CN203632906U - 可控硅调光led驱动开关电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可控硅调光LED驱动开关电源电路，包括电源输入模块、隔离功率转换模块、输出整流滤波模块、电源控制模块及输出空载限制模块；所述电源输入模块的输出端与电源控制模块及隔离功率转换模块连接，所述电源控制模块的输出端与输出空载限制模块的输入端连接，所述输出空载限制模块的输出端与隔离功率转换模块连接；所述电源控制模块，根据输入电压启动电源电路，生成调光控制电压并送入输出空载限制模块；所述输出空载限制模块，用于在电源控制模块输出短路时，获得稳定的空载输出调光电压并送入隔离功率转换模块。本实用新型结构简单能够实现电路的小型化设计，电源电路的整体性能较佳。

Description

可控硅调光LED驱动开关电源电路

技术领域

本实用新型涉及LED驱动电源领域，尤其涉及一种可控硅调光LED驱动开关电源电路领域。 

背景技术

可控硅调光是目前在白炽灯和节能灯应用中被普遍采用的一种调光方式。它的工作原理是将输入电压的波形通过导通角切波之后，产生一个切向的输出电压波形。应用切向的原理，可减少输出电压的有效值，以此来降低普通负载(电阻负载)的功率。可控硅调光的优点在于兼容以往的调光器原来照明线路不用改，根据需要调节亮度，达到舒适节能的效果。 

现有的可控硅调光电源电路主要包括以下两种形式： 

如图1，采用专用电源芯片驱动MOS管或三极管构成隔离或非隔离可控硅开关电源。采用专用电源芯片驱动MOS管或三极管构成隔离或非隔离可控硅开关电源。电路中的元器件的个数较多，电路结构复杂、成本高，无法满足目前小体积LED灯具内置电源的需求。 

如图2，采用分立电路驱动三极管构成隔离可控硅开关电源，恒压恒流电路。采用分立器件电路驱动三极管构成隔离可控硅开关电源，效率低，发热严重，影响LED灯具光效。分立电路的效率低无法提升电源和灯具功率，同时EMC比较差，较难通过认证。 

有鉴于此，有必要对上述的可控硅调光电源电路进行进一步的改进。 

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种电路结构简单、整体性能较佳的可控硅调光LED驱动开关电源电路。 

本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种可控硅调光LED驱动开关电源电路，包括电源输入模块、隔离功率转换模块以及与隔离功率转换模块输出 端连接的输出整流滤波模块，还包括电源控制模块、输出空载限制模块；所述电源输入模块的输出端与电源控制模块及隔离功率转换模块连接，所述电源控制模块的输出端与输出空载限制模块的输入端连接，所述输出空载限制模块的输出端与隔离功率转换模块连接；所述电源控制模块，用于根据输入电压启动电源电路，生成调光电压并送入输出空载限制模块；所述输出空载限制模块，用于使得电源控制模块输出短路时，获得稳定的空载输出调光电压并送入隔离功率转换模块。 

其中，所述电源控制模块包括电源启动电路、自激震荡驱动电路、信号反馈电路以及调光信号检测电路，所述电源启动电路与信号反馈电路及调光信号检测电路连接，所述电源启动电路还与自激震荡驱动电路连接；所述电源启动电路，用于根据输入电压启动电源电路，以及输出调光电压；所述自激震荡驱动电路，用于生成调光电压信号并送入至调光信号检测电路；所述调光信号检测电路，用于检测调光电压信号中升高的电压值是否达到预设的电压阈值，当升高的电压值等于电压阈值时，并将检测的电压值送入至信号反馈电路；所述信号反馈电路，用于根据调光电压信号的电压值生成反馈信号并降低调光信号中升高的电压值。 

其中，所述电源启动电路包括第一电阻、第二电阻、第九电阻、第一稳压管及N沟道MOS管；所述第一电阻通过第二电阻接N沟道MOS管的栅极，所述第一稳压管与第九电阻并联后的一端接第二电阻与N沟道MOS管的栅极连接的公共接点，另一端接地。 

