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专利名称：基于过温保护曲线的高精度限载控制电路及限载控制方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410319118.4

专利申请（专利权）人：珠海市圣昌电子有限公司
权利人地址：广东省珠海市香洲区永田路19号3栋201

专利发明（设计）人：陈耿圳,郑德华

专利摘要：本发明公开了基于过温保护曲线的高精度限载控制电路及限载控制方法，高精度限载控制电路包括电源主电路、前级采样电路、单片机电路、输出电流检测电路、后级采样电路、反馈调节环路、调光电路、过温保护曲线选择电路以及温度检测电路；单片机电路可根据输入电压、电源温度以及选取的LED灯具过温保护曲线来驱动调光电路调节输出至LED灯具的功率；通过上述结构能实现高精度的输出限载控制，保证了LED电源在输入电压较低的情况下也能正常工作，同时不会出现过温保护。

主权利要求：
1.基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，其特征在于：包括电源主电路（10）、前级采样电路（20）、单片机电路（30）、输出电流检测电路（40）、后级采样电路（50）、反馈调节环路（60）、调光电路（70）、过温保护曲线选择电路（80）以及温度检测电路（90）；
所述前级采样电路（20）连接于交流电源的一端、所述电源主电路（10）的输入端以及所述单片机电路（30）之间，用于获取交流电源的输入电压；
所述输出电流检测电路（40）连接于所述电源主电路（10）的输出端、所述单片机电路（30）以及LED灯具的一端之间，用于检测输出至LED灯具的电流；
所述后级采样电路（50）连接于所述电源主电路（10）的输出端、所述反馈调节环路（60）、所述单片机电路（30）以及LED灯具的另一端之间，用于检测输出至LED灯具的电压；
所述过温保护曲线选择电路（80）与所述单片机电路（30）连接，用于选取LED灯具的过温保护曲线；
所述温度检测电路（90）与所述单片机电路（30）连接，用于检测电源温度；
所述调光电路（70）连接于所述单片机电路（30）以及LED灯具的一端之间；
所述单片机电路（30）可根据所述输入电压、电源温度以及选取的LED灯具过温保护曲线来驱动所述调光电路（70）调节输出至LED灯具的功率。
2.根据权利要求1所述的基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，其特征在于：所述过温保护曲线选择电路（80）设置为分别与所述单片机电路（30）以及调光系统连接的调光信号处理电路（81）。
3.根据权利要求1所述的基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，其特征在于：所述过温保护曲线选择电路（80）设置为与所述单片机电路（30）连接的NFC电路（82）。
4.根据权利要求1所述的基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，其特征在于：所述过温保护曲线选择电路（80）包括调光信号处理电路（81）和NFC电路（82），所述调光信号处理电路（81）分别与所述单片机电路（30）以及调光系统连接，所述NFC电路（82）与所述单片机电路（30）连接。
5.根据权利要求1所述的基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，其特征在于：所述调光电路（70）包括驱动电路（71）以及MOS管Q1，所述驱动电路（71）的输入端与所述单片机电路（30）连接、输出端与所述MOS管Q1的栅极连接，MOS管Q1的源极与所述输出电流检测电路（40）连接，MOS管Q1的漏极与LED灯具的一端连接，用于对LED灯具进行PWM调光。
6.根据权利要求5所述的基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，其特征在于：所述驱动电路（71）包括电阻R6、电阻R8、三极管Q3?6、电阻R19?20以及电阻R27,电阻R6的一端与MOS管Q1的源极连接、另一端分别与MOS管Q1的栅极连接以及经电阻R8分别与三极管Q3的发射极以及三极管Q4的发射极连接，三极管Q3的集电极分别与VDC端、电阻R19的一端以及电阻R20的一端连接，三极管Q3的基极分别与电阻R19的另一端、三极管Q5的集电极以及三极管Q4的基极连接，电阻R20的另一端分别与三极管Q5的基极以及三极管Q6的集电极连接，三极管Q6的基极与所述单片机电路（30）连接，三极管Q4的集电极、三极管Q5的发射极以及三极管Q6的发射极与GNS端连接。
