CN216390960U - 一种可控硅驱动电路及调光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可控硅驱动电路及调光装置。在所述可控硅驱动电路中，变压器的第四引脚连接目标电压端，用于输出目标电压，且该目标电压端不仅连接功率集成电路的电压源，还连接控制电路的电压输入端和可控硅的第一主端子，从而在本申请中为了驱动可控硅，在变压器的初级侧不需要为功率集成电路设置专用供电绕组、又为可控硅设置专用供电绕组，而是功率集成电路和可控硅共用供电绕组，从而减少了变压器初级侧的引脚数量，使得变压器的型号选取范围更大。

Description

一种可控硅驱动电路及调光装置

技术领域

本实用新型涉及调光技术领域，尤其涉及一种可控硅驱动电路及调光装置。

背景技术

可控硅为电路中的常用元器件，例如，双向可控硅可以应用于调光装置中对光源进行控制调节，或应用于其他需要调节的电机等交流负载。

在应用电路中，可以通过驱使双向可控硅工作于特定的象限中。如图1所示，为了使得双向可控硅的第一主端子A1可以有电压VDD，需要为第一主端子A1专门配置生成电压VDD的电路，例如在图1中变压器的初级侧需要专设包括引脚5和引脚6的供电绕组以引出电压源VDD。这导致变压器的初级侧需较多的引脚(如图1需要6个引脚)，从而变压器的选型困难。

发明内容

为了解决调光装置中可控硅驱动电路需要专设生成电压VDD的供电绕组导致变压器的初级侧需较多引脚而选型困难的问题，本申请提供一种无需专设供电绕组的可控硅驱动电路，以及具有该可控硅驱动电路的调光装置。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

第一方面，提供一种可控硅驱动电路，包括火线端子、零线端子、火线输出端子、可控硅、控制电路、功率集成电路和变压器；

所述可控硅包括第一主端子、第二主端子和控制极，所述第一主端子连接所述火线端子、所述第二主端子连接所述火线输出端子；所述控制电路的输出端连接所述控制极，用于向所述控制极输出触发信号以导通所述可控硅；

所述变压器包括初级侧，所述初级侧包括第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚，所述第一引脚连接所述零线端子，所述第二引脚连接所述功率集成电路，所述第一引脚、所述第二引脚以及所述功率集成电路配合在所述第三引脚和所述第四引脚之间输出稳定的目标电压，其中，所述第三引脚浮地设置，所述第四引脚连接目标电压端，所述目标电压端用于输出所述目标电压；

所述目标电压端连接所述功率集成电路的电压输入端、所述控制电路的电压输入端和所述第一主端子。

上述的可控硅驱动电路，所述变压器还包括次级侧，所述第一引脚、第二引脚与所述功率集成电路反激配合为所述次级侧提供稳定的输出电压，所述第三引脚和所述第四引脚之间的匝数与所述次级侧的匝数呈固定比例值，以在所述第三引脚和所述第四引脚之间形成稳定的目标电压。

上述的可控硅驱动电路，在所述目标电压端与所述第四引脚之间，还设置有第四二极管，所述第四二极管的负极连接所述目标电压端，所述第四二极管的正极连接所述第四引脚；

所述可控硅驱动电路还包括第三电容，所述第三电容正极连接所述第四二极管的负极，所述第三电容的负极接地保护设置。

上述的可控硅驱动电路，所述控制电路包括控制芯片和控制二极管，所述控制芯片包括所述控制电压输入端、输出接地端、输出信号端，所述控制二极管包括基极、集电极和发射极；

所述控制电压输入端为所述控制电路的电压输入端，所述输出接地端浮地设置，所述输出信号端连接所述控制二极管的所述基极，用于输出信号以控制所述控制二极管的所述集电极和所述发射极导通；所述发射极浮地设置，所述集电极为所述控制电路的输出端且连接所述控制极，在所述集电极和所述发射极导通时，所述控制二极管向所述控制极输出触发信号以导通所述可控硅。

