本實(shí)用新型涉及一種線性恒流電路，尤其涉及一種基于可控硅調(diào)光器的全行程切相角調(diào)光的線性恒流電路。

背景技術(shù)：

隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展，LED照明已經(jīng)成為了人們的首選?，F(xiàn)有的LED照明可以進(jìn)行調(diào)光調(diào)色等多種功能，但是現(xiàn)有的調(diào)光驅(qū)動電源普遍為采用開關(guān)電源技術(shù)實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)的開關(guān)電源方式的切相角調(diào)光電路成本高，存在EMI、調(diào)光噪音等問題。

（1）調(diào)光噪音，特別是在前切可控硅應(yīng)用時，由于開關(guān)電源與LED燈珠的非純阻性負(fù)載特性，導(dǎo)致輸入端輸入電流存在尖峰浪涌。而交流電網(wǎng)為工頻50HZ，整流后為100HZ，在音頻20HZ-20KHZ范圍內(nèi)。尖峰電流通過開關(guān)電源部分的薄膜電容及功率電感產(chǎn)生人耳聽覺可察覺的噪音。調(diào)光噪音在切相角90°、270°達(dá)到最大，且隨開關(guān)電源的功率增大而增大。對于消費(fèi)者而言，照明產(chǎn)品產(chǎn)生噪音顯然是影響用戶體驗(yàn)的。

（2）傳統(tǒng)的開關(guān)電源方式的切相角調(diào)光電路存在EMI問題。開關(guān)電源本身處于50KHZ-100KHZ的工作頻率，由功率開關(guān)管MOSFET和功率儲能電感的導(dǎo)通-儲能、截止-釋能維持能量傳遞，功率開關(guān)管的開關(guān)動作產(chǎn)生EMI噪聲。有些電源廠家為了通過EMI認(rèn)證，則加入EMI濾波器元器件，增加了成本。

而普通的可控硅調(diào)光線性恒流驅(qū)動電路由于LED負(fù)載電壓較高，當(dāng)調(diào)光器調(diào)到低導(dǎo)通角時，輸入電壓低于LED負(fù)載電壓，此時LED負(fù)載會關(guān)斷，無法實(shí)現(xiàn)全行程調(diào)光。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種基于可控硅調(diào)光器的全行程切相角調(diào)光的線性恒流電路，實(shí)現(xiàn)可控硅調(diào)光器全行程調(diào)光功能，功率因數(shù)高，在工頻交流電下工作無電網(wǎng)污染更環(huán)保。

對此，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種基于可控硅調(diào)光器的全行程切相角調(diào)光的線性恒流電路，其包括濾波整流電路、啟動電路、泄放電路、第一恒流輸出控制電路、第二恒流輸出控制電路、串并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路和第三恒流輸出控制電路，負(fù)載包括第一LED負(fù)載和第二LED負(fù)載；所述濾波整流電路一端與可控硅調(diào)光器連接，所述濾波整流電路另一端與啟動電路連接，所述啟動電路分別與第一恒流輸出控制電路、第二LED負(fù)載、第三恒流輸出控制電路連接，所述第一恒流輸出控制電路與第一LED負(fù)載連接，所述第二恒流輸出控制電路與第二LED負(fù)載、第一LED負(fù)載連接，所述第一恒流輸出控制電路、第二恒流輸出控制電路之間通過串并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路連接，所述第一恒流輸出控制電路、第二恒流輸出控制電路連接的并聯(lián)電路與第三恒流輸出控制電路連接，所述泄放電路同時與第三恒流輸出控制電路、濾波整流電路、啟動電路連接。