7.根据权利要求1所述的基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，其特征在于：所述调光电路（70）包括分别与所述单片机电路（30）以及所述反馈调节环路（60）连接的控制电路（72），用于对LED灯具进行电压调光。
8.根据权利要求7所述的基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，其特征在于：所述控制电路（72）包括运算放大器U6、电阻R6、电阻R8以及电容C11，运算放大器U6的正向输入端经电容C11与GNS端连接以及经电阻R8与所述单片机电路（30）连接，运算放大器U6的反向输入端分别与电阻R6的一端以及运算放大器U6的输出端连接，电阻R6的另一端与所述反馈调节环路（60）连接。
9.根据权利要求1所述的基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，其特征在于：所述前级采样电路（20）包括电能计量芯片U4、光耦DU2?3、电阻R28?29、电阻R33、电阻R36以及电容C9，电能计量芯片U4的输入端与交流电源连接，光耦DU3发光器的一端经电阻R36与电能计量芯片U4的连接、另一端分别与VSS端以及电容C9的一端连接，电容C9的另一端与电能计量芯片U4连接，光耦DU3受光器的一端经电阻R33接入电源VCC以及与所述单片机电路（30）连接，光耦DU3受光器的另一端以及光耦DU2发光器的一端接入GNS端，光耦DU2发光器的另一端经电阻R29与所述单片机电路（30）连接，光耦DU2受光器的一端分别与电阻R28的一端以及电能计量芯片U4连接，电阻R28的另一端接入VAC端，光耦DU2受光器的另一端接入VSS端。
10.根据权利要求9所述的基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，其特征在于：所述前级采样电路（20）还包括电阻R26、电阻R31、电阻R34?35、电阻R37以及电容C8，电阻R26的一端与交流电源的一端连接，电阻R26的另一端经电阻R31、电阻R34?35分别与电阻R37的一端、电容C8的一端以及电能计量芯片U4连接，电阻R37的另一端分别与交流电源的另一端、电容C8的另一端以及VSS端连接。
11.根据权利要求1所述的基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，其特征在于：所述反馈调节环路（60）包括运算放大器U2A、运算放大器U2B、光耦DU1、电阻R14?17、电阻R21?
23、电阻R30、电容C3以及二极管D7?8，运算放大器U2A的正向输入端经电阻R14与GNS端连接以及经电阻R15与VCC端连接，运算放大器U2A的反向输入端经电容C3与GNS端连接以及经电阻R16与所述输出电流检测电路（40）以及负载连接，运算放大器U2A的输出端经二极管D7分别与光耦DU1发光器的一端以及二极管D8的阳极连接，光耦DU1发光器的另一端经电阻R17与VCC端连接，光耦DU1受光器的一端接地、另一端与所述电源主电路（10）连接，二极管D8的阴极与运算放大器U2B的输出端连接，运算放大器U2B的正向输入端经电阻R21与GNS端连接以及经电阻R23与VCC端连接，运算放大器U2B的反向输入端经电阻R22与V+端连接以及经电阻R30与GNS端连接。
12.根据权利要求1所述的基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，其特征在于：所述输出电流检测电路（40）包括运算放大器U1、电阻R4、电阻R7以及电阻R10，运算放大器U1的反向输入端分别与电阻R4的一端、电阻R7的一端、电阻R10的一端以及所述电源主电路（10）连接，运算放大器U1的正向输入端与电阻R4的另一端以及负载连接，电阻R10的另一端分别与运算放大器U1的输出端以及所述单片机电路（30）连接。
13.根据权利要求1所述的基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，其特征在于：所述后级采样电路（50）包括电阻R40和电阻R41，电阻R40的一端与V+端连接，电阻R40的另一端分别与所述单片机电路（30）以及电阻R41的一端连接，电阻R41的另一端与GNS端连接。
14.根据权利要求1所述的基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，其特征在于：所述温度检测电路（90）包括电阻R38和热敏电阻NTC1，电阻R38的一端与VCC端连接，电阻R38的另一端分别与所述单片机电路（30）以及热敏电阻NTC1的一端连接，热敏电阻NTC1的另一端与GNS端连接。
