低電壓供電控制電路及應(yīng)用該電路的低電壓供電電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種低電壓供電控制電路及應(yīng)用該控制電路的低電壓供電電路。所述低電壓供電控制電路(10)包括：第一比較器(CMP1)，所述第一比較器(CMP1)基于預(yù)設(shè)電壓(Vset)或反饋電壓(Vout)對(duì)母線電壓(VM)進(jìn)行比較操作，并基于比較結(jié)果輸出用于控制開(kāi)關(guān)單元(20)的控制信號(hào)(Control)。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路以及應(yīng)用該控制電路的低電壓供電電路，從母線直接為負(fù)載提供低壓電源，使其具備待機(jī)工作的可能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】低電壓供電控制電路及應(yīng)用該電路的低電壓供電電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種供電控制電路，具體而言，涉及一種用于AC-DC LED驅(qū)動(dòng)器的低電壓供電控制電路，以及應(yīng)用該低電壓供電控制電路的低電壓供電電路。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(light-emitting d1de, LED)因其發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，目前越來(lái)越多地被用于照明光源。商用或家用的照明設(shè)備往往由市電(高壓工頻交流電)來(lái)驅(qū)動(dòng)，這就需要通過(guò)AC-DC轉(zhuǎn)換來(lái)為L(zhǎng)ED提供恒定電流。
[0003]AC-DC LED驅(qū)動(dòng)電路(驅(qū)動(dòng)器)實(shí)際上就是LED的恒流電源電路，該電路將市電轉(zhuǎn)換為特定的輸出電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光，并且利用器件對(duì)輸出電流進(jìn)行調(diào)制，以使得輸出平均電流保持恒定，及輸出電流不隨輸入電壓的波動(dòng)而波動(dòng)。
[0004]隨著智能化照明技術(shù)的發(fā)展，對(duì)AC-DC LED驅(qū)動(dòng)器提出了更多的要求，需要完成更多的任務(wù)，如接收MCU(微控制器)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)、調(diào)光，并為MCU提供電源等功能。
[0005]傳統(tǒng)的AC-DC LED驅(qū)動(dòng)器由輸出電感的儲(chǔ)能供電，這樣，在LED關(guān)閉后，電感無(wú)儲(chǔ)能，驅(qū)動(dòng)器斷電，無(wú)法接收除電源以外的任何控制指令。如果要實(shí)現(xiàn)智能控制，則需要另一套供電系統(tǒng)維持控制電路和MCU工作，通常也是AC-DC轉(zhuǎn)換器，這樣導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜昂貴，不利于綠色能源的推廣。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種低電壓供電控制電路，其包括:第一比較器，第一比較器基于預(yù)設(shè)電壓或反饋電壓對(duì)母線電壓進(jìn)行比較操作，并基于比較結(jié)果輸出用于控制開(kāi)關(guān)單元的控制信號(hào)。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，第一比較器在母線電壓低于預(yù)設(shè)電壓時(shí)生成控制信號(hào)以開(kāi)啟開(kāi)關(guān)單元。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，預(yù)設(shè)電壓(Vset)滿足
[0009]Vsetjnax ? (150 VItt Emax Rsw Fac)1/3
[0010]其中,Vset_max是預(yù)設(shè)電壓的最大值,Rsw是開(kāi)關(guān)單元的導(dǎo)通阻抗,Emax是該開(kāi)關(guān)單元允許的最大瞬時(shí)能量，Vac是工頻交流電的有效值。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，反饋電壓是儲(chǔ)能電路的輸出電壓。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，第一比較器在母線電壓低于輸出電壓與參考電壓之和時(shí)生成控制信號(hào)以開(kāi)啟開(kāi)關(guān)單兀。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，參考電壓滿足
[0014]Vcon =? (lSU^wEmax RswVac)1^3
[0015]其中,Vcon是參考電壓的值,Rsw是開(kāi)關(guān)單元的導(dǎo)通阻抗,Emax是該開(kāi)關(guān)單元允許的最大瞬時(shí)能量，Vac是工頻交流電的有效值。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，控制電路還包括:檢測(cè)電阻和鉗位電路，其中，母線電壓輸入到檢測(cè)電阻的一端；鉗位電路鉗位該檢測(cè)電阻的另一端電壓為輸出電壓，且該鉗位電路的輸出電流等于(母線電壓一輸出電壓)/檢測(cè)電阻阻值，即(VM-Vout)/RM，其中VM是母線電壓的電壓值，Vout是輸出電壓的電壓值，RM是檢測(cè)電阻的電阻值；第一比較器比較鉗位電路的輸出電流和參考電流，其中參考電流為參考電壓與檢測(cè)電阻之比。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，鉗位電路包括:鉗位比較器，將檢測(cè)電阻的另一端電壓與鉗位電壓進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果控制下拉晶體管和電流鏡像晶體管的導(dǎo)通和關(guān)斷；下拉晶體管導(dǎo)通時(shí)提供的下拉電流等于(母線電壓一輸出電壓)/檢測(cè)電阻阻值，即(VM-Vout)/RM ；電流鏡像晶體管與下拉晶體管同時(shí)導(dǎo)通，并生成和輸出與下拉電流相等的電流。