自适应电流纹波抑制电路、系统及照明产品的制作方法
未命名
08-29
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1.本技术属于电力电子技术领域,尤其涉及一种自适应电流纹波抑制电路、系统及照明产品。
背景技术:
2.目前可调光的照明产品例如led(light-emitting diode,发光二极管)照明产品,通常由可控硅调光电源匹配可控硅调光器调节其光输出效果,但经常会因为市电畸变干扰导致在可控硅调光器调节至低端(较小相角)时,可控硅调光电源输出的电流中存在纹波而引起照明产品光抖动,进而造成人眼不适。通常在可控硅调光电源的输出端增加电流纹波抑制电路以滤除电流中的纹波,从而提升照明产品的发光品质,但会导致电源效率降低。
技术实现要素:
3.本技术实施例提供了一种自适应电流纹波抑制电路、系统及照明产品,可以解决照明产品在解决可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题时而导致的电源效率降低的问题。
4.第一方面,本技术实施例提供了一种自适应电流纹波抑制电路,包括信号采集模块和电流纹波抑制模块,所述电流纹波抑制模块串接在调光电源和负载之间,所述信号采集模块的第一端用于与所述调光电源电连接,所述信号采集模块的第二端与所述电流纹波抑制模块电连接;
5.所述信号采集模块用于采集所述调光电源输出的电流信号,并根据所述电流信号向所述电流纹波抑制模块输出电压信号;当所述电压信号小于等于预设电压信号时,所述电流纹波抑制模块对所述电流信号进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至所述负载,当所述电压信号大于所述预设电压信号时,所述电流纹波抑制模块将所述电流信号传输至所述负载。
6.在第一方面的一种可能的实现方式中,所述电流纹波抑制模块包括开关单元和电流纹波抑制单元;所述开关单元分别与所述信号采集模块的第二端和所述电流纹波抑制单元电连接,所述开关单元和所述电流纹波抑制单元均用于与所述调光电源电连接,所述电流纹波抑制单元还用于与所述负载电连接;
7.所述开关单元用于接收所述电压信号,当所述电压信号小于等于所述预设电压信号时,所述开关单元断开,所述电流纹波抑制单元对所述电流信号进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至所述负载,当所述电压信号大于所述预设电压信号时,所述开关单元导通,并向所述电流纹波抑制单元输出第一电平信号,所述电流纹波抑制单元根据所述第一电平信号将所述电流信号传输至所述负载。
8.在第一方面的一种可能的实现方式中,当所述信号采集模块的第一端用于与所述调光电源的负极电连接时,所述开关单元包括第一电阻、第一开关管和第二开关管;所述第一电阻的分别与所述第二开关管的第一导通端、所述电流纹波抑制单元和所述调光电源的
正极电连接,所述第一电阻的第二端分别与所述第二开关管的控制端和所述第一开关管的第一导通端电连接,所述第二开关管的第二导通端与所述电流纹波抑制单元电连接,所述第一开关管的第二导通端分别与所述信号采集模块的第一端和所述调光电源的负极电连接,所述第一开关管的控制端分别与所述信号采集模块的第二端和所述电流纹波抑制单元电连接。
9.在第一方面的一种可能的实现方式中,当所述信号采集模块的第一端用于与所述调光电源的正极电连接时,所述开关单元包括比较器和第三开关管;所述比较器的第一输入端分别与所述信号采集模块的第一端和所述调光电源的正极电连接,所述比较器的第二输入端分别与所述信号采集模块的第二端、所述第三开关管的第一导通端和所述电流纹波抑制单元电连接,所述比较器的输出端与所述第三开关管的控制端电连接,所述第三开关管的第二导通端与所述电流纹波抑制单元电连接。
10.在第一方面的一种可能的实现方式中,所述电流纹波抑制单元包括第二电阻、第三电阻、第一二极管、第一稳压管、第二稳压管、第四开关管和第一电容;所述第一二极管的阴极分别与所述第三电阻的第一端和所述第二稳压管的阴极电连接,所述第二稳压管的阳极分别与所述开关单元、所述第一电容的第一端和所述第二电阻的第一端电连接,所述第二电阻的第二端分别与所述第四开关管的控制端和所述第一稳压管的阴极电连接,所述第四开关管的第二导通端和所述第一稳压管的阳极均用于与所述负载的正极电连接;
11.当所述信号采集模块的第一端用于与所述调光电源的负极电连接时,所述第一二极管的阳极分别与所述开关单元、所述第三电阻的第二端、所述第四开关管的第一导通端和所述调光电源的正极电连接,所述第一电容的第二端分别与所述负载的负极、所述开关单元和所述信号采集模块的第二端电连接;
12.当所述信号采集模块的第一端用于与所述调光电源的正极电连接时,所述第一二极管的阳极分别与所述开关单元、所述信号采集模块的第二端、所述第三电阻的第二端和所述第四开关管的第一导通端电连接,所述第一电容的第二端分别与所述调光电源的负极和所述负载的负极电连接。
13.在第一方面的一种可能的实现方式中,当所述信号采集模块的第一端用于与所述调光电源的负极电连接时,所述电流纹波抑制模块包括第一电流纹波抑制芯片和第二电容;
14.所述第一电流纹波抑制芯片的电源引脚用于与所述调光电源的正极电连接,所述第一电流纹波抑制芯片的控制引脚分别与所述信号采集模块的第一端和所述调光电源的负极电连接,所述第一电流纹波抑制芯片的负载引脚用于与所述负载的正极电连接,所述第一电流纹波抑制芯片的电容引脚与所述第二电容的第一端电连接,所述第一电流纹波抑制芯片的接地引脚分别与所述第二电容的第二端、所述负载的负极和所述信号采集模块的第二端电连接。
