隔离宽输出电压范围的可控硅调光无频闪电源电路的制作方法

本实用新型涉及led驱动电路技术领域，尤其涉及一种隔离宽输出电压范围的可控硅调光无频闪电源电路。

背景技术：

led照明目前越来越多的需要做亮度控制(调光)。切相调光是一种传统光源(白炽灯，阻性负载)的调光方式，通过输入电压的相角控制输出电压的大小，成本低，接线方便，应用极为广泛。但在接入led电源(容性负载)时，会引起各种灯闪、调光深度不够、调光曲线不平滑等兼容性问题。现有技术中出现了一种专用芯片方案，可以自动检测输入调光器种类，兼容多种调光器。但由于是单级方案，输出电流低端纹波较大，调光深度也很难突破1％。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种输出电压范围广，调光过程平滑无频闪的可控硅调光无频闪电源电路。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种隔离宽输出电压范围的可控硅调光无频闪电源电路，其特征在于：包括emi电路，所述emi电路的一个输入端接市电，所述emi电路输出端与整流电路的输入端连接，所述整流电路用于将输入的交流市电转换为直流电；所述整流电路的输出端经有源无源泄放电路与单级pfc反激电路的输入端连接，所述单级pfc反激电路的输出端与隔离变压器的初级连接，所述单级pfc反激电路用于产生一个100khz高频pwm信号，用于控制隔离变压器中mos的导通和关断，对高压直流电进行斩波再经过变压器耦合传递到次级，为次级的buck恒流电路提供一个稳定的dc恒压电源；所述隔离变压器的次级与dc恒压电源的输入端连接，所述dc恒流电路用于将电源转换成恒流输出电源；所述dc恒压电源的的一个输出端与buck恒流可调光电路的输入端连接，所述dc恒压电源的的另一个输出端经反馈环路与所述单级pfc反激电路的反馈输入端连接，所述buck恒流可调光电路的输出端与led照明设备的电源输入端连接，所述emi电路的另一个输出端与可控硅切相信号电路的输入端连接，所述可控硅切相信号的输出端与单片机控制电路的信号输入端连接，所述单片机控制电路与调光脚控制电路的输入端连接，所述调光脚控制电路的输出端与所述buck恒流可调光电路的控制端连接。

进一步的技术方案在于：所述电源电路的输入端依次经电感lf01、电感lf02与整流芯片bd101的输入端连接，电阻r100与电容cx102串联后与所述bd101的输入端并联，电阻r101与电阻r102串联后与所述bd101的输入端并联，电容cx101与所述bd101的输入端并联，电位器rv102与所述bd101的输入端并联，所述bd101输出端的正极分为三路，第一路接电阻r110与电阻r107的结点，第二路接电阻r103与电容c101的结点，第三路与电阻r125的一端连接，所述电阻r125的另一端的经电阻r126后分为三路，第一路经电阻r127与所述bd101的负极连接，第二路与三极管q104的基极连接，第三路与二极管d105的正极连接，所述d105的负极分为三路，第一路与电阻r129的一端连接，第二路经电阻r128与三极管q104的发射极连接，第三路经电容c111与所述bd101的负极连接，所述q104的集电极与所述bd101的负极连接，所述电阻r129的另一端分为三路，第一路经电容c122接地，第二路经二极管dz102接地，第三路与场效应管q103的栅极连接；

电阻r103的另一端分为五路，第一路经电容c102接地，第二路依次经电阻r132a、电容c100接地，电阻r132与电阻r132a并联，第三路经电容c103与二极管d101的负极连接，第四路依次经电阻r106a、电阻r106b与二极管d101的负极连接，电阻r106与电阻r106a并联，电阻r106b与电阻r106c并联，第五路与变压器t100-a的1脚连接；

所述bd101正极输出端的第二路又分为两路，第一路依次经电阻r110、电阻r111与芯片ic100的3脚连接，第二路依次经电阻r107a、电阻r107、电阻r108以及电容e103后接地，所述ic100的3脚分为两路，第一路经电阻r113接地，第二路经电容c110接地，所述ic100的6脚接地，所述ic100的4脚分为六路，第一路与电阻r118的一端连接，第二路经电阻rs104接地，第三路经电阻rs101接地，第四路经电阻rs102接地，第五路经电阻rs103接地，第六路与场效应管q101的源极连接，所述电阻r118的另一端分为两路，第一路与场效应管q101的栅极连接，第二路经电阻r117与芯片ic1007脚连接，二极管d103与所述电阻r117并联，所述q101的漏极与所述t100-a的1脚连接3脚连接；所述ic100的2脚分为两路，第一路经电阻r123与所述ic100的1脚连接，第二路经电阻r124与电容c109的一端连接，所述电容c109的另一端分为三路，第一路经电阻r120接电源vcc，第二路与所述ic100的1脚连接，第三路依次经电阻r121、电阻r122接地；所述ic100的5脚经电阻r115与所述t100-a的6脚连接；