15.一种限载控制方法，应用于权利要求1?14任一项所述的基于过温保护曲线的高精度限载控制电路中，其特征在于，包括如下步骤：S1、选择负载过温保护曲线；
S2、检测电源的输入电压和电源温度W；
S3、根据输入电压、电源温度W和负载过温保护曲线确定降额百分比X和若干个过温保护点Wn，X的百分比值会根据过温保护级数来变化，过温保护级数越大，X的百分比值越。
当最高输入电压开始降低，单片机会改变过温保护点为W1*Y，Y>100%；
S4、检测电源的输出功率P1，并根据降额百分比X和输出功率P1确定目标功率P，比较输出功率P1和目标功率P；
S5、调节输出驱动信号来使得目标功率P=P1*X。 说明书 : 基于过温保护曲线的高精度限载控制电路及限载控制方法技术领域[0001] 本发明涉及LED调光电源领域，特别涉及基于过温保护曲线的高精度限载控制电路及限载控制方法。背景技术[0002] 随着LED照明产业的快速发展，现在各家各户以及户外照明都装进了LED，也使得LED电源市场蓬勃发展，也对LED电源的要求越来越高。[0003] 由于每个国家使用的输入电压都是不一样的，所以为了兼容多个国家的输入电压，LED电源的输入电压就需要做到宽范围输入，而大多数国家使用的输入电压范围都在100V?277V，电压差接近三倍，如果LED电源都以最低输入电压来设计的话，在高输入电压使用的时候，LED电源的性能有一大半被浪费了，因此在LED电源设计之初，会以高电压来作为满LED灯具设计，当使用到低电压的时候进行降额使用。[0004] 市面上大多数LED电源都会告知用户LED灯具的过温保护曲线，让用户去降额使用，但如果用户没有及时按照过温保护曲线进行降额，就会减少LED电源的寿命，严重的甚至会损坏LED电源，并且由于电压差接近三倍，在低输入电压和高输入电压的时候，LED电源过温保护点也会不一样；因此，研发一种基于过温保护曲线的高精度限载控制电路及限载控制方法十分必要。发明内容[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于过温保护曲线的高精度限载控制电路及限载控制方法。[0006] 本发明的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：一种限载控制方法，包括如下步骤：[0007] S1、选择负载过温保护曲线；[0008] S2、检测电源的输入电压和电源温度W；[0009] S3、根据输入电压、电源温度W和负载过温保护曲线确定降额百分比X和若干个过温保护点Wn，X的百分比值会根据过温保护级数来变化，过温保护级数越大，X的百分比值越。坏弊罡呤淙氲缪箍冀档，单片机会改变过温保护点为W1*Y，Y>100%；[0010] S4、检测电源的输出功率P1，并根据降额百分比X和输出功率P1确定目标功率P，比较输出功率P1和目标功率P；[0011] S5、调节输出驱动信号来使得目标功率P=P1*X。[0012] 基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，应用所述的限载控制方法，高精度限载控制电路包括电源主电路、前级采样电路、单片机电路、输出电流检测电路、后级采样电路、反馈调节环路、调光电路、过温保护曲线选择电路以及温度检测电路；[0013] 前级采样电路连接于交流电源的一端、电源主电路的输入端以及单片机电路之间，用于获取交流电源的输入电压；[0014] 输出电流检测电路连接于电源主电路的输出端、单片机电路以及LED灯具的一端之间，用于检测输出至LED灯具的电流；[0015] 后级采样电路连接于电源主电路的输出端、反馈调节环路、单片机电路以及LED灯具的另一端之间，用于检测输出至LED灯具的电压；[0016] 过温保护曲线选择电路与单片机电路连接，用于选取LED灯具的过温保护曲线；[0017] 温度检测电路与单片机电路连接，用于检测电源温度；[0018] 调光电路连接于单片机电路以及LED灯具的一端之间；[0019] 单片机电路可根据输入电压、电源温度以及选取的LED灯具过温保护曲线来驱动调光电路调节输出至LED灯具的功率。[0020] 作为本发明的优选实施例之一，过温保护曲线选择电路设置为分别与单片机电路以及调光系统连接的调光信号处理电路。[0021] 作为本发明的优选实施例之一，过温保护曲线选择电路设置为与单片机电路连接的NFC电路。[0022] 作为本发明的优选实施例之一，过温保护曲线选择电路包括调光信号处理电路和NFC电路，调光信号处理电路分别与单片机电路以及调光系统连接，NFC电路与单片机电路连接。