CN106793346B - 低电压调光电源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低电压调光电源，其包括EMI滤波电路、PFC电路模块、DC‑DC电路模块、低电压启动电路、交流电采样电路、调光信号输出电路和恒流可调光电路；PFC电路模块连接于EMI滤波电路；DC‑DC电路模块连接于PFC电路模块；低电压启动电路用于给PFC电路模块和DC‑DC电路模块供电；交流电采样电路用于对交流电的进行采样；调光信号输出电路连接于交流电采样电路；用于接收交流电采样电路输出的采样信号，并输出相应的调光信号；恒流可调光电路连接于调光信号输出电路和DC‑DC电路模块；用于接收调光信号并输出相应的恒定电流。本发明通过低交流电压的输入设置，降低了用户的使用风险；通过恒流可调光电路和调光信号输出电路的设置，使得本发明的光亮度可调，节省能耗。

Description

低电压调光电源

技术领域

本发明涉及电源领域，更具体地说，涉及一种低电压调光电源。

背景技术

随着电源技术的发展，电源被运用于各个领域。而在交通灯领域中，目前所使用的交通灯均为高压交流(85-264V AC)输入，存在一定的用电安全隐患，同时，由于现有的交通灯无亮度调节功能，当在夜晚或者外部光线较弱的环境中需要降低交通灯发光亮度时无法实现，即不节能也不环保。

故需开发一种低电压输入及发光亮度可调的电源。

发明内容

本发明提供了一种用于低交流电输入、降低了用电安全隐患的、且交通灯发光亮度可调的低能耗的低电压调光电源，解决了现有的交通灯的高压交流输入存在安全隐患的、且交通灯发光亮度不可调的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种低电压调光电源，其包括：

EMI滤波电路，用于对低压交流电进行滤波处理，并输出第一电压；

PFC电路模块，连接于所述EMI滤波电路；用于接收所述第一电压，并输出高电压的第二电压；

DC-DC电路模块，连接于所述PFC电路模块；用于将所述第二电压转化为低电压的第三电压，并给恒流可调光电路供电；

低电压启动电路，用于给所述PFC电路模块和DC-DC电路模块供电；

交流电采样电路，用于对交流电的进行采样；

调光信号输出电路，连接于所述交流电采样电路；用于接收所述交流电采样电路输出的采样信号，并输出相应的调光信号；

所述恒流可调光电路，连接于所述调光信号输出电路和DC-DC电路模块；用于接收所述调光信号，并输出相应的恒定电流。

在本发明中，所述交流电采样电路包括第三十四电阻、第三十六电阻、电流互感器和LM358运算放大器；

所述电流互感器正极输入端通过所述第三十四电阻连接于交流电火线，所述电流互感器的正极输出端通过所述第三十六电阻连接于所述调光信号输出电路，且所述电流互感器的正极输出端连接于所述LM358运算放大器的IN1-脚，所述电流互感器的负极输出端连接于所述LM358运算放大器的IN1+脚，且所述LM358运算放大器的IN1-脚和OUT1脚之间连接于所述第三十六电阻，所述LM358运算放大器的VCC脚通过第五稳压二极管连接于所述DC-DC电路模块的输出端。

在本发明中，所述调光信号输出电路包括L7805稳压芯片、PIC16F1823芯片、第一隔离二极管、第二隔离二极管、第四十九电阻和第五十电阻；

所述L7805稳压芯片的输入脚连接于所述DC-DC电路模块的输出端，所述L7805稳压芯片的输出脚连接于所述PIC16F1823芯片的VDD脚，所述PIC16F1823芯片的VSS脚通过所述第五十电阻连接于所述第二隔离二极管的输入端，所述PIC16F1823芯片的8脚连接于所述交流电采样电路的输出端，所述PIC16F1823芯片的9脚通过第一隔离二极管连接于所述恒流可调光电路的信号接收端，所述PIC16F1823芯片的14脚通过串联的所述第四十九电阻和所述第二隔离二极管连接于所述恒流可调光电路的信号接收端。

在本发明中，所述恒流可调光电路包括PT4115芯片、第四十四电阻、第四十五电阻和第四电感；

所述第四十四电阻和第四十五电阻并联形成一电阻组合，所述电阻组合连接在所述PT4115芯片的VIN脚和CSN脚之间，所述PT4115芯片的VIN脚连接于所述DC-DC电路模块的输出端，所述PT4115芯片的DIM脚连接于所述调光信号输出电路的信号输出端，所述PT4115芯片的SW脚连接于所述第四电感和第九二极管之间，所述第九二极管的输出端连接于所述电阻组合和所述PT4115芯片的CSN脚之间以及连接于所述电阻组合和所述PT4115芯片的VIN脚之间。

在本发明中，所述低电压启动电路包括第一稳压二极管、第二稳压二极管、第一三极管、第二三极管和第三二极管；

其中，所述PFC电路模块的输出端通过第十八电阻连接于所述第二稳压二极管的输入端，所述第二稳压二极管的输出端接地，所述PFC电路模块的输出端通过第十九电阻连接于所述第二三极管的集电极，所述第二三极管的基极连接于所述第二稳压二极管的输入端，第二三极管的发射极连接于所述第三二极管的输入端，所述第三二极管的输出端连接于所述DC-DC电路模块，且所述第三二极管的输出端连接于所述PFC电路模块；

所述第一三极管的集电极连接于所述第二三极管的基极，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极通过第十七电阻连接于所述第一稳压二极管的输出端，所述第一稳压二极管的输入端连接于所述DC-DC电路模块。

在本发明中，所述PFC电路模块包括连接于所述EMI滤波电路的全桥整流电路、连接于所述全桥整流电路的π型滤波电路、连接于所述π型滤波电路的输入采样电路、连接于所述π型滤波电路的升压电路、连接于所述升压电路的输出采样电路、以及连接于所述输入采样电路、所述升压电路和所述输出采样电路的L6562芯片；

所述输入采样电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻和第三电容，串联的所述第四电阻和第五电阻的一端连接于所述π型滤波电路；串联的所述第四电阻和第五电阻的另一端连接于并联的所述第六电阻和第三电容，和连接于所述L6562芯片的MULT脚；