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，控制電路還包括:檢測(cè)電阻和鉗位電路，其中，母線電壓輸入到檢測(cè)電阻的一端；鉗位電路鉗位該檢測(cè)電阻的另一端電壓為輸出電壓，且該鉗位電路的輸出電壓等于(母線電壓一輸出電壓)X (采樣電阻值/檢測(cè)電阻阻值)，即(VM-Vout) X (Rs/RM)，其中VM是母線電壓的電壓值，Vout是輸出電壓的電壓值，RM是檢測(cè)電阻的電阻值，Rs是采樣電阻值；第一比較器比較鉗位電路的輸出電壓和參考電壓與Rs/RM之積，即比較(VM-Vout) X Rs/RM與Von X Rs/RM。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，鉗位電路包括:鉗位比較器，將檢測(cè)電阻的另一端電壓與鉗位電壓進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果控制下拉晶體管的導(dǎo)通和關(guān)斷；下拉晶體管導(dǎo)通時(shí)提供的下拉電流等于(母線電壓一輸出電壓)/檢測(cè)電阻阻值，即(VM-Vout)/RM ;采樣電阻在下拉晶體管導(dǎo)通時(shí)提供的輸出電壓為下拉電流與該采樣電阻的阻值之積，S卩(VM-Vout)/RMXRs。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，控制電路還包括:第一分壓電阻和第二分壓電阻，母線電壓經(jīng)第一分壓電阻和第二分壓電阻分壓后輸入到第一比較器；第一比較器將分壓電壓與KXVset相比較，其中，Vset是預(yù)設(shè)電壓的電壓值，K = R2/(R1+R2)，Rl和R2分別是第一分壓電阻和第二分壓電阻的電阻值。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，控制電路還包括:第一分壓電阻和第二分壓電阻，母線電壓經(jīng)第一分壓電阻和第二分壓電阻分壓后輸入到第一比較器；第一比較器將分壓電壓與KX(VOUt+VCOn)相比較，其中，Vout是反饋電壓的電壓值，Vcon是參考電壓值，K = R2/(R1+R2),R1和R2分別是第一分壓電阻和第二分壓電阻的電阻值。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種低電壓供電控制電路，其包括:第一比較器，基于預(yù)設(shè)電壓或儲(chǔ)能電路的輸出電壓對(duì)母線電壓進(jìn)行比較操作而獲得第一比較結(jié)果；第二比較器，基于輸出電壓和閾值電壓進(jìn)行比較操作而獲得第二比較結(jié)果；以及邏輯單元，通過(guò)對(duì)第一比較結(jié)果和第二比較結(jié)果進(jìn)行邏輯操作，并基于該邏輯操作的結(jié)果輸出用于控制開(kāi)關(guān)單元的控制信號(hào)。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，邏輯單元在母線電壓低于預(yù)設(shè)電壓或母線電壓低于輸出電壓與參考電壓之和，并且輸出電壓低于閾值電壓時(shí)，生成控制信號(hào)以開(kāi)啟開(kāi)關(guān)單元。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，邏輯單元包括門(mén)電路。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，控制信號(hào)通過(guò)切換作用于開(kāi)關(guān)單元的電壓來(lái)控制開(kāi)關(guān)單元。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路，可選地，控制電路還包括鉗位電路，作用于開(kāi)關(guān)單元的電壓等于由該鉗位電路提供的鉗位電壓。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)方面，提供了一種低電壓供電電路，其包括前述的低電壓供電控制電路。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)方面，提供了一種低電壓供電電路，其包括:控制單元和開(kāi)關(guān)單元，其中，控制單元包括:第一比較器，第一比較器基于預(yù)設(shè)電壓或儲(chǔ)能電路的輸出電壓對(duì)母線電壓進(jìn)行比較操作，并基于比較結(jié)果輸出用于控制開(kāi)關(guān)單元的控制信號(hào)。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電電路，可選地，開(kāi)關(guān)單元包括NMOS管或者
NPN三極管。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電電路，可選地，低電壓供電電路還包括儲(chǔ)能單元，在控制單元控制開(kāi)關(guān)單元開(kāi)啟時(shí)，用母線電壓對(duì)儲(chǔ)能單元充電。
[0031 ] 根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電電路，可選地，儲(chǔ)能單元包括電容。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電電路，可選地，母線電壓是全波整流信號(hào)。
[0033]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路以及應(yīng)用該控制電路的低電壓供電電路，從母線直接為負(fù)載提供低壓電源，使其具備待機(jī)工作的可能?？蛇x地，該供電電路還可以為MCU提供電源，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)，并增強(qiáng)系統(tǒng)的擴(kuò)展能力。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅涉及本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，而非對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0035]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的低電壓供電電路的原理圖；
