一種燈具控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種燈具控制系統(tǒng)，包括：對市電信號進(jìn)行濾波處理的交流輸入濾波單元；將所述交流輸入濾波單元輸出的交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號的整流輸出濾波單元；接收整流輸出濾波單元輸出的直流信號，并進(jìn)行升壓動作的功率因素校正升壓單元，所述功率因素校正升壓單元中設(shè)置有PFC芯片U1和供電變壓器PFC T1，所述供電變壓器PFC T1的輔助繞組一端通過整流二極管D32、第一串穩(wěn)模塊連接至PFC芯片的電源端口；同時，在所述交流輸入濾波單元和整流輸出濾波單元之間設(shè)置有由光電耦合器U800和開關(guān)管Q801構(gòu)成的AC故障檢測單元。本發(fā)明提出的燈具控制系統(tǒng)主要改進(jìn)了AC故障檢測單元，使得電路得到簡化，功耗低，檢測無誤差，效果良好。
【專利說明】
一種燈具控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及燈具控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對單個LED路燈進(jìn)行控制的燈具控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]路燈，指給道路提供照明功能的燈具，泛指交通照明中路面照明范圍內(nèi)的燈具。其中由于LED路燈與其他路燈相比，具有環(huán)保無污染、耗電少、光效高、壽命長等特點(diǎn)，因此LED路燈成為了節(jié)能改造的最佳選擇。隨著科學(xué)技術(shù)、電子行業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對于LED路燈的控制系統(tǒng)變得越發(fā)復(fù)雜，功能也變得越發(fā)多元化。但不管如何復(fù)雜，對于LED路燈而言，其所特需的恒流驅(qū)動電源，是保證其正常工作的一大基石，簡單開關(guān)電源的方案常會帶來LED器件的損傷。對于我國電源電壓供應(yīng)不穩(wěn)定的現(xiàn)狀，道路燈具LED的驅(qū)動電路具有恒流輸出特性是十分必要，可保證光輸出恒定并且防止LED的超功率運(yùn)行。
[0003]在LED路燈控制系統(tǒng)中，通常以市電作為供電電源，然后經(jīng)過功率因素校正單元(即PFC)升壓后得到較高的電壓信號，接著再通過LLC諧振變換器電路轉(zhuǎn)換成為滿足路燈驅(qū)動要求的低壓直流電。但在這些燈具控制系統(tǒng)中，仍然存在一些設(shè)計缺陷:
[0004]其一、對于AC交流信號輸入側(cè)通常設(shè)計有AC故障檢測單元，以用來檢測市電輸入是否正常和PFC升壓電路是否得以正常工作。但是現(xiàn)有的該部分單元設(shè)計復(fù)雜，而且檢測誤差大，檢測效果一般，并不夠理想。
[0005]其二、對于DC直流信號輸出側(cè)通常設(shè)計有DC故障檢測單元，以用來檢測低壓直流信號是否在正常輸出。不過大部分系統(tǒng)中所設(shè)計的DC故障檢測單元外圍元器件多，電壓檢測不夠準(zhǔn)確，功耗比較大，而且多以三極管構(gòu)成，而三極管屬于電流驅(qū)動型元件，它對基極驅(qū)動電流有要求，這使得分壓電阻上面的功耗增大，并不利于對DC故障檢測。
[0006]其三、對于PFC升壓部分而言，其是用于對饋入該電路的直流(DC)或者交流(AC)電壓進(jìn)行升壓，同時還能夠布置為形成功率因數(shù)接近I的消耗裝置(功率因數(shù)校正)。該電路通常有兩種形式:①采用電感等分立元件構(gòu)成的被動式PFC;②以功率因素控制器芯片為主進(jìn)行設(shè)計的主動式PFC。在以芯片為主進(jìn)行設(shè)計的主動式PFC升壓電路中，芯片的供電端口通常直接經(jīng)整流二極管與PFC升壓電路中的供電變壓器輔助繞組相連，而一旦輔助繞組上感應(yīng)的電壓信號出現(xiàn)不穩(wěn)定情況甚至波動較大時，芯片工作便會受到影響，進(jìn)而使得PFC升壓電路不能正常運(yùn)行。進(jìn)一步的是，PFC升壓電路的外部開關(guān)管通斷驅(qū)動緩慢，使得在對輸入電流進(jìn)行相位調(diào)整時存在一定的影響。
[0007]其四、對于LLC諧振變換器部分而言，其是用于提高電源轉(zhuǎn)換效率的。該部分電路在電源設(shè)計領(lǐng)域有很多種結(jié)構(gòu)。有采用分立元件進(jìn)行半橋驅(qū)動的，也有采用控制芯片進(jìn)行半橋驅(qū)動的。由LLC諧振控制芯片構(gòu)成的諧振半橋控制電路中，芯片的供電通常直接經(jīng)整流二極管連接到PFC升壓電路中的供電變壓器輔助繞組，而一旦該輔助繞組上感應(yīng)的電壓信號出現(xiàn)不穩(wěn)定情況甚至波動較大時，芯片工作便會受到影響，進(jìn)而使得諧振半橋處于不穩(wěn)定工作狀態(tài)。進(jìn)一步的是，對于諧振半橋的兩只功率管而言，其柵極直接與芯片的相應(yīng)端口相連，這使得功率管的通斷快慢驅(qū)動受到一定影響，而且還會出現(xiàn)同時導(dǎo)通的異常，影響了電源的轉(zhuǎn)換效率。
[0008]其五、在LLC諧振變換器電路的諧振變壓器次級，通常都會接入輸出濾波整流單元，以將諧振變壓器的次級感應(yīng)電壓進(jìn)行整流后輸送給LED路燈。為了穩(wěn)定整流后的直流信號以及為了能夠調(diào)節(jié)輸出的電壓/電流大小，在很多燈具控制系統(tǒng)中設(shè)計有輸出電壓/電流調(diào)節(jié)單元。一旦輸出電流偏離了預(yù)設(shè)電壓/電流值，該調(diào)節(jié)單元便會通過反饋使得LLC諧振變換器電路對其進(jìn)行調(diào)節(jié)實現(xiàn)恒流恒壓?，F(xiàn)在的輸出電壓/電流調(diào)節(jié)單元多采用運(yùn)算放大器和一些分立元件構(gòu)成，雖能夠取得比較良好的調(diào)節(jié)效果，但由于在供電方面常出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定的情形，導(dǎo)致其中的運(yùn)放工作易受影響，進(jìn)而使得調(diào)節(jié)結(jié)果不夠準(zhǔn)確;而且電路本身設(shè)計繁雜，也容易導(dǎo)致調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確、調(diào)節(jié)不穩(wěn)定的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的一個目的是提供一種燈具控制系統(tǒng)，其能夠準(zhǔn)確無誤地將AC前級故障檢測出來，該AC前級故障狀態(tài)包括燈具控制系統(tǒng)沒有交流輸入信號或PFC升壓電路未正常工作的狀態(tài)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中AC故障檢測電路存在的不足。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
[0011 ] 一種燈具控制系統(tǒng)，包括:
[0012]對市電信號進(jìn)行濾波處理的交流輸入濾波單元；
[0013]將所述交流輸入濾波單元輸出的交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號的整流輸出濾波單元；
[0014]接收整流輸出濾波單元輸出的直流信號，并進(jìn)行升壓動作的功率因素校正升壓單元，所述功率因素校正升壓單元中設(shè)置有PFC芯片Ul和供電變壓器PFC Tl，其中
[0015]所述供電變壓器PFCTl的輔助繞組一端通過整流二極管D32、第一串穩(wěn)模塊連接至PFC芯片的電源端口；同時，在所述交流輸入濾波單元和整流輸出濾波單元之間設(shè)置有AC故障檢測單元;所述AC故障檢測單元包括:
[0016]光電耦合器U800和開關(guān)管Q801;其中，
[0017]所述光電耦合器U800的發(fā)光二極管陽極經(jīng)電阻R801連接至第一串穩(wěn)模塊的信號輸入端，陰極連接至開關(guān)管Q801的漏極;所述光電耦合器U800的光敏三極管基極接收發(fā)光二極管所發(fā)出的光，集電極向外引出構(gòu)成AC故障檢測端，發(fā)射極接地;所述開關(guān)管Q801的源極接地，柵極經(jīng)電阻R809連接至整流分壓單元，并通過整流分壓單元連接在交流輸入濾波單元和整流輸出濾波單元之間。
[0018]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明上述燈具控制系統(tǒng)具有如下有益效果:
[0019]本發(fā)明上述燈具控制系統(tǒng)通過光電耦合器U800和開關(guān)管Q801的相互配合實現(xiàn)了對燈具控制系統(tǒng)的AC前級故障檢測，該電路設(shè)計簡單，功耗低，并通過設(shè)計整流分壓單元使得只有當(dāng)交流輸入高于85V左右時才能判定交流輸入無異常，避免低壓產(chǎn)生的誤動作，實現(xiàn)了檢測無誤差，檢測效果良好。而設(shè)計的電阻R809能夠起到保護(hù)開關(guān)管Q801的作用。
[0020]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發(fā)明所述燈具控制系統(tǒng)的原理框圖；
[0022]圖2為本發(fā)明所述燈具控制系統(tǒng)的功率因素校正升壓單元原理圖；
[0023]圖3為本發(fā)明所述燈具控制系統(tǒng)的AC故障檢測單元原理圖；
[0024]圖4為本發(fā)明所述燈具控制系統(tǒng)的LLC諧振變換器控制單元原理圖；
[0025]圖5為本發(fā)明所述燈具控制系統(tǒng)的輸出整流濾波單元原理圖；
[0026]圖6為本發(fā)明所述燈具控制系統(tǒng)的DC故障檢測單元原理圖；
[0027]圖7為本發(fā)明所述燈具控制系統(tǒng)的輸出電壓/電流調(diào)節(jié)單元的電源電壓VCC3生成圖；
[0028]圖8為本發(fā)明所述燈具控制系統(tǒng)的輸出電壓/電流調(diào)節(jié)單元原理圖；
[0029]圖9為本發(fā)明所述燈具控制系統(tǒng)的輸出過壓保護(hù)單元原理圖；
[0030]圖10為本發(fā)明所述燈具控制系統(tǒng)的三合一調(diào)光電路圖。
【具體實施方式】
[0031]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與作用更加清楚及易于了解，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述:
[0032]參見圖1并結(jié)合圖2-3，本發(fā)明提出了一種燈具控制系統(tǒng)，包括:對市電信號進(jìn)行濾波處理的交流輸入濾波單元;將所述交流輸入濾波單元輸出的交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號的整流輸出濾波單元;接收整流輸出濾波單元輸出的直流信號，并進(jìn)行升壓動作的功率因素校正升壓單元(以下簡稱PFC升壓單元)，所述功率因素校正升壓單元中設(shè)置有PFC芯片Ul和供電變壓器PFC Tl。其中，作為本發(fā)明的改進(jìn)方案:
[0033]所述供電變壓器PFCTl的輔助繞組一端通過整流二極管D32、第一串穩(wěn)模塊連接至PFC芯片的電源端口；同時，在所述交流輸入濾波單元和整流輸出濾波單元之間設(shè)置有AC故障檢測單元;所述AC故障檢測單元包括:光電耦合器U800和開關(guān)管Q801;其中，所述光電耦合器U800的發(fā)光二極管陽極(I腳)經(jīng)電阻R801連接至第一串穩(wěn)模塊的信號輸入端(即圖2中的VCC801)，陰極(2腳)連接至開關(guān)管Q801的漏極;所述光電耦合器U800的光敏三極管基極接收發(fā)光二極管所發(fā)出的光，集電極(4腳)向外引出構(gòu)成AC故障檢測端，發(fā)射極(3腳)接地;所述開關(guān)管Q801的源極接地，柵極經(jīng)電阻R809連接至整流分壓單元，并通過整流分壓單元連接在交流輸入濾波單元和整流輸出濾波單元之間。電阻R809優(yōu)先選取阻值為1K歐。
[0034]上述方案中，從圖3可以看到，開關(guān)管Q801優(yōu)先采用MOS管。在具體檢測時，AC故障檢測端由外部單片機(jī)進(jìn)行檢測，此時光電耦合器U800的4腳通過外部上拉電阻接入一個測試電壓。當(dāng)燈具控制系統(tǒng)的AC有高于85V的交流電輸入(R809上有電壓)且PFC能夠正常工作時，VCC801電壓正常，開關(guān)管Q801導(dǎo)通，光電耦合器1-2腳導(dǎo)通，此時光電耦合器的4腳為低電壓，即AC故障檢測端AC-OK的電平信號為低電平，因此單片機(jī)便通過該低電平快速判定燈具控制系統(tǒng)有交流信號輸入，且PFC升壓電路工作正常。如果燈具控制系統(tǒng)的AC無交流輸入或者PFC升壓電路工作不正常，開關(guān)管Q801柵極無電壓或者VCC801無電壓，光電耦合器的4腳電壓為高電壓，即AC故障檢測端AC-OK的電平信號為高電平，與上拉測試電壓保持一致，因此單片機(jī)便通過該高電平判定當(dāng)前燈具控制系統(tǒng)存在AC前級故障。
[0035]如圖3所示，所述整流分壓單元包括:整流二極管D14和整流二極管D15，二者的陽極分別連接至交流輸入濾波單元與整流輸出濾波單元之間的兩根信號線，二者的陰極通過串聯(lián)的電容C64、電容C65接地；由電阻R25、電阻R26、電阻R27和電阻R28依次串接構(gòu)成的分壓單元，電阻R25的另一端接入整流二極管D14和整流二極管D15的陰極，電阻R28的另一端接入地;其中，所述電阻R809的一端接入開關(guān)管Q801的柵極，另一端通過穩(wěn)壓管ZD20連接至電阻R27和電阻R28之間的串接點(diǎn)，所述穩(wěn)壓管ZD20的陽極還通過電阻R29接入地。
[0036]這里，在交流輸入濾波單元和整流輸出濾波單元之間引出AC故障檢測單元時，還通過設(shè)計整流分壓單元，以此有效保證開關(guān)管Q801在交流85V左右才會正常導(dǎo)通工作，避免低壓產(chǎn)生的誤動作。進(jìn)一步的是，在開關(guān)管Q801的漏極和源極之間還并聯(lián)有一只穩(wěn)壓管，該只穩(wěn)壓管首先是對Q801柵極進(jìn)行保護(hù)，其次也起到當(dāng)AC電壓大于85V，Q801才會導(dǎo)通的作用，避免低電壓產(chǎn)生的誤判斷。在整流分壓單元中，電阻R25、電阻R26和電阻R27優(yōu)先選取電阻值在402K，電阻R28優(yōu)先選取電阻值在510K。電阻R29優(yōu)先選取電阻值在82K。穩(wěn)壓管ZD20選取穩(wěn)定電壓在18V的穩(wěn)壓管。