所述升压电路包括第三电感、第二二极管、第一MOS管、第十三电阻和第九电容,所述第三电感的输入端连接于所述π型滤波电路，所述第二二极管的输入端连接于所述第三电感的输出端，所述第二二极管的输出端连接于所述第九电容，所述第一MOS管的输入端连接于所述第三电感的输出端，所述第一MOS管的控制端连接于所述L6562芯片的GD脚，所述第一MOS管的输出端连接于接地的所述第十三电阻，且所述第十三电阻的一端连接于所述第一MOS管输出端和第十一电阻的一端，所述第十一电阻的另一端连接于所述L6562芯片的CS脚，所述第十三电阻的另一端连接第八电容的一端，所述第八电容的另一端连接所述第十一电阻的所述另一端以及所述L6562芯片的CS脚；

所述输出采样电路包括第十四电阻、第十五电阻和第十六电阻，串联的所述第十四电阻和第十五电阻的一端连接于第二二极管的输出端，串联的所述第十四电阻和第十五电阻的另一端连接于所述L6562芯片的INV脚和接地的所述第十六电阻；

所述L6562芯片的VCC脚连接所述第三二极管的输出端；并联的第四电容和第五电容的一端连接于所述第三二极管的输出端，另一端接地。

在本发明中，所述DC-DC电路模块包括连接于所述PFC电路模块输出端的芯片控制电路、连接于所述芯片控制电路的钳位电路、连接于所述芯片控制电路的第一整流滤波电路、连接于所述第一整流滤波电路的芯片保护电路、连接于所述芯片控制电路的第二整流滤波电路、连接于所述第二整流滤波电路的输出反馈电路、以及连接于所述芯片控制电路、所述芯片保护电路和所述输出反馈电路的OB5269芯片；

所述芯片控制电路包括第二MOS管、第三十二电阻以及具有原绕组、第一副绕组和第二副绕组的变压器，所述原绕组的输入端连接于所述PFC电路模块的输出端，所述原绕组的输出端连接于所述第二MOS管的输入端，所述第二MOS管的控制端连接于所述OB5269芯片的DRV脚，所述第二MOS管的输出端连接于接地的所述第三十二电阻，所述第三十二电阻的一端连接于所述第二MOS管输出端和第二十八电阻的一端，所述第二十八电阻的另一端连接于所述OB5269芯片的CS脚，所述第三十二电阻的另一端连接第十三电容的一端，所述第十三电容的另一端连接所述第二十八电阻的所述另一端以及所述OB5269芯片的CS脚；

所述钳位电路包括第十电容、第二十二电阻、第二十三电阻和第四二极管，所述第二十二电阻和第二十三电阻串联，并与所述第十电容并联形成一并联组合；所述第四二极管的输入端连接于所述原绕组的输出端，所述第四二极管的输出端连接于所述并联组合的一端，所述原绕组的输入端连接于所述并联组合的另一端；

所述第一整流滤波电路包括第六二极管和第十五电容，所述第六二极管的输入端连接于第一副绕组的正极端，所述第六二极管的输出端通过第二十四电阻连接于所述第十五电容的正极，所述第十五电容的负极连接于所述第一副绕组的负极端；

所述芯片保护电路包括第四稳压二极管、第二十六电阻、第十一电容和第四三极管，所述第四稳压二极管的输入端连接于所述第十五电容的正极，所述第四稳压二极管的输出端通过串联的所述第二十六电阻和第十一电容接地，且所述第四稳压二极管的输出端通过所述第二十六电阻连接于第四三极管的基极，所述第四三极管的集电极连接于所述OB5269芯片的RT脚，所述第四三极管的发射极接地；

所述第二整流滤波电路包括第八二极管和第十八电容，所述第八二极管的输入端连接于所述第二副绕组的正极端，所述第十八电容的正极连接于所述第八二极管的输出端，所述第十八电容的负极连接于所述第二副绕组的负极端；

所述输出反馈电路包括光耦、第四十二电阻、第四十三电阻、可控精密稳压源，所述光耦的发光二极管的输入端连接于所述第二副绕组的正极端，所述光耦的发光二极管的输出端连接于所述可控精密稳压源的阴极，所述光耦的光敏三极管的集电极连接于所述OB5269芯片的FB脚，所述光耦的光敏三极管的发射极接地；所述可控精密稳压源的阳极接地且所述可控精密稳压源的阳极和参考极之间连接着所述第四十三电阻，所述可控精密稳压源的参考极和所述第二整流滤波电路的输出端之间连接着所述第四十二电阻；

所述OB5269芯片的VDD脚通过第三整流滤波电路连接于所述第三二极管的输出端；所述第十五电容的正极连接于所述第一稳压二极管的输入端。

在本发明中，所述第十八电容和第十五电容为电解电容。

实施本发明的低电压调光电源，具有以下有益效果：第一，通过低交流电压的输入设置，降低了使用电时的安全隐患；第二，通过交流电采样电路、调光信号输出电路和恒流可调光电路的设置，使得交通灯的发光亮度可调，从而实现节能低能耗的效果，另外交流电采样信号经过调光信号输出电路和恒流可调光电路的处理使得电路的输出电流的稳定性更高；第三，通过低电压启动电路的设置，缩短了本发明的启动时间。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的一种低电压调光电源的优选实施例的电路流程示意图；

图2是本发明的一种低电压调光电源的优选实施例的电路结构示意图；

图3是图2中的交流电采样电路的电路结构示意图；

图4是图2中的调光信号输出电路的电路结构示意图；

图5是图2中的恒流可调光电路的电路结构示意图；

图6是图2中的低电压启动电路的电路结构示意图；

图7是图2中的PFC电路模块的电路结构示意图；

图8是图2中的EMI滤波电路的电路结构示意图；

图9是图2中的DC-DC电路模块的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，图1是本发明的一种低电压调光电源的电路流程示意图；图2是本发明的一种低电压调光电源的电路结构示意图；一种低电压调光电源100包括EMI滤波电路10、PFC电路模块20、DC-DC电路模块30、低电压启动电路40、交流电采样电路50、调光信号输出电路60和恒流可调光电路70。