15.在第一方面的一种可能的实现方式中,当所述信号采集模块的第一端用于与所述调光电源的正极电连接时,所述电流纹波抑制模块包括第二电流纹波抑制芯片和第三电容;所述第二电流纹波抑制芯片的电源引脚分别与所述调光电源的正极和所述信号采集模块的第一端电连接,所述第二电流纹波抑制芯片的控制引脚与所述信号采集模块的第二端电连接,所述第二电流纹波抑制芯片的负载引脚与所述负载的正极电连接,所述第二电流
纹波抑制芯片的电容引脚与所述第三电容的第一端电连接,所述第三电容的第二端分别与所述调光电源的负极和所述负载的负极电连接。
16.在第一方面的一种可能的实现方式中,所述信号采集模块包括采样电阻,所述采样电阻的第一端用于与所述调光电源电连接,所述采样电阻的第二端与所述电流纹波抑制模块电连接。
17.第二方面,本技术实施例提供了一种自适应电流纹波抑制系统,包括调光电源和第一方面任一项所述的自适应电流纹波抑制电路,所述自适应电流纹波抑制电路串接在所述调光电源和负载之间。
18.第三方面,本技术实施例提供了一种照明产品,包括负载和第二方面所述的自适应电流纹波抑制系统,所述自适应电流纹波抑制系统串接在可控硅调光器和所述负载之间。
19.本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是:
20.本技术实施例提供了一种自适应电流纹波抑制电路,包括信号采集模块和电流纹波抑制模块。电流纹波抑制模块串接在调光电源和负载之间,信号采集模块的第一端用于与调光电源电连接,信号采集模块的第二端与电流纹波抑制模块电连接。
21.信号采集模块用于采集调光电源输出的电流信号,并根据电流信号向电流纹波抑制模块输出电压信号。当电压信号小于等于预设电压信号时,电流纹波抑制模块对电流信号进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载,当电压信号大于预设电压信号时,电流纹波抑制模块将电流信号传输至负载。
22.当电压信号小于等于预设电压信号时,对应可控硅调光器调节至低端,电流纹波抑制模块对电流信号进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载,使流过负载的电流信号更稳定,有效解决了可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题。
23.当电压信号大于预设电压信号时,对应可控硅调光器调节至中高端,电流纹波抑制模块将调光电源输出的电流信号直接传输至负载,有效解决了可控硅调光器调节至中高端时电流纹波抑制模块一直处于电流纹波抑制模式而导致电源效率降低的问题。
24.电流纹波抑制模块根据采集的电流信号确定是否对电流信号进行纹波滤除,既解决了可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题,也解决了可控硅调光器调节至中高端时因电流纹波抑制模块处于电流纹波抑制模式而导致的电源效率下降的问题。
25.综上,本技术实施例提供的自适应电流纹波抑制电路解决了照明产品在解决可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题时而导致的电源效率降低的问题。
26.可以理解的是,上述第二方面至第三方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述,在此不再赘述。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本技术一实施例提供的自适应电流纹波抑制电路的原理框图;
29.图2是本技术一实施例提供的自适应电流纹波抑制电路工作的流程示意图;
30.图3是本技术另一实施例提供的自适应电流纹波抑制电路的原理框图;
31.图4是本技术一实施例提供的自适应电流纹波抑制电路的电路连接示意图;
32.图5是本技术另一实施例提供的自适应电流纹波抑制电路的电路连接示意图;
33.图6是本技术另一实施例提供的自适应电流纹波抑制电路的电路连接示意图;
34.图7是本技术另一实施例提供的自适应电流纹波抑制电路的电路连接示意图;
35.图8是本技术一实施例提供的自适应电流纹波抑制系统的原理框图;
36.图9是本技术一实施例提供的照明产品的原理框图。
37.图中:10、自适应电流纹波抑制电路;101、信号采集模块;102、电流纹波抑制模块;1021、开关单元;1022、电流纹波抑制单元;20、调光电源;30、负载;40、可控硅调光器;80、自适应电流纹波抑制系统;90、照明产品。
具体实施方式
38.以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本技术实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本技术的描述。
39.应当理解,当在本技术说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
40.还应当理解,在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
41.如在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样,术语“如果”可以依据上下文被解释为“当
