CN209824078U - 一种电流控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电流控制电路,包括线性恒流电路以及输出电压采样模块,其中,线性恒流电路包括恒流驱动模块和与其分别连接的有源元件和控制模块,控制模块控制恒流驱动模块的第一基准电压,利用恒流驱动模块控制有源元件的工作状态。恒流驱动模块为LED负载提供恒定电流;输出电压采样模块,配置为采样线性恒流电路的输出电压,将采样到的输出电压提供给控制模块,若提供给控制模块的输出电压在预设周期内的最低输出电压值小于设定值,控制模块控制恒流驱动模块的第一基准电压减小,线性恒流电路的输出电流减小,直到采样到的线性恒流电路的最低输出电压值大于设定值。本方案可以解决线性恒流频闪与线性恒流电路损耗之间的矛盾。
Description
技术领域
本实用新型涉及恒流驱动技术领域,特别是涉及一种电流控制电路。
背景技术
目前为了节约电路成本且得到高质量无频闪的光,越来越多的LED灯具采用线性恒流驱动电路,采用线性恒流驱动电路可以使灯具的输出电流几乎无纹波。
在实际设计线性恒流灯具时,需要综合考滤电网电压范围、无频闪、及“线性恒流电路”的损耗等因素,为了使线性恒流驱动电路的损耗尽可能的小,应设计频闪的临界点电压尽可能大,但是这会造成在电网电压较低时出现频闪,因此,如何有效地解决这一矛盾是目前亟待解决的技术问题。
实用新型内容
鉴于上述问题,提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种电流控制电路。
依据本实用新型一方面,提供了一种电流控制电路,包括整流模块、电容元件、线性恒流电路以及输出电压采样模块,其中,
所述整流模块连接电容元件;所述电容元件一端连接线性恒流电路,另一端连接LED负载;
所述线性恒流电路,包括恒流驱动模块和与其分别连接的有源元件和控制模块,其中,所述控制模块,配置为控制所述恒流驱动模块的第一基准电压,利用所述恒流驱动模块控制所述有源元件的工作状态;所述恒流驱动模块,配置为控制所述有源元件为放大状态时,为所述LED负载提供恒定电流;
所述输出电压采样模块,与所述控制模块和所述有源元件分别连接,配置为采样所述线性恒流电路的输出电压,将采样到的输出电压提供给控制模块;
其中,若所述输出电压采样模块提供给所述控制模块的输出电压在预设周期内的最低输出电压值小于设定值,所述控制模块控制恒流驱动模块的第一基准电压减小,所述恒流驱动模块控制所述有源元件为放大状态,所述线性恒流电路的输出电流减小,直到采样到的线性恒流电路的最低输出电压值大于所述设定值。
可选地,所述输出电压采样模块包括:比较器、第一分压电阻、第二分压电阻;其中,
所述第一分压电阻一端连接所述第二分压电阻,另一端连接所述有源元件,所述第二分压电阻另一端接地;
所述比较器具有正输入端、负输入端、输出端,所述正输入端连接于所述第一分压电阻和第二分压电阻之间,所述负输入端接收第二基准电压,所述输出端连接所述控制模块;
所述比较器,配置为采样所述线性恒流电路的输出电压在所述第二分压电阻上分得的电压,比较采样到的电压值与所述第二基准电压的大小,若采样到的电压值小于所述第二基准电压,则输出端向所述控制模块输出低电平,所述控制模块控制所述恒流驱动模块的第一基准电压减小,所述线性恒流电路的输出电流减小。
可选地,所述输出电压采样模块包括:比较器、第一分压电阻、第二分压电阻;其中,
所述第一分压电阻一端连接所述第二分压电阻,另一端连接所述有源元件,所述第二分压电阻另一端接地;
所述比较器,具有正输入端、负输入端、输出端,其中,所述负输入端连接于所述第一分压电阻和第二分压电阻之间,所述正输入端接收第二基准电压,所述输出端连接所述控制模块;
所述比较器,配置为采样所述线性恒流电路的输出电压在所述第二分压电阻上分得的电压,比较采样到的电压值与所述第二基准电压的大小,若采样到的电压值小于所述第二基准电压,则输出端向所述控制模块输出高电平,所述控制模块控制所述恒流驱动模块的第一基准电压减小,所述线性恒流电路的输出电流减小。