[0037]具體而言，交流輸入濾波單元輸出的交流信號經(jīng)過D14、D15整流后在電阻R25、電阻R26、電阻R27和電阻R28上進(jìn)行分壓，此時R809從穩(wěn)壓管ZD20和電阻R29中取電壓送入到開關(guān)管的柵極。當(dāng)燈具控制系統(tǒng)的AC有高于85V交流電輸入，即正常工作輸入交流電時，電阻R809上有電壓，則開關(guān)管的柵極和源極之間便具備了促使開關(guān)管導(dǎo)通的導(dǎo)通條件。如果此時燈具控制系統(tǒng)中的PFC升壓單元也能夠正常工作，S卩VCC801處有電壓信號，那么光電耦合器U800的發(fā)光二極管便有電流通過，此時4腳(AC故障檢測端)輸出低電平，外部單片機(jī)判定燈具控制系統(tǒng)的AC前級無故障。如果此時燈具控制系統(tǒng)中的PFC升壓單元未能正常工作，即VCC801處無電壓信號，那么光電耦合器的發(fā)光二極管沒有電流通過，此時4腳(AC故障檢測端)輸出高電平，外部單片機(jī)判定燈具控制系統(tǒng)的AC前級有故障。無論是電阻R809上無電壓還是VCC801無電壓，外部單片機(jī)均會根據(jù)檢測到的高電平判定燈具控制系統(tǒng)存在AC前級故障。
[0038]其中，在圖3里還示出了開關(guān)管Q20，該開關(guān)管Q20漏極通過電阻R33接入PFC芯片Ul的FB管腳，柵極接入ZD20的陽極，源極接地。其構(gòu)成的是PFC芯片Ul的低電壓保護(hù)電路部分。當(dāng)交流輸入低于預(yù)設(shè)值時，芯片Ul的FB管腳被強(qiáng)制降低到UVP，使得芯片Ul進(jìn)入到待機(jī)模式。當(dāng)交流輸入高于預(yù)設(shè)值時，芯片Ul才開始正常工作。比如預(yù)設(shè)值取在85VAC，則當(dāng)交流輸入低于85VAC時，ZD20未導(dǎo)通，MOS管Q20截止，F(xiàn)B下分壓只是R34，IC處于UVP狀態(tài)(欠壓保護(hù))；當(dāng)交流輸入高于85VAC時，ZD20反向?qū)?，MOS管Q20導(dǎo)通，F(xiàn)B下分壓由R33//R34，正常分壓點(diǎn)，主輸出正常建立。
[0039]在上述方案中已經(jīng)提到，在PFC升壓單元中，所述供電變壓器PFC Tl的輔助繞組一端通過整流二極管D32、第一串穩(wěn)模塊連接至PFC芯片的電源端口，由此引出本發(fā)明解決的第二個技術(shù)問題，即如何讓PFC芯片Ul能夠穩(wěn)定工作，進(jìn)而保證對功率因素的調(diào)整達(dá)到最優(yōu)值。本發(fā)明通過在PFC的電源端口 VCC設(shè)計有第一串穩(wěn)模塊來解決這個技術(shù)問題。
[0040]參見圖2，在功率因素校正升壓單元中，所述供電變壓器PFCTl的輔助繞組一端通過所述整流二極管D32所連接的第一串穩(wěn)模塊包括:
[0041]開關(guān)管Q32，所述開關(guān)管Q32的基極通過穩(wěn)壓管ZD31接地，所述開關(guān)管Q32的集電極與整流二極管D32的陰極相連、且通過電阻R46連接至自身的基極，所述開關(guān)管Q32的發(fā)射極通過二極管D34接入PFC芯片Ul的電源端口，并且在二極管D34的陰極側(cè)還連接有穩(wěn)壓管ZD30和并聯(lián)在穩(wěn)壓管ZD30兩端的電容C38，所述穩(wěn)壓管ZD31、穩(wěn)壓管ZD30的陽極接地;所述整流二極管D32的陰極還通過電容C36接地。電容C36、電容C38均采用極性電容，二者均起到對信號濾波的作用。
[0042]所述供電變壓器PFCTl的原邊繞組一端與整流輸出濾波單元的信號輸出端相連，另一端通過二極管D2、熱敏電阻RTHl向外引出構(gòu)成功率因素校正升壓單元的信號輸出，且在該信號輸出端設(shè)置有濾波大電容C5X5采用紅寶石電容，在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，該電容能夠長期可靠地工作，它能承受的最大直流電壓在450V，即額定工作電壓在450V。
[0043]當(dāng)整流輸出濾波單元輸出的信號流進(jìn)供電變壓器PFCTl的原邊繞組時，在供電變壓器PFC Tl輔助繞組產(chǎn)生的感應(yīng)信號先通過整流二極管D32整流，然后送入到開關(guān)管Q32的集電極。此時由于穩(wěn)壓管ZD31的存在使得開關(guān)管Q32的基極穩(wěn)壓到18V，開關(guān)管Q32的輸出3腳(即發(fā)射極)會在18-0.3V左右，然后再經(jīng)過D34單向?qū)ǎ琙D30再次保護(hù)，可以保證功率因素校正控制芯片Ul的供電端口 VCC恒工作在17V左右。此時不論電路電壓如何波動，電壓/電流沖擊都承受在開關(guān)管Q32上，對芯片Ul起到了很好的保護(hù)作用。其中穩(wěn)壓管ZD31的工作電流只需要ImA不到，就可以給芯片Ul提供工作所需電流，穩(wěn)壓管ZD31功耗低，電路工作穩(wěn)定可靠。在一些燈具控制系統(tǒng)中，穩(wěn)壓電路并沒有設(shè)計開關(guān)管，那電壓/電流便會完全加載穩(wěn)壓管上，如果芯片Ul工作在重載情況下，穩(wěn)壓管功耗高，易損壞。
[0044]參見圖2，對于供電變壓器PFC Tl而言，其輔助繞組還引出中心抽頭(pin6)接入地線，而在中心抽頭和整流二極管D32之間還設(shè)置有二極管D33，防止PFC電感里有少許直流分量電流，防止電感飽和，降低磁滯損耗。Mos管Ql開通，電流過C35，D33 ;Mos管Ql關(guān)斷，電流過C35，D32。加C35隔直流分量。供電變壓器PFC Tl的輔助繞組另一端(pin5)通過電阻R37連接至Ul的ZCD管腳(5腳)，其用于感應(yīng)輔助線圈電壓，檢測CrM(臨界工作模式)工作時電感是否已經(jīng)失磁。
[0045]本發(fā)明所提供的PFC升壓單元除了對芯片Ul的供電問題進(jìn)行改善以外，還為芯片Ul驅(qū)動的開關(guān)管Ql設(shè)計了第一開關(guān)管加速單元。該第一開關(guān)管加速單元用于加快開關(guān)管Ql的導(dǎo)通和關(guān)閉時上升沿和下降沿的時間。由于開關(guān)管Ql的通、斷的邊沿時間的快慢決定了Ql的開通和關(guān)閉的損耗。因此對其進(jìn)行控制很有必要。即，作為本發(fā)明對PFC升壓單元的進(jìn)一步改進(jìn)方案是:結(jié)合圖2，所述PFC芯片Ul具有用于驅(qū)動外部開關(guān)管Ql的信號驅(qū)動端口(7腳-DRV管腳)，所述信號驅(qū)動端口與開關(guān)管Ql的柵極之間設(shè)置有第一開關(guān)管加速單元;所述開關(guān)管Ql的源極通過電阻R8接地，漏極連接至供電變壓器PFC Tl原邊繞組的所述另一端。所述第一開關(guān)管加速單元包括穩(wěn)壓管D31、二極管D6、電阻R6、電阻R7和開關(guān)管Q2;其中，所述信號驅(qū)動端口連接至穩(wěn)壓管D31的陰極、二極管D6的陽極和開關(guān)管Q2的基極，所述穩(wěn)壓管D31的陽極接地，所述二極管D6的陰極通過電阻R6與開關(guān)管Ql的柵極相連，所述開關(guān)管Q2的發(fā)射極通過電阻R7與開關(guān)管Ql的柵極相連，所述開關(guān)管Q2的集電極連接至開關(guān)管Ql的源極。在所述開關(guān)管Ql的柵極和源極之間還設(shè)置有阻值大小在1K歐姆的電阻R5，用以保護(hù)開關(guān)管Ql ο