[0023] 作为本发明的优选实施例之一，调光电路包括驱动电路以及MOS管Q1，驱动电路的输入端与单片机电路连接、输出端与MOS管Q1的栅极连接，MOS管Q1的源极与输出电流检测电路连接，MOS管Q1的漏极与LED灯具的一端连接，用于对LED灯具进行PWM调光。[0024] 作为本发明的优选实施例之一，驱动电路包括电阻R6、电阻R8、三极管Q3?6、电阻R19?20以及电阻R27,电阻R6的一端与MOS管Q1的源极连接、另一端分别与MOS管Q1的栅极连接以及经电阻R8分别与三极管Q3的发射极以及三极管Q4的发射极连接，三极管Q3的集电极分别与VDC端、电阻R19的一端以及电阻R20的一端连接，三极管Q3的基极分别与电阻R19的另一端、三极管Q5的集电极以及三极管Q4的基极连接，电阻R20的另一端分别与三极管Q5的基极以及三极管Q6的集电极连接，三极管Q6的基极与单片机电路连接，三极管Q4的集电极、三极管Q5的发射极以及三极管Q6的发射极与GNS端连接。[0025] 作为本发明的优选实施例之一，调光电路包括分别与单片机电路以及反馈调节环路连接的控制电路，用于对LED灯具进行电压调光。[0026] 作为本发明的优选实施例之一，控制电路包括运算放大器U6、电阻R6、电阻R8以及电容C11，运算放大器U6的正向输入端经电容C11与GNS端连接以及经电阻R8与单片机电路连接，运算放大器U6的反向输入端分别与电阻R6的一端以及运算放大器U6的输出端连接，电阻R6的另一端与反馈调节环路连接。[0027] 作为本发明的优选实施例之一，前级采样电路包括电能计量芯片U4、光耦DU2?3、电阻R28?29、电阻R33、电阻R36以及电容C9，电能计量芯片U4的输入端与交流电源连接，光耦DU3发光器的一端经电阻R36与电能计量芯片U4的连接、另一端分别与VSS端以及电容C9的一端连接，电容C9的另一端与电能计量芯片U4连接，光耦DU3受光器的一端经电阻R33接入电源VCC以及与单片机电路连接，光耦DU3受光器的另一端以及光耦DU2发光器的一端接入GNS端，光耦DU2发光器的另一端经电阻R29与单片机电路连接，光耦DU2受光器的一端分别与电阻R28的一端以及电能计量芯片U4连接，电阻R28的另一端接入VAC端，光耦DU2受光器的另一端接入VSS端。[0028] 作为本发明的优选实施例之一，前级采样电路还包括电阻R26、电阻R31、电阻R34?35、电阻R37以及电容C8，电阻R26的一端与交流电源的一端连接，电阻R26的另一端经电阻R31、电阻R34?35分别与电阻R37的一端、电容C8的一端以及电能计量芯片U4连接，电阻R37的另一端分别与交流电源的另一端、电容C8的另一端以及VSS端连接。[0029] 作为本发明的优选实施例之一，反馈调节环路包括运算放大器U2A、运算放大器U2B、光耦DU1、电阻R14?17、电阻R21?23、电阻R30、电容C3以及二极管D7?8，运算放大器U2A的正向输入端经电阻R14与GNS端连接以及经电阻R15与VCC端连接，运算放大器U2A的反向输入端经电容C3与GNS端连接以及经电阻R16与输出电流检测电路以及负载连接，运算放大器U2A的输出端经二极管D7分别与光耦DU1发光器的一端以及二极管D8的阳极连接，光耦DU1发光器的另一端经电阻R17与VCC端连接，光耦DU1受光器的一端接地、另一端与电源主电路连接，二极管D8的阴极与运算放大器U2B的输出端连接，运算放大器U2B的正向输入端经电阻R21与GNS端连接以及经电阻R23与VCC端连接，运算放大器U2B的反向输入端经电阻R22与V+端连接以及经电阻R30与GNS端连接。[0030] 作为本发明的优选实施例之一，输出电流检测电路包括运算放大器U1、电阻R4、电阻R7以及电阻R10，运算放大器U1的反向输入端分别与电阻R4的一端、电阻R7的一端、电阻R10的一端以及电源主电路连接，运算放大器U1的正向输入端与电阻R4的另一端以及负载连接，电阻R10的另一端分别与运算放大器U1的输出端以及单片机电路连接。[0031] 作为本发明的优选实施例之一，后级采样电路包括电阻R40和电阻R41，电阻R40的一端与V+端连接，电阻R40的另一端分别与单片机电路以及电阻R41的一端连接，电阻R41的另一端与GNS端连接。[0032] 作为本发明的优选实施例之一，温度检测电路包括电阻R38和热敏电阻NTC1，电阻R38的一端与VCC端连接，电阻R38的另一端分别与单片机电路以及热敏电阻NTC1的一端连接，热敏电阻NTC1的另一端与GNS端连接。