所述ic100的8脚分为分为五路，第一路与电源vcc连接，第二路经电容c105接地，第三路经电容e103接地，第四路经反向二极管d104与三极管q102的发射极连接，第五路接所述电容e103与电阻r108的结点，三极管q102的发射极分为三路，第一路经电阻r119与所述q102的基极连接，第二路经电容e104接地，第三路依次经电阻r104、电容c106以及电阻r105后与所述t100-a的6脚连接；

所述t100-a的9脚经二极管d201后分为七路，第一路经电容e203接地，第二路经电容e204接地，第三路经电容e202接地，第四路经电阻r204接地，第五路经电阻r205接地，第六路位50v电源输出端，第七与电阻r212的一端连接，电阻r212的另一端分为四路，第一路经电容c210与光耦pc100-a的一个输入端连接，第二路依次经电容c211、电阻r217与光耦pc100-a的一个输入端连接，第三路与可控二极管u201的控制端连接，第四路经电阻r210接地，电阻r211与电阻r210并联；可控二极管u201的正极分为五路，第一路经电阻r206与21v输出端连接，第二路经电容e205与21v输出端连接，第三路经二极管dz201的正极连接，第四路经电容e201与三极管q201的集电极连接，第五路与t100-a的12脚连接；

所述50v电源输出端分为六路，第一路经电阻ri305与开关sw301的4脚连接，第二路经电阻ri304与开关sw301的5脚连接，第三路经电阻ri303与开关sw301的6脚连接，第四路经电阻ri302与共模电感lf301的一个输入端连接，第五路经电阻ri301与共模电感lf301的一个输入端连接，第六路与芯片u301的1脚连接，所述u301的4脚接地，所述u301的5脚经电阻r304与场效应管q301的栅极连接，所述lf301的两个输出端为电源输出端，所述u301的3脚为pwm信号输入端。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请中有源无源泄放电路可保证可控硅旋钮的最低维持电流不误关断；输出1级dc-dc实现宽输出电压范围；单片机检测可控硅旋钮切相后的电压，通过程序控制输出pwm或直流电压实现低的调光亮度和调光无频闪。该电路的优点是：兼容99％前切和后切的可控硅调光旋钮，9-42v的输出电压范围，调光过程平滑无频闪。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例所述电源电路的原理框图；

图2是本实用新型实施例所述电源电路的原理图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实用新型实施例公开了一种隔离宽输出电压范围的可控硅调光无频闪电源电路，包括emi电路，所述emi电路的一个输入端接市电，所述emi电路输出端与整流电路的输入端连接，所述整流电路用于将输入的交流市电转换为直流电；所述整流电路的输出端经有源无源泄放电路与单级pfc反激电路的输入端连接，所述单级pfc反激电路的输出端与隔离变压器的初级连接，所述单级pfc反激电路用于产生一个100khz高频pwm信号，用于控制隔离变压器中mos的导通和关断，对高压直流电进行斩波再经过变压器耦合传递到次级，为次级的buck恒流电路提供一个稳定的dc恒压电源；所述隔离变压器的次级与dc恒压电源的输入端连接，所述dc恒流电路用于将电源转换成恒流输出电源；所述dc恒压电源的的一个输出端与buck恒流可调光电路的输入端连接，所述dc恒压电源的的另一个输出端经反馈环路与所述单级pfc反激电路的反馈输入端连接，所述buck恒流可调光电路的输出端与led照明设备的电源输入端连接，所述emi电路的另一个输出端与可控硅切相信号电路的输入端连接，所述可控硅切相信号的输出端与单片机控制电路的信号输入端连接，所述单片机控制电路与调光脚控制电路的输入端连接，所述调光脚控制电路的输出端与所述buck恒流可调光电路的控制端连接。

如图1所示，从市电取得220v交流电压，经过对市电切相的可控硅切相电路(可控硅旋钮)、emi电路，然后经过整流电路转换成直流电压供给单级pfc反激电路，同时有源无源泄放电路工作，防止可控硅旋钮误关断导致灯闪。单级pfc反激电路会产生一个100khz高频pwm信号，控制mos的导通和关断，对高压直流电进行斩波再经过变压器耦合传递到次级，为次级的buck恒流可调光电路提供一个稳定的dc恒压电源。buck恒流可调光电路把dc恒压电源转换成恒流输出电源，而单片机控制电路检查可控硅切相后的信号并处理，然后输出pwm和直流电压的混合信号对“buck恒流可调光电路”调光脚的电压进行改变，实现控制输出电流的大小。可以实现对电压在9-42vdc的led灯平滑调光，调光范围可达0.3％-100％。

进一步的，如图2所示，所述电源电路的输入端依次经电感lf01、电感lf02与整流芯片bd101的输入端连接，电阻r100与电容cx102串联后与所述bd101的输入端并联，电阻r101与电阻r102串联后与所述bd101的输入端并联，电容cx101与所述bd101的输入端并联，电位器rv102与所述bd101的输入端并联，所述bd101输出端的正极分为三路，第一路接电阻r110与电阻r107的结点，第二路接电阻r103与电容c101的结点，第三路与电阻r125的一端连接，所述电阻r125的另一端的经电阻r126后分为三路，第一路经电阻r127与所述bd101的负极连接，第二路与三极管q104的基极连接，第三路与二极管d105的正极连接，所述d105的负极分为三路，第一路与电阻r129的一端连接，第二路经电阻r128与三极管q104的发射极连接，第三路经电容c111与所述bd101的负极连接，所述q104的集电极与所述bd101的负极连接，所述电阻r129的另一端分为三路，第一路经电容c122接地，第二路经二极管dz102接地，第三路与场效应管q103的栅极连接；

