兼容可控硅调光的AC/DC电源电路及其控制方法与供电方法技术

本发明专利技术提供一种兼容可控硅调光的AC/DC电源电路及其控制方法与供电方法，调光信号产生电路检测整流电路输出的直流电压生成调光信号，提供电流给定信号；电流检测电路检测被控电流，提供电流反馈信号；控制器根据电流给定信号与电流反馈信号的差异生成限流‑恒流电路中开关器件的控制信号，使被控电流根据整流电路输出的直流电压的变化而相应变化，实现可控硅调光。该种AC/DC电源电路及其控制方法与供电方法，功率器件损耗极低，转换效率极高，轻松扩大驱动电源的功率应用范围；增加了整流桥的导通角，从而使电源电路的功率因数高于传统整流电路；输出电压及电流纹波小；有较好的抗击雷击浪涌的能力；具有良好的可控硅调光兼容性；易于集成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种兼容可控硅调光的AC/DC电源电路及其控制方法与供电方法。
技术介绍
近年来，高亮度LED照明以高光效、长寿命、高可靠性和无污染等优点正在广泛应用。LED不能直接连接到交流电，需要配置相应的限流驱动电源，当前LED驱动使用的方案以传统的高频开关电源为主，电路复杂，成本高，使得众多厂商转用线性电源方案。传统线性电源电路的缺点为：a.当市电电压偏高时，限流功率器件功耗非常大，限流功率器件温升偏高，这限制了线性驱动电源的应用功率范围；b.如果没有储能电容或者容量很小，输出纹波大，LED利用率低；c.当输入电压有效值比较低时，限流功率器件无法达到恒流的目的，使得线性调整率低；d.如果有较大的储能电容存在，因为整流桥的导通角比较小，该线性电源电路功率因数较低。另外，可控硅调光是目前广泛应用的调光方法。通过改变可控硅导通角的大小，可调节调光器的输出电压，从而改变LED的亮度。现有线性电源方案要实现可控硅调光，往往性能不佳。问题可以表现为闪烁、光照不均匀，或在调整光亮度时出现闪烁。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种兼容可控硅调光的AC/DC电源电路及其控制方法与供电方法，从根本上避免了上述线性电源的危害。尤其是显著提高了驱动电源的效率，扩大了驱动电源的应用功率范围，满足对功率因素的要求，并具有很好的可控硅调光的兼容性。一种兼容可控硅调光的AC/DC电源电路，包括：一交流电源，提供交流电；一可控硅调光电路，通过改变导通角的大小实现其输出电压的调节；一整流电路，将交流电源提供交流电转换为直流电；一限流-恒流电路，控制开关器件，从而控制中间储能电路的充电或放电电流的幅值或放电时间，实现限流或输出恒流；一负载电路，串联在整流电路与限流-恒流电路之间，将交流电源与限流-恒流电路提供的电能转换为输出能量；一调光信号产生电路，检测整流电路输出的直流电压生成调光信号，该输出信号作为控制器的一个输入信号，提供电流给定信号；一电流检测电路，检测被控电流，即限流-恒流电路的输出电流，其输出信号作为控制器的另一个输入，提供电流反馈信号；一控制器，根据电流给定信号与电流反馈信号的差异生成限流-恒流电路中开关器件的控制信号，使被控电流根据整流电路输出的直流电压的变化而相应变化，实现可控硅调光，并提供该控制信号给驱动电路；一驱动电路，根据接收到的控制信号，产生控制限流-恒流电路中开关器件的工作状态的驱动信号。进一步地，限流-恒流电路包括中间储能电路、开关器件M1、开关器件M2、二极管D5、二极管D6，整流电路的输入端分别与交流电源相连，整流电路的正极输出端连接二极管D5的正极，二极管D5的负极通过中间储能电路连接二极管D6的正极，二极管D6的负极通过负载连接整流电路的负极输出端；开关器件M1的一端连接在二极管D5的负极与中间储能电路的交汇处，开关器件M1的另一端连接在二极管D6的负极与负载的交汇处，开关器件M1的控制端接控制信号；开关器件M2的一端连接在二极管D5的正极与整流电路的正极输出端的交汇处，开关器件M2的另一端连接在中间储能电路与二极管D6的正极的交汇处，开关器件M2的控制端接控制信号。