一种相对相位的控制电路及LED恒流系统的制作方法

一种相对相位的控制电路及led恒流系统
技术领域
1.本实用新型涉及led恒流控制技术领域，特别涉及一种相对相位的控制电路及led恒流系统。


背景技术：

2.目前，在世界各国重视节能减排的背景下，led因其具有环保、节能、使用寿命长、亮度高、安全性、稳定等多方面被逐渐应用于通用照明领域。大功率led照明设备已经获得了各国市场的广泛认同，并逐渐呈现出对传统照明替代的趋势。
3.智能led恒流系统是led照明设备的驱动电源，属于线性电源的一种。智能led恒流系统主要包含交流供电单元、前级恒流单元、控制信号输出单元和后级恒流单元，由于控制信号输出单元中前级供电部分存在导致线网输入电流波形无法满足iec 61000-3-23文件中的相对相位的要求，因此如何改善输入电流波形以至于满足相对相位的要求是亟需克服的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提出一种相对相位的控制电路及led恒流系统，旨在解决目前智能led恒流系统中线网输入电流波形无法满足iec61000-3-23文件中相对相位的问题，改善了led恒流系统中线网输入电流波形。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的一种相对相位的控制电路，包括交流供电单元、前级恒流单元、后级恒流单元和控制信号输出单元；
6.所述交流供电单元的输出端、所述前级恒流单元的输入端和所述后级恒流单元的输入端公共连接，所述后级恒流单元的受控端与所述控制信号输出单元的控制端连接，所述控制信号输出单元的电源端与所述交流供电单元连接；
7.所述交流供电单元，用于输出交流电压至所述前级恒流单元，以及为所述控制信号输出单元供电；
8.所述前级恒流单元，用于对所述交流供电单元输出的交流电压进行一级恒流处理；
9.所述后级恒流单元，用于在所述控制信号输出单元输出控制信号时，对所述前级恒流单元恒流处理后的电流进行二级恒流处理；
10.所述控制信号输出单元包括依次串联连接的前级供电单元、控制模块供电单元和控制模块，所述前级供电单元与所述前级恒流单元互相连接；
11.所述交流供电单元，还用于为所述前级供电单元充电。
12.可选地，所述交流供电单元包括交流输入源、桥式整流电路和第二二极管，
13.所述交流输入源的一端连接所述桥式整流电路的一输入端，所述交流输入源的另一端连接桥式整流电路的另一输入端，所述桥式整流电路的输出端连接所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极为所述交流供电单元的输出端。
14.可选地，所述前级恒流单元包括第一比较器、第二极性电容、第一mos管和第二电阻；
15.所述第二极性电容的正极为所述前级恒流单元的输入端，所述第二极性电容的负极连接所述第一mos管的漏极，所述第一mos管的栅极连接所述第一比较器的输出端，所述第一比较器的正相输入端为参考电压端，所述第一比较器的反相输入端连接所述第一mos管的源极，且连接至所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地。
16.可选地，所述前级恒流单元包括第一比较器、第二极性电容、第一mos管、第一稳压二极管和第二电阻；
17.所述第二极性电容的正极为所述前级恒流单元的输入端，所述第二极性电容的负极连接所述第一mos管的漏极，所述第一mos管的栅极连接所述第一比较器的输出端，所述第一比较器的正相输入端为参考电压端，所述第一比较器的反相输入端连接所述第一mos管的源极，且连接至所述第二电阻的第一端和所述第一稳压二极管的阴极，所述第一稳压二极管的阳极和所述第二电阻的第二端均接地。
18.可选地，所述前级供电单元包括第一二极管、第一电感、第一电阻和第一极性电容；
19.所述第一二极管的阳极与所述交流供电单元连接，所述第一二极管的阴极、所述第一电感的第一端和所述第一电阻的第一端公共连接，所述第一电感的第二端、所述第一电阻的第二端和所述第一极性电容的正极公共连接，且连接至所述控制模块供电单元，所述第一极性电容的负极接地。
