启动电路及其控制方法与流程

1.本发明属于电源技术领域，尤其涉及一种启动电路及其控制方法。


背景技术：

2.随着智能产品的出现及发展，智能产品的启动时快速响应的要求越来越高，现有技术中，智能产品在达到加快启动速度的同时，会产生较大的待机功耗。
3.目前针对相关技术中高响应和低功耗之间协调问题，尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供了一种启动电路及其控制方法。
5.第一方面，本技术实施例提出了一种启动电路，包括：
6.供电电路，用于输出一供电电压；
7.供电控制电路，与供电电路电性连接；
8.供电转换电路，接收供电电压并经由第一次级绕组和第二次级绕组分别输出第一输出电压和第二输出电压；
9.智能控制模块，接收第二输出电压并根据一指令信号输出一判断信号；
10.假负载，与第一次级绕组电性连接；
11.假负载控制电路，与假负载电性连接，假负载控制电路接收判断信号控制假负载的通断；
12.电压负反馈电路，检测第一输出电压并反馈至供电控制电路，以控制第一输出电压和第二输出电压。
13.在其中一些实施例中，假负载控制电路包括控制元件，控制元件的第一端口与智能控制模块的判断信号输出端连接，控制元件的第二端口与第一次级绕组连接，根据第一端口接收的判断信号控制控制元件的通断，以控制假负载的通断。
14.在其中一些实施例中，控制元件设置为场效应管、三级管或可控硅。
15.在其中一些实施例中，当控制元件设置为三极管时，第一端口设置为基极，第二端口设置为集电极，基极通过第二电阻与智能控制模块的判断信号输出端连接，集电极通过第一电阻与第一次级绕组连接，三极管的发射极接地，且，基极和发射极之间并联一第三电阻。
16.在其中一些实施例中，第一次级绕组还电性连接一第一储能电容组件，用于给负载供电。
17.在其中一些实施例中，智能控制模块设置为蓝牙模组或wifi模组。
18.在其中一些实施例中，还包括第二储能电容组件，与第二次级绕组并联，用于智能控制模块的供电。
19.在其中一些实施例中，电压负反馈电路设置为光耦反馈电路，光耦反馈电路的输出端与第一次级绕组连接，光耦反馈电路的输出端与供电控制电路的电压输入端连接。
20.在其中一些实施例中，供电电路设置为llc半桥谐振电路。
21.在其中一些实施例中，还包括调压电路，调压电路的输入端与第二次级绕组电性连接，调压电路的输出端与智能控制模块的输入端电性连接。
22.第二方面，本技术实施例还提出了一种启动控制方法，应用第一方面的启动电路，包括以下步骤：
23.供电步骤，用于通过一供电电路输出供电电压，经由一供电转换电路分别输出第一输出电压和第二输出电压；
24.信号输出步骤，用于通过一智能控制模块接收第二输出电压，并根据一采集信号输出一判断信号；
25.电路控制步骤，用于通过一假负载控制电路接收并根据判断信号控制假负载的通断，其中，假负载接收第一输出电压；
26.电压反馈步骤，用于通过一电压负反馈电路识别第一输出电压并据此检测出假负载的通断情况，将其反馈至供电控制电路，以控制第一输出电压和第二输出电压，实现快速启动。
27.在其中一些实施例中，当启动电路时，智能控制模块输出的判断信号为高电平，假负载控制电路导通，假负载连通，电压负反馈电路检测第一输出电压降低，并将其反馈至供电控制电路，第一输出电压和第二输出电压迅速增大，实现电路快速启动；当进入待机模式时，智能控制模块输出的判断信号为低电平，假负载控制电路截止，假负载断开，实现低功耗待机。
28.在其中一些实施例中，当启动电路时，第一输出电压迅速提高，并加速给一第一储能电容组件充电；当启动后，第一储能电容组件持续给后级的负载供电。
29.在其中一些实施例中，在启动电路时，第二输出电压迅速提高，并加速给一第二储能电容组件充电；当启动后，第二储能电容组件持续给后级的智能控制模块供电。
30.第三方面，本技术实施例提出了一种智能产品，其特征在于，包括第一方面所述的启动电路，
31.所述启动电路还可外接wifi智能网关、app或蓝牙遥控器，且均与智能控制模块电性连接。