[0033] 本发明的有益效果：基于过温保护曲线的高精度限载控制电路及限载控制方法，高精度限载控制电路包括电源主电路、前级采样电路、单片机电路、输出电流检测电路、后级采样电路、反馈调节环路、调光电路、过温保护曲线选择电路以及温度检测电路；前级采样电路用于获取交流电源的输入电压；输出电流检测电路用于检测输出至LED灯具的电流；后级采样电路用于检测输出至LED灯具的电压；过温保护曲线选择电路用于选取LED灯具的过温保护曲线；温度检测电路用于检测电源温度；调光电路连接于单片机电路以及LED灯具的一端之间；单片机电路可根据输入电压、电源温度以及选取的LED灯具过温保护曲线来驱动调光电路调节输出至LED灯具的功率；通过上述结构能实现高精度的输出限载控制，保证了LED电源在输入电压较低的情况下也能正常工作，同时不会出现过温保护。附图说明[0034] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：[0035] 图1为基于过温保护曲线的高精度限载控制电路第一实施例的原理框图；[0036] 图2为基于过温保护曲线的高精度限载控制电路第二实施例的原理框图；[0037] 图3为基于过温保护曲线的高精度限载控制电路第三实施例的原理框图；[0038] 图4为基于过温保护曲线的高精度限载控制电路第四实施例的原理框图；[0039] 图5为基于过温保护曲线的高精度限载控制电路的第一电路原理图；[0040] 图6为基于过温保护曲线的高精度限载控制电路的第二电路原理图；[0041] 图7为电源主电路的电路原理图；[0042] 图8为前级采样电路的电路原理图；[0043] 图9为单片机电路的电路原理图；[0044] 图10为输出电流检测电路的电路原理图；[0045] 图11为后级采样电路的电路原理图；[0046] 图12为反馈调节环路的电路原理图；[0047] 图13为驱动电路的电路原理图；[0048] 图14为控制电路的电路原理图；[0049] 图15为NFC电路的电路原理图；[0050] 图16为温度检测电路的电路原理图；[0051] 图17为一种限载控制方法的控制流程图。具体实施方式[0052] 本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。[0053] 在本发明的描述中，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。[0054] 在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0055] 本发明中，除非另有明确的限定，“设置”、“安装”、“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。[0056] 参照图1至图17，一种限载控制方法，包括如下步骤：[0057] S1、选择负载过温保护曲线；[0058] S2、检测电源的输入电压和电源温度W；[0059] S3、根据输入电压、电源温度W和负载过温保护曲线确定降额百分比X和若干个过温保护点Wn，X的百分比值会根据过温保护级数来变化，过温保护级数越大，X的百分比值越。坏弊罡呤淙氲缪箍冀档，单片机会改变过温保护点为W1*Y，Y>100%；[0060] S4、检测电源的输出功率P1，并根据降额百分比X和输出功率P1确定目标功率P，比较输出功率P1和目标功率P；[0061] S5、调节输出驱动信号来使得目标功率P=P1*X。[0062] 基于过温保护曲线的高精度限载控制电路，应用所述的限载控制方法，高精度限载控制电路包括电源主电路10、前级采样电路20、单片机电路30、输出电流检测电路40、后级采样电路50、反馈调节环路60、调光电路70、过温保护曲线选择电路80以及温度检测电路90；[0063] 前级采样电路20连接于交流电源的一端、电源主电路10的输入端以及单片机电路30之间，用于获取交流电源的输入电压；[0064] 输出电流检测电路40连接于电源主电路10的输出端、单片机电路30以及LED灯具的一端之间，用于检测输出至LED灯具的电流；[0065] 后级采样电路50连接于电源主电路10的输出端、反馈调节环路60、单片机电路30以及LED灯具的另一端之间，用于检测输出至LED灯具的电压；[0066] 过温保护曲线选择电路80与单片机电路30连接，用于选取LED灯具的过温保护曲线；[0067] 温度检测电路90与单片机电路30连接，用于检测电源温度；[0068] 调光电路70连接于单片机电路30以及LED灯具的一端之间；[0069] 单片机电路30可根据输入电压、电源温度以及选取的LED灯具过温保护曲线来驱动调光电路70调节输出至LED灯具的功率。