[0036]圖2是圖1的低電壓供電電路的一種工作波形圖，圖2a是圖2中的部分工作波形；
[0037]圖3是圖1的低電壓供電電路的另一種工作波形圖；
[0038]圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的低電壓供電電路的原理圖；圖5和圖6示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電電路的工作波形圖；
[0039]圖7示出了圖1所示低電壓供電電路的控制單元的原理圖；
[0040]圖8a示出了鉗位電路的一種實(shí)現(xiàn)方式，圖Sb示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的鉗位電路的一個(gè)例子，圖8c示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的鉗位電路的另一個(gè)例子；
[0041]圖9示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的低電壓供電電路的控制單元的原理圖，圖9a不出了圖9的控制單兀電路的另一種應(yīng)用的原理圖；
[0042]圖10示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的低電壓供電電路的控制單元的原理圖；
[0043]圖11示出了圖1所示低電壓供電電路的一個(gè)具體例子；
[0044]圖12示出了圖11的低電壓供電電路的一種變型；
[0045]圖13示出了圖12所示電路中的鉗位電壓切換；
[0046]圖14示出了圖1所示低電壓供電電路的另一個(gè)例子。

【具體實(shí)施方式】
[0047]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0048]除非另作定義，此處使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)或者科學(xué)術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)為本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)以及權(quán)利要求書(shū)中使用的“第一”、“第二”以及類(lèi)似的詞語(yǔ)并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來(lái)區(qū)分不同的組成部分。同樣，“一個(gè)”或者“一”等類(lèi)似詞語(yǔ)也不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個(gè)。
[0049]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的供電電路和供電方法，從原理上，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制經(jīng)整流得到的母線電壓來(lái)對(duì)儲(chǔ)能單元進(jìn)行充電，從而實(shí)現(xiàn)低電壓供電。
[0050]通常，經(jīng)整流得到的母線電壓可以達(dá)到幾百伏，而被供電的負(fù)載所需的供電電壓比較低，例如為十幾伏甚至更低，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，為了實(shí)現(xiàn)從母線直接為負(fù)載提供低壓電源，且并不增加降壓電路，可以通過(guò)開(kāi)關(guān)控制，選擇母線電壓幅度較低的時(shí)間區(qū)間，用母線電壓進(jìn)行供電。更具體地，在母線電壓不高于某值的時(shí)間段，導(dǎo)通母線電壓供電通路，用母線電壓對(duì)負(fù)載供電，并且對(duì)儲(chǔ)能單元充電；在母線電壓高于該值的時(shí)間段，斷開(kāi)母線電壓供電通路，不用母線電壓對(duì)負(fù)載供電，而是通過(guò)儲(chǔ)能單元的放電來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的充電。這樣，無(wú)需降壓電路即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的不間斷低壓供電。
[0051]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的低電壓供電電路的原理圖。如圖1所示，供電電路I包括:控制單元10，開(kāi)關(guān)單元20，儲(chǔ)能單元30，整流單元40和負(fù)載50。
[0052]其中，儲(chǔ)能單元30和整流單元40分別用虛線框表示。儲(chǔ)能單元30包括電容C，存儲(chǔ)從開(kāi)關(guān)單元20傳輸來(lái)的電能，并且儲(chǔ)能單元30的輸出電壓Vout被反饋到控制單元10。
[0053]負(fù)載50也用虛線框表示，其可以是電阻，也可以是LED驅(qū)動(dòng)器、LED驅(qū)動(dòng)器中的控制器、MCU等等。
[0054]整流單元40的作用是將市電(85V?265V交流電)通過(guò)整流轉(zhuǎn)換為母線電壓VM。VM的波形，例如，如圖1所示，為全波整流信號(hào)。
[0055]由于供電電路I所作用的負(fù)載電路(例如，AC-DC LED驅(qū)動(dòng)器)可以具有儲(chǔ)能單元(例如，儲(chǔ)能電容)和/或整流單元，因而供電電路I可以與AC-DC LED驅(qū)動(dòng)器共用該儲(chǔ)能單元和整流單元，也因此在圖1中用虛線標(biāo)注儲(chǔ)能單元30和整流單元40。負(fù)載50本身為供電電路I的供電對(duì)象，因而可以不屬于供電電路I的一部分，也用虛線框表示。
[0056]控制單元10和開(kāi)關(guān)單元20分別用實(shí)線框表示。如圖1所示，市電經(jīng)整流得到的母線電壓VM輸入到控制單元10和開(kāi)關(guān)單元20 ;控制單元10基于母線電壓VM生成控制信號(hào)Control，該控制信號(hào)用于控制開(kāi)關(guān)單元20的開(kāi)關(guān)狀態(tài)；開(kāi)關(guān)單元20控制母線電流對(duì)儲(chǔ)能單元30的輸出。例如，開(kāi)關(guān)單元20包括NMOS管或者NPN三極管。