EMI滤波电路10用于对低压交流电进行滤波处理，并输出第一电压；PFC电路模块20连接于EMI滤波电路10，其用于接收第一电压，并输出高电压的第二电压；DC-DC电路模块30连接于PFC电路模块20，其用于将第二电压转化为低电压的第三电压，并给恒流可调光电路70供电；低电压启动电路40用于给PFC电路模块20和DC-DC电路模块30供电；交流电采样电路50用于对交流电的进行采样；调光信号输出电路60连接于交流电采样电路50，其用于接收交流电采样电路50输出的采样信号，并输出相应的调光信号；恒流可调光电路70连接于调光信号输出电路60和DC-DC电路模块30，其用于接收调光信号，并输出相应的恒定电流。

本发明主要用于给负载供电，该负载在本发明的优选实施例中为交通灯，且本优选实施例的输入电压相较于现有的交通灯的输入电压较低，本优选实施例的输入电压为低压交流电电压，可选的，为20V-50V，而现有的交通灯的输入电压为85V-264V AC。因此，显而易见的，本发明起到大大降低了交通灯的使用安全隐患的效果。

本发明给负载供电的流程是：低压交流电压经过EMI滤波电路10滤波处理后转化为第一电压；第一电压再通过PFC电路模块20中的全桥整流滤波变成直流电压，PFC电路将该直流电压进行升压转化为第二电压；第二电压流入后面的DC-DC电路模块30且经DC-DC电路模块30中的第二整流滤波电路34后得到一稳定、平稳的第三电压；该第三电压经过后面的恒流可调光电路70后给电源所带的负载提供恒定的电流。

本优选实施例的输入电压信号采样、信号处理、调光信号输出以及调光的流程是：交流输入电压经交流电采样电路50后变成幅值很小的采样电压，该采样电压被送入调光信号输出电路60，判断出交流输入电压的大小，再根据输入电压的大小输出调光信号到恒流可调光电路70，恒流可调光电路70对整个电源的输出电流进行控制，从而改变交通灯的发光亮度。

请参照图3，在本发明中，交流电采样电路50包括第三十四电阻R34、第三十六电阻R36、电流互感器W1和LM358运算放大器U3；

电流互感器W1正极输入端AC+通过第三十四电阻R34连接于交流电火线L，电流互感器W1的正极输出端OUT+通过第三十六电阻R36连接于调光信号输出电路60的信号输入端S，且电流互感器W1的正极输出端OUT+连接于LM358运算放大器U3的IN1-脚，电流互感器W1的负极输出端OUT-连接于LM358运算放大器U3的IN1+脚，且LM358运算放大器U3的IN1-脚和OUT1脚之间连接于第三十六电阻R36，LM358运算放大器U3的VCC脚通过第五稳压二极管ZD5连接于DC-DC电路模块30的输出端LED+。

在本交流电采样电路50中，输入交流电经过限流电阻(第三十四电阻R34)到电流互感器W1，输入电流大小为Vin/R34，电流波形为与输入电压同相位的正弦波。在电流互感器W1的输出端会感应出与输入端一样的电流，大小为Vin/R34，该电流通过第三十六电阻R36后转变为电压信号，该电压信号即为采样电压并从LM358运算放大器U3的OUT1脚输出进入调光信号输出电路60的信号输入端S，电压大小为Vin/R34*R36。

其中，电流互感器W1的型号为ZMPT107，在交流电采样电路50中，由于电流互感器W1的高压隔离，提高了采样的安全性。另外，在交流电采样电路50中，除了LM358运算放大器U3外，未使用其他易受温度影响的元器件，因此，采样电路受温度影响小，同时，采用的为精密的电流互感器W1(ZMPT107)，保证了采样的准确性；另一方面，当采样输出的电压范围要求比较大,输出电压超过了电流互感器W1的饱和电压时需要使用LM358运算放大器U3对采样信号进行放大，使用此种电路采样精度高，带载能力强。

请参照图4，在本发明中，调光信号输出电路60包括L7805稳压芯片U5、PIC16F1823芯片U6、第一隔离二极管D10、第二隔离二极管D11、第四十九电阻R49和第五十电阻R50；

L7805稳压芯片U5的输入脚连接于DC-DC电路模块30的输出端LED+，L7805稳压芯片U5的输出脚连接于PIC16F1823芯片U6的VDD脚(1脚)，PIC16F1823芯片U6的VSS脚(2脚)通过第五十电阻R50连接于第二隔离二极管D11的输入端，PIC16F1823芯片U6的8脚连接于交流电采样电路50的输出端，PIC16F1823芯片U6的9脚通过第一隔离二极管D10连接于恒流可调光电路70的信号接收端DIM，PIC16F1823芯片U6的14脚通过串联的第四十九电阻R49和第二隔离二极管D11连接于恒流可调光电路70的信号接收端DIM。

需要说明的是，PIC16F1823芯片U6的8脚为调光信号输出电路60的信号输入端S。

采样电压被送到PIC16F1823芯片U6的8脚，接收到的采样电压大小经过PIC16F1823芯片U6的内部设定的数值进行比较来确定调光信号的输出；L7805稳压芯片U5为PIC16F1823芯片U6的正常工作提供稳定的5V电压；第一隔离二极管D10和第二隔离二极管D11为防止调光信号之间的相互干扰。

请参照图5，在本发明中，恒流可调光电路70包括PT4115芯片U4、第四十四电阻R44、第四十五电阻R45和第四电感L4；

第四十四电阻R44和第四十五电阻R45并联形成一电阻组合，该电阻组合连接在PT4115芯片U4的VIN脚和CSN脚之间，PT4115芯片U4的VIN脚连接于DC-DC电路模块30的输出端LED+，PT4115芯片U4的DIM脚连接于调光信号输出电路的信号输出端，PT4115芯片U4的SW脚连接于第四电感L4和第九二极管D9之间，第九二极管D9的输出端连接于电阻组合和PT4115芯片U4的CSN脚之间以及连接于电阻组合和PT4115芯片U4的VIN脚之间。

需要说明的是，PT4115芯片U4的DIM脚为恒流可调光电路70的信号接收端DIM,恒流可调光电路70输出稳定的电流为负载交通灯供电。本优选实施例的输出电流是受PT4115芯片U4的DIM脚的电压控制。