可选地,所述输出电压采样模块和所述线性恒流电路集成在同一个IC芯片中;
所述IC芯片包括输出引脚和接地引脚,所述输出引脚连接所述LED负载,所述接地引脚连接地端。
可选地,所述输出电压采样模块,还配置为将采样到的所述线性恒流电路的输出电压提供给所述控制模块,若提供至所述控制模块的输出电压大于第一预设电压值,所述控制模块控制所述恒流驱动模块的第一基准电压减小,所述恒流驱动模块控制所述有源元件工作在截止状态,所述线性恒流电路的输出电压增大,所述LED负载电压减小。
可选地,所述线性恒流电路还包括:
过温保护电路,与所述控制模块连接,配置为检测所述线性恒流电路所在IC芯片的温度;
若所述过温保护电路检测到IC芯片的温度高于预设温度范围,控制所述控制模块减小所述恒流驱动模块的第一基准电压,所述线性恒流电路的输出电流减小,直到所述IC芯片的温度处于所述预设温度范围;
若所述过温保护电路检测到IC芯片的温度低于所述预设温度范围,控制所述控制模块增大所述恒流驱动模块的第一基准电压,直到所述线性恒流电路的输出电流增大至预设最大电流,使所述IC芯片的温度处于所述预设温度范围。
可选地,还包括采样电阻,所述线性恒流电路还包括与所述采样电阻连接的输出电流采样模块,所述输出电流采样模块还与所述恒流驱动模块、所述控制模块、所述有源元件分别连接;
所述采样电阻,配置为将所述线性恒流电路的输出电流转换为电压值;
所述输出电流采样模块,配置为采样所述采样电阻转换后的电压值并提供至所述恒流驱动模块,所述恒流驱动模块依据接收到的转换后的电压值和所述第一基准电压运算得到输出信号,利用所述输出信号控制所述有源元件为放大状态时,为所述LED负载提供恒定电流;
所述输出电流采样模块,还配置为将采样到的所述采样电阻转换后的电压值提供至所述控制模块,若提供至所述控制模块的电压值大于第二预设电压值,所述控制模块控制所述恒流驱动模块的第一基准电压减小,所述恒流驱动模块控制所述有源元件工作在截止状态,所述线性恒流电路的输出电流减小至零。
可选地,所述采样电阻设置在所述IC芯片内部,所述采样电阻一端接地,另一端连接有源元件。
可选地,所述采样电阻设置在所述IC芯片外部,所述IC芯片还包括使能引脚,所述采样电阻一端接地,另一端连接所述使能引脚。
可选地,所述有源元件包括三极管或场效应管;
其中,若所述有源元件采用场效应管,所述场效应管的栅极连接所述恒流驱动模块,源极连接所述输出电流采样模块,漏极连接所述输出电压采样模块。
可选地,所述电流控制电路还包括:
内部电源电路,与所述控制模块、所述恒流驱动模块、所述有源元件、所述输出电压采样模块分别连接,为与其连接的模块和元件供电。
可选地,所述电流控制电路还包括:
内部电源电路,与所述整流模块连接、所述控制模块、所述恒流驱动模块分别连接,利用所述整流模块整流后的直流电为与其连接的模块供电;
所述IC芯片还包括电源引脚,所述电源引脚与所述内部电源电路和整流模块分别连接。
可选地,所述IC芯片和所述采样电阻分别包括至少两个,每个IC芯片的使能引脚均分别对应连接一个采样电阻;
至少两个IC芯片的所述电源引脚分别连接所述整流模块、所述输出引脚分别连接所述LED负载、所述接地引脚分别连接地端。
本实用新型实施例通过在恒流驱动电路的基础上设置输出电压采样模块,以对恒流驱动电路的输出电压进行及时采样,当发现恒流驱动电路的输出电压在预设周期内的最低输出电压值小于设定值时,及时地减小恒流驱动模块的第一基准电压且控制有源元件为放大状态,从而快速地减小线性恒流电路的输出电流,以使输出电流无纹波,避免了电路所在的灯具出现频闪现象,也实现了对电路的过电流保护。进一步地,在减小线性恒流电路的输出电流的同时,频闪的临介点电压也减小,从而减小了线性恒流电路的损耗,进而解决了在电网较大电压输入范围内,线性恒流频闪与线性恒流电路损耗之间的矛盾。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本实用新型的具体实施方式。