…
时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0042]
另外,在本技术说明书和所附权利要求书的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0043]
在本技术说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
[0044]
目前可调光的照明产品一般包括可控硅调光电源和led负载,通常由可控硅调光电源匹配可控硅调光器调节其光输出效果,可控硅调光器串联在ac(alternating current,交流)电源与照明产品之间,通过切相斩波控制ac电源的电压以达到调节照明产品的光输出效果,其中ac电源为交流稳压电源设备,或者直接由市政电网供电。可控硅调光电源为兼容可控硅调光器的ac-dc(alternating current-direct current,交流转换为直
流)恒流电源,用于为led负载提供稳定的电流。但是,照明产品会经常因为市电畸变干扰导致在可控硅调光器调节至低端(较小相角)时,可控硅调光电源输出的电流中存在纹波而引起照明产品光抖动,进而造成人眼不适。为了解决上述问题,通常是在可控硅调光电源的输出端增加电流纹波抑制电路以滤除电流中的纹波,从而提升照明产品的发光品质,但在可控硅调光器调节至中高端(较大相角)时,电流纹波抑制电路仍然处于电流纹波抑制模式,导致电源效率降低。
[0045]
需要说明的是,通过调节可控硅调光器的斩波相位,可以改变导通相角大小,实现调光。当可控硅调光器调节至较小相角时,即可控硅调光器调节至低端,此时可控硅调光电源输出的电流比较小。当可控硅调光器调节至较大相角时,即可控硅调光器调节至中高端,此时可控硅调光电源输出的电流比较大。
[0046]
针对上述问题,本技术实施例提供了一种自适应电流纹波抑制电路10,如图1所示,自适应电流纹波抑制电路10包括信号采集模块101和电流纹波抑制模块102,电流纹波抑制模块102串接在调光电源20与负载30之间,信号采集模块101的第一端用于与调光电源20电连接,信号采集模块101的第二端与电流纹波抑制模块102电连接。
[0047]
具体的,如图2所示,信号采集模块101用于采集调光电源20输出的电流信号,并根据电流信号向电流纹波抑制模块102输出电压信号。当电压信号小于等于预设电压信号时,电流纹波抑制模块102对电流信号进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载30,当电压信号大于预设电压信号时,电流纹波抑制模块102将电流信号传输至负载30。
[0048]
如图4、图5、图6和图7所示,信号采集模块101包括采样电阻rcs。采样电阻rcs第一端用于与调光电源20电连接,采样电阻rcs的第二端与电流纹波抑制模块102电连接。采样电阻rcs用于采集调光电源20输出的电流信号,根据电流信号向电流纹波抑制模块102输出电压信号,其中采样电阻rcs的阻值为r。假设电压信号用vcs表示,则vcs=iout.t
·
r,其中iout.t表示调光电源20匹配可控硅调光器时输出的电流信号,r表示采样电阻rcs的阻值。假设预设电压信号用vref表示,则vref=iout.max
·a·
r,其中iout.max表示调光电源20不匹配可控硅调光器时输出的最大电流信号,a表示可控硅调光器调节至低端时所对应的角度系数,取值范围为0%~100%,由可控硅调光器的类型决定,r表示采样电阻rcs的阻值。
[0049]
由此,当电压信号vcs小于等于预设电压信号vref时,对应可控硅调光器调节至低端,电流纹波抑制模块102对电流信号iout.t进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载30,使流过负载30的电流信号更稳定,有效解决了可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题。
[0050]
当电压信号vcs大于预设电压信号vref时,对应可控硅调光器调节至中高端,电流纹波抑制模块102将调光电源20输出的电流信号iout.t直接传输至负载30,有效解决了可控硅调光器调节至中高端时电流纹波抑制模块102一直处于电流纹波抑制模式时而导致电源效率降低的问题。
[0051]
电流纹波抑制模块102根据采集的电流信号iout.t确定是否对电流信号iout.t进行纹波滤除,既解决了可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题,也解决了可控硅调光器调节至中高端时因电流纹波抑制模块102处于电流纹波抑制模式而导致的电源效率下降的问题。
[0052]
综上,本技术实施例提供的自适应电流纹波抑制电路10解决了照明产品在解决可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题时而导致的电源效率降低的问题。
[0053]
示例性的,负载30为led负载。
[0054]
示例性的,调光电源20是兼容可控硅调光器的ac-dc恒流电源,ac-dc恒流电源可以是线性、非隔离或者隔离架构的恒流电源。
[0055]