此技術(shù)方案，采用可控硅調(diào)光器與線性恒流電路結(jié)合，使得電流工作在線性恒流區(qū)域，幾乎不存在上電尖峰電流，也不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)產(chǎn)生的噪音。采用此技術(shù)方案在獲得良好調(diào)光功能的同時，不存在令人頭痛的噪音問題；同時，線性恒流電路不存在功率開關(guān)管的開關(guān)動作，也就不會產(chǎn)生EMI噪聲污染，最省的或者無需EMI濾波器即可通過EMI認(rèn)證。另外，此技術(shù)方案在可控硅調(diào)光器調(diào)到低導(dǎo)通角時，會自適應(yīng)改變LED燈珠的串并結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)可控硅調(diào)光器全行程調(diào)光功能。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述啟動電路同時與第二LED負(fù)載、第一恒流輸出控制電路連接，所述第一恒流輸出控制電路與第一LED負(fù)載串聯(lián)，所述第二恒流輸出控制電路與與所述第二LED負(fù)載串聯(lián)，所述第一恒流輸出控制電路、第一LED負(fù)載通過串并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路與第二LED負(fù)載、第二恒流輸出控制電路連接，所述第二恒流輸出控制電路與第三恒流輸出控制電路連接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述濾波整流電路包括繞線電阻FR1和橋堆DB1，所述繞線電阻FR1的一端與可控硅調(diào)光器連接，所述繞線電阻FR1的另一端與橋堆DB1一輸入端連接，所述橋堆DB1的另一輸入端接零線。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述濾波整流電路還包括壓敏電阻RV1、安規(guī)電容CX1，所述壓敏電阻RV1一端與繞線電阻FR1、安規(guī)電容CX1連接，所述壓敏電阻RV1另一端與安規(guī)電容CX1另一端連接并接零線。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述啟動電路包括電阻R1、電容C1、穩(wěn)壓二極管DZ1，所述電阻R1的一端與橋堆DB1的輸出正端連接，所述電阻R1的另一端與穩(wěn)壓二極管DZ1串聯(lián)后接地，所述穩(wěn)壓二極管DZ1的兩端并聯(lián)電容C1。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一恒流輸出控制電路包括第一恒流驅(qū)動控制芯片U1、電阻R3和二極管D1，所述第一恒流驅(qū)動控制芯片U1包括第一OUT管腳、第一GND管腳和第一REXT管腳；所述第二恒流輸出控制電路包括第二恒流驅(qū)動控制芯片U2、電阻R4和二極管D3，所述第二恒流驅(qū)動控制芯片U2包括第二OUT管腳、第二GND管腳和第二REXT管腳；

所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路包括二極管D2；所述第三恒流輸出控制電路包括第三恒流驅(qū)動控制芯片U3、電阻R5、NMOS管Q2和二極管D4，所述第三恒流驅(qū)動控制芯片U3包括第三OUT管腳、第三GND管腳和第三REXT管腳；所述泄放電路包括第四恒流驅(qū)動控制芯片U4、電阻R6、電阻R7和NMOS管Q1，所述第四恒流驅(qū)動控制芯片U4包括第四OUT管腳、第四GND管腳和第四REXT管腳；

所述二極管D1的正極同時與電阻R1、橋堆DB1的輸出正端、第二LED負(fù)載的一端連接，所述二極管D1的負(fù)極與第一OUT管腳連接，第一REXT管腳與二極管D2的負(fù)極、電阻R3的一端連接，所述第一GND管腳與電阻R3的另一端、第一LED負(fù)載的一端連接；所述第二LED負(fù)載的另一端與二極管D2的正極、二極管D3的正極連接，所述二極管D3的負(fù)極與第二OUT管腳連接，所述第二REXT管腳與第一LED負(fù)載的另一端、電阻R4的一端連接，所述電阻R4的另一端與第二GND管腳、NMOS管Q2的第一端連接，所述NMOS管Q2的第二端與二極管D4的正極連接，二極管D4的負(fù)極與第三OUT管腳連接，所述第三REXT管腳與電阻R5的一端連接，所述第三GND管腳與電阻R5的另一端連接后同時與電阻R7、電阻R6連接；所述電阻R7與第四GND管腳連接，所述R6與第四REXT管腳連接；

所述NMOS管Q2的第三端同時與電阻R1、穩(wěn)壓二極管DZ1、電容C1、NMOS管Q1的第三端連接，所述NMOS管Q1的第一端與橋堆DB1的輸出正端、電阻R1、第二LED負(fù)載連接；所述NMOS管Q1的第二端與第四OUT管腳連接；所述第四GND管腳與橋堆DB1的輸出負(fù)端連接并接地。