[0046]當(dāng)控制開關(guān)管Ql導(dǎo)通時，芯片Ul信號驅(qū)動端口(DRV管腳)輸出的控制信號經(jīng)過D6和R6，送至Ql柵極，R6阻值較小，促使Ql快速導(dǎo)通，上升沿時間短；當(dāng)控制Ql斷開時，芯片Ul信號驅(qū)動端□ (DRV管腳)輸出的控制信號加載到開關(guān)管Q2的基極，使得Q2導(dǎo)通，此時MOS管Ql柵極信號經(jīng)過二極管D6，電阻R6，R7、三極管Q2得到釋放，進(jìn)而加快關(guān)斷。
[0047]對于PFC芯片而言，其還具有FB管腳(I腳)，該管腳為芯片內(nèi)部誤差放大器的反向輸入端，當(dāng)這個管腳的電壓高于OVP電壓或者低于UVP電壓或者懸空時，芯片停止工作。因此可利用該管腳進(jìn)行過壓和低電壓保護(hù)。從圖2看到，？8管腳經(jīng)過分壓電阻1?30、1?31、1?32、RJ10、R34從電路信號輸出端取壓，以實現(xiàn)過電壓保護(hù)。圖3中示出了芯片Ul的低電壓保護(hù)電路部分。當(dāng)交流輸入低于預(yù)設(shè)值時，芯片Ul的FB管腳被強(qiáng)制降低到UVP，使得芯片Ul進(jìn)入到待機(jī)模式。當(dāng)交流輸入高于預(yù)設(shè)值時，芯片Ul才開始正常工作。比如預(yù)設(shè)值取在85VAC，則當(dāng)交流輸入低于85VAC時，ZD20未導(dǎo)通，MOS管Q20截止，F(xiàn)B下分壓只是R34，IC處于UVP狀態(tài)(欠壓保護(hù))；當(dāng)交流輸入高于85VAC時，ZD20反向?qū)ǎ琈OS管Q20導(dǎo)通，F(xiàn)B下分壓由R33//R34，正常分壓點(diǎn)，主輸出正常建立。
[0048]本發(fā)明上述提供的PFC升壓單元是通過專用的功率因素校正控制IC芯片去調(diào)整輸入電流的波形，對電流電壓間的相位差進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而提高電網(wǎng)的功率因素，保障電網(wǎng)高效的利用率，屬于主動式PFC。
[0049]本發(fā)明所提供的燈具控制系統(tǒng)中還包括有設(shè)置在功率因素校正升壓單元后側(cè)的LLC諧振變換器控制單元。本發(fā)明要解決的第三個技術(shù)問題，即如何讓LLC諧振控制芯片U900能夠穩(wěn)定工作，進(jìn)而保證對諧振半橋的穩(wěn)定控制，使連接在諧振半橋后側(cè)的LC諧振網(wǎng)絡(luò)、同步整流單元能夠正常輸出燈具所需要的低壓直流信號。本發(fā)明通過在LLC的電源端口VCC設(shè)計有第二串穩(wěn)模塊來解決這個技術(shù)問題。
[0050]參見圖4并結(jié)合圖2，所述LLC諧振變換器控制單元包括:LLC諧振控制芯片U900，其具有供電端口，所述供電變壓器PFC Tl的輔助繞組一端通過所述整流二極管D32還引出有取壓點(diǎn)A，所述取壓點(diǎn)A通過第二串穩(wěn)模塊連接至所述供電端口，所述第二串穩(wěn)模塊包括:開關(guān)管QlO，其集電極連接至取壓點(diǎn)A、且通過電阻R22連接至自身的基極;其基極通過穩(wěn)壓管ZD1接入地、且穩(wěn)壓管ZD1的陽極為接地端;其發(fā)射極通過電容Cl 7接地、且通過電阻Jl I接入供電端口；取壓點(diǎn)A與地之間設(shè)置有電容C16，供電端口與地之間設(shè)置有電容C60和電容C61。這里，電容C16對A點(diǎn)信號(即進(jìn)入串穩(wěn)單元前的信號)進(jìn)行濾波，電容C61和電容C60對串穩(wěn)單元輸出的信號進(jìn)行濾波，以保證輸入到芯片U900VCC的電壓穩(wěn)定無干擾。
[0051]上述方案中，A點(diǎn)電壓送入到開關(guān)管QlO的集電極，此時由于穩(wěn)壓管ZDlO的存在使得開關(guān)管QlO的基極穩(wěn)壓到13V，開關(guān)管QlO的輸出3腳(即發(fā)射極)丨旦在13-0.3V左右，然后通過電阻Jl I施加到諧振控制芯片U900的供電端口 VCC，以此保證諧振控制芯片U900的供電端口 VCC恒工作在12.5V左右。此時不論電路電壓如何波動，電壓/電流沖擊都承受在開關(guān)管QlO上，對芯片U900起到了很好的保護(hù)作用。其中穩(wěn)壓管ZDlO的工作電流只需要ImA不到，就可以給芯片U900提供工作所需電流，穩(wěn)壓管ZDlO功耗低，電路工作穩(wěn)定可靠。在一些燈具控制系統(tǒng)中，穩(wěn)壓電路并沒有設(shè)計開關(guān)管，那電壓/電流便會完全加載穩(wěn)壓管上，使得穩(wěn)壓管功耗尚，易損壞。
[0052]本發(fā)明所涉及的LLC諧振變換器控制單元與傳統(tǒng)LLC諧振變換器類似的是也包括有諧振半橋(由開關(guān)管Q5和開關(guān)管Q6構(gòu)成)，芯片U900通過控制諧振半橋中兩個開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)閉來調(diào)節(jié)它們的工作頻率(簡稱開關(guān)頻率)，以此調(diào)節(jié)輸出電壓大小，而兩個開關(guān)管在整個控制過程中占空比是保持不變的。這與PffM控制器的能量傳輸方式是不同的，PWM控制器的能量傳輸是由主開關(guān)的占空比來控制的。在輕負(fù)載時，工作頻率逐漸升高，工作在降壓區(qū)域內(nèi)；而在重負(fù)載時，工作頻率逐漸降低，工作在升壓區(qū)域內(nèi)。
[0053]如圖4所示，所述LLC諧振變換器控制單元還包括由開關(guān)管Q5和開關(guān)管Q6構(gòu)成的諧振半橋;其中，所述開關(guān)管Q5的源極與所述開關(guān)管Q6的漏極相連構(gòu)成串聯(lián)結(jié)構(gòu)、且串接點(diǎn)向外引出連接至一個LC諧振網(wǎng)絡(luò);所述開關(guān)管Q5的漏極接收從功率因素校正升壓單元輸出的電壓信號，柵極通過第二開關(guān)管加速單元與LLC諧振控制芯片U900的高端驅(qū)動輸出管腳(HVG管腳)相連;所述開關(guān)管Q6的源極接地，柵極通過第三開關(guān)管加速單元與LLC諧振控制芯片U900的低端驅(qū)動輸出管腳(LVG管腳)相連。芯片U900通過控制Q5和Q6的導(dǎo)通與關(guān)閉，使得LC諧振網(wǎng)絡(luò)不斷將電能傳輸?shù)酱渭壿敵龆耍俳?jīng)過次級輸出端的同步整流單元轉(zhuǎn)換成直流電，加載到燈具負(fù)載上。而在開關(guān)管Q5和開關(guān)管Q6的柵極與芯片的相應(yīng)驅(qū)動管腳之間設(shè)計相應(yīng)開關(guān)管加速單元的目的是為了防止Q5，Q6同時導(dǎo)通。