具体的，通过交流采样电路50采样得到的电压信号与PIC16F1823芯片U6内部设定的电压值比较，例如当交流电输入电压低于20V AC或者高于50V AC时，PIC16F1823芯片U6输出的调光信号Vdim＜0.3V，恒流可调光电路70没有电流输出；当交流电输入电压在20-38V AC时，PIC16F1823芯片U6的14脚输出高电平5V，5V电压通过第四十九电阻R49、第五十电阻R50分压后得到调光信号(Vdim为1.25V),此时恒流可调光电路70输出电流约为300mA，当交流电输入电压在38-50V AC时，PIC16F1823芯片U6的9脚输出调光信号(Vdim≈5.0V大于2.5V)，恒流可调光电路70输出电流为最大值约为600mA。因此，只要调光信号输出电路60给到不同的调光电压值到DIM脚，就可以控制整个电源的输出电流值的大小，从而实现调光的功能。另外，恒流可调光电路70输出电流值的大小以及调光信号输出电路60调光电压的范围均可以根据客户的要求进行设置。

因此，通过调光信号输出电路60和恒流可调光电路70对采样信号的二级处理，使得本发明输出给负载的电流更为稳定；相对于现有的对采样信号的一级处理而言，一级处理会出现这样的问题，就是当输入电压不稳时，比如输入电压在调光电压临界值38V上下小范围波动的时候，那么输出给负载的输出电流就会出现波动的现象。而本发明的二级处理，便不会出现上述的现象，使得输出电路的稳定性更高。

请参照图6，在本发明中，低电压启动电路40包括第一稳压二极管ZD1、第二稳压二极管ZD2、第一三极管Q3、第二三极管Q4和第三二极管D3；

其中，PFC电路模块20的输出端PFC通过第十八电阻R18连接于第二稳压二极管ZD2的输入端，第二稳压二极管ZD2的输出端接地，PFC电路模块的输出端PFC通过第十九电阻R19连接于第二三极管Q4的集电极，第二三极管Q4的基极连接于第二稳压二极管ZD2的输入端，第二三极管Q4的发射极连接于第三二极管D3的输入端，第三二极管D3的输出端连接于DC-DC电路模块20，且第三二极管D3的输出端连接于PFC电路模块20；

第一三极管Q3的集电极连接于第二三极管Q4的基极，第一三极管Q3的发射极接地，第一三极管Q3的基极通过第十七电阻R17连接于第一稳压二极管ZD1的输出端，第一稳压二极管ZD1的输入端连接于DC-DC电路模块30。

低电压启动电路40的工作原理是：通电后PFC电路模块20过来的PFC电压通过第十八电阻R18使第二稳压二极管ZD2导通，此时第二稳压二极管ZD2的阴极电压为第二稳压二极管ZD2的稳压值，此电压加在第二三极管Q4的基极，使第二三极管Q4导通，第二三极管Q4导通后PFC电压通过启动电阻(第十九电阻R19)，第二三极管Q4、第三二极管D3给PFC电路模块20的L6562芯片U1和DC-DC电路模块30的OB5269芯片供电，由于第十九电阻R19取值较小，所以本发明可以快速启动。

另外，当本发明正常工作后，DC-DC电路模块30的供电电压上升，使得连接点Vcc、连接点PFC Vcc电压上升，该电压用于维持本发明及PFC电路模块20的正常工作，同时，该电压会通过第一稳压二极管ZD1使第一三极管Q3饱和导通，第一三极管Q3饱和导通后其集电极与发射极之间的电压Vce≈0.1V，从而拉低第二三极管Q4基极电压，使第二三极管Q4关断，第二三极管Q4关断后启动电阻(第十九电阻R19)上没有电流流过，无能量的消耗。故，低电压启动电路40既能达到快速启动的效果，又不会增加额外的功耗。

请参照图7，在本发明中，PFC电路模块20包括连接于EMI滤波电路10的全桥整流电路21、连接于全桥整流电路21的π型滤波电路22、连接于π型滤波电路22的输入采样电路23、连接于π型滤波电路22的升压电路24、连接于升压电路24的输出采样电路25、以及连接于输入采样电路23、升压电路24和输出采样电路25的L6562芯片U1；

输入采样电路23包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻56和第三电容C3，串联的第四电阻R4和第五电阻R5的一端连接于π型滤波电路22，串联的第四电阻R4和第五电阻R5的另一端连接于并联的第六电阻R6和第三电容C3，和连接于L6562芯片U1的MULT脚(3脚)；

升压电路24包括第三电感L3、第二二极管D2、第一MOS管Q1、第十三电阻R13和第九电容C9,第三电感L3的输入端连接于π型滤波电路22，第二二极管D2的输入端连接于第三电感L3的输出端，第二二极管D2的输出端连接于第九电容C9，第一MOS管Q1的输入端连接于第三电感L3的输出端，第一MOS管Q1的控制端连接于L6562芯片U1的GD脚(7脚)，第一MOS管Q1的输出端连接于接地的第十三电阻R13，且第十三电阻R13的一端连接于第一MOS管Q1输出端和第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端连接于L6562芯片U1的CS脚(4脚)，第十三电阻R13的另一端连接第八电容C8的一端，第八电容C8的另一端连接第十一电阻R11的另一端以及L6562芯片U1的CS脚(4脚),第九电容C9是电解电容；

输出采样电路25包括第十四电阻R14、第十五电阻R15和第十六电阻R16，串联的第十四电阻R14和第十五电阻R15的一端连接于第二二极管D2的输出端，串联的第十四电阻R14和第十五电阻R15的另一端连接于L6562芯片U1的INV脚(1脚)和接地的第十六电阻R16；

L6562芯片U1的VCC脚(8脚)连接第三二极管D3的输出端；并联的第四电容C4和第五电容C5的一端连接于第三二极管D3的输出端，另一端接地，第四电容C4是电解电容。

FPC电路模块20的工作原理是：第三电感L3的辅助绕组用于获得过零信号，当通过第三电感L3上的电压反向并且通过第三电感的电流变为0时，L6562芯片U1的GD脚(7脚)输出高电平，高电平经过第十一电阻R11导通第一MOS管Q1，此时，第三电感L3上的电流又会线性上升进行存储能量；