根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1a示出了现有技术中的线性恒流电路的结构示意图;
图1b示出了图1a中的线性恒流电路中经整流桥整流后的直流电压波形示意图;
图1c示出了图1a中的线性恒流电路中经电容滤波后的电压波形示意图;
图2a-2e示出了图1a中的线性恒流电路在不同输入电压下的输出电压波形和输出电流波形;
图3示出了本实用新型一个实施例中的控制电路的结构示意图;
图4a示出了一种检测电路和线性恒流电路的内部结构示意图;
图4b示出了图3所示实施例中的输出电压采样模块包含的一种电路结构示意图;
图4c示出了图4b所示实施例中比较器的采样电压与基准电压的波形图;
图4d示出了图4b所示实施例中比较器的输出电压的波形图;
图4e示出了图3所示实施例中的输出电压采样模块包含的另一种电路结构示意图;
图4f示出了图4e所示实施例中比较器的输出电压的波形图;
图4g示出了图4a中的检测电路和线性恒流电路集成于同一芯片后的控制电路的结构示意图;
图5示出了本实用新型另一个实施例中的控制电路的结构示意图;
图6a示出了另一种检测电路和线性恒流电路的内部结构示意;
图6b示出了图6a中的检测电路和线性恒流电路集成于同一芯片后的控制电路的结构示意图;
图7示出了本实用新型再一个实施例中的控制电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
通常在线性恒流驱动中采用图1a所示的拓扑电路,其中,“F”是保险丝,当流过保险丝的电流超过一定值时,保险丝就会熔断,以防止保险丝后面连接的相关电路因工作异常而产生过流的危险。“DB”是整流桥,用于将输入电网的交流电压整流为直流电压。若没有电容滤波,整流桥整流后的直流电压波动较大(如图1b所示的电压波形),因此在整流桥后增加电容“C”滤波,其作用是将波动较大的直流电压滤成波动较小的直流电压。如图1c,电压波动的幅度△U=Umax-U,幅度取决于电容“C”的容量与“线性恒流电路”输出电流大小,当输出电流保持不变时,电容容量越大,电压波动的幅度就越小,反之就越大,当电容容量保持不变时,输出电流越大,电压波动的幅度就越大,反之就越小。继续参见图1a,“VLED”是串联LED负载相加的压降,由于灯具要求无频闪,因此需要“VLED”≤“U”,如果“VLED”>“U”,即施加给LED的电压是波动的,流过LED的电流也是波动的,LED发出的光就会出现频闪。“线性恒流电路”是将流过LED的电流恒定,一般由有源元件(如三极管、场效应管等)、运算放大电路及负反馈采样电路组成,是通过控制有源放大元件工作在放大状态实际恒流输出。当“VLED”≤“U”时,“线性恒流电路”工作在放大状态,即恒流状态,LED不会出现频闪;当“VLED”>“U”,“线性恒流电路”工作在放大与饱和相互转换的状态,LED出现频闪;当“VLED”>“Umax”,“线性恒流电路”工作在饱和状态,LED出现频闪更明显。此外,由于“VD”=“Umax”-“VLED”,“VD”是“线性恒流电路”承受的压降,因此“VD”的最小值要大于“线性恒流电路”最小工作电压,LED才不会出现频闪。
全国各地电网的电压不是恒定的,有的比额定电压(AC220V)低一些,有的比额定电压高一些。为了确保在设计的输入电压范围内,采用线性恒流的灯具无频闪,就需要最小输入电压整流滤波后的电压“U”比“VLED”大一点,这时“线性恒流电路”工作在恒流状态,有源元件压降是最小,由于电流是恒定的,因此有源元件损耗最小。但如果输入电压增加,“U”-“VLED”就也增加,有源元件压降增加,有源元件损耗也增加。在设计输入电压的范围内,输入电压最大使有源元件的损耗最大。
下面举例说明线性恒流电路损耗,如下:滤波电容“C”的容量是4.7uF,VLED=240V@40mA,“线性恒流电路”输出电流约40mA左右。