[0054]在上述方案中，提到的第二開關(guān)管加速單元包括穩(wěn)壓管ZD50、二極管D56、電阻R13、電阻R9和開關(guān)管Q51;參見圖4，諧振控制芯片U900的高端驅(qū)動輸出管腳(HVG管腳即15腳)連接至穩(wěn)壓管ZD50的陰極、二極管D56的陽極和開關(guān)管Q51的基極，所述穩(wěn)壓管ZD50的陽極連接至諧振控制芯片的高端驅(qū)動浮地管腳(OUT管腳即14腳)，所述二極管D56的陰極通過電阻Rl 3與開關(guān)管Q5的柵極相連，所述開關(guān)管Q51的發(fā)射極通過電阻R9與開關(guān)管Q5的柵極相連，所述開關(guān)管Q51的集電極連接至開關(guān)管Q5的源極。所述開關(guān)管Q5的柵極和源極之間還設(shè)置有阻值大小在1K歐姆的電阻R10，用以保護(hù)開關(guān)管Q5。工作原理如下:當(dāng)控制Q5導(dǎo)通時，芯片U900的HVG管腳輸出的控制信號經(jīng)過D56和R13，送至Q5柵極，R13阻值較小，促使Q5快速導(dǎo)通，上升沿時間短；當(dāng)控制Q5斷開時，芯片U900的HVG管腳輸出的控制信號加載到開關(guān)管Q51的基極，使得Q51導(dǎo)通，此時MOS管Q5柵極信號經(jīng)過二極管D56，電阻R13，R9，開關(guān)管Q51得到釋放，進(jìn)而加快關(guān)斷。這里開關(guān)管Q51優(yōu)先采用PNP型三極管。
[0055]在上述方案中，提到的第三開關(guān)管加速單元具有與第二開關(guān)管加速單元相同的結(jié)構(gòu)，即包括穩(wěn)壓管ZD51、二極管D55、電阻Rl5、電阻Rl I和開關(guān)管Q50 ；參見圖4，諧振控制芯片的低端驅(qū)動輸出管腳(LVG管腳)連接至穩(wěn)壓管ZD51的陰極、二極管D55的陽極和開關(guān)管Q50的基極，所述穩(wěn)壓管ZD51的陽極接地，所述二極管D55的陰極通過電阻R15與開關(guān)管Q6的柵極相連，所述開關(guān)管Q50的發(fā)射極通過電阻Rll與開關(guān)管Q6的柵極相連，所述開關(guān)管Q50的集電極連接至開關(guān)管Q6的源極。所述開關(guān)管Q6的柵極和源極之間還設(shè)置有阻值大小在1K歐姆的電阻R12，用以保護(hù)開關(guān)管Q6。工作原理如下:當(dāng)控制Q6導(dǎo)通時，芯片U900的LVG管腳輸出的控制信號經(jīng)過D55和R15，送至Q6柵極，Rl5阻值較小，促使Q6快速導(dǎo)通，上升沿時間短；當(dāng)控制Q6斷開時，芯片U900的LVG管腳輸出的控制信號加載到開關(guān)管Q50的基極，使得Q50導(dǎo)通，此時MOS管Q6柵極信號經(jīng)過二極管D55，電阻Rl5、Rl I，開關(guān)管Q50得到釋放，進(jìn)而加快關(guān)斷。這里開關(guān)管Q50優(yōu)先采用PNP型三極管。
[0056]在第二開關(guān)管加速單元中，R13優(yōu)先取值10歐姆，R9優(yōu)先取值在15歐;而在第三開關(guān)管加速單元中，R15優(yōu)先取值為15歐姆，Rl I優(yōu)先取值在10歐姆。這樣設(shè)計阻值大小使得上、下半橋驅(qū)動和泄放電阻值不一樣，以此來保證上、下橋?qū)ㄋ绤^(qū)時間，有效避免出現(xiàn)上下MOS管(Q5、Q6)同時導(dǎo)通的異常。
[0057]由此可見，本發(fā)明在PFC升壓單元中為開關(guān)管Ql設(shè)計的第一開關(guān)管加速單元、與在LLC諧振變換器控制單元中為開關(guān)管Q5、Q6設(shè)計的第二開關(guān)管加速單元和第三開關(guān)管加速單元具有相同的電路結(jié)構(gòu)。工作原理也是相類似的。
[0058]參見圖4并結(jié)合圖5，所述LLC諧振變換器控制單元還包括諧振變壓器LLC Tl，其具有初級繞組、次級繞組、初級輔助電源繞組和次級輔助電源繞組;其中，所述初級繞組用于構(gòu)成LC諧振網(wǎng)絡(luò);所述次級繞組用于連接由兩個同步整流控制芯片構(gòu)成的輸出整流濾波單元;所述初級輔助電源繞組用于通過二極管Dll和電阻R81連接至取壓點(diǎn)A;所述次級輔助電源繞組用于通過第三串穩(wěn)模塊產(chǎn)生可使燈具控制系統(tǒng)的輸出電壓/電流調(diào)節(jié)單元正常工作的電源電壓VCC3 (如圖7所示)。
[0059]這里，LC諧振網(wǎng)絡(luò)由諧振變壓器LLC Tl的初級繞組L(pinl2_pinl3)和C33構(gòu)成。而在諧振變壓器Tl的次級繞組側(cè)設(shè)置了同步整流I(pin2-pin5)和同步整流2(pinl-pin4)，以對諧振變壓器Tl的次級感應(yīng)電壓信號進(jìn)行整流后輸送給路燈。這里的同步整流I和同步整流2均采用TEA1791A同步整流芯片構(gòu)成，S卩UlOl和U102。詳細(xì)電路參見圖5。其中，UlOl構(gòu)成的同步整流I是在變壓器感應(yīng)的交流電的正半周工作，U102構(gòu)成的同步整流2是在變壓器感應(yīng)的交流電的負(fù)半周工作，以使得變壓器感應(yīng)的交流電的整個周期均有整流輸出。燈具連接在VOUT+和VOUT-之間。諧振變壓器LLC Tl的初級輔助電源繞組pin9-pinl0設(shè)計有二極管Dll、電容C15和C18，二極管DlI陰極經(jīng)過電阻R81接入到A點(diǎn)。諧振變壓器LLC Tl的次級輔助電源繞組pin6-pin7用于將感應(yīng)電壓經(jīng)過第三串穩(wěn)模塊產(chǎn)生一個穩(wěn)定的VCC3(參見圖7)，為輸出電壓/電流調(diào)節(jié)單元提供穩(wěn)定電源。這是本發(fā)明要解決的第四個技術(shù)問題。
[0060]參見圖8，其給出了本發(fā)明的輸出電壓/電流調(diào)節(jié)單元的原理設(shè)計圖。其中包括有輸出電壓調(diào)節(jié)單元和輸出電流調(diào)節(jié)單元，所述輸出電壓調(diào)節(jié)單元從輸出整流濾波單元獲取輸出給燈具的電壓信號V+，所述輸出電流調(diào)節(jié)單元從輸出整流濾波單元獲取輸出給燈具的電流信號(由檢流電阻Jl OI采集，使得地SGND與地SPGND之間具有隨輸出電流變化而變化的電勢差)。作為本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)是:
[0061]如圖8所示并結(jié)合圖4和圖7，所述輸出電壓調(diào)節(jié)單元和輸出電流調(diào)節(jié)單元共用同一電源電壓VCC3，且該電源電壓VCC3是由次級輔助電源繞組(pin6-pin7)通過上述所說的第三串穩(wěn)模塊所獲得的；其中，所述第三串穩(wěn)模塊包括三極管Q200、穩(wěn)壓管ZD200和電阻R200;所述次級輔助電源繞組的一端(pin6)接地SGND，另一端(pin7)通過二極管D200、電阻R203接入三極管Q200的集電極;所述穩(wěn)壓管ZD200的陰極與三極管Q200的基極相連、陽極接地SGND;所述電阻R200的兩端分別連接至三極管Q200的集電極和基極;所述三極管Q200的發(fā)射極輸出所述電源電壓VCC3。
