流电经过L1、C2的LC滤波电路后进入DC to DC模块电路(U1)，得到用户想要的稳定直流电，以供控制器使用。CX1、CX2的功能是一致的。目前大部分调光器都无法关闭小功率的带变压器射灯，在这里CX2的容值是非常小的(小于5nF)，而CX1容值的大小则决定于负载最大功率参数。CX1、CX2同时担任通过传导测试功能，通过控制TR1，可将任意性质负载照明灯关闭；而将CX1选择得足够大，则通过传导测试的负载功率越大，比如CX1＝4.7uF/AC275V，可将负载功率提高到650W，在调光的过程中依然能顺利通过传导测试。这样既不影响大功率负载在调光过程中通过传导测试，又能完全关闭极小功率的带变压器射灯。

如图6所示，MOS管调节功率是采用前期斩波方式进行的，而且在开通最大功率时，也不需要让MOS管在整个半波内都导通，根据实际情况，约导通70％的时间就可以让负载达到最大功率了。使用前期斩波方式来控制负载功率，电网电压对MOS管的冲击影响几乎没有，因为MOS管的导通是从电网电压为“零”的那一刻开始的；而可控硅则不是，可控硅甚至会在电网电压为最大值的那一刻导通，所以可控硅调节方式需要在负载与控制器之间串接一个磁环电感以平衡电网电压对可控硅的冲击；而MOS管调节方式则不需要这样做，也能顺利通过传导测试，为产品节约很多空间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种MOS管控制负载的调节电路，由无线天线控制单元、电源/过零单元、驱动单元组成，其特征在于：驱动单元连接无线天线控制单元，并连接电源/过零单元，无线天线控制单元连接电源/过零单元，无线天线控制单元外接天线，驱动单元接入火线与控制对象，以上的无线天线控制单元、电源/过零单元、驱动单元三个单元并分别接入零线，其中电源/过零单元中的稳压电源U2、电容C7、电阻R8与无线天线控制单元中的电容C16、电容C15、电阻R19、主控芯片U5接口11连接，电源/过零单元中的开关电源U1、电容C5、电容C6、稳压电源U2的一端与驱动单元中的电阻R21的一端连接；所述电源/过零单元由三个二极管、一个电感、一个开关电源、一个稳压电源、一个三极管、三个电阻、六个电容组成，其中二极管D4的正极一端通过交流火线ACL与驱动单元的一端连接，二极管D5的正极一端、电阻R5的一端通过交流零线ACN与驱动单元的一端连接，该二极管D4的负极一端、D5的负极一端与二极管D1的正极一端连接，该二极管D1的负极一端与电感L1的一端连接，该电感L1的另一端与开关电源U1、电容C2的一端连接，该电容C2、开关电源U1、电容C5、电容C6、稳压电源U2、电容C7的另一端还连接零线，该电阻R5的另一端与电阻R6的一端连接，该电阻R6的另一端与电容C8的一端、三极管Q1的基极一端连接，该三极管Q1的集电极一端与电阻R8、电容C9的一端通过交流过零信号ZERO连接无线天线控制单元，该电容C8的另一端与电容C9的另一端、三极管Q1的发射极一端连接零线。

2.根据权利要求1所述一种MOS管控制负载的调节电路，其特征在于：所述驱动单元由一个压敏电阻、一个可控硅、一个光耦、两个高频滤波电容、一个三极管、两个MOS管、八个电阻组成，其中压敏电阻RZ1、高频滤波电容CX1、电阻R7的两端分别通过交流零线ACN、交流火线ACL与电源/过零单元连接在一起，该光耦U3、可控硅TR1的一端通过交流火线ACL与电源/过零单元连接在一起，该可控硅TR1的另一端与电阻R10、高频滤波电容CX2的一端、电阻R9的一端、MOS管Q2的漏极一端连接，该光耦U3的另一端与电阻R10、电阻R11连接，该电阻R11通过交流斩波信号CX CTRL与无线天线控制单元连接，该高频滤波电容CX2的另一端、电阻R9的另一端以及MOS管Q4的漏极一端与控制对象连接，该MOS管Q2的栅极一端与电阻R22的一端、MOS管Q4的栅极一端连接，该MOS管Q2的源极一端与电阻R23的一端连接，该电阻R22的另一端与电阻R21、三极管Q3的集电极一端连接，该三极管Q3的基极一端与电阻R20的一端连接，该电阻R20的另一端通过交流回路可关断开关S1与无线天线控制单元连接，该光耦U3的一端、三极管Q3的发射极一端、电阻R23的另一端、MOS管Q4的源极一端与零线相连接。

3.根据权利要求1所述一种MOS管控制负载的调节电路，其特征在于：所述无线天线控制单元由一个天线、一个主控芯片、一个开关、两个电阻、三个电容组成，其中主控芯片U5的一端接口3、13、10分别通过交流过零信号ZERO、交流回路可关断开关S1、交流斩波信号CX CTRL与电源/过零单元、驱动单元连接，该主控芯片U5的一端接口15还与电阻24的一端连接，该电阻24的另一端与开关K1的一端相连，该主控芯片U5的另一端接口18连接天线ANT1，该主控芯片U5的另一端接口11连接电阻R19的一端、电容C15的一端、电容C16的一端，该主控芯片U5的另一端接口2与电阻R19的另一端、电容C14的一端连接，该主控芯片U5的另一端接口1、6、12、16、17以及电容C14的另一端、电容C15的另一端、电容C16的另一端、开关K1的另一端通过零线连接在一起。