32.第四方面，本技术实施例提出了一种电源控制器，包括第一方面所述的启动电路。
33.第五方面，本技术实施例提出了一种灯具，包括第一方面所述的启动电路和照明部件。
34.综上，本技术实施例提出了一种启动电路及其控制方法，通过假负载控制电路控制假负载的连通，并利用电压负反馈电路检测第一输出电压进行反馈，实现电路的快速启动；同时，在待机状态下，假负载控制电路控制假负载断开，实现了低功耗待机，有效解决了现有技术中高响应和低功耗之间的协调问题，实现了快速启动的同时，实现了低功耗待机。
35.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为现有技术中基于副边反馈的acdc转换器的原理示意图1；
38.图2为现有技术中基于副边反馈的acdc转换器的原理示意图2；
39.图3为现有技术中基于副边反馈的acdc转换器的原理示意图3；
40.图4为本技术实施例中启动电路的结构框架图；
41.图5为假负载控制电路的电路原理结构图；
42.图6为电压负反馈电路的电路原理结构图；
43.图7为本技术实施例中启动电路的电路结构图；
44.图8为市电、第二输出电压和判断信号的时序图；
45.图9为启动控制方法的流程图；
46.其中，附图标记为：
47.供电控制电路1；供电转换电路2；第一次级绕组21；
48.第二次级绕组22；智能控制模块3；假负载4；
49.假负载控制电路5；电压负反馈电路6；供电电路9；
50.三极管q1；第一储能电容组件ec1；第二储能电容组件ec2；
具体实施方式
51.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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。
52.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
53.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
54.本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。
55.除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本技术所涉及的“多个”是指两个或两个以上；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。“和/ 或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a 和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
56.关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为 20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。
57.某些用以描述本技术的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本技术的描述上额外的引导。
58.现有技术中，在基于副边反馈的acdc转换器的应用电路中，一般有两种方法：1.如图1所示，单绕组输出cv1(通常电压较高，如 42v或更高)、然后再把cv1降压至cv2(通常为3.3v或5v，给wifi 或其他智能模组供电)，这种方案的优势是启动容易、供电稳定；但缺点就是待机功耗大，42v降压到5v或3.3v的效率比较低，损耗高，不利于实现低待机功耗。2.另一种就是，如图2所示，同一个变压器、双绕组输出cv1和cv2。cv1为主输出，待机时需要关掉；cv2为辅助输出，待机时给wifi供电。这种方案优点是待机功耗低，缺点就是轻载/待机时无法快速启动。