进一步地，限流-恒流电路包括中间储能电路、开关器件M1、开关器件M2、二极管D5、二极管D6，整流电路的输入端分别与交流电源相连，整流电路的正极输出端通过负载连接二极管D6的正极，二极管D6的负极通过中间储能电路连接二极管D5的正极，二极管D5的负极连接整流电路的负极输出端；开关器件M1的一端连接在二极管D6的正极与负载的交汇处，开关器件M1的另一端连接在中间储能电路与二极管D5的正极的交汇处，开关器件M1的控制端接控制信号；开关器件M2的一端连接在二极管D6的负极与中间储能电路的交汇处，开关器件M2的另一端连接在二极管D5的负极与整流电路的负极输出端的交汇处，开关器件M2的控制端接控制信号。进一步地，负载电路还包括输出滤波电容C2，输出滤波电容C2与负载并联。进一步地，中间储能电路采用中间储能电容C1或中间储能电路采用储能电容网络，储能电容网络在充电期间等效为两个或两个以上电容串联，在放电期间等效为两个或多个电容并联。进一步地，开关器件M1采用场效应管M1，场效应管M1的漏极连接在二极管D5的负极与中间储能电路的交汇处，场效应管M1的源极连接在二极管D6的负极与负载的交汇处，场效应管M1的栅极外接控制信号。进一步地，开关器件M2采用场效应管M2，场效应管M2的漏极连接在二极管D5的正极与整流电路的正极输出端的交汇处，场效应管M2的源极连接在中间储能电路与二极管D6的正极的交汇处，场效应管M2的栅极外接控制信号。进一步地，开关器件M1采用场效应管M1，场效应管M1的漏极连接在二极管D6的正极与负载的交汇处，场效应管M1的源极连接在二极管D5的正极与中间储能电路的交汇处，场效应管M1的栅极外接控制信号。进一步地，开关器件M2采用场效应管M2，场效应管M2的漏极连接在二极管D6的负极与中间储能电路的交汇处，场效应管M2的源极连接在整流电路负极输出端与二极管D5的负极极的交汇处，场效应管M2的栅极外接控制信号。一种上述任一项所述兼容可控硅调光的AC/DC电源电路的控制方法，电流反馈信号低于电流给定信号时，控制器产生的控制信号经由驱动电路控制开关器件M1和/或开关器件M2的工作状态，从而增加C1充放电能量或是输入电源经由路径二极管D5-开关器件M1或是开关器件M2-二极管D6所提供能量，使得被控电流增大，趋于与电流给定一致；电流反馈信号高于电流给定信号时，控制器产生的控制信号经由驱动电路控制开关器件M1或开关器件M2工作状态，从而减小C1充放电能量或是输入电源经由路径二极管D5-开关器件M1或是开关器件M2-二极管D6所提供能量，使得被控电流减小，并趋于与电流给定一致。进一步地，开关器件M1和开关器件M2被分别控制工作在线性状态或开关状态。进一步地，控制开关器件M2工作在开关状态，并只在交流电源电压幅值低于负载电压时，开关器件M2导通，其余时间关断开关器件M2；控制开关器件M1工作在开关状态，在交流电源电压幅值低于负载电压和中间储能电路电压之差期间的某一时间开通开关器件M1，根据需求控制开关器件M1的关断时间进而控制传递到输出端的能量；在交流电源电压幅值高于负载电压时强制关断开关器件M1。一种上述兼容可控硅调光的AC/DC电源电路的供电方法，交流电源通过中间储能电路给负载提供能量：供电方式一：交流电源经由可控硅调光电路、整流电路、二极管D5、中间储能电路及二极管D6向负载提供能量，中间储能电路充电；供电方式二：交流电源经由可控硅调光电路、整流电路、开关器件M2、中间储能电路及开关器件M1向负载提供能量，中间储能电路放电。进一步地，交流电源还可分时或同时进行供电方式三：交流电源经由可控硅调光电路、整流电路、二极管D5、开关器件M1或是交流电源经由可控硅调光电路、整流电路、开关器件M2、二极管D6，向负载提供能量。进一步地，交流电源电压幅值高于中间储能电路电压和负载电压之和时，进入供电方式一；交流电源电压幅值低于中间储能电路电压和负载电压之和且高于负载电压与中间储能电路电压之差时，进入供电方式二；交流电源电压幅值高于负载电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兼容可控硅调光的AC/DC电源电路，其特征在于，包括：一交流电源，提供交流电；一可控硅调光电路，通过改变导通角的大小实现其输出电压的调节；一整流电路，将交流电源提供交流电转换为直流电；一限流‑恒流电路，控制开关器件，从而控制中间储能电路的充电或放电电流的幅值或放电时间，实现限流或输出恒流；一负载电路，串联在整流电路与限流‑恒流电路之间，将交流电源与限流‑恒流电路提供的电能转换为输出能量；一调光信号产生电路，检测整流电路输出的直流电压生成调光信号，该输出信号作为控制器的一个输入信号，提供电流给定信号；一电流检测电路，检测被控电流，即限流‑恒流电路的输出电流，其输出信号作为控制器的另一个输入，提供电流反馈信号；一控制器，根据电流给定信号与电流反馈信号的差异生成限流‑恒流电路中开关器件的控制信号，使被控电流根据整流电路输出的直流电压的变化而相应变化，实现可控硅调光，并提供该控制信号给驱动电路；一驱动电路，根据接收到的控制信号，产生控制限流‑恒流电路中开关器件的工作状态的驱动信号。