[0057]具體而言，當(dāng)檢測(cè)到母線電壓VM不高于設(shè)定的參考值Vset時(shí)，控制單元10通過(guò)控制信號(hào)Control控制開(kāi)關(guān)單元20開(kāi)啟，開(kāi)始用母線電壓(電流)給儲(chǔ)能單元充電；若母線電壓VM高于參考值Vset,控制單元10通過(guò)控制信號(hào)Control控制開(kāi)關(guān)單元20關(guān)閉，停止對(duì)儲(chǔ)能單元充電。
[0058]圖2示出了圖1的低電壓供電電路的一種工作波形圖，圖2a是圖2中的部分工作波形。圖3示出了圖1的低電壓供電電路的另一種工作波形圖。
[0059]如圖2所示，當(dāng)母線電壓VM高于Vset時(shí),控制信號(hào)Control置低，不對(duì)儲(chǔ)能單元30充電，此時(shí)儲(chǔ)能單元30處于放電狀態(tài)(例如，通過(guò)負(fù)載50放電，儲(chǔ)能單元30的輸出電壓Vout在放電過(guò)程中相應(yīng)降低，由于此過(guò)程中開(kāi)關(guān)單元20關(guān)閉，因此，流經(jīng)開(kāi)關(guān)單元20的電流Isw為零；當(dāng)母線電壓VM低于Vset時(shí),控制信號(hào)Control被置高,對(duì)儲(chǔ)能單元30充電，儲(chǔ)能單元30的輸出電壓Vout在充電過(guò)程中相應(yīng)升高，由于此過(guò)程中開(kāi)關(guān)單元20開(kāi)啟，因此，流經(jīng)開(kāi)關(guān)單元20的電流Isw不再為零，并隨VM的變化而變化，并且此期間可以實(shí)現(xiàn)向負(fù)載50供電；當(dāng)母線電壓VM低于Vset但不高于Vout時(shí)，由于沒(méi)有電壓降而不對(duì)儲(chǔ)能單元30充電，于是開(kāi)關(guān)單元電流Isw為零，且Vout因儲(chǔ)能單元30放電而降低，在此期間，由于儲(chǔ)能單元30的放電作用，供電電路I仍能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)負(fù)載50供電；然后，在下一個(gè)VM波形周期，VM逐漸升高,大于Vout,在不高于Vset之前,再次對(duì)儲(chǔ)能單元30充電，Vout升高，Isw也隨著VM升高而升高，如前所述，在此期間可以實(shí)現(xiàn)向負(fù)載50供電；當(dāng)￥11高于￥8的，將控制信號(hào)Control置低，關(guān)閉開(kāi)關(guān)單元20，停止對(duì)儲(chǔ)能單元30充電，Isw變?yōu)榱悖瑑?chǔ)能單元30的輸出電壓Vout也逐漸因放電而降低，繼續(xù)對(duì)負(fù)載50供電。
[0060]如前所述，通常經(jīng)整流得到的母線電壓VM可以達(dá)到幾百伏，而負(fù)載50所需的供電電壓可以比較低,例如為十幾伏甚至更低，因此，圖2中的電壓VM、Vset、Vout的幅度相對(duì)關(guān)系僅為示意性的，并不體現(xiàn)比例關(guān)系。
[0061]為了實(shí)現(xiàn)從母線直接為負(fù)載提供低壓電源，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的供電電路I通過(guò)開(kāi)關(guān)控制來(lái)選擇母線電壓VM較低幅度值區(qū)間的部分(對(duì)應(yīng)于圖2中兩個(gè)曲線箭頭之間的部分，也即對(duì)應(yīng)于控制先后Control置高的部分)對(duì)儲(chǔ)能單元30進(jìn)行充電，并利用儲(chǔ)能單元30的充放電儲(chǔ)能特性來(lái)實(shí)現(xiàn)持續(xù)地低壓供電。
[0062]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的供電電路I還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)MCU供電。由于MCU所需的電源電壓通常為直流低電壓，例如為5V或12V，因而需要對(duì)輸出電壓Vout進(jìn)行控制。如圖3所示，如果檢測(cè)到輸出電壓達(dá)到閾值Vth，則控制單元10將控制信號(hào)Control置低，關(guān)閉開(kāi)關(guān)單元20，停止對(duì)儲(chǔ)能單元30充電，Isw變?yōu)榱?，?chǔ)能單元30的輸出電壓Vout也逐漸因放電而降低，通過(guò)放電繼續(xù)對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電路供電。這樣，可以通過(guò)控制Vout的幅度上限來(lái)起到對(duì)MCU電路或MCU芯片的保護(hù)作用。
[0063]由上述對(duì)于根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低壓供電電路的工作原理和工作波形的分析，可以看出，控制單元10基于VM與Vset的比較結(jié)果來(lái)生成控制信號(hào)Control，用該控制信號(hào)Control來(lái)控制開(kāi)關(guān)單元20的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從而控制儲(chǔ)能單元30的充放電。
[0064]從圖2及上述分析可以理解到，因?yàn)槭腔趯?duì)VM = Vset的臨界點(diǎn)的過(guò)點(diǎn)檢測(cè)來(lái)改變控制信號(hào)Control，所以在電壓VM到達(dá)該臨界點(diǎn)的時(shí)刻控制信號(hào)Control處于何種狀態(tài)(高或者低)對(duì)電路的整體工作過(guò)程而言并無(wú)特別的影響。因此，前述的“不高于”可以包括等于的情況，即VM ( Vset ;也可以不包括等于的情況，即VM〈Vset。
[0065]可選地，根據(jù)開(kāi)關(guān)單元20的功耗限制，設(shè)置與母線電壓VM比較的閾值Vset。
[0066]半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件一般有瞬時(shí)能量的限制，超過(guò)該限制，器件會(huì)因?yàn)樗查g發(fā)熱過(guò)大而燒毀。具體而言，瞬時(shí)能量記為Es，開(kāi)關(guān)單元20的開(kāi)啟時(shí)間是從h時(shí)刻到t2時(shí)刻，如圖2a所示。貝1J，

ft2
Esw_mcLX = I (? — ^out_min)hw < Es
V i /
[0067]
T _ — ^OUT
hl￥ = ?