由输入采样电路23中的第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6组合采样得到输入电压值，由输出采样电路25中的第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16组合采样得到输出电压值，采样得到的两个电压值通过L6562芯片U1内部运算会得到一个参考电压值(此参考电压波形为与输入电压类似的馒头波)，此参考电压值与电阻R13上采样得到的电压值进行比较，当第十三电阻R13上的电压达到参考电压值，L6562芯片U1的GD(7脚)输出低电平，低电平通过第九电阻和第一二极管D1拉低第一MOS管Q1栅极电压，第一MOS管Q1会被关断，此时第三电感L3存储的能量以及第一电压整流滤波后的电能叠加后通过第九电容C9滤波后供给后面的电路，C9电容正端的电压为远高于输入电压的稳定直流电；

另外，PFC电路模块20为功率因素校正电路，该电路可以提高本发明的功率因素值，提高本发明对电网的利用率，同时减小电流谐波，减小整个***对电网的污染。

请参照图9，在本发明中，DC-DC电路模块30包括连接于PFC电路模块20输出端PFC的芯片控制电路31、连接于芯片控制电路31的钳位电路32、连接于芯片控制电路31的第一整流滤波电路、连接于第一整流滤波电路的芯片保护电路33、连接于芯片控制电路31的第二整流滤波电路34、连接于第二整流滤波电路34的输出反馈电路35、以及连接于芯片控制电路31、芯片保护电路33和输出反馈电路35的OB5269芯片U2；

芯片控制电路31包括第二MOS管Q2、第三十二电阻R32以及具有原绕组TA、第一副绕组TB和第二副绕组TC的变压器，原绕组TA的输入端连接于PFC电路模块20的输出端PFC，原绕组TA的输出端连接于第二MOS管Q2的输入端，第二MOS管Q2的控制端连接于OB5269芯片U2的DRV脚(5脚)，第二MOS管Q2的输出端连接于接地的第三十二电阻R32，第三十二电阻R32的一端连接于第二MOS管Q2输出端和第二十八电阻R28的一端，第二十八电阻R28的另一端连接于OB5269芯片U2的CS脚(3脚)，第三十二电阻R32的另一端连接第十三电容C13的一端，第十三电容C13的另一端连接第二十八电阻R28的另一端以及OB5269芯片U2的CS脚(3脚)；

钳位电路32包括第十电容C10、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23和第四二极管D4，第二十二电阻R22和第二十三电阻R23串联，并与第十电容C10并联形成一并联组合；第四二极管D4的输入端连接于原绕组TA的输出端，第四二极管D4的输出端连接于并联组合的一端，原绕组TA的输入端连接于并联组合的另一端；

第一整流滤波电路包括第六二极管D6和第十五电容C15，第六二极管D6的输入端连接于第一副绕组TB的正极端，第六二极管D6的输出端通过第二十四电阻R24连接于第十五电容C15的正极，第十五电容C15的负极连接于第一副绕组TB的负极端；

芯片保护电路33包括第四稳压二极管ZD4、第二十六电阻R26、第十一电容C11和第四三极管Q6，第四稳压二极管ZD4的输入端连接于第十五电容C15的正极，第四稳压二极管ZD4的输出端通过串联的第二十六电阻R26和第十一电C11容接地，且第四稳压二极管ZD4的输出端通过第二十六电阻R26连接于第四三极管Q6的基极，第四三极管Q6的集电极连接于OB5269芯片U2的RT脚(1脚)，第四三极管Q6的发射极接地；

第二整流滤波电路34包括第八二极管D8和第十八电容C18，第八二极管D8的输入端连接于第二副绕组TC的正极端，第十八电容C18的正极连接于第八二极管D8的输出端，第十八电容C18的负极连接于第二副绕组TC的负极端；

输出反馈电路35包括光耦、第四十二电阻R42、第四十三电阻R43、可控精密稳压源Q8，光耦的发光二极管Q7A的输入端连接于第二副绕组TC的正极端，光耦的发光二极管Q7A的输出端连接于可控精密稳压源Q8的阴极，光耦的光敏三极管Q7B的集电极连接于OB5269芯片U2的FB脚(2脚)，光耦的光敏三极管Q7B的发射极接地；可控精密稳压源Q8的阳极接地且可控精密稳压源Q8的阳极和参考极之间连接着第四十三电阻R43，可控精密稳压源Q8的参考极和第二整流滤波电路34的输出端(第十八电容C18D的正极)之间连接着第四十二电阻R42；

OB5269芯片U2的VDD脚(6脚)通过第三整流滤波电路36连接于第三二极管D3的输出端；第十五电容C15的正极连接于第一稳压二极管ZD1的输入端。

第一整流滤波电路的输出端与第三整流滤波电路36的输入端之间设置有第三三极管Q5，第三三极管Q5的发射极连接于第五二极管D5的输入端，第三三极管Q5的基极通过第二十五电阻R25连接于第十五电容C15的正极，第三三极管Q5的集电极通过第二十四电阻R24连接于第六二极管D6的输出端。

其中，第十八电容C18和第十五电容C15为电解电容。

DC-DC电路模块30主要将PFC电路模块20输出的稳定高电压的直流电转变成稳定输出的低压直流。

工作原理：当电路正常工作时，第二MOS管Q2受OB5269芯片U2的控制，当第二MOS管Q2导通时，PFC电压通过变压器原绕组TA、第二MOS管Q2、取样电阻(第三十二电阻R32)到地，变压器的原绕组TA储存能量。当OB5269芯片U2关闭第二MOS管Q2后，原绕组TA释放能量，同时变压器的第二副绕组TC产生感应电压，此感应电压通过第二整流滤波电路34整流滤波后形成稳定的直流输出，给恒流可调光电路70提供能量；另外当原绕组TA释放能量的同时，变压器的第一副绕组TB同样产生感应电压，该感应电压通过第一整流滤波电路，一是输送至低压启动电路40的第一稳压二极管ZD1；二是，通过导通的第三三极管Q5输送至PFC电路模块20的VCC脚，为L6562芯片U1供电；三是，通过导通的第三三极管Q5输送至第三整流滤波电路36，并经过第三整流滤波电路36输送至OB5269芯片U2的VDD脚(6脚)，为OB5269芯片U2供电。