如图3所示,电流纹波抑制模块102包括开关单元1021和电流纹波抑制单元1022,电流纹波抑制单元1022串接在调光电源20与负载30之间,开关单元1021分别与信号采集模块101的第二端和电流纹波抑制单元1022电连接,开关单元1021还用于与调光电源20电连接。
[0056]
具体的,开关单元1021用于接收电压信号vcs,当电压信号vcs小于等于预设电压信号vref时,对应可控硅调光器调节至低端,开关单元1021断开,电流纹波抑制单元1022对电流信号iout.t进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载30,使流过负载30的电流信号更稳定,有效解决了可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题。
[0057]
当电压信号vcs大于预设电压信号vref时,对应可控硅调光器调节至中高端,开关单元1021导通,并向电流纹波抑制单元1022输出第一电平信号,电流纹波抑制单元1022根据第一电平信号将电流信号iout.t直接传输至负载30,有效解决了可控硅调光器调节至中高端时因电流纹波抑制单元1022一直处于电流纹波抑制模式时而导致电源效率降低的问题。需要说明的是,第一电平信号为高电平信号。
[0058]
开关单元1021根据采集的电流信号iout.t关断或导通,进而使电流纹波抑制单元1022对电流信号iout.t进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载30或将电流信号iout.t传输至负载30,即电流纹波抑制模块102可以自适应工作,既解决了可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题,也解决了可控硅调光器调节至中高端时因电流纹波抑制单元1022处于电流纹波抑制模式而导致的电源效率下降的问题。
[0059]
如图4所示,当信号采集模块101的第一端用于与调光电源20的负极电连接时,即采样电阻rcs的第一端用于与调光电源20的负极电连接,开关单元1021包括第一电阻r1、第一开关管q1和第二开关管q2。第一电阻r1的分别与第二开关管q2的第一导通端、电流纹波抑制单元1022和调光电源20的正极电连接,第一电阻r1的第二端分别与第二开关管q2的控制端和第一开关管q1的第一导通端电连接,第二开关管q2的第二导通端与电流纹波抑制单元1022电连接,第一开关管q1的第二导通端分别与信号采集模块101的第一端和调光电源20的负极电连接,第一开关管q1的控制端分别与信号采集模块101的第二端和电流纹波抑制单元1022电连接。根据图4可知,第一开关管q1的第二导通端分别与采样电阻rcs的第一端和调光电源20的负极电连接。第一开关管q1的控制端分别与采样电阻rcs的第二端和电流纹波抑制单元1022电连接。
[0060]
具体的,当调光电源20输出的电流信号iout.t较小时,电压信号vcs也较小,是小于预设电压信号vref的,对应可控硅调光器调节至低端。由于电压信号vcs较小,则第一开关管q1的控制端处的电压与第一开关管q1的第二导通端处的电压的压差较小,不满足第一开关管q1的导通条件,因此第一开关管q1断开。第二开关管q2的控制端处的电压被第一电阻r1拉高,不满足第二开关管q2的导通条件,因此第二开关管q2断开,即开关单元1021断开。当开关单元1021处于断开状态时,电流纹波抑制单元1022对电流信号iout.t进行纹波
滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载30,使流过负载30的电流信号更稳定,有效解决了可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题。
[0061]
当调光电源20输出的电流信号iout.t较大时,电压信号vcs也较大,是大于预设电压信号vref的,对应可控硅调光器调节至中高端。由于电压信号vcs较大,则第一开关管q1的控制端处的电压与第一开关管q1的第二导通端处的电压的压差较大,满足第一开关管q1的导通条件,因此第一开关管q1导通。第一开关管q1导通后,第二开关管q2的控制端处的电压被拉低,满足第二开关管q2的导通条件,因此第二开关管q2导通,即开关单元1021导通,并向电流纹波抑制单元1022输出第一电平信号,第一电平信号为高电平信号。电流纹波抑制单元1022根据第一电平信号将电流信号iout.t直接传输至负载30,有效解决了可控硅调光器调节至中高端时电流纹波抑制单元1022一直处于电流纹波抑制模式时而导致电源效率降低的问题。
[0062]
示例性的,第一开关管q1为nmos(n-metal-oxide-semiconductor,n型金属-氧化物-半导体)管,第一开关管q1的控制端为nmos管的栅极,第一开关管q1的第一导通端为nmos管的漏极,第一开关管q1的第二导通端为nmos管的源极。第二开关管q2为pmos(positive channel metal oxide semiconductor,p沟道金属氧化物半导体)管,第二开关管q2的控制端为pmos管的栅极,第二开关管q2的第一导通端为pmos管的漏极,第二开关管q2的第二导通端为pmos管的源极。
[0063]