其中，所述调光检测电路为第六电阻，所述第六电阻的一端接N沟道MOS管的源极，其另一端接地。 

其中，所述信号反馈电路包括第五电阻、第二三极管及第四电容，所述第二三极管的集电极接第二电阻与N沟道MOS管的栅极连接的公共接点，其发射极接地，其基极通过第五电阻接第六二极管的正极，所述第四电容的一端接第五电阻与第二三级管基极的公共接点，其另一端接地。 

其中，所述自激震荡驱动电路包括第三电容及第四电阻；所述第四电阻的一端接第二电阻与N沟道MOS管的栅极连接的公共接点，其另一端接第三电容。 

其中，所述输出空载限制模块包括第九二极管、第八电容、第五二极管、第五电容、第二稳压管、第一三电阻、第一四电阻、第一五电阻、第三三极管及第四三极管；所述第三三极管的集电极接第二电阻与N沟道MOS管的栅极连接的公共接点，其发射极接地，其基极接第一四电阻与第四三极管集电极连接的公共接点；所述第四三极管的发射极接地，其基极通过第一三电阻接第二稳压管的负端；所述第二稳压管的正端接第五二极管的正端；所述第五电容的一端接第五二极管的正端与第二稳压管连接的公共接点，其一端接地；所述第九二极管的负端通过第一四电阻接第四三极管的集电极；所述第八电容的一端接第九二极管的负端与第一四电阻连接的公共接点，其另一端接地；所述第一五电阻的一端接第九二极管的负端与第一四电阻连接的公共接点，其另一端接第四三极管的基极与第一三电阻连接的公共接点。 

其中，所述调光阻尼抑制模块，用于对输入电压进行抑制震荡处理并送入隔离功率转换模块及电源控制模块； 

其中，所述调光阻尼抑制模块包括第一一电容、第一二电容、第一六电阻及第二二极管，所述第一二电容通过第一六电阻接第一一电容，所述第一二电容与第一六电阻连接的公共接点接地，所述第二二极管的正端接地，其负端接第一一电容与第一二电容连接的公共接点。 

其中，还包括浪涌吸收模块，所述浪涌吸收模块的输入端与调光阻尼抑制模块连接，其输出端与隔离功率转换模块连接。 

本实用新型的有益技术效果是：区别于现有技术中的可控硅调光电源电路采用专用电源芯片驱动开关管形成的可控硅开关电源电路所带来的电路结构复杂无法实现小型化的问题以及采用分立电路驱动开关管形成的可控硅开关电源电路效率低及整体性能低的问题，本实用新型提供了一种可控硅调光LED驱动开关电源电路，采用电源控制模块包括电源启动电路、自激震荡驱动电路、调光信号检测电路以及信号反馈电路，该电源启动电路根据输入电压使金属MOS管微导通，而自激震荡驱动电路生成调光电压信号并使金属MOS管深度导通，该调光信号检测完成对调光电压信号中升高的电压进行检测，当升高的电压值等于电压阈值时，并将检测的电压值送入至信号反馈电路，进而使金属MOS管 截止，完成电源的一个震荡周期，电源控制模块的电路元器件较少、结构简单，调光信号检测电路及信号反馈电路能够实现原边恒流输出，电路成本较低，并且使用分立器件驱动金属MOS管，能够提高电源的输出效率；采用输出空载限制模块，使得电源控制模块输出短路时，获得稳定的空载输出，形成空载保护，能够改善电源的整体性能。综上，本实用新型结构简单能够实现电路的小型化设计，电源电路的整体性能较佳。 

附图说明

图1是现有技术采用专用电源芯片构成的可控硅开关电源电路图； 

图2是现有技术采用分立电路构成的可控硅开关电源电路图； 

图3是本实用新型可控硅调光LED驱动开关电源电路的方框图； 

图4是本实用新型可控硅调光LED驱动开关电源电路的电路图。 

标号说明： 

A-电源输入模块，B-调光阻尼抑制模块，C-电源控制模块，D-输出空载限制模块，E-隔离功率转换模块，F-输出整流滤波模块，G-浪涌吸收模块。 

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。 

请参阅图3，本实施例提供了一种可控硅调光LED驱动开关电源电路，包括电源输入模块A、隔离功率转换模块E以及与隔离功率转换模块E输出端连接的输出整流滤波模块F，还包括电源控制模块C、输出空载限制模块D；所述电源输入模块A的输出端与电源控制模块C及隔离功率转换模块E连接，所述电源控制模块C的输出端与输出空载限制模块D的输入端连接，所述输出空载限制模块D的输出端与隔离功率转换模块E连接；所述电源控制模块C，用于根据输入电压启动电源电路，生成调光控制电压信号并送入输出空载限制模块D；所述输出空载限制模块D，用于使得电源控制模块C输出短路时，获得稳定的空载输出调光控制电压并送入隔离功率转换模块E。 