具体的，本发明正常工作的某个周期，OB5269芯片U2的DRV脚(5脚)输出高电平使第二MOS管Q2导通，此时变压器的原绕组TA上的电流成线性上升，电流上升会导致第三十二电阻R32上的电压升高，当第三十二电阻R3上的电压达到OB5269芯片U2内部参考电压值时，OB5269芯片U2的DRV脚(5脚)输出低电平将第二MOS管Q2关断，此时原绕组TA分别通过第一副绕组TB和第二副绕组TC向相应的副边传输能量，副边电压上升，输出电压Vo增大。当R43*Vo/(R42+R43)＞2.5V时，可控精密稳压源Q8导通，同时光耦的发光二极管Q7A被导通，导通后光耦的内部发光二极管Q7A发光，被其内部的光敏三极管Q7B接收到，光敏三极管Q7B导通，光敏三极管Q7B导通后OB5269芯片U2的FB脚(2脚)电压降低且低于OB5269芯片U2的参考电压值，此时OB5269芯片U2的DRV脚(5脚)输出高电平将第二MOS管Q2导通。OB5269芯片U2重复上述动作，使本发明有稳定的电压输出。

另外，钳位电路32的作用是当第二MOS管Q2关断时用于抑制由于变压器漏感等产生的尖峰电压，从而保护第二MOS管Q2；芯片保护电路33的作用是对OB5269芯片U2实行过压保护的，具体的，当输出电压升高，会导致第一副绕组TB上的电压升高，第一副绕组TB上的电压升高后VCC连接点的电压会升高，当VCC连接点的电压升高到使第四稳压二极管ZD4、第四三极管Q6导通，当第四三极管Q6被饱和导通时，第四三极管Q6的C、E极间电压约为0.1V，从而将OB5269芯片U2的RT端电压拉低，OB5269芯片U2会进入保护状态，停止工作，从而达到过压保护的功能。

变压器的第一副绕组TB为PFC电路模块20和DC-DC电路模块30提供正常的工作电压，变压器的第二副绕组TC为交流电采样电路50、调光信号输出电路60和恒流可调光电路70供电。

请参照图8，在本发明中，EMI滤波电路10包括保险丝F1、压敏电阻VDR、高压薄膜电容CX1、第一电感L1；

其中，保险丝F1连接于交流电火线L，压敏电阻VDR和高压薄膜电容CX1并联连接于火线L和零线N之间，第一电感L1连接于高压薄膜电CX1的两端。

其中，保险丝F1和压敏电阻VDR组成的输入保护电路是当后面电路出现故障或者输入电压出现异常时可以保护其他设备不至于被损坏。EMI滤波电路10的作用是抑制交流电网中的高频对设备的影响；同时抑制设备对交流电网的干扰。

本发明给负载供电的流程是：低压交流电压经过EMI滤波电路10滤波处理后转化为第一电压；第一电压再通过PFC电路模块20中的全桥整流滤波变成直流电压，PFC电路将该直流电压进行升压转化为第二电压；第二电压流入后面的DC-DC电路模块30且经DC-DC电路模块30中的第二整流滤波电路34后得到一稳定、平稳的第三电压；该第三电压经过后面的恒流可调光电路70后给电源所带的负载提供恒定的电流。

其中，低电压启动电路40为PFC电路模块20和DC-DC电路模块30的工作供电，由于低电压启动电路40中的第十九电阻R19取值较小，所以本发明可以快速启动。另外，当本发明正常工作后，第二三极管Q4关断，第二三极管Q4关断后启动电阻(第十九电阻R19)上没有电流流过，无能量的消耗。故，低电压启动电路40既能达到快速启动的效果，又不会增加额外的功耗。

本发明的输入电压信号采样、信号处理、调光信号输出以及调光的流程是：交流输入电压经交流电采样电路50后变成幅值很小的采样电压，该采样电压被送入调光信号输出电路60，判断出交流输入电压的大小，再根据输入电压的大小输出调光信号到恒流可调光电路70，恒流可调光电路70对整个电源的输出电流进行控制，从而改变交通灯的发光亮度。

其中，通过调光信号输出电路60和恒流可调光电路70对采样信号的二级处理，使得本发明输出给负载的电流更为稳定；相对于现有的对采样信号的一级处理而言，一级处理会出现这样的问题，就是当输入电压不稳时，比如输入电压在调光电压临界值38V上下小范围波动的时候，那么输出给负载的输出电流就会出现波动的现象。而本发明的二级处理，便不会出现上述的现象，使得输出电路的稳定性更高。

实施本发明的低电压调光电源，具有以下有益效果：第一，通过低交流电压的输入设置，降低了使用电时的安全隐患；第二，通过交流电采样电路、调光信号输出电路和恒流可调光电路的设置，使得交通灯的发光亮度可调，从而实现节能低能耗的效果，另外交流电采样信号经过调光信号输出电路和恒流可调光电路的处理使得电路的输出电流的稳定性更高；第三，通过低电压启动电路的设置，缩短了本发明的启动时间。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种低电压调光电源，其特征在于，包括：

EMI滤波电路，用于对低压交流电进行滤波处理，并输出第一电压；

PFC电路模块，连接于所述EMI滤波电路；用于接收所述第一电压，并输出高电压的第二电压；

DC-DC电路模块，连接于所述PFC电路模块；用于将所述第二电压转化为低电压的第三电压，并给恒流可调光电路供电；

低电压启动电路，用于给所述PFC电路模块和DC-DC电路模块供电；

交流电采样电路，用于对交流电的进行采样；

调光信号输出电路，连接于所述交流电采样电路；用于接收所述交流电采样电路输出的采样信号，并输出相应的调光信号；

所述恒流可调光电路，连接于所述调光信号输出电路和DC-DC电路模块；用于接收所述调光信号，并输出相应的恒定电流；

所述交流电采样电路包括第三十四电阻、第三十六电阻、电流互感器和LM358运算放大器；

所述电流互感器正极输入端通过所述第三十四电阻连接于交流电火线，所述电流互感器的正极输出端通过所述第三十六电阻连接于所述调光信号输出电路，且所述电流互感器的正极输出端连接于所述LM358运算放大器的IN1-脚，所述电流互感器的负极输出端连接于所述LM358运算放大器的IN1+脚，且所述LM358运算放大器的IN1-脚和OUT1脚之间连接于所述第三十六电阻，所述LM358运算放大器的VCC脚通过第五稳压二极管连接于所述DC-DC电路模块的输出端；

