泄放控制系统、可控硅调光相角检测电路及方法技术方案

本发明专利技术提供一种泄放控制系统、可控硅调光相角检测电路及方法，包括：母线电压检测模块；产生脉冲宽度调制信号的第一比较模块；产生可控硅调光器导通时间信号的导通时间信号产生模块；对导通时间信号滤波的数字滤波模块；比较数字滤波模块输出电压与泄放阈值电压，以此产生泄放控制信号的第二比较模块。当导通时间信号的直流电压小于泄放阈值电压时，产生泄放电流；当导通时间信号的直流电压大于泄放阈值电压时，关断泄放电流。本发明专利技术利用数字滤波器将相角检测电路集成在芯片内部，无需外部电容，节省芯片管脚数量，降低系统成本；同时，将泄放电路集成在芯片内部，简化外围应用线路；且本发明专利技术可藉由调光控制信号设定不同相角的调光曲线。

【技术实现步骤摘要】
泄放控制系统、可控硅调光相角检测电路及方法
本专利技术涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种泄放控制系统、可控硅调光相角检测电路及方法。
技术介绍
可控硅是可控硅整流元件的简称，是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，一般由两晶闸管反向连接而成。它的功能不仅是整流，还可以用作无触点开关的快速接通或切断；实现将直流电变成交流电的逆变；将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等。可控硅和其它半导体器件一样，有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。目前可控硅在自动控制、机电应用、工业电气及家电等方面都有广泛的应用。但是，在可控硅调光方案中，LED与可控硅存在的兼容性问题。流过可控硅的电流必须大于等于其保持电流才能保证可控硅稳定可靠的工作，否则会使可控硅断断续续的工作或者不工作，出现LED闪烁的现象。因此通常需要一个泄放电路，用于当LED没有导通时产生一泄放电流，使得流过可控硅的电流大于其维持电流，从而保证可控硅的可靠导通。由于泄放电流对于整个系统而言是存粹的损耗，会降低系统效率，因此不接可控硅调光器时不需要泄放电路工作，可通过检测输入电压判断是否要加入泄放电流，但是现有方案中会用到滤除信号中工频成分的大电容，该电容的容值比较大，一般无法集成到芯片内部，外围电路复杂且增大了系统成本。因此，如何在确保可控硅稳定工作的同时减小系统成本、简化外围电路，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种泄放控制系统、可控硅调光相角检测电路及方法，用于解决现有技术中控制泄放电流的方案中存在的成本高，外围电路复杂等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种可控硅调光相角检测电路，所述可控硅调光相角检测电路至少包括：母线电压检测模块，接收并检测母线电压；第一比较模块，连接于所述母线电压检测模块的输出端，将所述母线电压的检测电压与预设母线检测电压比较，产生一脉冲宽度调制信号；导通时间信号产生模块，连接于所述第一比较模块的输出端，基于所述脉冲宽度调制信号产生可控硅调光器的导通时间信号；数字滤波模块，连接于所述导通时间信号产生模块的输出端，对所述导通时间信号进行滤波处理；第二比较模块，连接于所述数字滤波模块的输出端，将所述数字滤波模块的输出电压与泄放阈值电压进行比较，以此产生泄放控制信号；当所述数字滤波模块的输出电压小于所述泄放阈值电压时，所述泄放控制信号控制产生泄放电流；当所述数字滤波模块的输出电压大于所述泄放阈值电压时，所述泄放控制信号控制所述泄放电流关断。优选地，所述导通时间信号产生模块包括第一开关及第一电阻，所述第一开关的一端接收参考电压、另一端经所述第一电阻接地，所述第一开关受所述脉冲宽度调制信号的控制开关，并于所述第一开关及所述第一电阻的连接节点输出所述导通时间信号。优选地，所述数字滤波模块包括加法器、第二开关、第三开关、第一电容及第二电容；所述第二开关的输入端连接所述数字滤波模块的输出端、所述第二开关的输出端连接所述第一电容的上极板，用于对所述数字滤波模块的输出电压进行采样；所述第一电容的下极板接地；所述加法器的第一输入端连接所述第二开关的输出端、第二输入端接收所述导通时间信号，用于进行加法运算；所述第三开关的输入端连接所述加法器的输出端、所述第三开关的输出端作为所述数字滤波模块的输出端，用于对所述加法器的输出信号进行采样；所述第二电容的上极板连接所述第三开关的输出端、下极板接地；其中，所述第二开关与所述第三开关的控制信号极性相反。