参见图2a,若输入电压AC207V,通过分析“VD”的电压波形可知,“VD”平均压降是32V,波动的幅度是50V。通过分析“线性恒流电路”的输出电流波形可知,输出电流的平均值0.0384A,电流波形开始出现纹波,这是“线性恒流电路”工作在放大状态和放大与饱和相互转换的状态的临界点,这时“线性恒流电路”损耗P=32×0.0384=1.23W。
参见图2b,若输入电压<AC207V,“线性恒流电路”工作在放大与饱和相互转换的状态。采用输入电压为AC180V,通过分析“VD”的电压波形可知,“VD”平均压降是7.49V,波动的幅度是12V。通过分析“线性恒流电路”的输出电流波形可知,电流波形的纹波非常大,输出电流的平均值0.0224A,这时“线性恒流电路”损耗P=7.49×0.0224=0.17W。
参见图2c,若输入电压>AC207V,“线性恒流电路”工作在放大状态。采用输入电压为AC260V,通过分析“VD”的电压波形可知,“VD”平均压降是106.5V,波动的幅度是53V。通过分析“线性恒流电路”的输出电流波形可知,电流波形没有纹波,其平均值0.0383A,这时“线性恒流电路”损耗P=106.5×0.0224=4.08W。
参见图2d,在滤波电容“C”的容量及LED相关参不变的情况下,将“线性恒流电路”输出电流减小到0.0228A,输入电压为AC207V,通过分析“VD”的电压波形可知,“VD”平均压降是34V,波动的幅度是64V。通过分析“线性恒流电路”的输出电流波形可知,电流无纹波,这时“线性恒流电路”工作在放大状态,“线性恒流电路”损耗P=46.59×0.0228=1.06W。
参见图2e,在滤波电容“C”的容量及LED相关参不变的情况下,若输入电压AC189V,通过分析“VD”的电压波形可知,“VD”平均压降是20.76V,波动的幅度是32V。通过分析“线性恒流电路”的输出电流波形可知,输出电流的平均值0.0229A,电流波形开始出现纹波,这是“线性恒流电路”工作在放大状态和放大与饱和相互转换的状态的临界点,这时“线性恒流电路”损耗P=20.76×0.0229=0.48W。
通过上述分析可知,图2e是将图2a若将流过LED的电流由0.0384A减小到0.0229A,频闪的临界点电压也由207V降至189V,主要原因是,电容“C”两端电压波动幅度减小,根据上述阐述“当电容容量保持不变时,输出电流越大,电压波动的幅度就越大,反之就越小,图2a与图2d对比可以证明。此外还有一个原因,是由于流过LED电流减小,“VLED”的电压也减小,因此减小流过LED电流,可以降低频闪的临界点电压。
在设计线性恒流灯具时,需要综合考滤电网电压范围、无频闪、及“线性恒流电路”的损耗等因素。为了使“线性恒流电路”的损耗尽可能的小,应设计频闪的临界点电压尽可能大,但会在电网电压较低时出现频闪,为了解决这一矛盾,可以通过在线性恒流电路增加检测电路来控制输出电流。
参见图3,本实用新型实施例提供了一种控制电路,控制电路包括整流模块(如图3的整流桥DB)、电容元件C、线性恒流电路1和检测电路2,其中,整流模块连接电容元件C,电容元件C一端连接线性恒流电路1,另一端连接LED负载,检测电路2与线性恒流电路1连接。整流模块将外部输入的交流电整流为直流电,电容元件C对来自整流模块的直流电滤波,
检测电路2可以实时检测“VD”的电压,当检测“VD”在一定周期内的最低电压点小于设定值时,控制线性恒流电路1输出电流减小,直到检测电路2最低电压点大于设定值。这样当电网电压较低时,虽然线性恒流电路1输出电流减小,灯具的光通量减少,但灯具不会有频闪。
参见图3和图4a,本实用新型实施的线性恒流电路1包括恒流驱动模块11和与其分别连接的有源元件(如图4a中的MOS管)和控制模块12,其中,控制模块12,配置为控制恒流驱动模块11的第一基准电压,利用恒流驱动模块11控制有源元件的工作状态;恒流驱动模块11,配置为控制有源元件为放大状态时,为LED负载提供恒定电流。
检测电路2包括输出电压采样模块21,输出电压采样模块21,与控制模块12和有源元件分别连接,配置为采样线性恒流电路1的输出电压(即OUT点电压),将采样到的输出电压提供给控制模块12。