[0062]工作原理如下:在次級輔助電源繞組pin6-pin7上產(chǎn)生的感應(yīng)信號經(jīng)過D200、R203送入到三極管Q200的集電極，此時由于穩(wěn)壓管ZD200的存在使得三極管Q200的基極穩(wěn)壓到13V，因此三極管Q200的輸出3腳(即發(fā)射極)恒在13-0.3V左右，從而輸出恒工作在12.5V左右的電源電壓VCC3。在這種情況下，不論路電壓如何波動，電壓/電流沖擊都承受在三極管Q200上，而不會對輸出的電源電壓VCC3有任何影響。進(jìn)一步的是，在電阻R203和電阻R203與三極管Q200集電極相連的一端還設(shè)置有濾波電容C202、C201。所述電源電壓VCC3還通過電容C205、C134接入地SGND。在這里，C205、C134主要是對獲得的電源電壓VCC3進(jìn)行濾波處理，以使獲得的電源電壓VCC3處于干擾小甚至是無干擾的狀態(tài)。
[0063]參見圖8并結(jié)合圖4，所述輸出電壓調(diào)T1單兀王要由運(yùn)放UlO 7A構(gòu)成，在運(yùn)放UlO 7A的同相輸入(3腳)和反相輸入(2腳)分別設(shè)置有電壓基準(zhǔn)點(diǎn)①和電壓基準(zhǔn)點(diǎn)②。而運(yùn)放U107A的輸出(I腳)連接到光耦U4的2腳。光耦U4的4腳將信號反饋至LLC諧振控制芯片U900。結(jié)合圖8的電路，工作原理如下:當(dāng)輸出整流濾波單元輸出給燈具的電壓信號V+發(fā)生變化時，反相輸入端2腳的電壓基準(zhǔn)點(diǎn)②的電壓將會發(fā)生變化，此時運(yùn)放Ul07A則將該電壓信號與同相輸入端3腳的基準(zhǔn)電壓VREF(即電壓基準(zhǔn)點(diǎn)①)進(jìn)行比較，進(jìn)而在運(yùn)放U107A輸出端I腳輸出一個偏高或偏低的電平。由圖3的電路連接關(guān)系可知，該偏高或偏低的電平直接影響到光耦U4中發(fā)光二極管的導(dǎo)通程度，進(jìn)而影響到光耦U4向前端LLC諧振控制芯片反饋的信號高低，當(dāng)LLC諧振控制芯片接收到光耦U4反饋的信號后便會通過調(diào)整開關(guān)頻率，使得輸出電壓得到調(diào)節(jié)。因此，在這里光耦U4起到恒壓作用。
[0064]所述電壓取樣電路包括串聯(lián)的電阻R147、電阻R148和可變電阻SVR2(可變電阻SVR2的兩個固定端串聯(lián))；其中，所述電阻R147的另一端從輸出整流濾波單元獲取輸出給燈具的電壓信號V+，可變電阻SVR2的另一固定端接入地SGND、滑動端接入地SGND且通過電容C138連接至電阻R147和電阻R148之間的取壓點(diǎn)；所述運(yùn)放U107A的反相輸入端通過電阻R140連接至所述取壓點(diǎn)(即圖2中的電壓基準(zhǔn)點(diǎn)②)。
[0065]參見圖8并結(jié)合圖4，所述輸出電流調(diào)節(jié)單元主要由運(yùn)放U107C構(gòu)成，在運(yùn)放U107C的同相輸入(10腳)和反相輸入(9腳)分別設(shè)置有電流基準(zhǔn)點(diǎn)①和電流基準(zhǔn)點(diǎn)②。而運(yùn)放U107C的輸出(8腳)連接到光耦U4的2腳。光耦U4的4腳將信號反饋至LLC諧振控制芯片U900。由于輸出濾波整流單元輸出給燈具的電流信號從地SGND經(jīng)取樣電阻Jl OI流向地SPGND。因此，地SGND與地SPGND之間是具有電勢差的，該電勢差的大小AU=I*J101。輸出電流的變化會導(dǎo)致地SGND與地SPGND之間的電壓差發(fā)生變化，本發(fā)明所述的輸出電流調(diào)節(jié)正是基于該電壓差進(jìn)行的。
[0066]工作原理:當(dāng)運(yùn)放U107C同相輸入端10腳的電壓高于反相輸入端9腳的時候，運(yùn)放U107C輸出端8腳的電平偏高，光耦U4的導(dǎo)通受到影響；當(dāng)運(yùn)放U107C同相輸入端10腳的電壓低于反相輸入端9腳的時候，運(yùn)放Ul 07C輸出端8腳的電平偏低，光親U4的導(dǎo)通程度加大。后續(xù)原理與上述分析的輸出電壓調(diào)節(jié)單元原理類似，這里不再贅述。
[0067]當(dāng)輸出給燈具的電流比設(shè)定的1偏大時，地SGND與地SPGND之間的電壓差增大，使得地SPGND的電壓降低，此時VREF與SPGND之間的電壓增大，電流增大，同相輸入10的電流基準(zhǔn)點(diǎn)①的電壓增大，高于反相輸入9腳，運(yùn)放U107C輸出8的電平偏高，光耦U4的導(dǎo)通程度受到影響。然后經(jīng)過光耦U4的反饋，LLC諧振控制芯片便會通過調(diào)整開關(guān)頻率使輸出電流降低調(diào)整到設(shè)定的電流1。反之，當(dāng)輸出整流濾波單元輸出給燈具的電流比設(shè)定的1偏小時，光耦U4的導(dǎo)通程度加大，經(jīng)過光耦U4的反饋，LLC諧振控制芯片便會通過調(diào)整開關(guān)頻率使輸出電流增大調(diào)整到設(shè)定的電流Ιο。因此，在這里光耦U4起到恒流作用。
[0068]在上述所給的輸出電壓調(diào)節(jié)單元和輸出電流調(diào)節(jié)單元中，均設(shè)置有可變電阻，其中可變電阻SVR2可以用于手動調(diào)節(jié)輸出電壓V+的大小，可變電阻SVRl可以用于手動調(diào)節(jié)輸出電流的大小。
[0069]作為本發(fā)明再一個要解決的技術(shù)問題是提供一種DC故障檢測電路。參見圖6，本發(fā)明所述的燈具控制系統(tǒng)還包括DC故障檢測單元，其包括:開關(guān)管Q802，其漏極向外引出構(gòu)成DC故障檢測端，源極接地，柵極連接至由電阻R804、穩(wěn)壓管ZD800和電阻R802串聯(lián)構(gòu)成的分壓單元，電阻R804的一端從所述輸出整流濾波單元獲取直流電壓，電阻R804的另一端連接至穩(wěn)壓管ZD800的陰極，電阻R802的一端與穩(wěn)壓管ZD800的陽極相連，電阻R802的另一端接地，所述開關(guān)管Q802的柵極連接至穩(wěn)壓管ZD800的陽極；同時，電阻R804的所述另一端還經(jīng)電阻R803接地。
[0070]本發(fā)明設(shè)計的DC故障檢測電路外圍件少，且通過分壓電阻R804、R802跟穩(wěn)壓管設(shè)定，可以精確檢測DC電壓。在具體檢測時，DC故障檢測端由外部單片機(jī)進(jìn)行檢測，此時場效應(yīng)晶體管Q802的漏極通過外部上拉電阻接入一個測試電壓。因此，如果燈具控制系統(tǒng)的輸出整流濾波單元輸出的路燈直流電壓在正常工作范圍內(nèi)的，則MOS管Q802會導(dǎo)通，3腳即漏極輸出低電平，否則輸出高電平。當(dāng)外部單片機(jī)獲知該管腳為低電平時，則判定燈具控制系統(tǒng)的直流正常輸出，當(dāng)外部單片機(jī)獲知該管腳為高電平時，則判定燈具控制系統(tǒng)的直流未能正常輸出。
[0071]作為本發(fā)明的延伸方案，本發(fā)明所述燈具控制系統(tǒng)還設(shè)置了輸出過壓保護(hù)單元，其連接在輸出整流濾波單元和LLC諧振變換器控制單元之間。參見圖9并結(jié)合圖4，該輸出過壓保護(hù)單元主要由光耦U3和精密穩(wěn)壓源TL431構(gòu)成。當(dāng)輸出電壓發(fā)生變化時，精密穩(wěn)壓源TL431的I腳電平發(fā)生變化，從而使得光耦U3導(dǎo)通程度受到影響，進(jìn)而使得反饋到LLC諧振變換器控制單元的信號發(fā)生變化。然后由LLC諧振變換器控制單元調(diào)整開關(guān)頻率，使輸出電壓發(fā)生相反的變化。