更优选地，所述第一电容与所述第二电容的容值为pF级。更优选地，所述数字滤波模块还包括连接于所述第三开关的输出端与所述数字滤波模块的输出端之间的跟随器，用于隔离信号。更优选地，所述数字滤波模块还包括开关控制信号产生单元；所述开关控制信号产生单元包括高频采样器及反相器，所述高频采样器用于产生方波信号；所述反相器连接于所述高频采样器的输出端，用于产生所述高频采样器输出信号的反信号。优选地，所述可控硅调光相角检测电路还包括基准电压产生模块，所述基准电压产生模块连接于所述数字滤波模块的输出端，并接收调光控制信号，根据所述数字滤波模块的输出电压及所述调光控制信号产生相应的基准电压。更优选地，所述基准电压产生模块包括调光单元及钳位单元；所述调光单元接收所述数字滤波模块的输出电压及所述调光控制信号，基于所述调光控制信号对所述基准电压的波形进行调整；所述钳位单元连接于所述调光单元的输出端，当可控硅调光器的导通时间信号大于LED最大导通时间时，将所述基准电压钳位于设定基准电压。更优选地，所述钳位单元包括第二电阻、比较器及下拉管；所述第二电阻的一端连接所述调光单元的输出端、另一端作为所述钳位单元的输出端；所述比较器的输入端分别连接所述钳位单元的输出端及所述设定基准电压；所述下拉管的一端连接所述调光单元的输出端、另一端接地，所述下拉管的控制端连接所述比较器的输出端。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种可控硅调光相角检测方法，所述可控硅调光相角检测方法至少包括：检测母线电压得到可控硅调光器的导通时间信号，将所述导通时间信号数字滤波后得到相应的直流电压；将所述导通时间信号的直流电压与泄放阈值电压进行比较，产生泄放控制信号，当所述导通时间信号的直流电压小于所述泄放阈值电压时，产生泄放电流；当所述导通时间信号的直流电压大于所述泄放阈值电压时，关断所述泄放电流。优选地，所述可控硅调光相角检测方法还包括基于所述导通时间信号的直流电压及所述调光控制信号产生相应的基准电压；当所述导通时间信号小于最小导通时间时，所述基准电压为零；当所述导通时间信号大于最大导通时间时，所述基准电压钳位于设定基准电压；当所述导通时间信号介于所述最小导通时间与所述最大导通时间之间时，基于所述调光控制信号调整所述基准电压的波形；其中，所述最小导通时间为所述母线电压下降LED无法导通后可控硅调光器切相角检测到的时间；所述最大导通时间为LED的最大导通时间。更优选地，所述最小导通时间及所述最大导通时间满足如下关系式：其中，Ton_max为所述最大导通时间，VLED为LED的导通电压，Vin_max为母线电压的峰值，T为所述母线电压的周期，Ton_min为所述最小导通时间，V′bus为预设母线电压。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种泄放控制系统，所述泄放控制系统至少包括：上述可控硅调光相角检测电路及泄放电路；所述可控硅调光相角检测电路检测母线电压，得到可控硅调光器的导通时间信号，并将所述导通时间信号数字滤波后的直流电压与泄放阈值电压比较，以此得到泄放控制信号；所述泄放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可控硅调光相角检测电路，其特征在于，所述可控硅调光相角检测电路至少包括：/n母线电压检测模块，接收并检测母线电压；/n第一比较模块，连接于所述母线电压检测模块的输出端，将所述母线电压的检测电压与预设母线检测电压比较，产生一脉冲宽度调制信号；/n导通时间信号产生模块，连接于所述第一比较模块的输出端，基于所述脉冲宽度调制信号产生可控硅调光器的导通时间信号；/n数字滤波模块，连接于所述导通时间信号产生模块的输出端，对所述导通时间信号进行滤波处理；/n第二比较模块，连接于所述数字滤波模块的输出端，将所述数字滤波模块的输出电压与泄放阈值电压进行比较，以此产生泄放控制信号；当所述数字滤波模块的输出电压小于所述泄放阈值电压时，所述泄放控制信号控制产生泄放电流；当所述数字滤波模块的输出电压大于所述泄放阈值电压时，所述泄放控制信号控制所述泄放电流关断。/n