[0070] 在本发明中，其工作原理如下：[0071] ①参照图5?7，在电源主电路10中，系统上电时，市电分别连接到端子L和端子N，端子N和端子L通过整流桥DB1整流处理后，输出电压HV，对电解电容EC2进行充电，同时通过电阻R3和电阻R5连接开关电源芯片U3的第6脚，通过内部的高压启动电路，对开关电源芯片U3内部电路进行充电，达到启动电压后开关电源芯片U3开始启动；开关电源芯片U3输出驱动信号通过电阻R12导通MOS管Q2，MOS管Q2导通后驱动变压器T1；同时电阻R13将MOS管Q2流过的电流转换成电压信号，连接到开关电源芯片U3的第3脚进行功率检测，整流二极管D4一端的电压通过电阻R11和电阻R9分压后连接到开关电源芯片U3的第8脚进行过零检测；变压器T1通过整流二极管D1、整流二极管D3、整流二极管D4、整流二极管D5和整流二极管D6对电解电容EC1、电解电容EC3、电解电容EC4、电解电容EC5和电解电容EC2进行整流滤波，分别输出电源供电端子V+、电源供电端子VCC、电源供电端子VDD、电源供电端子VDC、电源供电端子VAC、电源地端子GNS、电源地端子GND和电源地端子VSS给各个芯片和器件供电，电源供电端子V+，电源地端子V?可接上LED灯具（负载）。[0072] ②参照图5?6和9，在单片机电路30中，电源供电端子VCC通过电阻R39和电容C10滤波后连接到单片机U5的第6脚，单片机U5进行复位操作。[0073] ③参照图5、6和12，在反馈调节环路60中，反馈调节环路60包括运算放大器U2A、运算放大器U2B、光耦DU1、电阻R14?17、电阻R21?23、电阻R30、电容C3以及二极管D7?8，运算放大器U2A的正向输入端经电阻R14与GNS端连接以及经电阻R15与VCC端连接，运算放大器U2A的反向输入端经电容C3与GNS端连接以及经电阻R16与输出电流检测电路40以及负载连接，运算放大器U2A的输出端经二极管D7分别与光耦DU1发光器的一端以及二极管D8的阳极连接，光耦DU1发光器的另一端经电阻R17与VCC端连接，光耦DU1受光器的一端接地、另一端与电源主电路10连接，二极管D8的阴极与运算放大器U2B的输出端连接，运算放大器U2B的正向输入端经电阻R21与GNS端连接以及经电阻R23与VCC端连接，运算放大器U2B的反向输入端经电阻R22与V+端连接以及经电阻R30与GNS端连接；电源供电端子VCC通过电阻R21和电阻R23进行分压后连接到运算放大器U2A的第3脚，产生基准电压VREF1，电源供电端子V+通过电阻R22和电阻R30进行分压，连接到运算放大器U2A的第2脚，与运算放大器U2A的第3脚进行比较，经过比较后的运算放大器U2A的第1脚输出信号通过开关二极管D8连接到光耦DU1的第2脚，通过光耦DU1的第4脚控制着电源芯片U3的第2脚进行负反。佣榷ㄊ涑龅缪筕+；光耦DU1的第1脚通过电阻R17连接到电源供电端子VCC，电阻R32和电容C7是运算放大器U2A的环路补偿；电源供电端子VCC通过电阻R14和电阻R15进行分压后连接到运算放大器U2B的第5脚，产生基准电压VREF2；电阻R4将LED灯具流过的电流转换成电压信号，通过电阻R16和电容C3滤波后连接到运算放大器U2B的第6脚，与运算放大器U2B的第5脚进行比较，经过比较后的运算放大器U2B第7脚输出信号通过开关二极管D7连接到光耦U1的第2脚，通过光耦DU1的第4脚控制着电源芯片U3的第2脚进行负反。佣刂谱臠ED灯具的电流，电阻R18和电容C4是运算放大器U2B的环路补偿。[0074] ④参照图5和13，作为调光电路70的第一实施例，调光电路70包括驱动电路71以及MOS管Q1，驱动电路71的输入端与单片机电路30连接、输出端与MOS管Q1的栅极连接，MOS管Q1的源极与输出电流检测电路40连接，MOS管Q1的漏极与LED灯具的一端连接，用于对LED灯具进行PWM调光；而驱动电路71包括电阻R6、电阻R8、三极管Q3?6、电阻R19?20以及电阻R27,电阻R6的一端与MOS管Q1的源极连接、另一端分别与MOS管Q1的栅极连接以及经电阻R8分别与三极管Q3的发射极以及三极管Q4的发射极连接，三极管Q3的集电极分别与VDC端、电阻R19的一端以及电阻R20的一端连接，三极管Q3的基极分别与电阻R19的另一端、三极管Q5的集电极以及三极管Q4的基极连接，电阻R20的另一端分别与三极管Q5的基极以及三极管Q6的集电极连接，三极管Q6的基极与单片机电路30连接，三极管Q4的集电极、三极管Q5的发射极以及三极管Q6的发射极与GNS端连接；在单片机U5的第17脚输出驱动通过电阻R27导通NPN三极管Q6，NPN三极管Q6拉低NPN三极管Q5的驱动电压，NPN三极管Q5截至导通,电压VDC通过电阻R19和NPN三极管Q3连接到电阻R8，通过电阻R8导通NMOS管Q1，NMOS管Q1导通端子V?