從W
[0068]其中，Esw_max是開(kāi)關(guān)單元20的開(kāi)關(guān)器件的瞬時(shí)能量的最大值，Vout_min是輸出電壓的最小值，Isw是導(dǎo)通電流，Rsw為開(kāi)關(guān)單元的導(dǎo)通阻抗。
[0069]如果設(shè)VM的谷值為O時(shí)刻，則在h時(shí)刻和t2時(shí)刻，滿足:
[0070]I1 = ArcSin (_________(2)
[0071]to = ArcSinf Xs- )(3 )
￡ 10nr\!2VacJ
[0072]其中，Vac是工頻交流電的有效值(例如，220V，IlOV等)。以50Hz工頻交流電為例，Vac滿足
[0073]看臟* V2 _施(4)
[0074]通過(guò)上述公式(I)，并結(jié)合圖2a，可以得出Vset與輸出電壓的差值決定了總的導(dǎo)通時(shí)間，Vset越大，tl到t2的時(shí)間越長(zhǎng)，瞬時(shí)能量越高。同時(shí)，電壓差除以開(kāi)關(guān)單元的導(dǎo)通阻抗也決定了導(dǎo)通電流Isw的大小，瞬時(shí)能量與母線VM與輸出電壓Vout的差值成正比，Vset越大,其差值的最大值越大,導(dǎo)通電流Isw越大,可能的瞬時(shí)能量越高。
[0075]設(shè)定Vset以保證最差情況的器件安全性，即Esw _小于Es，以免燒毀開(kāi)關(guān)器件。因此根據(jù)實(shí)際工作情況，可以得到Vset的值。極限條件是Vout為零，Vset與輸出電壓Vout的差值即為Vset。通常Vset會(huì)設(shè)置在一個(gè)較低的值,避免Esw過(guò)大。在Vset電壓相對(duì)母線電壓VM較低的前提下，可以取一階近似進(jìn)行計(jì)算，得到Vsetjnax的近似值:
[0076]FselLw1x ? (150 V2 n Emax Rsw VacJ1^s( ^ )
[0077]其中，Rsw是開(kāi)關(guān)單元20的導(dǎo)通阻抗，Emax是允許的最大瞬時(shí)能量。
[0078]應(yīng)用上述公式(5)計(jì)算,例如,在Emax = 5OmJ, Rsw = 10 Ω , Vac = 265V的條件下，Vset_max = 44.5V ;在 Emax = 5OmJ, Rsw = 10 Ω , Vac = 85V 的條件下，Vset_max =30.5V。
[0079]同時(shí)，Vout的最大輸出功率為:
n^OUT 4W 獻(xiàn)
[0080]Pom mm = ^---( 6 )

1 SW
[0081]其中，At為最大有效導(dǎo)通時(shí)間，即VM高于Vout的時(shí)間。Tsw是開(kāi)關(guān)的間隔周期，即交流電周期的一半，對(duì)于50Hz工頻的電網(wǎng)，Tsw = 1ms。是導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)的平均電流。
[0082]VM高于Vout時(shí)為輸出提供電流，而VM低于Vout的時(shí)間內(nèi)是無(wú)法為輸出提供電流的。如果固定Vset為上述最大值，Vout升高,實(shí)際的導(dǎo)通時(shí)間At會(huì)減小,最大輸出功率Pout會(huì)下降。輸出電壓Vout越接近Vset,最大輸出功率越低。
[0083]圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的低電壓供電電路的原理圖。對(duì)比圖4和圖1，可以看出，根據(jù)圖4的電路方案，控制單元10基于母線電壓VM和儲(chǔ)能單元30的輸出電壓Vout生成控制信號(hào)Control，以控制開(kāi)關(guān)單元20的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
[0084]具體而言，當(dāng)檢測(cè)到母線電壓VM不高于輸出電壓Vout電壓加上一個(gè)設(shè)定值Vcon時(shí)，控制單元10通過(guò)控制信號(hào)Control控制開(kāi)關(guān)單元20開(kāi)啟，開(kāi)始用母線電壓(電流)給儲(chǔ)能單元充電；若母線電壓VM高于輸出電壓Vout電壓加上一個(gè)設(shè)定值Vcon，控制單元10通過(guò)控制信號(hào)Control控制開(kāi)關(guān)單元20關(guān)閉，停止對(duì)儲(chǔ)能單元充電。與之前同理，“不高于”可以包括等于的情況，即VM ^ Vout+Vcon ;也可以不包括等于的情況，即VM〈Vout+Vcon。
[0085]圖5和圖6示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電電路的工作波形圖。