59.其中，上述副边反馈的acdc转换器中副边反馈指的是隔离电源中由次级反馈到初级的检测方式，是一种开关电源中常用的拓扑架构。
60.在上述基础上，也可以如图3所示，直接加入假负载，但是这样虽然加快了启动速度，待机功耗依旧很高，无法解决启动速度和功耗之间的问题。
61.基于此，本发明提出了一种启动电路、启动控制方法、智能产品、电源控制器及灯具，该启动电路可以实现快速启动，同时在待机状态下，控制假负载断开，从而达到降低待机功耗的目的。
62.本技术实施例提出了一种启动电路，如以下所使用的，术语“模块”、“单元”、“子单元”等可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统较佳地以硬件来实现，但是软件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
63.图4为本技术实施例中启动电路的结构框架图，如图4所示，该启动电路具体包括供电电路9、供电控制电路1、供电转换电路2、智能控制模块3、假负载4、假负载控制电路5和电压负反馈电路6，其中：
64.供电电路9用于输出一供电电压；
65.供电控制电路1与供电电路9电性连接，用于控制供电电压；
66.供电转换电路2接收供电电压并经由第一次级绕组21和第二次级绕组22分别输出第一输出电压cv1和第二输出电压cv2；
67.智能控制模块3接收第二输出电压cv2并根据一指令信号输出一判断信号；
68.假负载4与第一次级绕组21电性连接；
69.假负载控制电路5与假负载4电性连接，假负载控制电路5接收判断信号控制假负载4的通断；
70.电压负反馈电路6检测第一输出电压并反馈至供电控制电路1，以控制第一输出电压cv1和第二输出电压cv2。
71.上述的采集信号指的是，智能控制模块3与外挂天线uart通信，通过数据的输入输出所采集的信号。智能控制模块3可以根据采集信号的不同来区分支持不同的控制状态。
72.需要说明的是，供电转换电路2可以设置为隔离变压器。
73.在实际应用中，电压负反馈电路6的检测点位于假负载4接收第一输出电压cn1连接点的前端，上述前端为靠近第一次级绕组21的一端，以便电压负反馈电路6可以检测到第一输出电压的变化，但是其连接又不会受到假负载4工作状态的影响。
74.在一些实施例中，假负载控制电路5包括控制元件，控制元件的第一端口与智能控制模块3的判断信号输出端连接，控制元件的第二端口与第一次级绕组21连接，根据第一端口接收的判断信号控制控制元件的通断，以控制假负载4的通断。
75.在其中一些实施例中，控制元件设置为场效应管、三级管或可控硅。
76.在其中一些实施例中，图5为假负载控制电路5的原理示意图，如图5所示，当控制元件设置为三极管q1时，第一端口设置为基极，第二端口设置为集电极，基极通过第二电阻r2与智能控制模块3的判断信号输出端连接，集电极通过第一电阻r1与第一次级绕组21连接，三极管q1的发射极接地，且，基极和发射极之间并联一第三电阻r3。
77.在其中一些实施例中，第一次级绕组21还电性连接一第一储能电容组件ec1，用于给负载供电。
78.在其中一些实施例中，智能控制模块3设置为蓝牙模组或wifi 模组。
79.在实际应用中，智能控制模块3可以设置为wifi、蓝牙等功率较大的控制模组。
80.在其中一些实施例中，还包括第二储能电容组件ec2，与供电转换电路2的第二次级绕组22并联，用于智能控制模块1的供电。
81.由于输出第一输出电压cv1有电压负反馈电路6，可以保证第一输出电压cv1在轻重载条件下都可以有稳定的输出电压，但是第二输出电压cv2没有反馈，虽然第一输出电压cv1和第二输出电压cv2是同一个变压器的两个绕组耦合过来的，但负载重的时候电压会有跌落，因此，容易导致智能控制模块掉电、工作不起来或反复重启的现象，设置第二储能电容组件ec2的目的是就是为了给智能控制模块3供电，防止智能控制模块3出现上述现象。
82.在实际的应用中，第一储能电容组件21和第二储能电容组件22 可以设置为多个并联电容，第一储能电容组件21和第二储能电容组件22分别作为第一输出电压cv1和第二输出电压cv2的储能电容。