参阅图4，上述的方案中电源控制模块C包括电源启动电路、自激震荡驱动电路、信号反馈电路以及调光信号检测电路，所述电源启动电路与信号反馈电路及调光信号检测电路连接，所述电源启动电路还与自激震荡驱动电路连接。上述的电源启动电路，用于根据输入电压启动电源电路，以及输出调光电压。所述电源启动电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第九电阻R9、第一稳压管ZD1及N沟道MOS管Q1；所述第一电阻R1通过第二电阻R2接N沟道MOS管Q1的栅极，所述第一稳压管ZD1与第九电阻R9并联后的一端接第二电阻R2与N沟道MOS管Q1的栅极连接的公共接点，另一端接地。上述的自激震荡驱动电路，用于生成调光电压信号并送入至调光信号检测电路；所述自激震荡驱动电路包括第三电容C3及第四电阻R4；所述第四电阻R4的一端接第二电阻R2与N沟道MOS管Q1的栅极连接的公共接点，其另一端接第三电容C3。上述的调光信号检测电路，用于检测调光电压信号中升高的电压值是否达到预设的电压阈值，当升高的电压值等于电压阈值时，并将检测的电压值送入至信号反馈电路；所述调光检测电路为第六电阻R6，所述第六电阻R6的一端接N沟道MOS管Q1的源极，其另一端接地。上述的信号反馈电路，用于根据调光电压信号的电压值生成反馈信号并降低调光信号中升高的电压值。所述信号反馈电路包括第五电阻R5、第二三极管Q2及第四电容C4，所述第二三极管Q2的集电极接第二电阻R2与N沟道MOS管Q1的栅极连接的公共接点，其发射极接地，其基极通过第五电阻R5接第六二极管D6的正极，所述第四电容C4的一端接第五电阻R5与第二三级管Q2基极的公共接点，其另一端接地。电源控制模块工作时，输入电压经过第一电阻R1，第二电阻R2，第九电阻R9，第一稳压管ZD1，形成适合N沟MOS管Q1驱动的电压信号，此时N沟MOS管Q1始进入微导通状态；辅助绕组的正反馈通过第三电容C3，第四电阻R4注入到N沟道MOS管Q1的G极，使N沟道MOS管Q1维持导通到深度导通，进而使N沟道MOS管Q1到地之间形成线性增长的电流，R6检测对线性增长电流所引起的电压增量，并且N沟道MOS管Q1导通时，第四电容C4充电，当升高的电压值(即电压增量）等于电压阈值时，当电压增长0.6V时，第二三极管Q2开始导通，使N沟道MOS管Q1快速的退出导通进入截止状态，完成电 源的一个震荡周期。在N沟道MOS管Q1处于截止状态中，第四电容C4上的产生的电压经第六二极管D6及第八电阻R8进行泄放，为下一震荡周期做准备。通过改变第六电阻R6的阻值可以调整电源的输出电压值，并通过隔离功率转换模块E可以获得适合的调光驱动LED电压。 

