一种支持可控硅调光的供电电路及电子设备的制作方法

1.本技术涉及led领域，具体而言，涉及一种支持可控硅调光的供电电路及电子设备。


背景技术：

2.随着社会的发展和科学的进步，人们的生活越来越好，生活质量也越来越高。led发光模块60在显示领域和照明领域被广泛使用，为提升人们生活质量起到了积极的作用。
3.在led发光模块60不受控出现闪烁时，会影响人们的视觉体验，降低用户的好感度。因此，如何保障led发光模块60的稳定性，成为了本领域技术人员亟待解决的难题。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种支持可控硅调光的供电电路及电子设备，以至少部分改善上述问题。
5.为了实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
6.第一方面，本技术实施例提供一种支持可控硅调光的供电电路，所述供电电路包括可控硅调光器、反激变换器、控制模块、dcdc恒流模块以及补偿模块；
7.所述可控硅调光器分别与所述反激变换器、所述控制模块电连接，所述反激变换器分别与所述dcdc恒流模块、所述补偿模块电连接，所述控制模块分别与所述dcdc恒流模块、所述补偿模块电连接；
8.所述可控硅调光器用于依据目标亮度输出对应的电压；
9.所述反激变换器用于对所述可控硅调光器输出的电能进行转换，并向后端输出；
10.所述控制模块用于采集所述可控硅调光器的切相电压，依据所述切相电压生成pwm控制信号，并将所述pwm控制信号传输给所述dcdc恒流模块和所述补偿模块，所述pwm控制信号用于切换第二环路和第一环路的导通状态；
11.其中，所述第二环路为所述dcdc恒流模块与所述反激变换器之间的环路，所述第一环路为所述补偿模块与所述反激变换器之间的环路，所述第二环路与所述第一环路的导通状态相反；
12.所述dcdc恒流模块用于给led发光模块进行供电；
13.所述补偿模块用于在第一环路导通时，作为附加负载电路。
14.可选地，所述补偿模块包括第一电阻、第一比较器以及第一开关管；
15.所述第一电阻的一端连接于所述反激变换器的正向输出端，所述第一电阻的另一端连接于与所述第一开关管的第一极，所述第一开关管的第二极与所述第一比较器的输出端连接，所述第一比较器的反相输入端与所述控制模块连接，所述第一比较器的同相输入端连接于第一参考电压，所述第一开关管的第三极接地，所述反激变换器的负向输出端接地；
16.所述第一比较器用于在接收到的pwm控制信号处于低电平时，输出第一触发信号，
以使所述第一开关管导通，所述第一环路为导通状态；还用于在接收到的pwm控制信号处于高电平时，输出第二触发信号，以使所述第一开关管截断，所述第一环路为截断状态。
17.可选地，所述dcdc恒流模块包括第二开关管、恒流驱动模块、第一电感、第一电容、第一二极管；
18.所述恒流驱动模块的输入端与所述控制模块连接，所述恒流驱动模块的输出端以所述第二开关管的第二极连接，所述第二开关管的第一极与所述反激变换器的正向输出端连接，所述第二开关管的第三极与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第一电容的一极连接，所述第一电容的另一极接地，所述第一二极管的负极连接于所述第二开关管与所第一电感之间，所述第一二极管的正极与所述第一电容的另一极连接，所述第一电感和所述第一电容之间的连接处引出连接端子，以形成所述dcdc恒流模块的正输出端，所述第一二极管和所述第一电容之间的连接处引出连接端子，以形成所述dcdc恒流模块的负输出端，所述正输出端和所述负输出端用于连接所述led发光模块；
19.所述恒流驱动模块用于在接收到的pwm控制信号处于低电平时，输出第三触发信号，以使所述第二开关管截断，所述第二环路为截断状态；还用于在接收到的pwm控制信号处于高电平时，输出第四触发信号，以使所述第二开关管导通，所述第二环路为导通状态。
20.可选地，所述恒流驱动模块采用第二比较器，所述第二比较器的同相输入端与所述控制模块连接，所述第二比较器的反相输入端连接于第二参考电压，所述第二比较器的输出端连接于所述第二开关管的第二极。
21.可选地，所述反激变换器包括第一整流桥、反激驱动、第三开关管以及变压器；