20.可选地，所述前级供电单元包括第一二极管、第一电感、第一电阻、第一极性电容和第三极性电容；
21.所述第一二极管的阳极与所述交流供电单元的输出端连接，所述第一二极管的阴极、所述第一电感的第一端、所述第一极性电容的正极和所述第一电阻的第一端公共连接，所述第一电感的第二端、所述第一电阻的第二端和所述第三极性电容的正极公共连接，且连接至所述控制模块供电单元，所述第一极性电容的负极和所述第三极性电容的负极均接地。
22.可选地，所述前级供电单元包括至少一个极性电容。
23.可选地，其特征在于，所述控制信号输出单元输出的控制信号为pwm信号、归零码信号、iic信号、spi信号、uart信号中的一种。
24.可选地，所述后级恒流单元中包括至少一个恒流支路。
25.本实施例还提出一种led恒流系统，所述led恒流系统包括如上所述的相对相位的控制电路，所述相对相位的控制电路包括交流供电单元、前级恒流单元、后级恒流单元和控制信号输出单元；
26.所述交流供电单元的输出端、所述前级恒流单元的输入端和所述后级恒流单元的输入端公共连接，所述后级恒流单元的受控端与所述控制信号输出单元的控制端连接，所述控制信号输出单元的电源端与所述交流供电单元连接；
27.所述交流供电单元，用于输出交流电压至所述前级恒流单元，以及为所述控制信号输出单元供电；
28.所述前级恒流单元，用于对所述交流供电单元输出的交流电压进行一级恒流处
理；
29.所述后级恒流单元，用于在所述控制信号输出单元输出控制信号时，对所述前级恒流单元恒流处理后的电流进行二级恒流处理；
30.所述控制信号输出单元包括依次串联连接的前级供电单元、控制模块供电单元和控制模块，所述前级供电单元与所述前级恒流单元互相连接；
31.所述交流供电单元，还用于为所述前级供电单元充电。
32.本实用新型技术方案中相对相位的控制电路具有交流供电单元、前级恒流单元、后级恒流单元和控制信号输出单元，交流供电单元的输出端、前级恒流单元的输入端和后级恒流单元的输入端公共连接，后级恒流单元的受控端与控制信号输出单元的控制端连接，控制信号输出单元的电源端与交流供电单元连接。其中，控制信号输出单元包括依次串联连接的前级供电单元、控制模块供电单元和控制模块。交流供电单元给整个系统电路供电，控制信号输出单元通过输出的控制信号控制后级恒流单元的状态，其中控制信号输出单元中的前级供电单元经过前级恒流单元，从而使得交流供电单元给控制信号输出单元中的前级供电单元充电时，从而解决目前智能led恒流系统中线网输入电流波形无法满足iec 61000-3-23文件中相对相位的问题，改善了led恒流系统中线网输入电流波形。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
34.图1是一种相对相位的控制电路一实施例的波形示意图；
35.图2为本实用新型一种相对相位的控制电路一实施例的模块结构示意图；
36.图3为相关技术中相对相位的控制电路一实施例的电路结构示意图；
37.图4为相关技术中相对相位的控制电路另一实施例的电路结构示意图；
38.图5为本实用新型一种相对相位的控制电路一实施例的电路结构示意图；
39.图6为本实用新型一种相对相位的控制电路另一实施例的电路结构示意图。
40.附图标号说明：
41.标号名称标号名称101交流供电单元l1第一电感102前级恒流单元dz1第一稳压二极管103后级恒流单元r1第一电阻104控制信号输出单元r2第二电阻105前级供电单元y1第一比较器ac交流输入源m1第一mos管db1桥式整流电路e1第一极性电容d1第一二极管e2第二极性电容d2第二二极管e3第三极性电容
42.本实用新型目的的实现、功能特点及可点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
43.下面将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，都属于本实用新型保护的范围。
44.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