若输出电压采样模块21提供给控制模块12的输出电压在预设周期内的最低输出电压值小于设定值,则控制模块12控制恒流驱动模块11的第一基准电压减小,恒流驱动模块11控制有源元件为放大状态,线性恒流电路的输出电流减小,直到采样到的线性恒流电路1的最低输出电压值大于设定值。在该实施例中,设定值可以选取上文通过设定输入电压值后,线性恒流电路实际的输出电压的最小值。
该实施例中的预设周期可以是任意的周期,例如在预设周期为T=1/50Hz,T=1/100Hz等等周期,本实用新型实施例对此不做具体的限定。
本实用新型实施例可以快速地调节线性恒流电路的输出电流,以使输出电流无纹波,避免了电路所在的灯具出现频闪现象,也实现了对电路的过电流保护。在本实用新型一实施例中,整流模块可以将外部输入的交流电整流为直流电,其除了可以采用整理桥,还可以采用其他的整流元件,并且,有源元件不仅可以采用MOS管,还可以采用三极管等其他有源元件,本实用新型实施例对此不做具体的限定。
参见图4a和图4b,在本实用新型一实施例中,输出电压采样模块21可以包括如图4b所示的比较器U、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2。其中,第一分压电阻R1一端连接第二分压电阻R2,另一端连接有源元件(如图4a所示的线性恒流电路输出端OUT),第二分压电阻R2另一端接地。
比较器U具有正输入端(+)、负输入端(-)、输出端Vo,正输入端连接于第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间,负输入端接收第二基准电压Vref1,输出端Vo连接控制模块12。
在该实施例中,比较器U可以配置为,采样线性恒流电路的输出电压在第二分压电阻R2上分得的电压(即Vout点的电压),并比较采样到的电压值与第二基准电压Vref1的大小,若比较得知采样到的电压值小于第二基准电压Vref1,则输出端Vo向控制模块12输出低电平信号,控制模块12接收到低电平信号后,会控制恒流驱动模块11的第一基准电压减小,进而线性恒流电路的输出电流减小。
此外,若比较器U比较得知采样到的电压值大于第二基准电压Vref1,则输出端Vo向控制模块12输出高电平信号,且高电平信号的幅值为VCC。
该实施例中,图4c所示是比较器U的Vout点电压与第二基准电压Vref1的波形图。Vout点电压是波动的纹波电压,当Vout点电压在谷底时小于Vref1。图4d所示是输出端Vo输出的电压波形。
参见图4e,在本实用新型一实施例中,相对于图4b中比较器U的连接方式,比较器U还可以将其正输入端和负输入端反接,具体的,比较器U的负输入端连接于第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间,正输入端接收第二基准电压Vref1,输出端Vo连接控制模块12。
在该实施例中,比较器U还可以配置为,采样线性恒流电路的输出电压在第二分压电阻R2上分得的电压,并比较采样到的电压值与第二基准电压Vref1的大小,若比较得知采样到的电压值小于第二基准电压Vref1,则输出端Vo向控制模块12输出高电平,控制模块12控制恒流驱动模块11的第一基准电压减小,进而线性恒流电路的输出电流减小。该实施例中,图4f所示是输出端Vo输出的电压波形。
在本实用新型实施例中,线性恒流电路输出端OUT还可以与比较器U的正输入端直接连接,即省略第一分压电阻R1,此时第二分压电阻R2上的压降为线性恒流电路输出端的输出电压。此外,本实用新型实施例中,输出电压采样模块21还可以采用如运算放大器等其它电路实现电压采样,本实用新型实施例对此不做具体的限定。
在本实用新型一实施例中,为了方便生产加工,输出电压采样模块21和线性恒流电路还可以集成在同一个IC芯片中,IC芯片可以固定最大输出电流。参见图4g,IC芯片的有效引脚包括2个,即输出引脚和接地引脚,输出引脚OUT(即对应图4a中的线性恒流电路的输出端)连接LED负载,接地引脚GND连接地端。