22.所述第一整流桥的第一输入端和第二输入端分别与所述可控硅调光的正输出端和负输出端连接，所述第一整流桥的正输出端连接于所述变压器的输入正端，所述变压器的输入负端连接于所述第三开关管的第一极，所述反激驱动连接于所述第三开关管的第二极，所述第三开关管的第三极和所述第一整流桥的负输出端接地，所述变压器的输出正端与所述补偿模块和所述dcdc恒流模块连接，所述变压器的输出负端接地；
23.所述反激驱动用于切换所述第三开关管的导通状态。
24.可选地，所述控制模块包括第二整流桥、过滤单元以及mcu；
25.所述第二整流桥的第一输入端和第二输入端分别与所述可控硅调光的正输出端和负输出端连接，所述第二整流桥的正输出端和负输出端均连接于所述过滤单元，所述第二整流桥的负输出端接地，所述过滤单元与所述mcu连接；
26.所述过滤单元用于滤除干扰电压；
27.所述mcu用于对滤除干扰电压后的电压进行采样，以获取所述切相电压，还用于依据所述切相电压生成pwm控制信号，并将所述pwm控制信号传输给所述dcdc恒流模块和所述补偿模块。
28.可选地，所述过滤单元包括第二电阻、第三电阻、第四电阻以及第二电容；
29.所述第二电阻的一端连接于所述第二整流桥的正输出端，所述第二电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端和所述第四电阻的一端连接，所述第二电容的一极连接于所述第二电阻和所述第四电阻之间，所述第四电阻的另一端与所述mcu的第一采样端连接，所述mcu的第二采样端、所述第三电阻的另一端、所述第二电容的另一极均连接于所述第二整流桥的负输出端，所述第二整流桥的负输出端接地。
30.可选地，所述控制模块还包括上拉单元，所述上拉单元包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第四三极管、第五mos管；
31.所述第五电阻的一端、所述第七电阻的一端以及所述第五mos管的源极连接于所述第二整流桥的正输出端与所述第二电阻之间；
32.所述第六电阻的一端、所述第八电阻的一端以及所述第四三极管的发射极连接于所述第二整流桥的负输出端与所述第三电阻之间；
33.所述第五电阻的另一端与所述第六电阻的另一端连接，所述第四三极管的集电极与所述第七电阻的另一端连接，所述第四三极管的基极连接于所述第五电阻和所述第六电阻之间，所述第五mos管的栅极连接于所述第七电阻和所述第四三极管之间，所述第五mos管的漏极连接于所述第八电阻的另一端。
34.可选地，所述供电电路还包括第三电容；
35.所述第三电容的一极连接于所述反激变换器的正向输出端，所述第三电容的另一极接地。
36.第二方面，本技术实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括上述的支持可控硅调光的供电电路。
37.相对于现有技术，本技术实施例所提供的一种支持可控硅调光的供电电路及电子设备，供电电路包括可控硅调光器、反激变换器、控制模块、dcdc恒流模块以及补偿模块；控制模块用于采集可控硅调光器的切相电压，依据切相电压生成pwm控制信号，并将pwm控制信号传输给dcdc恒流模块和补偿模块，pwm控制信号用于切换第二环路和第一环路的导通状态；第二环路为dcdc恒流模块与反激变换器之间的环路，第一环路为补偿模块与反激变换器之间的环路，第二环路与第一环路的导通状态相反；补偿模块用于在第一环路导通时，作为附加负载电路。采用动态加载附加负载电路的方式保证可控硅的导通，使得系统避免出现在闪断和导通之间循环的问题。
38.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
39.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
40.图1为本技术实施例提供的在反激变换器辅源加假负载的示意图；
41.图2为本技术实施例提供的供电电路示意图；
42.图3为本技术实施例提供的供电电路示意图之一；
43.图4为本技术实施例提供的pwm控制信号与开关管的驱动信号的关系示意图之一。
44.图中：10-可控硅调光器；20-反激变换器；30-控制模块；40-dcdc恒流模块；50-补偿模块；60-led发光模块；201-反激驱动；202-变压器；301-过滤单元；302-上拉单元；401-恒流驱动模块。
具体实施方式