上述的可控硅驱动电路，所述功率集成电路包括集成芯片、第四电容和第三二极管，所述集成芯片包括芯片电压输入端；所述第四电容的正极连接所述芯片电压输入端，所述第四电容的负极接地保护设置，所述第三二极管的正极连接所述目标电压端，所述第三二极管的负极连接所述芯片电压输入端。

上述的可控硅驱动电路，所述集成芯片还包括内置的开关管、与所述开关管的漏极连接且外置的源极端子，所述源极端子连接所述第二引脚，所述第一引脚和所述第二引脚之间设置有储能组件；在所述集成芯片启动后，在所述开关管导通的情况下，所述储能组件储存电能；在所述开关管断开的情况下，所述储能组件释放电能以供所述变压器的次级侧输出电压。

上述的可控硅驱动电路，所述可控硅驱动电路还包括滤波组件，所述滤波组件包括第一电感、第一电容和第二电容，所述第一电感的一端连接所述零线端子和所述第一电容的正极、另一端连接所述第二电容的正极和所述第一引脚，所述第一电容和所述第二电容的负极连接所述火线端子。

上述的可控硅驱动电路，还包括第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述零线端子、负极连接所述第一电容的正极。

上述的可控硅驱动电路，所述可控硅驱动电路还包括保护电感，所述保护电感的两端分别连接所述第二主端子和所述火线输出端子。

第二方面，本实用新型提供一种调光装置，包括光源和如上任一项所述的可控硅驱动电路，所述光源连接于所述火线端子与所述火线输出端子之间。

本实用新型提供的可控硅驱动电路中，变压器的第四引脚连接目标电压端，用于输出目标电压，且该目标电压端不仅连接功率集成电路的电压源，还连接控制电路的电压输入端和可控硅的第一主端子，从而在本申请中为了驱动可控硅，在变压器的初级侧不需要为功率集成电路设置专用供电绕组、又为可控硅设置专用供电绕组，而是功率集成电路和可控硅共用供电绕组，从而减少了变压器初级侧的引脚数量，使得变压器的型号选取范围更大。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部件，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中可控硅驱动电路的一种结构框示意图图；

图2为本实用新型实施例提供的可控硅驱动电路的一种结构框示意图。

附图标记：

100-可控硅驱动电路；

10-控制电路；20-功率集成电路；30-滤波组件；

T11-第一引脚；T12-第二引脚；T13-第三引脚；T14-第四引脚；

L-火线端子；N-零线端子；Lout-火线输出端子；

Q1-可控硅；A1-第一主端子；A2-第二主端子；G-控制极；

Q2-控制二极管；

T1-变压器；

D1-第一二极管；D3-第三二极管；D4-第四二极管；

CE1-第一电容；CE2-第二电容；CE3-第三电容；C4-第四电容；

R1-第一电阻；R2-第二电阻；

U1-集成芯片；U3-控制芯片；

V1-芯片电压输入端；V3-控制电压输入端；GND-输出接地端；P1.1-输出信号端；

Drain-源极端子；

L1-第一电感。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部件实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为目前的可控硅驱动电路，在该可控硅驱动电路中，变压器的初级侧包括六个引脚三组绕组，最上端的绕组作为初级绕组，可以为变压器的次级侧提供电量，中间的绕组用于为功率集成电路中的集成芯片供电，最小段的绕组则用于为可控硅供电。可见，图1中的变压器的初级侧需要有6个引脚三组绕组，这就使得实际应用中变压器的可选范围较小而选型较难。

实施例1

为解决上述技术问题，本实用新型实施例1提供一种可控硅驱动电路100，如图2所示，该可控硅驱动电路100中无需在变压器T1的初级侧专设用于驱动可控硅Q1的供电绕组，从而减少了变压器T1初级侧的绕组数量，也就减少了变压器T1初级侧的引脚数量。