在本实用新型一实施例中,输出电压采样模块21还可以配置为,将采样到的线性恒流电路的输出电压提供给控制模块12,若提供至控制模块12的输出电压大于第一预设电压值时,控制模块12可以控制恒流驱动模块11的第一基准电压减小到指定的电压值,恒流驱动模块11控制有源元件工作在截止状态,线性恒流电路的输出电压增大,并且线性恒流电路的输出电压大小与电容C两端的电压大小一致,LED负载电压减小,从而可以实现OVP(overvoltage protection,过电压保护)保护。
继续参见图4a,在本实用新型一实施例中,线性恒流电路还包括过温保护电路13,其与控制模块12连接,若输出电压采样模块21和线性恒流电路集成在同一个IC芯片中,过温保护电路13可以检测线性恒流电路所在IC芯片的温度。
过温保护电路13在检测温度过程中,由于IC芯片因损耗发热,因此,当过温保护电路13检测到IC芯片的温度高于预设温度范围时,控制控制模块12减小恒流驱动模块11的第一基准电压,线性恒流电路的输出电流减小,直到IC芯片的温度处于预设温度范围;当过温保护电路13检测到IC芯片的温度低于预设温度范围时,控制控制模块12增大恒流驱动模块11的第一基准电压,线性恒流电路的输出电流增大,直到线性恒流电路的输出电流增大至预设最大电流值,使IC芯片的温度处于预设温度范围。由此,该过温保护电路13可以实现OCP(over current protection,过电流保护)保护。
继续参见图4a,在本实用新型一实施例中,电流控制电路还包括采样电阻Rs,线性恒流电路还包括与采样电阻Rs连接的输出电流采样模块14,输出电流采样模块14还与恒流驱动模块11、控制模块12、有源元件分别连接。
由于线性恒流电路的输出电流流过采样电阻Rs之后就会产生电压信号,因此,采样电阻Rs可以将线性恒流电路的输出电流转换为电压值。
输出电流采样模块14,配置为采样采样电阻Rs转换后的电压值并提供至恒流驱动模块11,恒流驱动模块11依据接收到的转换后的电压值和第一基准电压运算得到输出信号,当利用输出信号控制有源元件为放大状态时,为LED负载提供恒定电流。
输出电流采样模块14,还配置为将采样到的采样电阻Rs转换后的电压值提供至控制模块12,若提供至控制模块12的电压值大于第二预设电压值,控制模块12控制恒流驱动模块11的第一基准电压减小到一个特定的电压值,恒流驱动模块11控制有源元件工作在截止状态,线性恒流电路的输出电流减小至零,从而实现从而实际OCP保护。
如图4a和图4g所示,在本实用新型一实施例中,采样电阻Rs可以设置在IC芯片内部,采样电阻Rs一端接地,另一端连接有源元件。
参见图5,在本实用新型另一实施例中,为了更加方便的对采样电阻Rs进行更换,以方便的调节最大输出电流,还可以将采样电阻Rs设置在IC芯片外部,IC芯片还包括使能引脚CS,采样电阻Rs一端接地,另一端连接使能引脚CS。
继续参见图4a,上文已经介绍了有源元件可以采用三极管,也可以采用场效应管(MOS管)。图4a中的有源元件采用场效应管,场效应管的栅极连接恒流驱动模块11,源极连接输出电流采样模块14和采样电阻Rs,漏极连接输出电压采样模块21。
参见图6a和图6b,在本实用新型一实施例中,电流控制电路还可以包括内部电源电路15,内部电源电路15与控制模块12、恒流驱动模块11、有源元件、输出电压采样模块21分别连接,为与其连接的模块和元件直接供电。并且,内部电源电路15还可以为过温保护电路13、输出电流采样模块14等未与其直接连接的模块或电路供电。
在本实用新型另一实施例中,当采样电阻Rs设置在IC芯片外部时,内部电源电路15还可以与整流模块连接、控制模块12、恒流驱动模块11分别连接,利用整流模块整流后的直流电为与其连接的模块供电。并且,内部电源电路15还可以为过温保护电路13、输出电压采样模块21、输出电流采样模块14等未与其直接连接的模块或电路供电。
该实施例中,IC芯片还包括电源引脚Vin,电源引脚与内部电源电路15和整流模块(如整流桥DB)分别连接。