如图4所示,电流纹波抑制单元1022包括第二电阻r2、第三电阻r3、第一二极管d1、第一稳压管zd1、第二稳压管zd2、第四开关管q4和第一电容c1。第一二极管d1的阴极分别与第三电阻r3的第一端和第二稳压管zd2的阴极电连接,第二稳压管zd2的阳极分别与开关单元1021、第一电容c1的第一端和第二电阻r2的第一端电连接,第二电阻r2的第二端分别与第四开关管q4的控制端和第一稳压管zd1的阴极电连接,第四开关管q4的第二导通端和第一稳压管zd1的阳极均用于与负载30的正极电连接。根据图4可知,第二稳压管zd2的阳极分别与第二开关管q2的第二导通端、第一电容c1的第一端和第二电阻r2的第一端电连接。
[0064]
当所述信号采集模块101的第一端用于与调光电源20的负极电连接时,即采样电阻rcs的第一端用于与调光电源20的负极电连接,如图4所示,第一二极管d1的阳极分别与开关单元1021、第三电阻r3的第二端、第四开关管q4的第一导通端和调光电源20的正极电连接,第一电容c1的第二端分别与负载30的负极、开关单元1021和信号采集模块101的第二端电连接。根据图4可知,第一二极管d1的阳极分别与第一电阻r1的第一端、第二开关管q2的第一导通端、第三电阻r3的第二端、第四开关管q4的第一导通端和调光电源20的正极电连接。第一电容c1的第二端分别与负载30的负极、第一开关管q1的控制端和采样电阻rcs的第二端电连接。
[0065]
具体的,当开关单元1021断开时,电流纹波抑制单元1022对电流信号iout.t进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载30,具体的工作原理为:调光电源20输出的电压经过第一二极管d1和第二稳压管zd2后使第四开关管q4处于饱和导通状态,利用第四开关管q4在饱和区输出电流为恒流的这一特性,实现对电流信号iout.t的纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载30。第一电容c1用于根据调光电源20输出的电压进行充电或放电,以使调光电源20的输出电压维持稳定,同时第一电容c1也会滤除一部分纹波,保证电流纹波抑制单元1022能实现比较好的纹波滤除效果。第二电阻r2起限流作用。第三
电阻r3用于在第一电容c1放电时,提供放电回路。第一稳压管zd1用于保护第四开关管q4,使其不会被击穿。第二稳压管zd2的作用是调节电流纹波抑制的程度,稳压管的电压越高纹波抑制越深,实现效果越好,但会导致第四开关管q4产生的损耗越大,进而导致电源效率越低,因此可根据实际情况确定第二稳压管zd2的类型。
[0066]
当开关单元1021导通时,电流纹波抑制单元1022根据第一电平信号将电流信号iout.t直接传输至负载30,具体的工作原理为:开关单元1021导通后,向电流纹波抑制单元1022输出第一电平信号,即向第二稳压管zd2、第二电阻r2和第一电容c1的连接处输出第一电平信号,第一电平信号为高电平信号,使第四开关管q4完全导通,进而将调光电源20输出的电流信号iout.t直接传输至负载30,有效解决了可控硅调光器调节至中高端时电流纹波抑制单元1022一直处于电流纹波抑制模式时而导致电源效率降低的问题。
[0067]
示例性的,第一电容c1为电解电容,第一电容c1的第一端为电解电容的正极,第一电容c1的第二端为电解电容的负极。
[0068]
示例性的,第四开关管q4为nmos管,第四开关管q4的控制端为nmos管的栅极,第四开关管q4的第一导通端为nmos管的漏极,第四开关管q4的第二导通端为nmos管的源极。
[0069]
如图5所示,当信号采集模块101的第一端用于与调光电源20的正极电连接时,即采样电阻rcs的第一端用于与调光电源20的正极电连接,开关单元1021包括比较器com和第三开关管q3。比较器com的第一输入端分别与信号采集模块101的第一端和调光电源20的正极电连接,比较器com的第二输入端分别与信号采集模块101的第二端、第三开关管q3的第一导通端和电流纹波抑制单元1022电连接,比较器com的输出端与第三开关管q3的控制端电连接,第三开关管q3的第二导通端与电流纹波抑制单元1022电连接。根据图5可知,比较器com的第一输入端分别与采样电阻rcs的第一端和调光电源20的正极电连接。比较器com的第二输入端分别与采样电阻rcs的第二端、第三开关管q3的第一导通端、第一二极管d1的阳极、第三电阻r3的第二端和第四开关管q4的第一导通端电连接。第三开关管q3的第二导通端分别与第二稳压管zd2的阳极、第一电容c1的第一端和第二电阻r2的第一端电连接。
[0070]
需要说明的是,如图5所示,当信号采集模块101的第一端用于与调光电源20的正极电连接时,即采样电阻rcs的第一端用于与调光电源20的正极电连接,电流纹波抑制单元1022中的第一电容c1的第二端分别与调光电源20的负极和负载30的负极电连接。
[0071]
具体的,当调光电源20输出的电流信号iout.t较小时,电压信号vcs也较小,是小于预设电压信号vref的,对应可控硅调光器调节至低端。由于电压信号vcs较小,则比较器com两个输入端处的压差较小,不满足比较器com的导通条件,比较器com断开,进而使第三开关管q3也断开,即开关单元1021断开,利用第四开关管q4在饱和区输出电流为恒流这一特性,对电流信号iout.t进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载30,使流过负载30的电流信号更稳定,有效解决了可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题。