所述调光信号输出电路包括L7805稳压芯片、PIC16F1823芯片、第一隔离二极管、第二隔离二极管、第四十九电阻和第五十电阻；

所述L7805稳压芯片的输入脚连接于所述DC-DC电路模块的输出端，所述L7805稳压芯片的输出脚连接于所述PIC16F1823芯片的VDD脚，所述PIC16F1823芯片的VSS脚通过所述第五十电阻连接于所述第二隔离二极管的输入端，所述PIC16F1823芯片的8脚连接于所述交流电采样电路的输出端，所述PIC16F1823芯片的9脚通过第一隔离二极管连接于所述恒流可调光电路的信号接收端，所述PIC16F1823芯片的14脚通过串联的所述第四十九电阻和所述第二隔离二极管连接于所述恒流可调光电路的信号接收端；

所述恒流可调光电路包括PT4115芯片、第四十四电阻、第四十五电阻和第四电感；

所述第四十四电阻和第四十五电阻并联形成一电阻组合，所述电阻组合连接在所述PT4115芯片的VIN脚和CSN脚之间，所述PT4115芯片的VIN脚连接于所述DC-DC电路模块的输出端，所述PT4115芯片的DIM脚连接于所述调光信号输出电路的信号输出端，所述PT4115芯片的SW脚连接于所述第四电感和第九二极管之间，所述第九二极管的输出端连接于所述电阻组合和所述PT4115芯片的CSN脚之间以及连接于所述电阻组合和所述PT4115芯片的VIN脚之间；

所述低电压启动电路包括第一稳压二极管、第二稳压二极管、第一三极管、第二三极管和第三二极管；

其中，所述PFC电路模块的输出端通过第十八电阻连接于所述第二稳压二极管的输入端，所述第二稳压二极管的输出端接地，所述PFC电路模块的输出端通过第十九电阻连接于所述第二三极管的集电极，所述第二三极管的基极连接于所述第二稳压二极管的输入端，第二三极管的发射极连接于所述第三二极管的输入端，所述第三二极管的输出端连接于所述DC-DC电路模块，且所述第三二极管的输出端连接于所述PFC电路模块；

所述第一三极管的集电极连接于所述第二三极管的基极，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极通过第十七电阻连接于所述第一稳压二极管的输出端，所述第一稳压二极管的输入端连接于所述DC-DC电路模块。

2.一种低电压调光电源，其特征在于，包括：

EMI滤波电路，用于对低压交流电进行滤波处理，并输出第一电压；

PFC电路模块，连接于所述EMI滤波电路；用于接收所述第一电压，并输出高电压的第二电压；

DC-DC电路模块，连接于所述PFC电路模块；用于将所述第二电压转化为低电压的第三电压，并给恒流可调光电路供电；

低电压启动电路，用于给所述PFC电路模块和DC-DC电路模块供电；

交流电采样电路，用于对交流电的进行采样；

调光信号输出电路，连接于所述交流电采样电路；用于接收所述交流电采样电路输出的采样信号，并输出相应的调光信号；

所述恒流可调光电路，连接于所述调光信号输出电路和DC-DC电路模块；用于接收所述调光信号，并输出相应的恒定电流；

所述调光信号输出电路包括L7805稳压芯片、PIC16F1823芯片、第一隔离二极管、第二隔离二极管、第四十九电阻和第五十电阻；

所述L7805稳压芯片的输入脚连接于所述DC-DC电路模块的输出端，所述L7805稳压芯片的输出脚连接于所述PIC16F1823芯片的VDD脚，所述PIC16F1823芯片的VSS脚通过所述第五十电阻连接于所述第二隔离二极管的输入端，所述PIC16F1823芯片的8脚连接于所述交流电采样电路的输出端，所述PIC16F1823芯片的9脚通过第一隔离二极管连接于所述恒流可调光电路的信号接收端，所述PIC16F1823芯片的14脚通过串联的所述第四十九电阻和所述第二隔离二极管连接于所述恒流可调光电路的信号接收端。

3.根据权利要求2所述的低电压调光电源，其特征在于，所述交流电采样电路包括第三十四电阻、第三十六电阻、电流互感器和LM358运算放大器；

所述电流互感器正极输入端通过所述第三十四电阻连接于交流电火线，所述电流互感器的正极输出端通过所述第三十六电阻连接于所述调光信号输出电路，且所述电流互感器的正极输出端连接于所述LM358运算放大器的IN1-脚，所述电流互感器的负极输出端连接于所述LM358运算放大器的IN1+脚，且所述LM358运算放大器的IN1-脚和OUT1脚之间连接于所述第三十六电阻，所述LM358运算放大器的VCC脚通过第五稳压二极管连接于所述DC-DC电路模块的输出端。

4.根据权利要求2所述的低电压调光电源，其特征在于，所述恒流可调光电路包括PT4115芯片、第四十四电阻、第四十五电阻和第四电感；

所述第四十四电阻和第四十五电阻并联形成一电阻组合，所述电阻组合连接在所述PT4115芯片的VIN脚和CSN脚之间，所述PT4115芯片的VIN脚连接于所述DC-DC电路模块的输出端，所述PT4115芯片的DIM脚连接于所述调光信号输出电路的信号输出端，所述PT4115芯片的SW脚连接于所述第四电感和第九二极管之间，所述第九二极管的输出端连接于所述电阻组合和所述PT4115芯片的CSN脚之间以及连接于所述电阻组合和所述PT4115芯片的VIN脚之间。