本实用新型实施例提供的可控硅驱动电路100中，包括火线端子L、零线端子N、火线输出端子Lout、可控硅Q1、控制电路10、功率集成电路20和变压器T1。

本实用新型实施例的可控硅Q1是以双向可控硅Q1为例的，当然，不排除单向可控硅Q1的情况。其中，可控硅Q1可以包括第一主端子A1、第二主端子A2和控制极G，第一主端子A1连接火线端子L，第二主端子A2连接火线输出端子Lout，控制电路10的输出端用于该控制极G，用于向控制极G输出触发信号以导通可控硅Q1。

变压器T1可以包括相对设置的初级侧和次级侧，初级侧包括第一引脚T11、第二引脚T12、第三引脚T13和第四引脚T14。第一引脚T11连接零线端子N，第二引脚T12连接功率集成电路20，第一引脚T11、第二引脚T12以及功率集成电路20配合在第三引脚T13、第四引脚T14之间输出稳定的目标电压，其中，第三引脚T13可以浮地设置，第四引脚T14连接目标电压端，该目标电压端能够用于输出目标电压。

本实用新型实施例的变压器T1，其第一引脚T11、第二引脚T12、第三引脚T13和第四引脚T14的排布方式参图2，在图2中，从上到下依次按第一引脚T11、第二引脚T12、第四引脚T14和第三引脚T13的顺序排列。

目标电压端连接功率集成电路20的输入电压端、控制电路10的电压输入端和可控硅Q1的第一主端子A1。也就是目标电压端输出的目标电压既为集成电路提供电压、又为控制电路10和可控硅Q1提供电压，换言之，在本实用新型实施例中，在变压器T1的初级侧不需要为功率集成电路20设置专用供电绕组、又为可控硅Q1设置专用供电绕组，而是功率集成电路20和可控硅Q1共用供电绕组，从而减少了变压器T1初级侧的引脚数量，使得变压器T1的型号选取范围更大。

其中，变压器T1的第一引脚T11、第二引脚T12与公路集成电路反激配合为变压器T1的次级侧提供稳定的输出电压。由于第三引脚T13和第四引脚T14之间的匝数与次级侧的匝数呈固定比例值，从而在第三引脚T13和第四引脚T14之间形成稳定的目标电压，即第三引脚T13浮地设置、第四引脚T14所连接的目标电压端的电压保持稳定。其中，第三引脚T13和第四引脚T14之间的匝数与次级侧的匝数呈固定比例值是指在选定变压器T1型号后，该比例值是固定的，实际中，可以根据需要改变变压器T1的型号以改变该比例值。当然，作为变形，在部分实施例中，变压器T1的第一引脚T11、第二引脚T12与公路集成电路可以是正激配合为变压器T1的次级侧提供稳定的输出电压。

在本实用新型实施例提供的可控硅驱动电路100中，在目标电压端与第四引脚T14之间，还设置有第四二极管D4，该第四二极管D4的负极连接目标电压端，第四二极管D4的正极连接第四引脚T14，以避免电流从目标电压端流向第四引脚T14。该可控硅Q1还包括第三电容CE3，第三电容CE3的正极连接第四二极管D4的负极，即连接目标电压端，第三电容CE3的负极接地保护设置，以用于储存目标电压端的能量。

本实用新型实施例中，控制电路10可以包括控制芯片U3和控制而进，控制芯片U3可以包括控制电压输入端V3、输出接地端GND和输出信号端P1.1，控制二极管Q2可以包括基极、集电极和发射极。其中，控制芯片U3的控制电压输入端V3即为控制电路10的电压输入端，用于连接目标电压端，由目标电压端输出的电压为控制芯片U3提供电力，控制芯片U3的输出接地端GND浮地设置，控制芯片U3的输出信号端P1.1连接控制二极管Q2的基极，用于输出信号以控制该控制二极管Q2的集电极和发射极导通。该发射极浮地设置，集电极作为控制电路10的输出端且连接可控硅Q1的控制极G。在集电极与发射极导通时，控制二极管Q2向控制极G输出触发信号以导通可控硅Q1。