83.在启动时，假负载4的作用是，在开启的瞬间，电压负反馈电路 6识别到目前为有
负载状态，供电电路9会增强供电输出，第二储能电容ec2快速充满电，那么第二输出电压cv2的供电就会足够后级的智能控制模块3使用，可以保证快速启动和系统持续稳定工作。如果没有假负载，那么电压负反馈电路6会识别到目前是无负载状态，则前级的供电电路9输出的pwm占空比减小(或者pfm调制的频率降低)，然后通过变压器的初级主绕组(4-6)耦合到第一次级绕组(7-9)和第二次级绕组(10-11)，进而导致输出的第一输出电压cv1和第二输出电压cv2电压降低。但此时第二输出电压cv2这一路的第二储能电容ec2还没充满电(电压越低，电解充电速度越慢)就被智能控制模块3抽走能量，第二储能电容ec2瞬间能量不足、电压跌落，导致智能控制模块3重启或死机；上述pwm指的是脉冲宽度调制，pfm指的是脉冲频率调制。
84.需要说明的是，变压器的三个绕组是紧密耦合的，次级的两个绕组是按一定比例跟随初级绕组变动的。
85.在其中一些实施例中，如图6所示，电压负反馈电路6设置为光耦反馈电路，光耦反馈电路的输出端与第一次级绕组21连接，光耦反馈电路的输出端与供电控制电路1的电压输入端连接。
86.其电路的具体连接方式详见图6，光耦反馈电路的工作原理是：光耦反馈电路的输入电压为第一输出电压，当第一输出电压cv1升高时，原边电流i
ak
增大，输出电流i
ce
增大，引脚4电压下降，占空比减小，输出电压减小；反之，当第一输出电压cv1下降时，调节过程类似。
87.在其中一些实施例中，供电电路9设置为llc半桥谐振电路。
88.在其中一些实施例中，还包括调压电路7，调压电路7的输入端与第二次级绕组22电性连接，调压电路7的输出端与智能控制模块3 的输入端电性连接。这样做的目的是提高智能控制模块3输入电压 3v3的精度。
89.如图7所示，调压电路7包括芯片u2，芯片u2的引脚4与第二输出电压连接，引脚6通过串联一个电感l3与外置电压连接，引脚6 与引脚3、引脚3与引脚2之间还分别串联有电阻r24、r25。
90.本实施例的启动电路的工作时，智能控制模块3接收采集信号，并据此输出高电平的判断信号，假负载控制电路5接收判断信号并导通，控制假负载4接入电路与第一次级绕组21连接，电压负反馈电路6检测到有负载的状态，反馈至供电控制电路1，供电控制电路1 迅速调高供电输出，第一输出电压cv1和第二输出电压cv2提高，实现快速启动；当待机时，智能控制模块3接收采集信号并据此输出低电平的判断信号，假负载控制电路5接收判断信号并截止，控制假负载4断开连接，实现待机状态下的低功耗。
91.在实际应用中，假负载控制电路搭配智能控制模块内部特定的软件设置实现对假负载的控制，通过智能控制模块接收采集信号，根据采集信号的不同结合软件设置输出高低电平的判断信号。
92.图7为本发明优选实施例的启动电路的原理框图，如图7所示，将上述实施例中的智能控制模块3具体设置为智能模组u3，该电路还包括供电控制电路1、供电转换电路2、供电电路9、假负载及其控制电路8、电压负反馈电路6、降压电路7、第一储能电容组件ec1 和第二储能电容组件ec2。其中：
93.供电控制电路1具体为芯片u1，供电电路9设置为llc半桥谐振电路；供电转换电路
2设置为具有两个次级绕组的变压器，两个次级绕组分别为第一次级绕组21和第二次级绕组22；假负载及其控制电路8具体设置为三极管q1、r1、r2和r3；电压负反馈电路6设置为光耦反馈电路，光耦反馈电路的输入端与第一次级绕组21连接，用于检测其上的第一输出电压cv1，并反馈至供电控制电路1；降压电路7与供电转换电路2的第二次级绕组22连接，将其输出的第二输出电压cv2调整为3.3v供给智能模组u3；第一储能电容ec1和第二储能电容ec2分别作为第一输出电压cv1和第二输出电压cv2的储能电容，并用于给后端的负载或智能模组u3供电。