45.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
46.本实用新型提出一种相对相位的控制电路，应用于led恒流系统，led恒流系统是led照明设备的驱动电源，属于线性电源的一种。智能led恒流系统主要包含交流供电单元、前级恒流单元、控制信号输出单元和后级恒流单元。参照如图1所示。由于控制信号输出单元中前级供电部分存在导致线网输入电流波形如图1中输入电流i1和输入电流i2波形所示，无法满足iec61000-3-23文件(谐波电流发射标准文件，电磁兼容限值谐波电流发射限值，设备每相输入电流≤16a。)中的相对相位的要求。
47.改善led恒流系统中的输入电流波形，以图1中的第四虚线至第五虚线,一个半波周期为180
°
相位，就需要使得图1中的第四虚线处至第一虚线处的输入电流在60度之前或者60度达到5％的电流阈值；第四虚线处至第二虚线处的输入电流在65度之前或者65度达到电流峰值；第四虚线处至第三虚线处的输入电流在90度均不低于5％的电流阈值。即可使得led恒流系统的输入电流满足iec 61000-3-23文件中的相对相位的要求。
48.为了解决上述问题，在本实用新型一实施例中，参照如图2所示，该相对相位的控制电路包括交流供电单元101、前级恒流单元102、后级恒流单元103和控制信号输出单元104；
49.所述交流供电单元101的输出端、所述前级恒流单元102的输入端和所述后级恒流单元103的输入端公共连接，所述后级恒流单元103的受控端与所述控制信号输出单元104的控制端连接，所述控制信号输出单元104的电源端与所述交流供电单元101连接；
50.所述交流供电单元101，用于输出交流电压至所述前级恒流单元102，以及为所述控制信号输出单元104供电；
51.所述前级恒流单元102，用于对所述交流供电单元101输出的交流电压进行一级恒流处理；
52.所述后级恒流单元103，用于在所述控制信号输出单元104输出控制信号时，对所述前级恒流单元102恒流处理后的电流进行二级恒流处理；
53.所述控制信号输出单元104包括依次串联连接的前级供电单元105、控制模块供电单元和控制模块，所述前级供电单元105与所述前级恒流单元102互相连接；
54.所述交流供电单元101，还用于为所述前级供电单元105充电。
55.相关技术中，参照如图3所示，交流供电单元101包括交流输入源ac、桥式整流电路db1和第二二极管d2；前级恒流单元102包括第一比较器y1、第二极性电容e2、第一mos管m1和第二电阻r2；前级供电单元105包括第一二极管d1、第一电感l1、第一电阻r1、和第一极性电容e1。进一步地，所述第二极性电容e2的正极为所述前级恒流单元102的输入端，所述第二极性电容e2的负极连接所述第一mos管m1的漏极，所述第一mos管m1的栅极连接所述第一比较器y1的输出端，所述第一比较器y1的正相输入端为参考电压端，所述第一比较器y1的反相输入端连接所述第一mos管m1的源极，且连接至所述第二电阻r2的第一端，所述第二电阻r2的第二端接地；所述第一二极管d1的阳极与所述交流供电单元101连接，所述第一二极管d1的阴极、所述第一电感l1的第一端和所述第一电阻r1的第一端公共连接，所述第一电感l1的第二端、所述第一电阻r1的第二端和所述第一极性电容e1的正极公共连接，且连接至所述控制模块供电单元，所述第一极性电容e1的负极接地。可以理解的是，交流供电单元101给整个系统电路供电，控制信号输出单元104通过输出的控制信号控制后级恒流单元103的状态，其中控制信号输出单元104中的前级供电单元105经过前级恒流单元102中的第二电阻r2，相对应的会出现如图1中i1的输入电流波形。