45.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
46.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
47.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
48.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
49.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
50.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
51.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
52.为了克服led发光模块不受控出现闪烁的问题，本技术实施例提供了一种可能的实现方式，请参考图1，在反激变换器辅源加假负载，进行拉载。具体地，在辅助绕组上采用线性电源进行消耗，如图1所示，在辅助绕组后接7805组成线性电源，以防止在负载(led发光模块功耗)减小时，反激变换器工作不稳定，导致可控硅维持电足关断，可控硅关断后二次导通时，需要能量大于实际导通时能量，会导致反激电压不稳，灯光闪烁，故而应当避免出现该种情况。采用图1所示的方案可以使负载端始终进行额外能量消耗，大小约为0.5w～1w。
53.其中，7805是三端稳压集成电路。电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的78
××
系列和负电压输出的79
××
系列。顾名思义，三端ic是指这种稳压用的集成
电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子像是普通的三极管，to-220的标准封装，也有9013样子的to-92封装。
54.但是，图1所示的电路结构中，由于电路接在辅助绕组上，其在工作时，始终接入，而可控硅关断现象出现在负载减小时，如果该电路在正常工作时也处于导通状态，损耗能量，则其会对电路工作效率产生负面影响。
55.为了克服该问题，本技术实施例还提供了一种支持可控硅调光的供电电路，如图2所示，供电电路包括可控硅调光器10、反激变换器20、控制模块30、dcdc恒流模块40以及补偿模块50。
56.可控硅调光器10分别与反激变换器20、控制模块30电连接，反激变换器20分别与dcdc恒流模块40、补偿模块50电连接，控制模块30分别与dcdc恒流模块40、补偿模块50电连接。
57.可控硅调光器10用于依据目标亮度输出对应的电压。
58.应理解，可控硅调光器10输出电流的电压与目标亮度对应，电压越大亮度越高。
59.反激变换器20用于对可控硅调光器10输出的电能进行转换，并向后端输出。
60.反激变换器20又名反激式转换器(flyback converter)，广泛应用于交流直流(ac/dc)和直流直流(dc/dc)转换，并在输入级和输出级之间提供绝缘隔离，是开关电源的一种。
61.控制模块30用于采集可控硅调光器10的切相电压，依据切相电压生成pwm控制信号，并将pwm控制信号传输给dcdc恒流模块40和补偿模块50，pwm控制信号用于切换第二环路和第一环路的导通状态。
62.其中，第二环路为dcdc恒流模块40与反激变换器20之间的环路，第一环路为补偿模块50与反激变换器20之间的环路，第二环路与第一环路的导通状态相反。
63.应理解，第二环路与第一环路的导通状态相反，即第二环路导通时，第一环路截断，第二环路截断时，第一环路导通，具体地，通过mos管或其他开关管实现。
64.dcdc恒流模块40用于给led发光模块60进行供电。
65.补偿模块50用于在第一环路导通时，作为附加负载电路。
66.第一环路和第二环路动态变化，例如第二环路截断时，第一环路导通，采用动态加载附加负载电路的方式保证可控硅的导通，使得系统避免出现上述循环问题。例如，图2中，当负载减小时，可控硅调光器10两端采集电压升高，通过反馈给控制模块30进行处理后，输出pwm控制信号驱动第一环路导通，附加负载电路接入反激变换器20的副边作为附加负载保证反激变换器20正常工作周期，此时流过可控硅电流能够维持可控硅的导通。同时，该pwm控制信号也用于控制第二环路导通。