【技术特征摘要】
1.一种兼容可控硅调光的AC/DC电源电路，其特征在于，包括：一交流电源，提供交流电；一可控硅调光电路，通过改变导通角的大小实现其输出电压的调节；一整流电路，将交流电源提供交流电转换为直流电；一限流-恒流电路，控制开关器件，从而控制中间储能电路的充电或放电电流的幅值或放电时间，实现限流或输出恒流；一负载电路，串联在整流电路与限流-恒流电路之间，将交流电源与限流-恒流电路提供的电能转换为输出能量；一调光信号产生电路，检测整流电路输出的直流电压生成调光信号，该输出信号作为控制器的一个输入信号，提供电流给定信号；一电流检测电路，检测被控电流，即限流-恒流电路的输出电流，其输出信号作为控制器的另一个输入，提供电流反馈信号；一控制器，根据电流给定信号与电流反馈信号的差异生成限流-恒流电路中开关器件的控制信号，使被控电流根据整流电路输出的直流电压的变化而相应变化，实现可控硅调光，并提供该控制信号给驱动电路；一驱动电路，根据接收到的控制信号，产生控制限流-恒流电路中开关器件的工作状态的驱动信号。2.如权利要求1所述的兼容可控硅调光的AC/DC电源电路，其特征在于：限流-恒流电路包括中间储能电路、开关器件M1、开关器件M2、二极管D5、二极管D6，整流电路的输入端分别与交流电源相连，整流电路的正极输出端连接二极管D5的正极，二极管D5的负极通过中间储能电路连接二极管D6的正极，二极管D6的负极通过负载连接整流电路的负极输出端；开关器件M1的一端连接在二极管D5的负极与中间储能电路的交汇处，开关器件M1的另一端连接在二极管D6的负极与负载的交汇处，开关器件M1的控制端接控制信号；开关器件M2的一端连接在二极管D5的正极与整流电路的正极输出端的交汇处，开关器件M2的另一端连接在中间储能电路与二极管D6的正极的交汇处，开关器件M2的控制端接控制信号。3.如权利要求1所述的兼容可控硅调光的AC/DC电源电路，其特征在于：限流-恒流电路包括中间储能电路、开关器件M1、开关器件M2、二极管D5、二极管D6，整流电路的输入端分别与交流电源相连，整流电路的正极输出端通过负载连接二极管D6的正极，二极管D6的负极通过中间储能电路连接二极管D5的正极，二极管D5的负极连接整流电路的负极输出端；开关器件M1的一端连接在二极管D6的正极与负载的交汇处，开关器件M1的另一端连接在中间储能电路与二极管D5的正极的交汇处，开关器件M1的控制端接控制信号；开关器件M2的一端连接在二极管D6的负极与中间储能电路的交汇处，开关器件M2的另一端连接在二极管D5的负极与整流电路的负极输出端的交汇处，开关器件M2的控制端接控制信号。4.如权利要求2或3所述的兼容可控硅调光的AC/DC电源电路，其特征在于：负载电路还包括输出滤波电容C2，输出滤波电容C2与负载并联。5.如权利要求2或3所述的兼容可控硅调光的AC/DC电源电路，其特征在于：中间储能电路采用中间储能电容C1或中间储能电路采用储能电容网络，储能电容网络在充电期间等效为两个或两个以上电容串联，在放电期间等效为两个或两个以上电容并联。6.如权利要求2所述的兼容可控硅调光的AC/DC电源电路，其特征在于：开关器件M1采用场效应管M1，场效应管M1的漏极连接在二极管D5的负极与中间储能电路的交汇处，场效应管M1的源极连接在二极管D6的负极与负载的交汇处，场效应管M1的栅极外接控制信号。7.如权利要求2所述的兼容可控硅调光的AC/DC电源电路，其特征在于：开关器件M2采用场效应管M2，场效应管M2的漏极连接在二极管D5的正极与整流电路的正极输出端的交汇处，场效应管M2的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱成花，崔俊国，
申请(专利权)人：芜湖锐芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34