56.相关技术中，参照如图4所示，交流供电单元101包括交流输入源ac、桥式整流电路db1和第二二极管d2；前级恒流单元102包括第一比较器y1、第二极性电容e2、第一mos管m1和第二电阻r2；前级供电单元105包括第一二极管d1、第一电感l1、第一电阻r1、第一极性电容e1和第三极性电容e3。进一步地，所述第二极性电容e2的正极为所述前级恒流单元102的输入端，所述第二极性电容e2的负极连接所述第一mos管m1的漏极，所述第一mos管m1的栅极连接所述第一比较器y1的输出端，所述第一比较器y1的正相输入端为参考电压端，所述第一比较器y1的反相输入端连接所述第一mos管m1的源极，且连接至所述第二电阻r2的第一端，所述第二电阻r2的第二端接地；所述第一二极管d1的阳极与所述交流供电单元101的输出端连接，所述第一二极管d1的阴极、所述第一电感l1的第一端、所述第一极性电容e1的正极和所述第一电阻r1的第一端公共连接，所述第一电感l1的第二端、所述第一电阻r1的第二端和所述第三极性电容e3的正极公共连接，且连接至所述控制模块供电单元，所述第一极性电容e1的负极和所述第三极性电容e3的负极均接地。可以理解的是，交流供电单元101给整个系统电路供电，控制信号输出单元104通过输出的控制信号控制后级恒流单元103的状态，其中控制信号输出单元104中的前级供电单元105经过前级恒流单元102中的第二电阻r2，从而，相对应的会出现如图1中i2的输入电流波形。
57.在一实施例中，参照如图5所示，交流供电单元101包括交流输入源ac、桥式整流电路db1和第二二极管d2；前级恒流单元102包括第一比较器y1、第二极性电容e2、第一mos管m1、第一稳压二极管dz1和第二电阻r2；前级供电单元105包括第一二极管d1、第一电感l1、第一电阻r1和第一极性电容e1。进一步地，所述第二极性电容e2的正极为所述前级恒流单元102的输入端，所述第二极性电容e2的负极连接所述第一mos管m1的漏极，所述第一mos管m1的栅极连接所述第一比较器y1的输出端，所述第一比较器y1的正相输入端为参考电压端，所述第一比较器y1的反相输入端连接所述第一mos管m1的源极，且连接至所述第二电阻r2的第一端和所述第一稳压二极管dz1的阴极，所述第一稳压二极管dz1的阳极和所述第二电阻r2的第二端均接地；所述前级供电单元105包括第一二极管d1、第一电感l1、第一电阻
r1和第一极性电容e1；所述第一二极管d1的阳极与所述交流供电单元101连接，所述第一二极管d1的阴极、所述第一电感l1的第一端和所述第一电阻r1的第一端公共连接，所述第一电感l1的第二端、所述第一电阻r1的第二端和所述第一极性电容e1的正极公共连接，且连接至所述控制模块供电单元，所述第一极性电容e1的负极接gnd。需要说明的是，输出的控制信号控制后级恒流单元103状态，通过将第一极性电容e1的负极接至第一mos管m1的源极，根据公式vref1＝(i1+i2)*r2，当交流输入源ac给第一极性电容e1充电，以得到如图1中i3的输入电流波形，其中第一稳压二极管dz1是为了避免第一比较器y1的反相输入端瞬间电压过高而损坏第一比较器y1；若将第一极性电容e1负极接至系统地，则会产生如图1中i1的输入电流波形，使用的机器检测i1输入电流波形额周期峰值点将是在b点，而不是在a点，则会导致机器检测输入电压和输入电流峰值相位角度变大，将无法满足iec 61000-3-23文件中的相对相位的要求。
58.在一实施例中，参照如图6所示，交流供电单元101包括交流输入源ac、桥式整流电路db1和第二二极管d2；前级恒流单元102包括第一比较器y1、第二极性电容e2、第一mos管m1、第一稳压二极管dz1和第二电阻r2；前级供电单元105包括第一二极管d1、第一电感l1、第一电阻r1、第一极性电容e1和第三极性电容e3。进一步地，所述第二极性电容e2的正极为所述前级恒流单元102的输入端，所述第二极性电容e2的负极连接所述第一mos管m1的漏极，所述第一mos管m1的栅极连接所述第一比较器y1的输出端，所述第一比较器y1的正相输入端为参考电压端，所述第一比较器y1的反相输入端连接所述第一mos管m1的源极，且连接至所述第二电阻r2的第一端和所述第一稳压二极管dz1的阴极，所述第一稳压二极管dz1的阳极和所述第二电阻r2的第二端均接地；所述前级供电单元105包括第一二极管d1、第一电感l1、第一电阻r1和第一极性电容e1；所述第一二极管d1的阳极与所述交流供电单元101的输出端连接，所述第一二极管d1的阴极、所述第一电感l1的第一端、所述第一极性电容e1的正极和所述第一电阻r1的第一端公共连接，所述第一电感l1的第二端、所述第一电阻r1的第二端和所述第三极性电容e3的正极公共连接，且连接至所述控制模块供电单元，所述第一极性电容e1的负极和所述第三极性电容e3的负极均接gnd。