[0072]作為本發(fā)明的延伸方案，本發(fā)明所述燈具控制系統(tǒng)在輸出電流調(diào)節(jié)單元的基礎(chǔ)上還設(shè)置了三合一調(diào)光電路。如圖10所示，該三合一調(diào)光電路主要包括:
[0073]由運(yùn)算放大器U107D構(gòu)成的電壓跟隨模塊，所述運(yùn)算放大器U107D的信號輸出端通過二極管D300連接至電流基準(zhǔn)分壓電阻，并通過電流基準(zhǔn)分壓電阻連接至輸出電流調(diào)節(jié)控制單元;運(yùn)算放大器U107D的同相輸入端通過電阻R310連接至二極管D302的陽極，所述二極管D302的陰極(VRl端)與地SGND之間接收外部調(diào)光信號，所述外部調(diào)光信號包括電壓幅值為1V的PffM信號、1-10V電壓信號或10K-100K調(diào)光電阻；
[0074]其中，所述二極管D302的陽極通過電阻R308連接至運(yùn)算放大器U108A的同相輸入端，以將二極管D302的陰極與地SGND之間接入的外部調(diào)光信號作為運(yùn)算放大器U108A的其中一路同相輸入;所述運(yùn)算放大器U108A的另一路同相輸入為通過電阻R301連接的基準(zhǔn)電壓信號Vrefl，所述基準(zhǔn)電壓信號Vrefl由一個基準(zhǔn)電壓生成模塊所生成;所述二極管D302的陽極還通過電阻R309連接至運(yùn)算放大器U108A的輸出端;所述運(yùn)算放大器U108A的反相輸入端通過電阻R302接地，且在反相輸入端與輸出端之間還設(shè)置有電阻R303;并且，所述二極管D302的陽極還通過二極管D301、穩(wěn)壓管ZD301接地，二極管D301的陰極與穩(wěn)壓管ZD301的陰極相連，穩(wěn)壓管ZD301的陽極接地。
[0075]上述的電流基準(zhǔn)分壓電阻由電阻R307和電阻R146串聯(lián)而成，所述運(yùn)算放大器U107D的輸出信號依次經(jīng)過電阻R307和電阻R146送入輸出電流調(diào)節(jié)控制單元的其中一個電流基準(zhǔn)點(diǎn)。具體來說，運(yùn)算放大器U107D的輸出信號是送入到輸出電流調(diào)節(jié)控制單元的電流基準(zhǔn)點(diǎn)①，見圖10。
[0076]上述LED三合一調(diào)光電路的工作原理如下:
[0077]當(dāng)VRl端接生成1-10V電壓信號的電壓模式調(diào)光或者生成PWM信號的PWM模式調(diào)光時，運(yùn)放U108A工作在飽和區(qū)，此時VRl端被鉗位在V，即NetHLG-1電壓為V+0.3，經(jīng)過運(yùn)放U107D跟隨后，連接電流基準(zhǔn)分壓電阻端的電壓為V+0.3。此時，輸出電流調(diào)節(jié)單元的電流基準(zhǔn)點(diǎn)①的電壓相應(yīng)地發(fā)生變化，燈具便可跟隨外加電壓進(jìn)行調(diào)光。由于HVM信號為方波信號，當(dāng)其占空比發(fā)生變化時，其電壓有效值V也會發(fā)生變化。這里是利用PWM方波信號的電壓有效值V調(diào)節(jié)來進(jìn)行燈具調(diào)光的。當(dāng)電壓模式調(diào)光或PWM模式調(diào)光將電壓調(diào)制到IV，燈具電流以1 %輸出，較暗；當(dāng)電壓模式調(diào)光器或PWM模式調(diào)光器將電壓調(diào)制到1V，燈具電流100%輸出，較亮。
[0078]當(dāng)VRl端接10K-100K調(diào)光電阻時，運(yùn)放U108A的同相輸入相當(dāng)于增加了該調(diào)節(jié)電阻，改變了運(yùn)放正反饋輸入，使運(yùn)放U108A工作在線性放大區(qū)，因此在經(jīng)過運(yùn)放U108A后，NetHLG-1電壓將會隨10K-100K呈現(xiàn)1V-10V線性輸出，進(jìn)而使得連接電流基準(zhǔn)分壓電阻端電壓為隨電阻線性變化的1-1 OV，燈具電流可以10-100 %輸出。
[0079]上述三種調(diào)光模式中，對于電壓調(diào)光模式和Pmi調(diào)光模式而言，運(yùn)放U108A工作在飽和區(qū)，運(yùn)放U107D的輸出信號大小取決于VRl端的電壓大小。對于電阻調(diào)光模式，運(yùn)放U108A起著將電阻信號線性轉(zhuǎn)換為電壓信號并輸入至運(yùn)放U107D的同相端的作用。
[0080]如圖10所示，當(dāng)VRl端什么調(diào)光都不接時，電源電壓VCC3經(jīng)過Q301和ZD302組成的串穩(wěn)后，生成12.5V的Vccl電壓。此時U108A輸出10V，U107D的運(yùn)放輸入為10V，經(jīng)過電壓跟隨后，連接電流基準(zhǔn)分壓電阻端的電壓則為1V，燈具滿載100 %輸出。
[0081]對于輸出電流調(diào)節(jié)單元而言，在未接入本發(fā)明所述的三合一調(diào)光電路時，主要用于將LED燈的電流恒定在某一個設(shè)定值，當(dāng)實際電流較設(shè)定的電流偏高時，通過光耦U4反饋至IJLLC諧振控制芯片，進(jìn)而控制實際電流降低以接近設(shè)定值;反之同理。因此未接入三合一調(diào)光電路的輸出電流調(diào)節(jié)控制單元多數(shù)僅對L E D負(fù)載電流進(jìn)行反饋恒流調(diào)節(jié)。而當(dāng)輸出電流調(diào)節(jié)控制單元接入了三合一調(diào)光電路后，便可通過調(diào)節(jié)LED負(fù)載電流的大小，使得LED路燈的亮度得到調(diào)整，以此實現(xiàn)對LED的調(diào)光。
[0082]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種燈具控制系統(tǒng)，包括: 對市電信號進(jìn)行濾波處理的交流輸入濾波單元； 將所述交流輸入濾波單元輸出的交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號的整流輸出濾波單元； 接收整流輸出濾波單元輸出的直流信號，并進(jìn)行升壓動作的功率因素校正升壓單元，所述功率因素校正升壓單元中設(shè)置有PFC芯片Ul和供電變壓器PFC Tl，其特征在于， 所述供電變壓器PFC Tl的輔助繞組一端通過整流二極管D32、第一串穩(wěn)模塊連接至PFC芯片的電源端口；同時，在所述交流輸入濾波單元和整流輸出濾波單元之間設(shè)置有AC故障檢測單元;所述AC故障檢測單元包括: 光電耦合器U800和開關(guān)管Q801;其中， 所述光電親合器U800的發(fā)光二極管陽極經(jīng)電阻R801連接至第一串穩(wěn)模塊的信號輸入端，陰極連接至開關(guān)管Q801的漏極;所述光電耦合器U800的光敏三極管基極接收發(fā)光二極管所發(fā)出的光，集電極向外引出構(gòu)成AC故障檢測端，發(fā)射極接地;所述開關(guān)管Q801的源極接地，柵極經(jīng)電阻R809連接至整流分壓單元，并通過整流分壓單元連接在交流輸入濾波單元和整流輸出濾波單元之間。