参阅图4，在一具体的实施例中，上述的输出空载限制模块D包括第九二极管D9、第八电容C8、第五二极管D5、第五电容C5、第二稳压管ZD2、第一三电阻R13、第一四电阻R14、第一五电阻R15、第三三极管Q3及第四三极管Q4；所述第三三极管Q3的集电极接第二电阻R2与N沟道MOS管Q1的栅极连接的公共接点，其发射极接地，其基极接第一四电阻R14与第四三极管Q4集电极连接的公共接点；所述第四三极管Q4的发射极接地，其基极通过第一三电阻R13接第二稳压管ZD2的负端；所述第二稳压管ZD2的正端接第五二极管D5的正端；所述第五电容C5的一端接第五二极管D5正端与第二稳压管ZD2连接的公共接点，其一端接地；所述第九二极管D9的负端通过第一四电阻R14接第四三极管Q4的集电极；所述第八电容C8的一端接第九二极管D9的负端与第一四电阻R14连接的公共接点，其另一端接地；所述第一五电阻R15的一端接第九二极管D9的负端与第一四电阻R14连接的公共接点，其另一端接第四三极管Q4的基极与第一三电阻R13连接的公共接点。当电源正常工作的时候，辅助绕组通过第九二极管D9整流在第八电容C8上得到一正电压向第三三极管Q3及第四三极管Q4提供偏置电压，输出接负载时第四三极管Q4导通，第三三极管Q3截止，N沟道MOS不受影响，电源控制模块正常工作。当电源输出未接负载的时候，输出空载限制模块D工作，第五二极管D5整流出来的负压，超过第二稳压管ZD2稳压值，通过第一三电阻R13到第四三极管Q4的基极，使第四三极管Q4退出饱和状态，第三三极管Q3开始导通，进而导致N沟道MOS管Q1截止，辅助绕组经过第五二极管D5的出来的负压变小，使第四三极管Q4截止，以获得了稳定的空载输出电压，实现空载保护，提高电源电路的整体性能。 

参阅图3及图4，优选的方案，还包括调光阻尼抑制模块B，用于对输入电压进行抑制震荡处理并送入隔离功率转换模块E及电源控制模块C；所述调光 阻尼抑制模块B包括第一一电容C11、第一二电容C12、第一六电阻R16及第二二极管D2，所述第一二电容C12通过第一六电阻R16接第一一电容C11，所述第一二电容C12与第一六电阻R16连接的公共接点接地，所述第二二极管D2正端接地，其负端接第一一电容C11与第一二电容C12连接的公共接点。调光阻尼抑制模块B能够使输入的交流电压波形平滑，进而使应用该电源电路的LED灯可以获得不闪烁的调光效果。 

优选的方案中，还包括浪涌吸收模块G，所述浪涌吸收模块G的输入端与调光阻尼抑制模块B连接，其输出端与隔离功率转换模块E连接。该浪涌吸收模块G用于吸收调光电压的浪涌，防止过电压而破坏电源。 

本实用新型提供的一种可控硅调光LED驱动开关电源电路，采用电源控制模块包括电源启动电路、自激震荡驱动电路、调光信号检测电路以及信号反馈电路，该电源启动电路根据输入电压使金属MOS管微导通，而自激震荡驱动电路生成调光电压信号并使金属MOS管深度导通，该调光信号检测完成对调光电压信号中升高的电压进行检测，当升高的电压值等于电压阈值时，并将检测的电压值送入至信号反馈电路，进而使金属MOS管截止，完成电源的一个震荡周期，电源控制模块的电路元器件较少、结构简单，调光信号检测电路及信号反馈电路能够实现原边恒流输出实现原边恒流输出，电路成本较低，并且使用分立器件驱动金属MOS管，能够提高电源的输出效率；采用输出空载限制模块，使得电源控制模块输出短路时，获得稳定的空载输出，形成空载保护，能够改善电源的整体性能。综上，本实用新型结构简单能够实现电路的小型化设计，电源电路的整体性能较佳。 

应该指出的是在电源输入模块的前端可串接可控硅调光器进行调光的LED驱动电源，方便了目前各种LED可控硅调光灯具的应用。 

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

Claims (10)

1.一种可控硅调光LED驱动开关电源电路，包括电源输入模块、隔离功率转换模块以及与隔离功率转换模块输出端连接的输出整流滤波模块，其特征在于，还包括电源控制模块、输出空载限制模块；所述电源输入模块的输出端与电源控制模块及隔离功率转换模块连接，所述电源控制模块的输出端与输出空载限制模块的输入端连接，所述输出空载限制模块的输出端与隔离功率转换模块连接； 