【技术特征摘要】
1.一种可控硅调光相角检测电路，其特征在于，所述可控硅调光相角检测电路至少包括：
母线电压检测模块，接收并检测母线电压；
第一比较模块，连接于所述母线电压检测模块的输出端，将所述母线电压的检测电压与预设母线检测电压比较，产生一脉冲宽度调制信号；
导通时间信号产生模块，连接于所述第一比较模块的输出端，基于所述脉冲宽度调制信号产生可控硅调光器的导通时间信号；
数字滤波模块，连接于所述导通时间信号产生模块的输出端，对所述导通时间信号进行滤波处理；
第二比较模块，连接于所述数字滤波模块的输出端，将所述数字滤波模块的输出电压与泄放阈值电压进行比较，以此产生泄放控制信号；当所述数字滤波模块的输出电压小于所述泄放阈值电压时，所述泄放控制信号控制产生泄放电流；当所述数字滤波模块的输出电压大于所述泄放阈值电压时，所述泄放控制信号控制所述泄放电流关断。


2.根据权利要求1所述的可控硅调光相角检测电路，其特征在于：所述导通时间信号产生模块包括第一开关及第一电阻，所述第一开关的一端接收参考电压、另一端经所述第一电阻接地，所述第一开关受所述脉冲宽度调制信号的控制开关，并于所述第一开关及所述第一电阻的连接节点输出所述导通时间信号。


3.根据权利要求1所述的可控硅调光相角检测电路，其特征在于：所述数字滤波模块包括加法器、第二开关、第三开关、第一电容及第二电容；
所述第二开关的输入端连接所述数字滤波模块的输出端、所述第二开关的输出端连接所述第一电容的上极板，用于对所述数字滤波模块的输出电压进行采样；所述第一电容的下极板接地；
所述加法器的第一输入端连接所述第二开关的输出端、第二输入端接收所述导通时间信号，用于进行加法运算；
所述第三开关的输入端连接所述加法器的输出端、所述第三开关的输出端作为所述数字滤波模块的输出端，用于对所述加法器的输出信号进行采样；
所述第二电容的上极板连接所述第三开关的输出端、下极板接地；
其中，所述第二开关与所述第三开关的控制信号极性相反。


4.根据权利要求3所述的可控硅调光相角检测电路，其特征在于：所述第一电容与所述第二电容的容值为pF级。


5.根据权利要求3所述的可控硅调光相角检测电路，其特征在于：所述数字滤波模块还包括连接于所述第三开关的输出端与所述数字滤波模块的输出端之间的跟随器，用于隔离信号。


6.根据权利要求3所述的可控硅调光相角检测电路，其特征在于：所述数字滤波模块还包括开关控制信号产生单元；所述开关控制信号产生单元包括高频采样器及反相器，所述高频采样器用于产生方波信号；所述反相器连接于所述高频采样器的输出端，用于产生所述高频采样器输出信号的反信号。


7.根据权利要求1所述的可控硅调光相角检测电路，其特征在于：所述可控硅调光相角检测电路还包括基准电压产生模块，所述基准电压产生模块连接于所述数字滤波模块的输出端，并接收调光控制信号，根据所述数字滤波模块的输出电压及所述调光控制信号产生相应的基准电压。


8.根据权利要求7所述的可控硅调光相角检测电路，其特征在于：所述基准电压产生模块包括调光单元及钳位单元；
所述调光单元接收所述数字滤波模块的输出电压及所述调光控制信号，基于所述调光控制信号对所述基准电压的波形进行调整；
所述钳位单元连接于所述调光单元的输出端，当可控硅调光器的导通时间信号大于LED...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，吴泉清，李亮，
申请(专利权)人：华润矽威科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31