参见图7,在本实用新型一实施例中,如果IC芯片的输出电流不够或温度过高,还可以将至少两个IC芯片并联使用(图7示出了两个IC芯片并联,即IC1芯片和IC2芯片)。
该实施例中,包括至少两个采样电阻(图7示出了两个采样电阻,即电阻Rs1和电阻Rs1),并且每个IC芯片的使能引脚CS均分别对应连接一个采样电阻,图7中,IC1芯片的使能引脚CS连接电阻Rs1,IC2芯片的使能引脚CS连接电阻Rs2。
此外,至少两个IC芯片的电源引脚Vin分别连接整流桥DB、输出引脚OUT分别连接LED负载、接地引脚分别连接地端。
根据上述任意一个优选实施例或多个优选实施例的组合,本实用新型实施例能够达到如下有益效果:
通过在恒流驱动电路的基础上设置输出电压采样模块,以对恒流驱动电路的输出电压进行及时采样,当发现恒流驱动电路的输出电压在预设周期内的最低输出电压值小于设定值时,及时地减小恒流驱动模块的第一基准电压且控制有源元件关断,从而快速地减小线性恒流电路的输出电流,以使输出电流无纹波,避免了电路所在的灯具出现频闪现象,也实现了对电路的过电流保护。进一步地,在减小线性恒流电路的输出电流的同时,频闪的临界点电压也减小,从而减小了线性恒流电路的损耗,进而解决了在电网较大电压输入范围内,线性恒流频闪与线性恒流电路损耗之间的矛盾。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:在本实用新型的精神和原则之内,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案脱离本实用新型的保护范围。
Claims (13)
1.一种电流控制电路,其特征在于,包括整流模块、电容元件、线性恒流电路以及输出电压采样模块,其中,
所述整流模块连接电容元件;所述电容元件一端连接线性恒流电路,另一端连接LED负载;
所述线性恒流电路,包括恒流驱动模块和与其分别连接的有源元件和控制模块,其中,所述控制模块,配置为控制所述恒流驱动模块的第一基准电压,利用所述恒流驱动模块控制所述有源元件的工作状态;所述恒流驱动模块,配置为控制所述有源元件为放大状态时,为所述LED负载提供恒定电流;
所述输出电压采样模块,与所述控制模块和所述有源元件分别连接,配置为采样所述线性恒流电路的输出电压,将采样到的输出电压提供给控制模块;
其中,若所述输出电压采样模块提供给所述控制模块的输出电压在预设周期内的最低输出电压值小于设定值,所述控制模块控制恒流驱动模块的第一基准电压减小,所述恒流驱动模块控制所述有源元件为放大状态,所述线性恒流电路的输出电流减小,直到采样到的线性恒流电路的最低输出电压值大于所述设定值。
2.根据权利要求1所述的电流控制电路,其特征在于,所述输出电压采样模块包括:比较器、第一分压电阻、第二分压电阻;其中,
所述第一分压电阻一端连接所述第二分压电阻,另一端连接所述有源元件,所述第二分压电阻另一端接地;
所述比较器具有正输入端、负输入端、输出端,所述正输入端连接于所述第一分压电阻和第二分压电阻之间,所述负输入端接收第二基准电压,所述输出端连接所述控制模块;
所述比较器,配置为采样所述线性恒流电路的输出电压在所述第二分压电阻上分得的电压,比较采样到的电压值与所述第二基准电压的大小,若采样到的电压值小于所述第二基准电压,则输出端向所述控制模块输出低电平,所述控制模块控制所述恒流驱动模块的第一基准电压减小,所述线性恒流电路的输出电流减小。
3.根据权利要求1所述的电流控制电路,其特征在于,所述输出电压采样模块包括:比较器、第一分压电阻、第二分压电阻;其中,
所述第一分压电阻一端连接所述第二分压电阻,另一端连接所述有源元件,所述第二分压电阻另一端接地;
所述比较器,具有正输入端、负输入端、输出端,其中,所述负输入端连接于所述第一分压电阻和第二分压电阻之间,所述正输入端接收第二基准电压,所述输出端连接所述控制模块;
所述比较器,配置为采样所述线性恒流电路的输出电压在所述第二分压电阻上分得的电压,比较采样到的电压值与所述第二基准电压的大小,若采样到的电压值小于所述第二基准电压,则输出端向所述控制模块输出高电平,所述控制模块控制所述恒流驱动模块的第一基准电压减小,所述线性恒流电路的输出电流减小。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电流控制电路,其特征在于,