需要说明的是，输出的控制信号控制后级恒流单元103状态，通过将第一极性电容e1和第三极性电容e3的负极接至第一mos管m1的源极，根据公式vref1＝(i3+i4)*r2，当交流输入源ac给第一极性电容e1和第三极性电容e3充电，以得到如图1中i3的输入电流波形，其中第一稳压二极管dz1是为了避免第一比较器y1的反相输入端瞬间电压过高而损坏第一比较器y1；若将第一极性电容e1和第三极性电容e3负极接至系统地，则会产生如图1中i2的输入电流波形，使用的机器检测i2输入电流波形的周期峰值点将是在d点，而不是在c点，则会导致机器检测输入电压和输入电流峰值相位角度变大，将无法满足iec 61000-3-23文件中的相对相位的要求。
59.需要说明的是，上述实施例中，前级供电单元105可以但不限定于是包括一个极性电容，也可以是多个极性电容；控制信号输出单元104输出的控制信号可以但不限定为pwm信号、归零码信号、iic信号、spi信号；后级恒流单元103中可以但不限定于是包括一个恒流支路，也可以是多个恒流支路；控制模块供电单元可以但不限定于是单级ac-dc电源组成，也可以是ac-dc-dc多级电源组成；控制信号输出单元104中的控制模块的通信方式可以但不限定于是wifi、蓝牙、zigbee。
60.基于上述实施例，本实用新型技术方案中相对相位的控制电路具有交流供电单元
101、前级恒流单元102、后级恒流单元103和控制信号输出单元104，交流供电单元101的输出端、前级恒流单元102的输入端和后级恒流单元103的输入端公共连接，后级恒流单元103的受控端与控制信号输出单元104的控制端连接，控制信号输出单元104的电源端与交流供电单元101连接。其中，控制信号输出单元104包括依次串联连接的前级供电单元105、控制模块供电单元和控制模块。交流供电单元101给整个系统电路供电，控制信号输出单元104通过输出的控制信号控制后级恒流单元103的状态，其中控制信号输出单元104中的前级供电单元105经过前级恒流单元102，从而使得交流供电单元101给控制信号输出单元104中的前级供电单元105充电时，从而解决目前智能led恒流系统中线网输入电流波形无法满足iec 61000-3-23文件中相对相位的问题，改善了led恒流系统中线网输入电流波形。
61.为实现上述目的，本实用新型还提出一种led恒流系统，所述led恒流系统包括如上所述的相对相位的控制电路，所述相对相位的控制电路包括交流供电单元101、前级恒流单元102、后级恒流单元103和控制信号输出单元104；
62.所述交流供电单元101的输出端、所述前级恒流单元102的输入端和所述后级恒流单元103的输入端公共连接，所述后级恒流单元103的受控端与所述控制信号输出单元104的控制端连接，所述控制信号输出单元104的电源端与所述交流供电单元101连接；
63.所述交流供电单元101，用于输出交流电压至所述前级恒流单元102，以及为所述控制信号输出单元104供电；
64.所述前级恒流单元102，用于对所述交流供电单元101输出的交流电压进行一级恒流处理；
65.所述后级恒流单元103，用于在所述控制信号输出单元104输出控制信号时，对所述前级恒流单元102恒流处理后的电流进行二级恒流处理；
66.所述控制信号输出单元104包括依次串联连接的前级供电单元105、控制模块供电单元和控制模块，所述前级供电单元与所述前级恒流单元互相连接；
67.所述交流供电单元101，还用于为所述前级供电单元105充电。
68.该led恒流系统的具体结构参照上述的实施例，由于本led恒流系统采用了上述相对相位的控制电路所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
69.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。