所述电源控制模块，用于根据输入电压启动电源电路，生成调光电压并送入输出空载限制模块； 

所述输出空载限制模块，用于使得电源控制模块输出短路时，获得稳定的空载输出调光电压并送入隔离功率转换模块。 

2.根据权利要求1所述的可控硅调光LED驱动开关电源电路，其特征在于，所述电源控制模块包括电源启动电路、自激震荡驱动电路、信号反馈电路以及调光信号检测电路，所述电源启动电路与信号反馈电路及调光信号检测电路连接，所述电源启动电路还与自激震荡驱动电路连接； 

所述电源启动电路，用于根据输入电压启动电源电路，以及输出调光电压； 

所述自激震荡驱动电路，用于生成调光电压信号并送入至调光信号检测电路； 

所述调光信号检测电路，用于检测调光电压信号中升高的电压值是否达到预设的电压阈值，当升高的电压值等于电压阈值时，并将检测的电压值送入至信号反馈电路； 

所述信号反馈电路，用于根据调光电压信号的电压值生成反馈信号并降低调光信号中升高的电压值。 

3.根据权利要求2所述的可控硅调光LED驱动开关电源电路，其特征在于，所述电源启动电路包括第一电阻、第二电阻、第九电阻、第一稳压管及N沟道MOS管；所述第一电阻通过第二电阻接N沟道MOS管的栅极，所述第一稳压管与第九电阻并联后的一端接第二电阻与N沟道MOS管的栅极连接的公共接点，另一端接地。 

4.根据权利要求3所述的可控硅调光LED驱动开关电源电路，其特征在 于，所述调光检测电路为第六电阻，所述第六电阻的一端接N沟道MOS管的源极，其另一端接地。 

5.根据权利要求3所述的可控硅调光LED驱动开关电源电路，其特征在于，所述信号反馈电路包括第五电阻、第二三极管及第四电容，所述第二三极管的集电极接第二电阻与N沟道MOS管的栅极连接的公共接点，其发射极接地，其基极通过第五电阻接第六二极管的正极，所述第四电容的一端接第五电阻与第二三级管基极的公共接点，其另一端接地。 

6.根据权利要求3所述的可控硅调光LED驱动开关电源电路，其特征在于，所述自激震荡驱动电路包括第三电容及第四电阻；所述第四电阻的一端接第二电阻与N沟道MOS管的栅极连接的公共接点，其另一端接第三电容。 

7.根据权利要求6所述的可控硅调光LED驱动开关电源电路，其特征在于，所述输出空载限制模块包括第九二极管、第八电容、第五二极管、第五电容、第二稳压管、第一三电阻、第一四电阻、第一五电阻、第三三极管及第四三极管；所述第三三极管的集电极接第二电阻与N沟道MOS管的栅极连接的公共接点，其发射极接地，其基极接第一四电阻与第四三极管集电极连接的公共接点；所述第四三极管的发射极接地，其基极通过第一三电阻接第二稳压管的负端；所述第二稳压管的正端接第五二极管的正端；所述第五电容的一端接第五二极管的正端与第二稳压管连接的公共接点，其一端接地；所述第九二极管的负端通过第一四电阻接第四三极管的集电极；所述第八电容的一端接第九二极管的负端与第一四电阻连接的公共接点，其另一端接地；所述第一五电阻的一端接第九二极管的负端与第一四电阻连接的公共接点，其另一端接第四三极管的基极与第一三电阻连接的公共接点。 

8.根据权利要求1-7任一项所述的可控硅调光LED驱动开关电源电路，其特征在于，所述调光阻尼抑制模块，用于对输入电压进行抑制震荡处理并送入隔离功率转换模块及电源控制模块。 

9.根据权利要求8所述的可控硅调光LED驱动开关电源电路，其特征在于，所述调光阻尼抑制模块包括第一一电容、第一二电容、第一六电阻及第二二极管，所述第一二电容通过第一六电阻接第一一电容，所述第一二电容与第 一六电阻连接的公共接点接地，所述第二二极管的正端接地，其负端接第一一电容与第一二电容连接的公共接点。 

10.根据权利要求9所述的可控硅调光LED驱动开关电源电路，其特征在于，还包括浪涌吸收模块，所述浪涌吸收模块的输入端与调光阻尼抑制模块连接，其输出端与隔离功率转换模块连接。 

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