67.还需要说明的是，当第二环路导通时，即发光电路正常工作时，第一环路处于截断状态，不会增加额外的能量损耗。
68.综上所述，本技术实施例提供了一种支持可控硅调光的供电电路，供电电路包括可控硅调光器、反激变换器、控制模块、dcdc恒流模块以及补偿模块；控制模块用于采集可控硅调光器的切相电压，依据切相电压生成pwm控制信号，并将pwm控制信号传输给dcdc恒流模块和补偿模块，pwm控制信号用于切换第二环路和第一环路的导通状态；第二环路为dcdc恒流模块与反激变换器之间的环路，第一环路为补偿模块与反激变换器之间的环路，
第二环路与第一环路的导通状态相反；补偿模块用于在第一环路导通时，作为附加负载电路。采用动态加载附加负载电路的方式保证可控硅的导通，使得系统避免出现在闪断和导通之间循环的问题。
69.在图2的基础上，对于补偿模块50的结构，本技术实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考图3，补偿模块50包括第一电阻r1、第一比较器u1以及第一开关管q1。
70.第一电阻r1的一端连接于反激变换器20的正向输出端，第一电阻r1的另一端连接于与第一开关管q1的第一极，第一开关管q1的第二极与第一比较器u1的输出端连接，第一比较器u1的反相输入端与控制模块30连接，第一比较器u1的同相输入端连接于第一参考电压，第一开关管q1的第三极接地，反激变换器20的负向输出端接地。
71.第一比较器u1用于在接收到的pwm控制信号处于低电平时，输出第一触发信号，以使第一开关管q1导通，第一环路为导通状态；还用于在接收到的pwm控制信号处于高电平时，输出第二触发信号，以使第一开关管q1截断，第一环路为截断状态。
72.在一种可能的实现方式中，第一开关管q1的第三极可以直接与反激变换器20的负向输出端连接。第一开关管q1可以为nmos管，是不是也可以接三极管或igbt，当然地，需要适应性调整比较器u1的输入端的连接关系。
73.请继续参考图3，关于dcdc恒流模块40的构成，本技术实施例还提供了一种可能的实现方式，如图3所示，dcdc恒流模块40包括第二开关管q2、恒流驱动模块401、第一电感l1、第一电容c1以及第一二极管d1。
74.恒流驱动模块401的输入端与控制模块30连接，恒流驱动模块401的输出端以第二开关管q2的第二极连接，第二开关管q2的第一极与反激变换器20的正向输出端连接，第二开关管q2的第三极与第一电感l1的一端连接，第一电感l1的另一端与第一电容c1的一极连接，第一电容c1的另一极接地，第一二极管d1的负极连接于第二开关管q2与所第一电感l1之间，第一二极管d1的正极与第一电容c1的另一极连接，第一电感l1和第一电容c1之间的连接处引出连接端子，以形成dcdc恒流模块40的正输出端，第一二极管d1和第一电容c1之间的连接处引出连接端子，以形成dcdc恒流模块40的负输出端，正输出端和负输出端用于连接led发光模块60。
75.恒流驱动模块401用于在接收到的pwm控制信号处于低电平时，输出第三触发信号，以使第二开关管q2截断，第二环路为截断状态；还用于在接收到的pwm控制信号处于高电平时，输出第四触发信号，以使第二开关管q2导通，第二环路为导通状态。
76.当第二开关管q2为nmos管时，第二开关管q2的第一极为漏极，第二开关管q2的第二极为栅极，第二开关管q2的第三极为源极；当然地，第二开关管q2还可以是其他的晶体管，例如igbt，适应性调整恒流驱动模块401即可。
77.可选地，恒流驱动模块401采用第二比较器，第二比较器的同相输入端与控制模块30连接，第二比较器的反相输入端连接于第二参考电压，第二比较器的输出端连接于第二开关管q2的第二极。
78.恒流驱动模块401采用第二比较器为一种可能的实现方式，当然，还可以通过其他设计电路来实现。
79.请继续参考图3，关于反激变换器20的构成，本技术实施例还提供了一种可能的实现方式，如图3所示，反激变换器20包括第一整流桥bd1、反激驱动201、第三开关管q3以及变
压器202。
80.第一整流桥bd1的第一输入端和第二输入端分别与可控硅调光器10的正输出端和负输出端连接，第一整流桥bd1的正输出端连接于变压器202的输入正端，变压器202的输入负端连接于第三开关管q3的第一极，反激驱动201连接于第三开关管q3的第二极，第三开关管q3的第三极和第一整流桥bd1的负输出端接地，变压器202的输出正端与补偿模块50和恒流驱动模块401连接，变压器202的输出负端接地。