[0086]如圖5所示，當(dāng)母線電壓VM高于Vout+Vcon時(shí),控制信號(hào)Control置低，不對(duì)儲(chǔ)能單元30充電，此時(shí)儲(chǔ)能單元30處于放電狀態(tài)(例如，通過(guò)負(fù)載50放電，儲(chǔ)能單元30的輸出電壓Vout在放電過(guò)程中相應(yīng)降低，由于此過(guò)程中開(kāi)關(guān)單元20關(guān)閉，因此，流經(jīng)開(kāi)關(guān)單元20的電流Isw為零；當(dāng)母線電壓VM低于Vout+Vcon時(shí),控制信號(hào)Control被置高,對(duì)儲(chǔ)能單元30充電，儲(chǔ)能單元30的輸出電壓Vout在充電過(guò)程中相應(yīng)升高，由于此過(guò)程中開(kāi)關(guān)單元20開(kāi)啟，因此，流經(jīng)開(kāi)關(guān)單元20的電流Isw不再為零，并隨VM的變化而變化，并且此期間可以實(shí)現(xiàn)向負(fù)載50供電；當(dāng)母線電壓VM低于Vout+Vcon但不高于Vout時(shí)，由于沒(méi)有電壓降而不對(duì)儲(chǔ)能單元30充電,于是開(kāi)關(guān)單元電流Isw為零,且Vout因儲(chǔ)能單元30放電而降低,在此期間，由于儲(chǔ)能單元30的放電作用，供電電路I仍能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)負(fù)載50供電；然后，在下一個(gè)VM波形周期，VM逐漸升高,大于Vout,在不高于Vout+Vcon之前,再次對(duì)儲(chǔ)能單元30充電,Vout升高，Isw也隨著VM升高而升高,如前所述,在此期間可以實(shí)現(xiàn)向負(fù)載50供電；當(dāng)VM高于Vout+Vcon，將控制信號(hào)Control置低，關(guān)閉開(kāi)關(guān)單元20，停止對(duì)儲(chǔ)能單元30充電，Isw變?yōu)榱?，?chǔ)能單元30的輸出電壓Vout也逐漸因放電而降低，繼續(xù)對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電路供電。
[0087]同前，圖5中的電壓VM、Vout的幅度相對(duì)關(guān)系僅為示意性的，并不體現(xiàn)比例關(guān)系。為了實(shí)現(xiàn)從母線直接為負(fù)載提供低壓電源，圖4的供電電路I通過(guò)開(kāi)關(guān)控制來(lái)選擇母線電壓VM較低幅度值區(qū)間的部分(對(duì)應(yīng)于圖4中兩個(gè)曲線箭頭之間的部分，也即對(duì)應(yīng)于控制先后Control置高的部分)對(duì)儲(chǔ)能單元30進(jìn)行充電，并利用儲(chǔ)能單元30的充放電儲(chǔ)能特性來(lái)實(shí)現(xiàn)持續(xù)地低壓供電。
[0088]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的供電電路I還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)MCU供電。由于MCU所需的電源電壓通常為直流低電壓，例如為5V或12V，因而需要對(duì)輸出電壓Vout進(jìn)行進(jìn)一步的控制。如圖6所示，如果檢測(cè)到輸出電壓達(dá)到閾值Vth，則控制單元10將控制信號(hào)Control置低，關(guān)閉開(kāi)關(guān)單元20，停止對(duì)儲(chǔ)能單元30充電，Isw變?yōu)榱?，?chǔ)能單元30的輸出電壓Vout也逐漸因放電而降低，通過(guò)放電繼續(xù)對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電路供電。這樣,可以通過(guò)控制Vout的幅度上限來(lái)起到對(duì)MCU電路或MCU芯片的保護(hù)作用。
[0089]由上述對(duì)于根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低壓供電電路的工作原理和工作波形的分析，可以看出，控制單元10基于VM與Vout+Vcon的比較結(jié)果來(lái)生成控制信號(hào)Control,用該控制信號(hào)Control來(lái)控制開(kāi)關(guān)單元20的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從而控制儲(chǔ)能單元30的充放電。
[0090]根據(jù)圖1所示的方案，實(shí)際上，Vset是在Vout = O的極限條件下計(jì)算得到的，該條件在低壓供電電路的啟動(dòng)過(guò)程中會(huì)遇到。為了滿足啟動(dòng)過(guò)程中極限條件下瞬時(shí)能量不超安全范圍，同時(shí)滿足啟動(dòng)后最大輸出功率不會(huì)大幅度下降，也可以動(dòng)態(tài)設(shè)置Vset電壓。圖4的方案實(shí)際上就是通過(guò)引入反饋電壓Vout來(lái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)Vset電壓的動(dòng)態(tài)設(shè)置。也就是說(shuō)，用 Vout+Vcon 取代了 Vset,即 Vset = Vout+Vcon。
[0091]依前述原理，類(lèi)似的，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得到:
[0092]Vset ? {150 λ/2 re Emax Rsw Vac}1 rs -j-Vcut(7)
[0093]即
[0094]Vcon stf flSO V2 π Emax Rsw l/ar)i/3(8)
[0095]Vout最大輸出功率:
—(9)
[0096]p一 vOUTkw^
rOUT_max — τ

iSW
[0097]其中
「 π/ 3 Emax Rsw \1/3(10)
[0098]Af % I_ I
\40000j1:2Va€2/
[0099]與靜態(tài)設(shè)置Vset電壓相比，動(dòng)態(tài)設(shè)置Vset電壓可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)固定的最大有效導(dǎo)通時(shí)間At，從而實(shí)現(xiàn)最大輸出功率的相對(duì)穩(wěn)定。