[0072]
当调光电源20输出的电流信号iout.t较大时,电压信号vcs也较大,是大于预设电压信号vref的,对应可控硅调光器调节至中高端。由于电压信号vcs较大,则比较器com两个输入端处的压差较大,满足比较器com的导通条件,比较器com导通,将第三开关管q3的控制端处的电压拉高,满足第三开关管q3的导通条件,因此第三开关管q3导通,即开关单元1021导通,并向电流纹波抑制单元1022输出第一电平信号,第一电平信号为高电平信号。第四开关管q4在第一电平信号的作用下完全导通,将调光电源20输出的电流信号iout.t直接传输
至负载30,有效解决了可控硅调光器调节至中高端时电流纹波抑制单元1022一直处于电流纹波抑制模式时而导致电源效率降低的问题。
[0073]
示例性的,比较器com为带基准的比较器。
[0074]
示例性的,第三开关管q3为nmos管,第三开关管q3的控制端为nmos管的栅极,第三开关管q3的第一导通端为nmos管的漏极,第三开关管q3的第二导通端为nmos管的源极。
[0075]
如图6所示,当信号采集模块101的第一端用于与调光电源20的负极电连接时,即采样电阻rcs的第一端用于与调光电源20的负极电连接,电流纹波抑制模块102包括第一电流纹波抑制芯片u1和第二电容c2。
[0076]
第一电流纹波抑制芯片u1的电源引脚vin用于与调光电源20的正极电连接,第一电流纹波抑制芯片u1的控制引脚r分别与信号采集模块101的第一端和调光电源20的负极电连接,第一电流纹波抑制芯片u1的负载引脚led+用于与负载30的正极电连接,第一电流纹波抑制芯片u1的电容引脚c+与第二电容c2的第一端电连接,第一电流纹波抑制芯片u1的接地引脚gnd分别与第二电容c2的第二端、负载30的负极和信号采集模块101的第二端电连接。根据图6可知,第一电流纹波抑制芯片u1的控制引脚r分别与采样电阻rcs的第一端和调光电源20的负极电连接。第一电流纹波抑制芯片u1的接地引脚gnd分别与第二电容c2的第二端、负载30的负极和采样电阻rcs的第二端电连接。其中第二电容c2的作用是维持调光电源20的输出电压稳定,并滤除一部分纹波,保证第一电流纹波抑制芯片u1能实现比较好的纹波滤除效果。需要说明的是,采样电阻rcs能够根据实际应用场景灵活地设置预设电压信号vref。
[0077]
具体的,当电压信号vcs小于等于预设电压信号vref时,对应可控硅调光器调节至低端,第一电流纹波抑制芯片u1对电流信号iout.t进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载30,使流过负载30的电流信号更稳定,有效解决了可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题。
[0078]
当电压信号vcs大于预设电压信号vref时,对应可控硅调光器调节至中高端,第一电流纹波抑制芯片u1将调光电源20输出的电流信号iout.t直接传输至负载30,有效解决了可控硅调光器调节至中高端时第一电流纹波抑制芯片u1一直处于电流纹波抑制模式时而导致电源效率降低的问题。
[0079]
示例性的,第一电流纹波抑制芯片u1由半导体场效应管设计而成,并且可根据实际的需求集成过压保护(ovp,over voltage protection)、过流保护(ocp,over current protection)与过温保护(otp,over-temperature protection)等保护功能,设计更为方便稳定。
[0080]
示例性的,第二电容c2为电解电容,第二电容c2的第一端为电解电容的正极,第二电容c2的第二端为电解电容的负极。
[0081]
如图7所示,当信号采集模块101的第一端用于与调光电源20的正极电连接时,即采样电阻rcs的第一端用于与调光电源20的正极电连接,电流纹波抑制模块102包括第二电流纹波抑制芯片u2和第三电容c3。第二电流纹波抑制芯片u2的电源引脚vin分别与调光电源20的正极和信号采集模块101的第一端电连接,第二电流纹波抑制芯片u2的控制引脚r与信号采集模块101的第二端电连接,第二电流纹波抑制芯片u2的负载引脚led+与负载30的正极电连接,第二电流纹波抑制芯片u2的电容引脚c+与第三电容c3的第一端电连接,第三
电容c3的第二端分别与调光电源20的负极和负载30的负极电连接。其中第三电容c3的作用是维持调光电源20的输出电压稳定,并滤除一部分纹波,保证第二电流纹波抑制芯片u2能实现比较好的纹波滤除效果。需要说明的是,采样电阻rcs能够根据实际应用场景灵活地设置预设电压信号vref。
[0082]
具体的,当电压信号vcs小于等于预设电压信号vref时,对应可控硅调光器调节至低端,第二电流纹波抑制芯片u2对电流信号iout.t进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载30,使流过负载30的电流信号更稳定,有效解决了可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题。
[0083]
当电压信号vcs大于预设电压信号vref时,对应可控硅调光器调节至中高端,第二电流纹波抑制芯片u2将调光电源20输出的电流信号iout.t直接传输至负载30,有效解决了可控硅调光器调节至中高端时第二电流纹波抑制芯片u2一直处于电流纹波抑制模式时而导致电源效率降低的问题。