94.首先，启动电路，智能模组u3的引脚发出高电平的判断信号，这里判断信号设置为stb信号，假负载及其控制电路8工作，导致第一输出电压cv1的电压降低，此时通过电压负反馈电路将此动态信息传递到供电控制电路1的fb检测输入端，经过处理后供电电路9的输出增强(通常做法是增加pwm宽度或pfm的频率)，从而迅速将第一输出电压cv1电压提高、第一储能电容组件ec1电容充电速度加快，以达到快速启动的目的。其次，当启动完成以后，假负载控制电路5 将假负载4断开，第一储能电容组件ec1持续给后级的真正负载供电 (比如led驱动及负载模块)，最终达到低功耗的目的。
95.需要说明的是，为了保证启动时假负载第一时间工作、待机时假负载第一时间断开，如图8所示，智能控制模块上输出的stb信号和第二输出电压cv2同步。其中，“ac”是指的市电220vac。
96.以图7中智能模组u3的各个引脚为例，u3的输入引脚10可以和输出引脚2同步，stb信号即输出引脚2的电压，3v3即输入引脚10 的电压。关于输入引脚10可以是cv2＝3v3，也可以像本技术实施例中那样cv2经过降压电路转换为3v3，这样做只是为了提高3v3电压的精度。
97.本技术实施例还提出了一种启动控制方法，图9为启动控制方法的流程图，该方法用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述，如图9所示，具体包括以下步骤：
98.供电步骤s1，用于通过一供电电路9输出供电电压，经由一供电转换电路2分别输出第一输出电压和第二输出电压；
99.信号输出步骤s2，用于通过一智能控制模块3接收第二输出电压，并根据一采集信号输出一判断信号；
100.电路控制步骤s3，用于通过一假负载控制电路5接收并根据判断信号控制假负载4的通断，其中，假负载4接收第一输出电压；
101.电压反馈步骤s4，用于通过一电压负反馈电路6识别第一输出电压并据此检测出假负载4的通断情况，将其反馈至供电控制电路1，以控制第一输出电压和第二输出电压，实现快速启动。
102.通过以上步骤，通过利用智能控制模块3控制假负载控制电路的连通，从而控制假负载的连通，结合电压负反馈电路，调高供电电路 9的输出电压，从而实现电路的快速启动；同时当待机时，智能控制模块通过控制假负载控制电路的截止，从而控制假负载的断开，实现低功耗待机。
103.需要说明的是，上述智能控制模块3可以为wifi智能模组和蓝牙智能模组等。
104.在其中一些实施例中，当启动电路时，智能控制模块3输出的判断信号为高电平，
假负载控制电路5导通，假负载4连通，电压负反馈电路6检测第一输出电压降低，并将其反馈至供电控制电路1，第一输出电压和第二输出电压迅速增大，实现电路快速启动；当进入待机模式时，智能控制模块3输出的判断信号为低电平，假负载控制电路5截止，假负载断开，实现低功耗待机。
105.上述步骤中，根据判断信号经由假负载控制电路5控制假负载4 的通断，通过调整假负载4的工作状态，实现电路快速启动和低功耗待机。
106.在其中一些实施例中，当启动电路时，第一输出电压迅速提高，并加速给一第一储能电容组件ec1充电；当启动后，第一储能电容组件ec1持续给后级的负载供电。
107.在其中一些实施例中，在启动电路时，第二输出电压迅速提高，并加速给一第二储能电容组件ec2充电；当启动后，第二储能电容组件ec2持续给后级的智能控制模块3供电。
108.本技术实施例还提出了一种智能产品，包括上述启动电路，启动电路还可外接wifi智能网关、app或蓝牙遥控器，且均与智能控制模块3电性连接。
109.本技术实施例还提出了一种电源控制器，包括上述启动电路。需要说明的是，电源控制器包括电源开关电源控制器等，但本发明并不以此为限。
110.本技术实施例还提出了一种灯具，包括上述启动电路和照明部件。
111.需要说明的是，灯具包括智能球泡、智能筒灯和智能吸顶灯，尤其是多个球泡和筒灯并联的球泡和筒灯，但本发明并不以此为限。
112.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。