5.根据权利要求2所述的低电压调光电源，其特征在于，所述低电压启动电路包括第一稳压二极管、第二稳压二极管、第一三极管、第二三极管和第三二极管；

其中，所述PFC电路模块的输出端通过第十八电阻连接于所述第二稳压二极管的输入端，所述第二稳压二极管的输出端接地，所述PFC电路模块的输出端通过第十九电阻连接于所述第二三极管的集电极，所述第二三极管的基极连接于所述第二稳压二极管的输入端，第二三极管的发射极连接于所述第三二极管的输入端，所述第三二极管的输出端连接于所述DC-DC电路模块，且所述第三二极管的输出端连接于所述PFC电路模块；

所述第一三极管的集电极连接于所述第二三极管的基极，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极通过第十七电阻连接于所述第一稳压二极管的输出端，所述第一稳压二极管的输入端连接于所述DC-DC电路模块。

6.根据权利要求5所述的低电压调光电源，其特征在于，所述PFC电路模块包括连接于所述EMI滤波电路的全桥整流电路、连接于所述全桥整流电路的π型滤波电路、连接于所述π型滤波电路的输入采样电路、连接于所述π型滤波电路的升压电路、连接于所述升压电路的输出采样电路、以及连接于所述输入采样电路、所述升压电路和所述输出采样电路的L6562芯片；

所述输入采样电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻和第三电容，串联的所述第四电阻和第五电阻的一端连接于所述π型滤波电路；串联的所述第四电阻和第五电阻的另一端连接于并联的所述第六电阻和第三电容，和连接于所述L6562芯片的MULT脚；

所述升压电路包括第三电感、第二二极管、第一MOS管、第十三电阻和第九电容,所述第三电感的输入端连接于所述π型滤波电路，所述第二二极管的输入端连接于所述第三电感的输出端，所述第二二极管的输出端连接于所述第九电容，所述第一MOS管的输入端连接于所述第三电感的输出端，所述第一MOS管的控制端连接于所述L6562芯片的GD脚，所述第一MOS管的输出端连接于接地的所述第十三电阻，且所述第十三电阻的一端连接于所述第一MOS管输出端和第十一电阻的一端，所述第十一电阻的另一端连接于所述L6562芯片的CS脚，所述第十三电阻的另一端连接第八电容的一端，所述第八电容的另一端连接所述第十一电阻的所述另一端以及所述L6562芯片的CS脚；所述输出采样电路包括第十四电阻、第十五电阻和第十六电阻，串联的所述第十四电阻和第十五电阻的一端连接于第二二极管的输出端，串联的所述第十四电阻和第十五电阻的另一端连接于所述L6562芯片的INV脚和接地的所述第十六电阻；

所述L6562芯片的VCC脚连接所述第三二极管的输出端；并联的第四电容和第五电容的一端连接于所述第三二极管的输出端，另一端接地。

7.根据权利要求5所述的低电压调光电源，其特征在于，所述DC-DC电路模块包括连接于所述PFC电路模块输出端的芯片控制电路、连接于所述芯片控制电路的钳位电路、连接于所述芯片控制电路的第一整流滤波电路、连接于所述第一整流滤波电路的芯片保护电路、连接于所述芯片控制电路的第二整流滤波电路、连接于所述第二整流滤波电路的输出反馈电路、以及连接于所述芯片控制电路、所述芯片保护电路和所述输出反馈电路的OB5269芯片；

所述芯片控制电路包括第二MOS管、第三十二电阻以及具有原绕组、第一副绕组和第二副绕组的变压器，所述原绕组的输入端连接于所述PFC电路模块的输出端，所述原绕组的输出端连接于所述第二MOS管的输入端，所述第二MOS管的控制端连接于所述OB5269芯片的DRV脚，所述第二MOS管的输出端连接于接地的所述第三十二电阻，所述第三十二电阻的一端连接于所述第二MOS管输出端和第二十八电阻的一端，所述第二十八电阻的另一端连接于所述OB5269芯片的CS脚，所述第三十二电阻的另一端连接第十三电容的一端，所述第十三电容的另一端连接所述第二十八电阻的所述另一端以及所述OB5269芯片的CS脚；

所述钳位电路包括第十电容、第二十二电阻、第二十三电阻和第四二极管，所述第二十二电阻和第二十三电阻串联，并与所述第十电容并联形成一并联组合；所述第四二极管的输入端连接于所述原绕组的输出端，所述第四二极管的输出端连接于所述并联组合的一端，所述原绕组的输入端连接于所述并联组合的另一端；

所述第一整流滤波电路包括第六二极管和第十五电容，所述第六二极管的输入端连接于第一副绕组的正极端，所述第六二极管的输出端通过第二十四电阻连接于所述第十五电容的正极，所述第十五电容的负极连接于所述第一副绕组的负极端；

所述芯片保护电路包括第四稳压二极管、第二十六电阻、第十一电容和第四三极管，所述第四稳压二极管的输入端连接于所述第十五电容的正极，所述第四稳压二极管的输出端通过串联的所述第二十六电阻和第十一电容接地，且所述第四稳压二极管的输出端通过所述第二十六电阻连接于第四三极管的基极，所述第四三极管的集电极连接于所述OB5269芯片的RT脚，所述第四三极管的发射极接地；

所述第二整流滤波电路包括第八二极管和第十八电容，所述第八二极管的输入端连接于所述第二副绕组的正极端，所述第十八电容的正极连接于所述第八二极管的输出端，所述第十八电容的负极连接于所述第二副绕组的负极端；

所述输出反馈电路包括光耦、第四十二电阻、第四十三电阻、可控精密稳压源，所述光耦的发光二极管的输入端连接于所述第二副绕组的正极端，所述光耦的发光二极管的输出端连接于所述可控精密稳压源的阴极，所述光耦的光敏三极管的集电极连接于所述OB5269芯片的FB脚，所述光耦的光敏三极管的发射极接地；所述可控精密稳压源的阳极接地且所述可控精密稳压源的阳极和参考极之间连接着所述第四十三电阻，所述可控精密稳压源的参考极和所述第二整流滤波电路的输出端之间连接着所述第四十二电阻；

所述OB5269芯片的VDD脚通过第三整流滤波电路连接于所述第三二极管的输出端；所述第十五电容的正极连接于所述第一稳压二极管的输入端。

8.根据权利要求7所述的低电压调光电源，其特征在于，所述第十八电容和第十五电容为电解电容。