[0084]
示例性的,第二电流纹波抑制芯片u2由半导体场效应管设计而成,并且可根据实际的需求集成过压保护、过流保护与过温保护等保护功能,设计更为方便稳定。
[0085]
示例性的,第三电容c3为电解电容,第三电容c3的第一端为电解电容的正极,第三电容c3的第二端为电解电容的负极。
[0086]
如图8所示,本技术实施例还提供了一种自适应电流纹波抑制系统80,包括调光电源20和自适应电流纹波抑制电路10,自适应电流纹波抑制电路10串接在调光电源20和负载30之间。根据图1可知,自适应电流纹波抑制电路10中的电流纹波抑制模块串接在调光电源20和负载30之间,自适应电流纹波抑制电路10中的信号采集模块的第一端与调光电源20电连接。
[0087]
具体的,自适应电流纹波抑制电路10中的信号采集模块用于采集调光电源20输出的电流信号,并根据电流信号向自适应电流纹波抑制电路10中的电流纹波抑制模块输出电压信号。当电压信号小于等于预设电压信号时,对应可控硅调光器调节至低端,自适应电流纹波抑制电路10中的电流纹波抑制模块对电流信号进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载30,使流过负载30的电流信号更稳定,有效解决了可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题。
[0088]
当电压信号大于预设电压信号时,对应可控硅调光器调节至中高端,自适应电流纹波抑制电路10中的电流纹波抑制模块将调光电源20输出的电流信号直接传输至负载30,有效解决了可控硅调光器调节至中高端时自适应电流纹波抑制电路10一直处于电流纹波抑制模式时而导致电源效率降低的问题。
[0089]
因此,本技术实施例提供的自适应电流纹波抑制系统80解决了照明产品在解决可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题时而导致的电源效率降低的问题。
[0090]
示例性的,负载30为led负载。
[0091]
如图9所示,本技术实施例还提供了一种照明产品90,包括负载30和自适应电流纹波抑制系统80。自适应电流纹波抑制系统80串接在可控硅调光器40和负载30之间。根据图8可知,自适应电流纹波抑制系统80中的调光电源用于与可控硅调光器40电连接,自适应电流纹波抑制系统80中的自适应电流纹波抑制电路与负载30电连接。
[0092]
具体的,自适应电流纹波抑制系统80中的自适应电流纹波抑制电路采集调光电源
输出的电流信号,根据电流信号生成电压信号,当电压信号小于等于预设电压信号时,对应可控硅调光器40调节至低端,自适应电流纹波抑制系统80中的自适应电流纹波抑制电路对电流信号进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载30,使流过负载30的电流信号更稳定,有效解决了可控硅调光器40调节至低端存在的光抖动问题。
[0093]
当电压信号大于预设电压信号时,对应可控硅调光器40调节至中高端,自适应电流纹波抑制系统80中的自适应电流纹波抑制电路将电流信号直接传输至负载30,有效解决了可控硅调光器40调节至中高端时自适应电流纹波抑制系统80一直处于电流纹波抑制模式时而导致电源效率降低的问题。
[0094]
综上,本技术实施例提供的照明产品90在解决可控硅调光器40调节至低端存在的光抖动问题时也兼顾了电源效率。
[0095]
示例性的,负载30为led负载。
[0096]
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
[0097]
以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解: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的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本技术的保护范围之内。
技术特征:
1.一种自适应电流纹波抑制电路,其特征在于,包括信号采集模块和电流纹波抑制模块,所述电流纹波抑制模块串接在调光电源和负载之间,所述信号采集模块的第一端用于与所述调光电源电连接,所述信号采集模块的第二端与所述电流纹波抑制模块电连接;所述信号采集模块用于采集所述调光电源输出的电流信号,并根据所述电流信号向所述电流纹波抑制模块输出电压信号;当所述电压信号小于等于预设电压信号时,所述电流纹波抑制模块对所述电流信号进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至所述负载,当所述电压信号大于所述预设电压信号时,所述电流纹波抑制模块将所述电流信号传输至所述负载。2.根据权利要求1所述的自适应电流纹波抑制电路,其特征在于,所述电流纹波抑制模块包括开关单元和电流纹波抑制单元,所述电流纹波抑制单元串接在所述调光电源与所述负载之间,所述开关单元分别与所述信号采集模块的第二端和所述电流纹波抑制单元电连接,所述开关单元还用于与所述调光电源电连接;所述开关单元用于接收所述电压信号,当所述电压信号小于等于所述预设电压信号时,所述开关单元断开,所述电流纹波抑制单元对所述电流信号进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至所述负载,当所述电压信号大于所述预设电压信号时,所述开关单元导通,并向所述电流纹波抑制单元输出第一电平信号,所述电流纹波抑制单元根据所述第一电平信号将所述电流信号传输至所述负载。