其中，功率集成电路20可以包括集成芯片U1、第四电容C4和第三二极管D3，集成芯片U1可以包括芯片电压输入端V1，第四电容C4的正极连接芯片电压输入端V1，第四电容C4的负极接地保护设置，第三二极管D3的正极连接目标电压端，第三二极管D3的负极连接芯片电压输入端V1。第三二极管D3的设置可以避免电流从芯片电压输出端流向目标电压端，确保目标电压端可以为集成芯片U1供电，且第四电容C4用于确定芯片电压输入端V1可以保持在非接地状态，第三二极管D3和第四电容C4配合以使得集成芯片U1能够顺利启动。

其中，在集成芯片U1上还可以包括内置的开关管、与开关管的漏极连接且外置的源极端子Drain，该至少一个源极端子Drain连接所述第二引脚T12，图2中可以是集成芯片U1的右边4个引脚均为源极端子Drain。在变压器T1的第一引脚T11和第二引脚T12之间设置有储能元件(图未示)。在集成芯片U1启动后，集成芯片U1内开关管导通的情况下，储能组件储存电能，在开关管断开的情况下，储能组件释放电能以供变压器T1的次级侧输出电压，进而在第三引脚T13和第四引脚T14之间输出目标电压。

本实用新型实施例中，可控硅驱动电路100还可以包括滤波组件30。该滤波组件30可以包括第一电感L1、第一电容CE1和第二电容CE2，第一电感L1的一端连接零线端子N和第一电容CE1的正极，另一端连接第二电容CE2的正极和第一引脚T11，第一电容CE1和第二电容CE2的负极均连接火线端子L。在滤波组件30与零线端子N之间还可以包括第一二极管D1，该第一二极管D1的正极连接零线端子N、负极连接第一电容CE1的正极，第一二极管D1用于防止反向导通。

其中，本实用新型实施例的第一电容CE1、第二电容CE2和第三电容CE3可以为电解电容。

可控硅驱动电路100还可以包括保护电感(图未示)，保护电感的两端分别连接第二主端子A2和火线输出端子Lout，用于抑制负载的电流突变，保护该可控硅Q1，以免出现可控硅Q1误导通或者损坏。

此外，本实用新型实施例的可控硅驱动电路100中还包括电阻，该电阻的一端连接第二电容CE2的正极，另一端连接集成芯片U1的输入电压端，该电阻可以由第一电阻R1和第二电阻R2串联而成。

本实用新型实施例的可控硅驱动电路100中，火线端子L和火线输出端子Lout之间可以连接交流负载，由此即可借助该可控硅Q1实现驱动交流负载。交流负载包括但不限于光源、电机等。

实施例2

本实用新型实施例2提供一种调光装置，该调光装置包括光源和实施例1中的可控硅驱动电路100，光源可以连接在火线端子L和火线输出端子Lout之间，通过该可控硅驱动电路100实现对光源的驱动，利用可控硅Q1实现调光目的。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种可控硅驱动电路，其特征在于，包括火线端子（L）、零线端子（N）、火线输出端子（Lout）、可控硅（Q1）、控制电路（10）、功率集成电路（20）和变压器（T1）；

所述可控硅（Q1）包括第一主端子（A1）、第二主端子（A2）和控制极（G），所述第一主端子（A1）连接所述火线端子（L）、所述第二主端子（A2）连接所述火线输出端子（Lout）；所述控制电路（10）的输出端连接所述控制极（G），用于向所述控制极（G）输出触发信号以导通所述可控硅（Q1）；

所述变压器（T1）包括初级侧，所述初级侧包括第一引脚（T11）、第二引脚（T12）、第三引脚（T13）和第四引脚（T14），所述第一引脚（T11）连接所述零线端子（N），所述第二引脚（T12）连接所述功率集成电路（20），所述第一引脚（T11）、所述第二引脚（T12）以及所述功率集成电路（20）配合在所述第三引脚（T13）和所述第四引脚（T14）之间输出稳定的目标电压，其中，所述第三引脚（T13）浮地设置，所述第四引脚（T14）连接目标电压端，所述目标电压端用于输出所述目标电压；