通过电阻R4到地GNS，点亮LED灯具，电流流过电阻R4，在电阻R4两端产生压降，PNP三极管Q4是NMOS管Q1的快速放电三极管；[0075] ⑤参照图6和14，作为调光电路70的第二实施例，调光电路70包括分别与单片机电路30以及反馈调节环路60连接的控制电路72，用于对LED灯具进行电压调光；而控制电路72包括运算放大器U6、电阻R6、电阻R8以及电容C11，运算放大器U6的正向输入端经电容C11与GNS端连接以及经电阻R8与单片机电路30连接，运算放大器U6的反向输入端分别与电阻R6的一端以及运算放大器U6的输出端连接，电阻R6的另一端与反馈调节环路60连接；[0076] ⑥参照图5、6和10，在输出电路采样电路40中，输出电流检测电路40包括运算放大器U1、电阻R4、电阻R7以及电阻R10，运算放大器U1的反向输入端分别与电阻R4的一端、电阻R7的一端、电阻R10的一端以及电源主电路10连接，运算放大器U1的正向输入端与电阻R4的另一端以及负载连接，电阻R10的另一端分别与运算放大器U1的输出端以及单片机电路30连接；电阻R4两端的压降分别连接到运算放大器U1的第1脚和运算放大器U1的第3脚，通过运算放大器U1将信号放大后连接到单片机U5的第18脚，即可得知负载的电流I1，通过设置电阻R10和电阻R7的阻值，就能决定运算放大器U1的放大倍数；[0077] ⑦参照图5、6和11，在后级采样电路50中，后级采样电路50包括电阻R40和电阻R41，电阻R40的一端与V+端连接，电阻R40的另一端分别与单片机电路30以及电阻R41的一端连接，电阻R41的另一端与GNS端连接；电源供电端子V+通过电阻R40和电阻R41的分压后连接到单片机U5的第15脚，即可得输出电压U1，通过公式P=U*I，单片机U5可得知输出的功率U1*I1=P1[0078] ⑧参照图5、6和8，在前级采样电路20中，前级采样电路20包括电能计量芯片U4、光耦DU2?3、电阻R28?29、电阻R33、电阻R36以及电容C9，电能计量芯片U4的输入端与交流电源连接，光耦DU3发光器的一端经电阻R36与电能计量芯片U4的连接、另一端分别与VSS端以及电容C9的一端连接，电容C9的另一端与电能计量芯片U4连接，光耦DU3受光器的一端经电阻R33接入电源VCC以及与单片机电路30连接，光耦DU3受光器的另一端以及光耦DU2发光器的一端接入GNS端，光耦DU2发光器的另一端经电阻R29与单片机电路30连接，光耦DU2受光器的一端分别与电阻R28的一端以及电能计量芯片U4连接，电阻R28的另一端接入VAC端，光耦DU2受光器的另一端接入VSS端；前级电流流过端子L和端子N，经电阻R25、电阻R31、电阻R34?35、电阻R37以及电容C8的分压滤波后分别连接到电能计量ICU4的第3脚和第4脚，电能计量ICU4将收集到的数据进行处理后，电能计量ICU4的第6脚输出方波脉冲信号通过电阻R36和光耦DU3将信号传送给单片机U5的第20脚，单片机U5经过解密处理后，能够获得电源的输入电压，电能计量ICU4的第7脚是寄存器配置功能，需要在电源上电后单片机U5的第19脚发送方波脉冲信号通过电阻R29和光耦DU2传送给电能计量ICU4的第7脚配置相关的寄存器。[0079] ⑨参照图5、6和16，温度检测电路90包括电阻R38和热敏电阻NTC1，电阻R38的一端与VCC端连接，电阻R38的另一端分别与所述单片机电路30以及热敏电阻NTC1的一端连接，热敏电阻NTC1的另一端与GNS端连接；电源供电端子VCC通过电阻R38和热敏电阻NTC1分压连接到单片机U5的第16脚，由于热敏电阻NTC1是在电源内部，即可得知此时电源温度W；[0080] ⑩参照图5、6和15，作为过温保护曲线选择电路80的第一实施例，过温保护曲线选择电路80设置为分别与单片机电路30以及调光系统连接的调光信号处理电路81；作为过温保护曲线选择电路80的第二实施例，过温保护曲线选择电路80设置为与单片机电路30连接的NFC电路82；作为过温保护曲线选择电路80的第三实施例，过温保护曲线选择电路80包括调光信号处理电路81和NFC电路82，调光信号处理电路81分别与单片机电路30以及调光系统连接，NFC电路82与单片机电路30连接；[0081] 而NFC电路82中，天线P1连接到NFC芯片U7的第2脚和NFC芯片U7的第3脚，经NFC芯片U7处理后，NFC芯片U7的第5脚和NFC芯片U7的第6脚输出相对应的I2C信号到单片机U5的第2脚和单片机U5的第3脚，单片机U5对I2C信号进行解释，通过电子设备感应天线P1，可以进行设置参数；当通过调光系统进行设置参数时，调光系统会发送指令经过调光信号处理电路81处理后，分别连接到单片机U5的第11脚和单片机U4的第12脚，单片机U5内部进行解析后进行相对应指令的操作。