3.根据权利要求2所述的自适应电流纹波抑制电路,其特征在于,当所述信号采集模块的第一端用于与所述调光电源的负极电连接时,所述开关单元包括第一电阻、第一开关管和第二开关管;所述第一电阻的分别与所述第二开关管的第一导通端、所述电流纹波抑制单元和所述调光电源的正极电连接,所述第一电阻的第二端分别与所述第二开关管的控制端和所述第一开关管的第一导通端电连接,所述第二开关管的第二导通端与所述电流纹波抑制单元电连接,所述第一开关管的第二导通端分别与所述信号采集模块的第一端和所述调光电源的负极电连接,所述第一开关管的控制端分别与所述信号采集模块的第二端和所述电流纹波抑制单元电连接。4.根据权利要求3所述的自适应电流纹波抑制电路,其特征在于,当所述信号采集模块的第一端用于与所述调光电源的正极电连接时,所述开关单元包括比较器和第三开关管;所述比较器的第一输入端分别与所述信号采集模块的第一端和所述调光电源的正极电连接,所述比较器的第二输入端分别与所述信号采集模块的第二端、所述第三开关管的第一导通端和所述电流纹波抑制单元电连接,所述比较器的输出端与所述第三开关管的控制端电连接,所述第三开关管的第二导通端与所述电流纹波抑制单元电连接。5.根据权利要求4所述的自适应电流纹波抑制电路,其特征在于,所述电流纹波抑制单元包括第二电阻、第三电阻、第一二极管、第一稳压管、第二稳压管、第四开关管和第一电容;所述第一二极管的阴极分别与所述第三电阻的第一端和所述第二稳压管的阴极电连接,所述第二稳压管的阳极分别与所述开关单元、所述第一电容的第一端和所述第二电阻的第一端电连接,所述第二电阻的第二端分别与所述第四开关管的控制端和所述第一稳压管的阴极电连接,所述第四开关管的第二导通端和所述第一稳压管的阳极均用于与所述负载的正极电连接;当所述信号采集模块的第一端用于与所述调光电源的负极电连接时,所述第一二极管
的阳极分别与所述开关单元、所述第三电阻的第二端、所述第四开关管的第一导通端和所述调光电源的正极电连接,所述第一电容的第二端分别与所述负载的负极、所述开关单元和所述信号采集模块的第二端电连接;当所述信号采集模块的第一端用于与所述调光电源的正极电连接时,所述第一二极管的阳极分别与所述开关单元、所述信号采集模块的第二端、所述第三电阻的第二端和所述第四开关管的第一导通端电连接,所述第一电容的第二端分别与所述调光电源的负极和所述负载的负极电连接。6.根据权利要求1所述的自适应电流纹波抑制电路,其特征在于,当所述信号采集模块的第一端用于与所述调光电源的负极电连接时,所述电流纹波抑制模块包括第一电流纹波抑制芯片和第二电容;所述第一电流纹波抑制芯片的电源引脚用于与所述调光电源的正极电连接,所述第一电流纹波抑制芯片的控制引脚分别与所述信号采集模块的第一端和所述调光电源的负极电连接,所述第一电流纹波抑制芯片的负载引脚用于与所述负载的正极电连接,所述第一电流纹波抑制芯片的电容引脚与所述第二电容的第一端电连接,所述第一电流纹波抑制芯片的接地引脚分别与所述第二电容的第二端、所述负载的负极和所述信号采集模块的第二端电连接。7.根据权利要求1所述的自适应电流纹波抑制电路,其特征在于,当所述信号采集模块的第一端用于与所述调光电源的正极电连接时,所述电流纹波抑制模块包括第二电流纹波抑制芯片和第三电容;所述第二电流纹波抑制芯片的电源引脚分别与所述调光电源的正极和所述信号采集模块的第一端电连接,所述第二电流纹波抑制芯片的控制引脚与所述信号采集模块的第二端电连接,所述第二电流纹波抑制芯片的负载引脚与所述负载的正极电连接,所述第二电流纹波抑制芯片的电容引脚与所述第三电容的第一端电连接,所述第三电容的第二端分别与所述调光电源的负极和所述负载的负极电连接。8.根据权利要求1-7任一项所述的自适应电流纹波抑制电路,其特征在于,所述信号采集模块包括采样电阻,所述采样电阻的第一端用于与所述调光电源电连接,所述采样电阻的第二端与所述电流纹波抑制模块电连接。9.一种自适应电流纹波抑制系统,其特征在于,包括调光电源和权利要求1-8任一项所述的自适应电流纹波抑制电路,所述自适应电流纹波抑制电路串接在所述调光电源和负载之间。10.一种照明产品,其特征在于,包括负载和权利要求9所述的自适应电流纹波抑制系统,所述自适应电流纹波抑制系统串接在可控硅调光器和所述负载之间。
技术总结
本申请适用于电力电子技术领域,提供了一种自适应电流纹波抑制电路、系统及照明产品。自适应电流纹波抑制电路中的电流纹波抑制模块串接在调光电源和负载之间,信号采集模块的第一端用于与调光电源电连接,信号采集模块的第二端与电流纹波抑制模块电连接。信号采集模块用于采集调光电源输出的电流信号,根据电流信号向电流纹波抑制模块输出电压信号。当电压信号小于等于预设电压信号时,电流纹波抑制模块对电流信号进行纹波滤除,并将纹波滤除后的电流信号传输至负载,当电压信号大于预设电压信号时,电流纹波抑制模块将电流信号传输至负载。本申请解决了照明产品在解决可控硅调光器调节至低端存在的光抖动问题时导致的电源效率降低的问题。率降低的问题。率降低的问题。
技术研发人员:叶和木 洪祖伦
受保护的技术使用者:漳州立达信光电子科技有限公司
技术研发日:2023.05.30
技术公布日:2023/8/28
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