[0100]圖7示出了圖4所示低電壓供電電路的控制單元的原理圖。如圖7所示，控制單元10包括比較器CMP1，電阻RM和鉗位電路ZD。其中，用RM作為檢測(cè)電阻，將VM信號(hào)輸入到RM的一端，鉗位電路ZD鉗位RM另一端電壓VC = Vout,從而使得VM-Vout =電流ImX RM，即Im = (VM-Vout)/RM，其中Im是流經(jīng)電阻RM的電流。這樣，設(shè)定一個(gè)參考電流Iref =Vcon/RM,并通過(guò)比較器CMPl比較Iref和Im，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)VM-Vout與Vcon的比較，也就是說(shuō)，實(shí)現(xiàn)了 VM與Vout+Vcon的比較。通過(guò)設(shè)置RM的電阻值，可以實(shí)現(xiàn)較小電流的比較，從而降低對(duì)比較器CMPl的器件要求。這里，比較器CMPl是電流比較器。可選地，比較器CMPl也可以是電壓比較器，通過(guò)電流/電壓轉(zhuǎn)換來(lái)比較電流Iref和Im。
[0101]鉗位電路ZD的特性與穩(wěn)壓二極管類(lèi)似，它有一個(gè)鉗位電壓Vclamp。當(dāng)節(jié)點(diǎn)電壓VC小于Vclamp時(shí)，鉗位電路呈現(xiàn)為截止?fàn)顟B(tài)，電流為零；隨著外部電流(流經(jīng)RM的電流Im)增大使VC升高，當(dāng)VC等于Vclamp后電流Im繼續(xù)上升，鉗位電路ZD提供與電流Im相等的下拉電流，保持VC等于Vclamp。
[0102]因此，鉗位單元可以等價(jià)看做一個(gè)閾值為Vclamp的穩(wěn)壓二極管，外加電壓不低于Vclamp時(shí)導(dǎo)通,低于Vclamp時(shí)截止。
[0103]圖8a示出了鉗位電路的一種實(shí)現(xiàn)方式。如圖8a所示，鉗位電路ZD通過(guò)放大器Opamp控制實(shí)現(xiàn)VC = Vclamp,放大器Opamp控制的NMOS晶體管NMOS只具備下拉電流功能，故能夠?qū)崿F(xiàn)單向的電壓鉗位，VC電壓低于Vclamp時(shí)NMOS不導(dǎo)通,不產(chǎn)生電流。
[0104]圖Sb示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的鉗位電路的一個(gè)例子。如前所述，圖7所示的根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的控制單元10通過(guò)進(jìn)行電流Im和參考電流Iref的比較來(lái)實(shí)現(xiàn)VM與Vout+Vcon的比較。進(jìn)一步，圖8a的鉗位電路ZD可以提供與電流Im相等的下拉電流Izd，于是，可以通過(guò)設(shè)置鏡像電流源而產(chǎn)生與電流Im相等的電流輸出。該鏡像電流源可以通過(guò)另一個(gè)NMOS晶體管NM0S2 (提供下拉電流Izd的晶體管為NM0S1)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0105]圖Sc示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的鉗位電路的另一個(gè)例子。與圖Sb的鉗位電路ZD相比，圖Sc的電路可以通過(guò)采樣電阻Rs實(shí)現(xiàn)對(duì)Rs*Im的輸出，從而可以進(jìn)行電壓比較，這可以對(duì)應(yīng)于圖7中比較器CMPl為電壓比較器的情況。
[0106]圖9示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的低電壓供電電路的控制單元的原理圖。如圖9所示，VM通過(guò)分壓電阻Rl、R2分壓后與KX (Vout+Vcon)比較，其中，K = R2/(R1+R2)，那么，VM分壓后輸入到比較器CMPl的電壓為R2/ (R1+R2) X VM,即KX VM,于是可以實(shí)現(xiàn)VM與Vout+Vcon比較。由于電阻Rl和R2的分壓作用，通過(guò)設(shè)定Rl和R2的電阻值，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)VM的較小分量R2/(R1+R2) X VM (Rl的電阻值大于或遠(yuǎn)大于R2的電阻值)的輸入比較，也就是說(shuō)，可以用低電壓電路實(shí)現(xiàn)比較。這里，比較器CMPl是電壓比較器。
[0107]圖9所示的控制單元可以用于圖4所示的供電電路，也可以用于圖1所示的供電電路。圖9a示出了將圖9的供電電路應(yīng)用于圖1的供電電路的原理示意圖。
[0108]如圖9所示，VM通過(guò)分壓電阻Rl、R2分壓后與KXVset比較，其中，K = R2/(R1+R2)，那么，VM分壓后輸入到比較器CMPl的電壓為R2/ (R1+R2) X VM,即KX VM,于是可以實(shí)現(xiàn)VM與Vset比較。同理，由于電阻Rl和R2的分壓作用，通過(guò)設(shè)定Rl和R2的電阻值，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)VM的較小分量R2/(R1+R2) X VM (Rl的電阻值大于或遠(yuǎn)大于R2的電阻值)的輸入比較，也就是說(shuō)，可以用低電壓電路實(shí)現(xiàn)比較。這里，比較器CMPl是電壓比較器。