81.反激驱动201用于切换第三开关管q3的导通状态。
82.可选地，反激变换器20还包括第二二极管d2，第二二极管d2的正极连接于变压器202的输出正端，第二二极管d2的负极作为反激变换器20与补偿模块50和恒流驱动模块401的连接端。
83.请继续参考图3，关于控制模块30的构成，本技术实施例还提供了一种可能的实现方式，如图3所示，控制模块30包括第二整流桥bd2、过滤单元301以及mcu；
84.第二整流桥bd2的第一输入端和第二输入端分别与可控硅调光的正输出端和负输出端连接，第二整流桥bd2的正输出端和负输出端均连接于过滤单元301，第二整流桥bd2的负输出端接地，过滤单元301与mcu连接；
85.过滤单元301用于滤除干扰电压；
86.mcu用于对滤除干扰电压后的电压进行采样，以获取切相电压，还用于依据切相电压生成pwm控制信号，并将pwm控制信号传输给dcdc恒流模块40和补偿模块50。
87.可选地，过滤单元301包括第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4以及第二电容c2；
88.第二电阻r2的一端连接于第二整流桥bd2的正输出端，第二电阻r2的另一端分别与第三电阻r3的一端和第四电阻r4的一端连接，第二电容c2的一极连接于第二电阻r2和第四电阻r4之间，第四电阻r4的另一端与mcu的第一采样端连接，mcu的第二采样端、第三电阻r3的另一端、第二电容c2的另一极均连接于第二整流桥bd2的负输出端，第二整流桥bd2的负输出端接地。
89.可选地，控制模块30还包括上拉单元302，上拉单元302包括第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第四三极管q4、第五mos管q5；
90.第五电阻r5的一端、第七电阻r7的一端以及第五mos管q5的源极连接于第二整流桥bd2的正输出端与第二电阻r2之间；
91.第六电阻r6的一端、第八电阻r8的一端以及第四三极管q4的发射极连接于第二整流桥bd2的负输出端与第三电阻r3之间；
92.第五电阻r5的另一端与第六电阻r6的另一端连接，第四三极管q4的集电极与第七电阻r7的另一端连接，第四三极管q4的基极连接于第五电阻r5和第六电阻r6之间，第五mos管q5的栅极连接于第七电阻r7和第四三极管q4之间，第五mos管q5的漏极连接于第八电阻r8的另一端。
93.请参考图4，图4为本技术实施例提供的pwm控制信号与开关管的驱动信号的关系示意图之一。从图4可知，第一开关管q1和第二开关管q2的通断状态恰恰相反。
94.可选地，供电电路还包括第三电容c3。
95.第三电容c3的一极连接于反激变换器20的正向输出端，第三电容c3的另一极接地。
96.通过本技术实施例提供的支持可控硅调光的供电电路，能够有效保证反激变换器正常工作，防止可控硅出现异常关断情况，电路在负载调节时也不会出现死机，波形畸变，体现在灯管上为，灯光正常无闪烁以及突然熄灭现象，并且因为动态接入的设计，其消耗可以忽略不计对系统的工作效率无影响。
97.在本技术方案中，可以采用三极管代替本的mos管，相应驱动也应由电压驱动转变为电流驱动；从能量消耗方式上可以采用其它负载代替设计中的电阻，同样可以达到维持可控硅导通的目的；直接使用单片机作为控制信号的发生器，直接控制拉载电路以及主功率电路；可以使用其他电路实现逻辑信号互补，如比较器，反相器，三极管电路等。
98.本技术实施例提供的支持可控硅调光的供电电路适用于基于可控硅的反激变换器副边轻载工作时，能够保证可控硅维持电流的稳定，防止可控硅关断二次开启。关键点在于负载的动态，即当负载变小时，电阻接入电路充当负载进行能量消耗，该消耗与调光器相比可以忽略不计，这种动态负载设计对电路的效率无影响。
99.本技术实施例还提供了一种电子设备，电子设备包括上述的支持可控硅调光的供电电路。
100.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
101.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。