所述目标电压端连接所述功率集成电路（20）的电压输入端、所述控制电路（10）的电压输入端和所述第一主端子（A1）。

2.根据权利要求1所述的可控硅驱动电路，其特征在于，所述变压器（T1）还包括次级侧，所述第一引脚（T11）、第二引脚（T12）与所述功率集成电路（20）反激配合为所述次级侧提供稳定的输出电压，所述第三引脚（T13）和所述第四引脚（T14）之间的匝数与所述次级侧的匝数呈固定比例值，以在所述第三引脚（T13）和所述第四引脚（T14）之间形成稳定的目标电压。

3.根据权利要求1所述的可控硅驱动电路，其特征在于，在所述目标电压端与所述第四引脚（T14）之间，还设置有第四二极管（D4），所述第四二极管（D4）的负极连接所述目标电压端，所述第四二极管（D4）的正极连接所述第四引脚（T14）；

所述可控硅驱动电路（100）还包括第三电容（CE3），所述第三电容（CE3）正极连接所述第四二极管（D4）的负极，所述第三电容（CE3）的负极接地保护设置。

4.根据权利要求1所述的可控硅驱动电路，其特征在于，所述控制电路（10）包括控制芯片（U3）和控制二极管（Q2），所述控制芯片（U3）包括控制电压输入端（V3）、输出接地端（GND）、输出信号端（P1.1），所述控制二极管（Q2）包括基极、集电极和发射极；

所述控制电压输入端（V3）为所述控制电路（10）的电压输入端，所述输出接地端（GND）浮地设置，所述输出信号端（P1.1）连接所述控制二极管（Q2）的所述基极，用于输出信号以控制所述控制二极管（Q2）的所述集电极和所述发射极导通；所述发射极浮地设置，所述集电极为所述控制电路（10）的输出端且连接所述控制极（G），在所述集电极和所述发射极导通时，所述控制二极管（Q2）向所述控制极（G）输出触发信号以导通所述可控硅（Q1）。

5.根据权利要求1所述的可控硅驱动电路，其特征在于，所述功率集成电路（20）包括集成芯片(U1)、第四电容（C4）和第三二极管（D3），所述集成芯片(U1)包括芯片电压输入端（V1）；所述第四电容（C4）的正极连接所述芯片电压输入端（V1），所述第四电容（C4）的负极接地保护设置，所述第三二极管（D3）的正极连接所述目标电压端，所述第三二极管（D3）的负极连接所述芯片电压输入端（V1）。

6.根据权利要求5所述的可控硅驱动电路，其特征在于，所述集成芯片(U1)还包括内置的开关管、与所述开关管的漏极连接且外置的源极端子（Drain），所述源极端子（Drain）连接所述第二引脚（T12），所述第一引脚（T11）和所述第二引脚（T12）之间设置有储能组件；在所述集成芯片(U1)启动后，在所述开关管导通的情况下，所述储能组件储存电能；在所述开关管断开的情况下，所述储能组件释放电能以供所述变压器（T1）的次级侧输出电压。

7.根据权利要求1所述的可控硅驱动电路，其特征在于，所述可控硅驱动电路（100）还包括滤波组件（30），所述滤波组件（30）包括第一电感（L1）、第一电容（CE1）和第二电容（CE2），所述第一电感（L1）的一端连接所述零线端子（N）和所述第一电容（CE1）的正极、另一端连接所述第二电容（CE2）的正极和所述第一引脚（T11），所述第一电容（CE1）和所述第二电容（CE2）的负极连接所述火线端子（L）。

8.根据权利要求7所述的可控硅驱动电路，其特征在于，还包括第一二极管（D1），所述第一二极管（D1）的正极连接所述零线端子（N）、负极连接所述第一电容（CE1）的正极。

9.根据权利要求1所述的可控硅驱动电路，其特征在于，所述可控硅驱动电路（100）还包括保护电感，所述保护电感的两端分别连接所述第二主端子（A2）和所述火线输出端子（Lout）。

10.一种调光装置，其特征在于，包括光源和如权利要求1-9任一项所述的可控硅驱动电路（100），所述光源连接于所述火线端子（L）与所述火线输出端子（Lout）之间。

Images