2.如權(quán)利要求1所述的燈具控制系統(tǒng)，其特征在于，在AC故障檢測單元中，所述整流分壓單元包括: 整流二極管D14和整流二極管D15，二者的陽極分別連接至交流輸入濾波單元與整流輸出濾波單元之間的兩根信號線，二者的陰極通過串聯(lián)的電容C64、電容C65接地； 由電阻R25、電阻R26、電阻R27和電阻R28依次串接構(gòu)成的分壓單元，電阻R25的另一端接入整流二極管D14和整流二極管D15的陰極，電阻R28的另一端接入地； 其中，所述電阻R809的一端接入開關(guān)管Q801的柵極，另一端通過穩(wěn)壓管ZD20連接至電阻R27和電阻R28之間的串接點(diǎn)，所述穩(wěn)壓管ZD20的陽極還通過電阻R29接入地。3.如權(quán)利要求2所述的燈具控制系統(tǒng)，其特征在于，在功率因素校正升壓單元中: 所述供電變壓器PFC Tl的原邊繞組一端與整流輸出濾波單元的信號輸出端相連，另一端通過二極管D2、熱敏電阻RTHl向外引出構(gòu)成功率因素校正升壓單元的信號輸出， 所述供電變壓器PFC Tl的輔助繞組一端通過所述整流二極管D32所連接的第一串穩(wěn)模塊包括:開關(guān)管Q32，所述開關(guān)管Q32的基極通過穩(wěn)壓管ZD31接地，所述開關(guān)管Q32的集電極與整流二極管D32的陰極相連、且通過電阻R46連接至自身的基極，所述開關(guān)管Q32的發(fā)射極通過二極管D34接入PFC芯片Ul的電源端口，并且在二極管D34的陰極側(cè)還連接有穩(wěn)壓管ZD30和并聯(lián)在穩(wěn)壓管ZD30兩端的電容C38，所述穩(wěn)壓管ZD31、穩(wěn)壓管ZD30的陽極接地;所述整流二極管D32的陰極還通過電容C36接地。4.如權(quán)利要求3所述的燈具控制系統(tǒng)，其特征在于，所述PFC芯片Ul具有用于驅(qū)動外部開關(guān)管Ql的信號驅(qū)動端口，所述信號驅(qū)動端口與開關(guān)管Ql的柵極之間設(shè)置有第一開關(guān)管加速單元;所述開關(guān)管Ql的源極通過電阻R8接地，漏極連接至供電變壓器PFC Tl原邊繞組的所述另一端。5.如權(quán)利要求4所述的燈具控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在功率因素校正升壓單元后側(cè)的LLC諧振變換器控制單元;所述LLC諧振變換器控制單元包括: LLC諧振控制芯片U900，其具有供電端口，所述供電變壓器PFC Tl的輔助繞組一端通過所述整流二極管D32還引出有取壓點(diǎn)A，所述取壓點(diǎn)A通過第二串穩(wěn)模塊連接至所述供電端口，所述第二串穩(wěn)模塊包括: 開關(guān)管Q10，其集電極連接至取壓點(diǎn)A、且通過電阻R22連接至自身的基極；其基極通過穩(wěn)壓管ZDlO接入地、且穩(wěn)壓管ZDlO的陽極為接地端;其發(fā)射極通過電容C17接地、且通過電阻J11接入供電端口；取壓點(diǎn)A與地之間設(shè)置有電容C16，供電端口與地之間設(shè)置有電容C60和電容C61。6.如權(quán)利要求5述的燈具控制系統(tǒng)，其特征在于，所述LLC諧振變換器控制單元還包括由開關(guān)管Q5和開關(guān)管Q6構(gòu)成的諧振半橋;其中， 所述開關(guān)管Q5的源極與所述開關(guān)管Q6的漏極相連構(gòu)成串聯(lián)結(jié)構(gòu)、且串接點(diǎn)向外引出連接至一個LC諧振網(wǎng)絡(luò)； 所述開關(guān)管Q5的漏極接收從功率因素校正升壓單元輸出的電壓信號，柵極通過第二開關(guān)管加速單元與LLC諧振控制芯片U900的高端驅(qū)動輸出管腳相連； 所述開關(guān)管Q6的源極接地，柵極通過第三開關(guān)管加速單元與LLC諧振控制芯片U900的低端驅(qū)動輸出管腳相連。7.如權(quán)利要求6所述的燈具控制系統(tǒng)，其特征在于，所述LLC諧振變換器控制單元還包括諧振變壓器LLC Tl，其具有初級繞組、次級繞組、初級輔助電源繞組和次級輔助電源繞組;其中，所述初級繞組用于構(gòu)成LC諧振網(wǎng)絡(luò);所述次級繞組用于連接由兩個同步整流控制芯片構(gòu)成的輸出整流濾波單元;所述初級輔助電源繞組用于通過二極管Dll和電阻R81連接至取壓點(diǎn)A;所述次級輔助電源繞組用于通過第三串穩(wěn)模塊產(chǎn)生可使燈具控制系統(tǒng)的輸出電壓/電流調(diào)節(jié)單元正常工作的電源電壓VCC3。8.如權(quán)利要求7述的燈具控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第三串穩(wěn)模塊包括三極管Q200、穩(wěn)壓管ZD200和電阻R200;所述次級輔助電源繞組的一端接地SGND，另一端通過二極管D200、電阻R203接入三極管Q200的集電極;所述穩(wěn)壓管ZD200的陰極與三極管Q200的基極相連、陽極接地SGND;所述電阻R200的兩端分別連接至三極管Q200的集電極和基極;所述三極管Q200的發(fā)射極輸出所述電源電壓VCC3。9.如權(quán)利要求8述的燈具控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括DC故障檢測單元； 所述DC故障檢測單元包括: 開關(guān)管Q802，其漏極向外引出構(gòu)成DC故障檢測端，源極接地，柵極連接至由電阻R804、穩(wěn)壓管ZD800和電阻R802串聯(lián)構(gòu)成的分壓單元，電阻R804的一端從所述輸出整流濾波單元獲取直流電壓，電阻R804的另一端連接至穩(wěn)壓管ZD800的陰極，電阻R802的一端與穩(wěn)壓管ZD800的陽極相連，電阻R802的另一端接地，所述開關(guān)管Q802的柵極連接至穩(wěn)壓管ZD800的陽極；同時，電阻R804的所述另一端還經(jīng)電阻R803接地。10.如權(quán)利要求9述的燈具控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)管加速單元、第二開關(guān)管加速單元和第三開關(guān)管加速單元均由第一穩(wěn)壓管、第一二極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第一開關(guān)管構(gòu)成； 其中，第一穩(wěn)壓管的陰極、第一二極管的陽極和第一開關(guān)管的基極共同連接至相應(yīng)芯片的相應(yīng)端口，第一穩(wěn)壓管的陽極接地，第一二極管的陰極通過第一電阻與待驅(qū)動開關(guān)管的柵極相連，第一開關(guān)管的發(fā)射極通過第二電阻與待驅(qū)動開關(guān)管的柵極相連，第一開關(guān)管的集電極連接至待驅(qū)動開關(guān)管的源極;第三電阻連接在待驅(qū)動開關(guān)管的柵極和源極之間。
【文檔編號】H05B33/08GK105934043SQ201610487197
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】胡特奇, 王科, 李長建, 張彬, 朱黎麗
【申請人】重慶燦源電子有限公司