其中，二極管D1、二極管D3和二極管D4起到防浪涌的作用，更好的保護(hù)第一恒流驅(qū)動控制芯片U1、第二恒流驅(qū)動控制芯片U2、第三恒流驅(qū)動控制芯片U3。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述負(fù)載還包括第三LED負(fù)載，所述第三LED負(fù)載的一端與啟動電路連接，第三LED負(fù)載的另一端與所述第一恒流輸出控制電路、第二恒流輸出控制電路連接的并聯(lián)電路連接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第三LED負(fù)載的一端與電阻R1、橋堆DB1的輸出正端連接，所述第三LED負(fù)載的另一端與所述二極管D1的正極、第二LED負(fù)載連接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一恒流驅(qū)動控制芯片U1、第二恒流驅(qū)動控制芯片U2、第三恒流驅(qū)動控制芯片U3、第四恒流驅(qū)動控制芯片U4的型號為SM2082D。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：

第一，采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在獲得良好調(diào)光功能的同時，不存在令人頭痛的噪音問題，也沒有EMI噪聲污染，可替代白熾燈，實(shí)現(xiàn)基于可控硅控制的室內(nèi)照明光源驅(qū)動。

第二，采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在可控硅調(diào)光器調(diào)到低導(dǎo)通角時，能自適應(yīng)改變LED負(fù)載的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)可控硅調(diào)光器全行程調(diào)光功能。

第三，采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，同相輸入電壓、電流，功率因數(shù)高，大于0.95，工作在工頻交流電下，無電網(wǎng)污染更環(huán)保。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的使用連接示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的模塊圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1的電路圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例1的系統(tǒng)工作電流波形圖。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例2的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的較優(yōu)的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，一種基于可控硅調(diào)光器的全行程切相角調(diào)光的線性恒流電路，其包括濾波整流電路、啟動電路、泄放電路、第一恒流輸出控制電路、第二恒流輸出控制電路、串并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路和第三恒流輸出控制電路，負(fù)載包括第一LED負(fù)載和第二LED負(fù)載；所述濾波整流電路一端與可控硅調(diào)光器連接，所述濾波整流電路另一端與啟動電路連接，所述啟動電路分別與第一恒流輸出控制電路、第二LED負(fù)載、第三恒流輸出控制電路連接，所述第一恒流輸出控制電路與第一LED負(fù)載連接，所述第二恒流輸出控制電路與第二LED負(fù)載、第一LED負(fù)載連接，所述第一恒流輸出控制電路、第二恒流輸出控制電路之間通過串并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路連接，所述第一恒流輸出控制電路、第二恒流輸出控制電路連接的并聯(lián)電路與第三恒流輸出控制電路連接，所述泄放電路同時與第三恒流輸出控制電路、濾波整流電路、啟動電路連接。使用時，如圖1所示，可控硅調(diào)光器與市電電網(wǎng)連接后，與所述基于可控硅調(diào)光器的全行程切相角調(diào)光的線性恒流電路連接，所述基于可控硅調(diào)光器的全行程切相角調(diào)光的線性恒流電路與LED負(fù)載連接實(shí)現(xiàn)驅(qū)動。

如圖2所示，所述啟動電路同時與第二LED負(fù)載、第一恒流輸出控制電路連接，所述第一恒流輸出控制電路與第一LED負(fù)載串聯(lián)，所述第二恒流輸出控制電路與第二LED負(fù)載串聯(lián)，所述第一恒流輸出控制電路、第一LED負(fù)載通過串并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路與第二LED負(fù)載、第二恒流輸出控制電路連接，所述第二恒流輸出控制電路與第一LED負(fù)載、第三恒流輸出控制電路連接。所述第三恒流輸出控制電路與啟動電路連接。