电阻r103的另一端分为五路，第一路经电容c102接地，第二路依次经电阻r132a、电容c100接地，电阻r132与电阻r132a并联，第三路经电容c103与二极管d101的负极连接，第四路依次经电阻r106a、电阻r106b与二极管d101的负极连接，电阻r106与电阻r106a并联，电阻r106b与电阻r106c并联，第五路与变压器t100-a的1脚连接；

所述bd101正极输出端的第二路又分为两路，第一路依次经电阻r110、电阻r111与芯片ic100的3脚连接，第二路依次经电阻r107a、电阻r107、电阻r108以及电容e103后接地，所述ic100的3脚分为两路，第一路经电阻r113接地，第二路经电容c110接地，所述ic100的6脚接地，所述ic100的4脚分为六路，第一路与电阻r118的一端连接，第二路经电阻rs104接地，第三路经电阻rs101接地，第四路经电阻rs102接地，第五路经电阻rs103接地，第六路与场效应管q101的源极连接，所述电阻r118的另一端分为两路，第一路与场效应管q101的栅极连接，第二路经电阻r117与芯片ic1007脚连接，二极管d103与所述电阻r117并联，所述q101的漏极与所述t100-a的1脚连接3脚连接；所述ic100的2脚分为两路，第一路经电阻r123与所述ic100的1脚连接，第二路经电阻r124与电容c109的一端连接，所述电容c109的另一端分为三路，第一路经电阻r120接电源vcc，第二路与所述ic100的1脚连接，第三路依次经电阻r121、电阻r122接地；所述ic100的5脚经电阻r115与所述t100-a的6脚连接；

所述ic100的8脚分为分为五路，第一路与电源vcc连接，第二路经电容c105接地，第三路经电容e103接地，第四路经反向二极管d104与三极管q102的发射极连接，第五路接所述电容e103与电阻r108的结点，三极管q102的发射极分为三路，第一路经电阻r119与所述q102的基极连接，第二路经电容e104接地，第三路依次经电阻r104、电容c106以及电阻r105后与所述t100-a的6脚连接；

所述t100-a的9脚经二极管d201后分为七路，第一路经电容e203接地，第二路经电容e204接地，第三路经电容e202接地，第四路经电阻r204接地，第五路经电阻r205接地，第六路位50v电源输出端，第七与电阻r212的一端连接，电阻r212的另一端分为四路，第一路经电容c210与光耦pc100-a的一个输入端连接，第二路依次经电容c211、电阻r217与光耦pc100-a的一个输入端连接，第三路与可控二极管u201的控制端连接，第四路经电阻r210接地，电阻r211与电阻r210并联；可控二极管u201的正极分为五路，第一路经电阻r206与21v输出端连接，第二路经电容e205与21v输出端连接，第三路经二极管dz201的正极连接，第四路经电容e201与三极管q201的集电极连接，第五路与t100-a的12脚连接；

所述50v电源输出端分为六路，第一路经电阻ri305与开关sw301的4脚连接，第二路经电阻ri304与开关sw301的5脚连接，第三路经电阻ri303与开关sw301的6脚连接，第四路经电阻ri302与共模电感lf301的一个输入端连接，第五路经电阻ri301与共模电感lf301的一个输入端连接，第六路与芯片u301的1脚连接，所述u301的4脚接地，所述u301的5脚经电阻r304与场效应管q301的栅极连接，所述lf301的两个输出端为电源输出端，所述u301的3脚为pwm信号输入端。

如图2所示，当接通220vac市电时，经安规和emi器件、整流电路、有源无源泄放电路、单级pfc反激电路和变压器输出50vdc的恒压电给“buck恒流可调光电路”供电(这时电阻r210、电阻r211和电阻r212分压电阻检测50v电压的大小，来控制电压始终保持50vdc)。此时buck恒流可调光电路开始工作，单片机线路mo1检测经可控硅旋钮切相后的电压，通过单片机处理后输出pwm和直流电压的混合信号，控制buck恒流芯片u301的3脚的电压，实现控制输出电流的大小从而精确改变led灯的亮度。

有源无源泄放电路是为了防止led闪烁，因为可控硅调光器在切相触发后需要擎住电流，且在触发后的导通期间需要维持电流。如果不能满足这两种电流，可控硅调光器会出现误触发和led照明闪烁，而电容c100、电阻r131、电阻r132和电阻r132a的原理是可控硅切相导通时提供最小的维持电流保证可控硅旋钮不会误关断。

正常运行后单级pfc反激芯片ic100、buck恒流芯片u301和单片机控制电路mo1的电压由变压器t100的vcc绕组单独供电，为保证宽的工作条件下稳定运行每路的vcc分别增加了线性稳压电路。