[0082] ?参照图17，具体的，通过调光系统或者NFC电路82选择过温保护曲线后，单片机U5会根据输入电压、电源温度W和过温保护曲线确定过温保护点，单片机U5设置多级过温保护点W1、W2、W3...Wn等等；如果当前为最高输入电压，且电源温度W达到过温保护级数W1时，单片机U5会根据当前功率P1，设置目标功率P，P=P1*X，X为降额百分比，X的百分比值会根据过温保护级数来变化，过温保护级数越大，X的百分比值越。テ鶸5的第17脚会改变驱动信号的占空比，同时监测输出电压U1和输出电流I1，来判断功率P1是否达到目标功率P，完成降额；当最高输入电压开始降低，由于输入电压越低，LED电源检测到的电源温度W越高，因此，原先的过温保护点已经不能满足要求，单片机U5会改变过温保护点，内部过温保护点更改为W1*Y，Y>100%，保证了LED电源在输入电压较低的情况下正常工作时不会出现过温保护。[0083] （1）作为限载方法的第一实施例，输入电压AC230V，过温保护点W1=45℃、过温保护点W2=50℃、过温保护点W3=55℃、过温保护点W4=60℃；[0084] 当电源温度W达到过温保护点时，电源开始进行降额；[0085] 电源温度W=过温保护点W1=45℃时，X降额百分比=80%，P=P1*80%；[0086] 电源温度W=过温保护点W2=50℃时，X降额百分比=50%，P=P1*50%；[0087] 电源温度W=过温保护点W3=55℃时，X降额百分比=40%，P=P1*40%；[0088] 电源温度W=过温保护点W4=60℃时，X降额百分比=20%，P=P1*20%；[0089] 当电源温度W达到过温保护点降额后，电源温度W开始降低，目标功率P则重新改变；例如电源温度W=过温保护点W1时，P=P1*80%，电源温度W降低，电源温度W<过温保护点W1，目标功率P=P1*100%。[0090] 当输入电压开始降低时，过温保护点开始抬升，过温保护点W1*Y，Y>100%，Y的初始值为100%；输入电压每降低10V，Y提升1%，因此，当输入电压为AC120V输入时，230?120=110V，Y=100%+11*1%=111%；[0091] 过温保护点W1=45*111%=49.95℃；[0092] 过温保护点W2=50*111%=55.5℃；[0093] 过温保护点W3=55*111%=61.05℃；[0094] 过温保护点W4=60*102%=66.6℃。[0095] （2）作为限载方法的第二实施例，输入电压AC120V，过温保护点W1=50℃、过温保护点W2=55℃、过温保护点W3=60℃、过温保护点W4=65℃；[0096] 当电源温度W达到过温保护点时，电源开始进行降额；[0097] 电源温度W=过温保护点W1=50℃时，X降额百分比=60%，P=P1*60%；[0098] 电源温度W=过温保护点W2=55℃时，X降额百分比=40%，P=P1*40%；[0099] 电源温度W=过温保护点W3=60℃时，X降额百分比=20%，P=P1*20%；[0100] 电源温度W=过温保护点W4=65℃时，X降额百分比=10%，P=P1*10%；[0101] 当电源温度W达到过温保护点降额后，电源温度W开始降低，目标功率P则重新改变；例如电源温度W=过温保护点W1时，P=P1*60%，电源温度W降低，电源温度W<过温保护点W1，目标功率P=P1*100%；[0102] 当输入电压开始抬升时，过温保护点开始降低，过温保护点W1*Y，Y<100%，Y的初始值为100%；输入电压每抬升10V，Y降低1%，因此，当输入电压为AC230V输入时，230?120=110V，Y=100%?11*1%=89%；[0103] 过温保护点W1=50*89%=44.5℃；[0104] 过温保护点W2=55*89%=48.95℃；[0105] 过温保护点W3=50*89%=53.4℃；[0106] 过温保护点W4=50*89%=57.85℃。[0107] ?本发明的优点在于：通过上述结构能实现高精度的输出限载控制，保证了LED电源在输入电压较低的情况下也能正常工作，同时不会出现过温保护。[0108] 当然，本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形和替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

专利地区：广东

专利申请日期：2024-03-20

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN117915520B