如圖3所示，所述濾波整流電路包括繞線電阻FR1、橋堆DB1、壓敏電阻RV1和安規(guī)電容CX1，所述繞線電阻FR1的一端與可控硅調(diào)光器連接，所述繞線電阻FR1的另一端與安規(guī)電容CX1的一端、橋堆DB1的一輸入端連接，所述安規(guī)電容CX1另一端、橋堆DB1的另一輸入端接零線；所述壓敏電阻RV1一端與繞線電阻FR1、安規(guī)電容CX1的一端連接，所述壓敏電阻RV1另一端接零線。

如圖3所示，所述啟動電路包括電阻R1、電容C1、穩(wěn)壓二極管DZ1，所述電阻R1的一端與橋堆DB1的輸出正端連接，所述電阻R1的另一端與穩(wěn)壓二極管DZ1串聯(lián)后接地，所述穩(wěn)壓二極管DZ1的兩端并聯(lián)電容C1。

如圖3所示，所述第一恒流輸出控制電路包括第一恒流驅(qū)動控制芯片U1、電阻R3和二極管D1，所述第一恒流驅(qū)動控制芯片U1包括第一OUT管腳、第一GND管腳和第一REXT管腳；所述第二恒流輸出控制電路包括第二恒流驅(qū)動控制芯片U2、電阻R4和二極管D3，所述第二恒流驅(qū)動控制芯片U2包括第二OUT管腳、第二GND管腳和第二REXT管腳；所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路包括二極管D2；所述第三恒流輸出控制電路包括第三恒流驅(qū)動控制芯片U3、電阻R5、NMOS管Q2和二極管D4，所述第三恒流驅(qū)動控制芯片U3包括第三OUT管腳、第三GND管腳和第三REXT管腳；所述泄放電路包括第四恒流驅(qū)動控制芯片U4、電阻R6、電阻R7和NMOS管Q1，所述第四恒流驅(qū)動控制芯片U4包括第四OUT管腳、第四GND管腳和第四REXT管腳；

所述二極管D1的正極同時與電阻R1、橋堆DB1的輸出正端、第二LED負(fù)載的一端連接，所述二極管D1的負(fù)極與第一OUT管腳連接，第一REXT管腳與二極管D2的負(fù)極、電阻R3的一端連接，所述第一GND管腳與電阻R3的另一端、第一LED負(fù)載的一端連接；所述第二LED負(fù)載的另一端與二極管D2的正極、二極管D3的正極連接，所述二極管D3的負(fù)極與第二OUT管腳連接，所述第二REXT管腳與第一LED負(fù)載的另一端、電阻R4的一端連接，所述電阻R4的另一端與第二GND管腳、NMOS管Q2的第一端連接，所述NMOS管Q2的第二端與二極管D4的正極連接，二極管D4的負(fù)極與第三OUT管腳連接，所述第三REXT管腳與電阻R5的一端連接，所述第三GND管腳與電阻R5的另一端連接后同時與電阻R7、電阻R6連接；所述電阻R7與第四GND管腳連接，所述R6與第四REXT管腳連接；

所述NMOS管Q2的第三端同時與電阻R1、穩(wěn)壓二極管DZ1、電容C1、NMOS管Q1的第三端連接，所述NMOS管Q1的第一端與橋堆DB1的輸出正端、電阻R1、第二LED負(fù)載連接；所述NMOS管Q1的第二端與第四OUT管腳連接；所述第四GND管腳與橋堆DB1的輸出負(fù)端連接并接地。

如圖3所示，所述第一恒流驅(qū)動控制芯片U1、第二恒流驅(qū)動控制芯片U2、第三恒流驅(qū)動控制芯片U3、第四恒流驅(qū)動控制芯片U4的型號為SM2082D。

電路的工作原理為：

1、當(dāng)L線連接可控硅調(diào)光器接入市電電網(wǎng)，上電后電路開始工作。電流經(jīng)繞線電阻FR1流入由安規(guī)電容CX1濾波后經(jīng)整流橋堆DB1整流，RV1為防雷器件，整流后高壓經(jīng)電阻R1降壓后，并經(jīng)過穩(wěn)壓二極管DZ1和電容C1提供一個穩(wěn)定的18V電壓驅(qū)動Q1、Q2兩個NMOS管導(dǎo)通。整流后電流經(jīng)Q1進(jìn)入U4芯片OUT腳進(jìn)入恒流芯片并通過電阻R6、電阻R7兩個電阻設(shè)置一個恒定的泄放電流，用來使可控硅有一個穩(wěn)定的最小維持電流保證可控硅能正常工作。