所述输出电压采样模块和所述线性恒流电路集成在同一个IC芯片中;
所述IC芯片包括输出引脚和接地引脚,所述输出引脚连接所述LED负载,所述接地引脚连接地端。
5.根据权利要求4所述的电流控制电路,其特征在于,
所述输出电压采样模块,还配置为将采样到的所述线性恒流电路的输出电压提供给所述控制模块,若提供至所述控制模块的输出电压大于第一预设电压值,所述控制模块控制所述恒流驱动模块的第一基准电压减小,所述恒流驱动模块控制所述有源元件工作在截止状态,所述线性恒流电路的输出电压增大,所述LED负载电压减小。
6.根据权利要求4所述的电流控制电路,其特征在于,所述线性恒流电路还包括:
过温保护电路,与所述控制模块连接,配置为检测所述线性恒流电路所在IC芯片的温度;
若所述过温保护电路检测到IC芯片的温度高于预设温度范围,控制所述控制模块减小所述恒流驱动模块的第一基准电压,所述线性恒流电路的输出电流减小,直到所述IC芯片的温度处于所述预设温度范围;
若所述过温保护电路检测到IC芯片的温度低于所述预设温度范围,控制所述控制模块增大所述恒流驱动模块的第一基准电压,所述线性恒流电路的输出电流增大,直到所述线性恒流电路的输出电流增大至预设最大电流,使所述IC芯片的温度处于所述预设温度范围。
7.根据权利要求4所述的电流控制电路,其特征在于,还包括采样电阻,所述线性恒流电路还包括与所述采样电阻连接的输出电流采样模块,所述输出电流采样模块还与所述恒流驱动模块、所述控制模块、所述有源元件分别连接;
所述采样电阻,配置为将所述线性恒流电路的输出电流转换为电压值;
所述输出电流采样模块,配置为采样所述采样电阻转换后的电压值并提供至所述恒流驱动模块,所述恒流驱动模块依据接收到的转换后的电压值和所述第一基准电压运算得到输出信号,利用所述输出信号控制所述有源元件为放大状态时,为所述LED负载提供恒定电流;
所述输出电流采样模块,还配置为将采样到的所述采样电阻转换后的电压值提供至所述控制模块,若提供至所述控制模块的电压值大于第二预设电压值,所述控制模块控制所述恒流驱动模块的第一基准电压减小,所述恒流驱动模块控制所述有源元件工作在截止状态,所述线性恒流电路的输出电流减小至零。
8.根据权利要求7所述的电流控制电路,其特征在于,
所述采样电阻设置在所述IC芯片内部,所述采样电阻一端接地,另一端连接有源元件。
9.根据权利要求7所述的电流控制电路,其特征在于,
所述采样电阻设置在所述IC芯片外部,所述IC芯片还包括使能引脚,所述采样电阻一端接地,另一端连接所述使能引脚。
10.根据权利要求7所述的电流控制电路,其特征在于,所述有源元件包括三极管或场效应管;
其中,若所述有源元件采用场效应管,所述场效应管的栅极连接所述恒流驱动模块,源极连接所述输出电流采样模块,漏极连接所述输出电压采样模块。
11.根据权利要求5所述的电流控制电路,其特征在于,所述电流控制电路还包括:
内部电源电路,与所述控制模块、所述恒流驱动模块、所述有源元件、所述输出电压采样模块分别连接,为与其连接的模块和元件供电。
12.根据权利要求9所述的电流控制电路,其特征在于,所述电流控制电路还包括:
内部电源电路,与所述整流模块连接、所述控制模块、所述恒流驱动模块分别连接,利用所述整流模块整流后的直流电为与其连接的模块供电;
所述IC芯片还包括电源引脚,所述电源引脚与所述内部电源电路和整流模块分别连接。
13.根据权利要求11所述的电流控制电路,其特征在于,
所述IC芯片和所述采样电阻分别包括至少两个,每个IC芯片的使能引脚均分别对应连接一个采样电阻;
至少两个IC芯片的所述电源引脚分别连接所述整流模块、所述输出引脚分别连接所述LED负载、所述接地引脚分别连接地端。
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