2、可控硅調(diào)光器工作在低導(dǎo)通角時，電流在A點(diǎn)分為兩路：

①1路電流經(jīng)二極管D1、流進(jìn)芯片U1，再經(jīng)過第一LED負(fù)載、電阻R4，經(jīng)過NMOS管Q2、二極管D4到芯片U3形成LED恒流輸出回路，此回路工作電流由U1芯片設(shè)定恒流輸出。

②另1路電流經(jīng)第二LED負(fù)載、二極管D3經(jīng)過芯片U2、經(jīng)過NMOS管Q2、二極管D4到芯片U3形成LED恒流輸出回路，此回路工作電流由U2芯片設(shè)定恒流輸出。當(dāng)調(diào)光器在低導(dǎo)通角時，相對于D點(diǎn)，C點(diǎn)電位高于B點(diǎn)電位，此時二極管D2反向截止。故此時第二LED負(fù)載與第一LED負(fù)載為并聯(lián)連接方式。此時LED負(fù)載電壓較低，保證系統(tǒng)在可控硅調(diào)光器調(diào)到低導(dǎo)通角時仍能正常工作。芯片U1和芯片U2的恒流輸出電流由電阻R3、電阻R4兩個電阻來設(shè)定。

3、當(dāng)可控硅調(diào)光器往上調(diào)到高導(dǎo)通角時，此時相對于D點(diǎn)，C點(diǎn)電位低于B點(diǎn)電位，D2二極管正向?qū)?。此時C點(diǎn)電位被抬高，芯片U1被關(guān)斷，同時電流由B點(diǎn)流向C點(diǎn)后經(jīng)第一LED負(fù)載到E點(diǎn)，E點(diǎn)電位也被抬高，此時芯片U2被關(guān)斷。當(dāng)芯片U1、U2關(guān)斷后，LED輸出負(fù)載變?yōu)榈谝籐ED負(fù)載、第二LED負(fù)載串聯(lián)。電流經(jīng)第二LED負(fù)載到第一LED負(fù)載經(jīng)過NMOS管Q2后進(jìn)入芯片U3形成負(fù)載恒流輸出，此時恒流輸出電流由芯片U3設(shè)定。

4、當(dāng)可控硅調(diào)光器從低導(dǎo)通角調(diào)整到高導(dǎo)通角時，LED負(fù)載恒流輸出電流較大,此時電流流經(jīng)電阻R7時，會抬高F點(diǎn)電壓，此時泄放回路中通過芯片U4設(shè)定的泄放電流會逐漸減小直至關(guān)斷，此方法可有效的提高電源驅(qū)動效率；當(dāng)可控硅調(diào)光器調(diào)到低導(dǎo)通角后，LED負(fù)載恒流輸出電流會變小，流經(jīng)電阻R7后無法在F點(diǎn)建立足夠的電壓降，泄放回路恢復(fù)工作，可在小導(dǎo)通角時、LED負(fù)載工作在輕載狀態(tài)，補(bǔ)償可控硅所需之最小維持電流，不異常關(guān)斷可控硅調(diào)光器產(chǎn)生閃爍。

采用該技術(shù)方案得到的系統(tǒng)工作電流波形圖如圖4所示。

實(shí)施例2

如圖5所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述負(fù)載還包括第三LED負(fù)載，所述第三LED負(fù)載一端與電阻R1、橋堆DB1的輸出正端連接，所述第三LED負(fù)載的另一端與所述二極管D1的正極、第二LED負(fù)載連接。

以上所述之具體實(shí)施方式為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，并非以此限定本實(shí)用新型的具體實(shí)施范圍，本實(shí)用新型的范圍包括并不限于本具體實(shí)施方式，凡依照本實(shí)用新型之形狀、結(jié)構(gòu)所作的等效變化均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。