[0109]圖10示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的低電壓供電電路的控制單元的原理圖。在圖10中，控制單元10進(jìn)一步包括比較器CMP2和邏輯電路Logic。其中，比較器CMP2比較Vout和Vth，如前所述，可以通過(guò)利用閾值Vth來(lái)控制Vout的幅度上限，從而對(duì)MCU電路或MCU芯片進(jìn)行供電。邏輯電路Logic基于比較器CMPl的比較結(jié)果輸出和比較器CMP2的比較結(jié)果輸出來(lái)生成控制信號(hào)Control。
[0110]在圖10中，包括了比較器CMPl的實(shí)線框部分采用了圖7所示的電路，可選地，其也可以采用圖9和圖9a所示的電路。也就是說(shuō)，圖10所示電路的原理結(jié)構(gòu)(比較器CMP2和邏輯電路Logic的部分)即可以應(yīng)用于圖4的供電電路，也可以應(yīng)用于圖1的供電電路。
[0111]具體而言，當(dāng)用于圖1的供電電路時(shí)，結(jié)合圖2和圖3所示的波形圖，當(dāng)VM低于Vset且Vout低于Vth時(shí)，控制信號(hào)Control被邏輯電路Logic置高；當(dāng)VM高于Vset或Vout高于Vth時(shí),邏輯電路Logic將控制信號(hào)Control置低。邏輯電路Logic可以用門(mén)電路實(shí)現(xiàn)；當(dāng)用于圖4的供電電路時(shí)，結(jié)合圖5和圖6所示的波形圖，當(dāng)VM低于Vout+Vcon且Vout低于Vth時(shí)，控制信號(hào)Control被邏輯電路Logic置高；當(dāng)VM高于Vout+Vcon或Vout高于Vth時(shí),邏輯電路Logic將控制信號(hào)Control置低。邏輯電路Logic可以用門(mén)電路實(shí)現(xiàn)。
[0112]圖11示出了圖4所示低電壓供電電路的一個(gè)具體例子。與圖4的電路相比，圖11的電路采用了圖10的控制單元10 (如虛線部分所示)，并且用NMOS管實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)單元20。
[0113]圖12示出了圖11的低電壓供電電路的一種變型。與圖11方案的不同之處在于，圖12的方案中，并未使用信號(hào)Control直接控制開(kāi)關(guān)單元20，而是用該Control信號(hào)來(lái)切換鉗位電路ZD的鉗位電壓Vclamp ;如前所述，鉗位電路ZD的鉗位作用使得RM下端電壓VC=鉗位電壓Vclamp,而VC作用于開(kāi)關(guān)單元20,于是得以實(shí)現(xiàn)用控制信號(hào)Control對(duì)開(kāi)關(guān)單元20進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。
[0114]具體而言，如圖13所示，通過(guò)控制信號(hào)Control來(lái)設(shè)置鉗位電壓，例如，在Vclampl和Vclamp2之間切換，當(dāng)設(shè)置為Vclampl = Vout時(shí),鉗位VC = Vout ;當(dāng)設(shè)置為Vclamp2 =Vout+Vcon時(shí),鉗位VC = Vout+Vcon。由此,可以通過(guò)對(duì)鉗位電壓的切換,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)單元20的控制電壓的切換。
[0115]這樣，可以使用較低電壓的Control信號(hào)來(lái)產(chǎn)生對(duì)NMOS管較高電壓的控制信號(hào)。由此，采用這種變型，可以實(shí)現(xiàn)比較器CMPl、比較器CMP2、邏輯電路Logic和鉗位電路ZD的芯片集成。也就是說(shuō)，將控制單元10的這些部分集成在一個(gè)低電壓工作的芯片中，并通過(guò)檢測(cè)電阻RM檢測(cè)母線電壓VM，以及通過(guò)改變鉗位電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)NMOS管的開(kāi)關(guān)控制。
[0116]圖14方案與圖12方案的區(qū)別在于，圖14中的開(kāi)關(guān)單元20用NPN三極管代替NMOS管。
[0117]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的控制單元或者應(yīng)用其的低電壓供電電路可以包括一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)發(fā)生電路，用于生成諸如Iref、Vcon、Vth的參考信號(hào)。可選地，這些參考信號(hào)也可以由外部信號(hào)發(fā)生電路生成。
[0118]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的控制單元的比較器C0MP1、比較器C0MP2、邏輯電路Logic和鉗位電路ZD集成在集成電路芯片中。可選地，前述的信號(hào)發(fā)生電路可以集成于該芯片，也可以獨(dú)立于該芯片。采用芯片集成的方式可以減少電路體積、降低成本，也可以標(biāo)準(zhǔn)化器件參數(shù)。
[0119]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低電壓供電控制電路以及應(yīng)用該控制電路的低電壓供電電路，從母線直接為負(fù)載(如，AC-DC LED驅(qū)動(dòng)器)提供低壓電源，使其具備待機(jī)工作的可能?？蛇x地，該供電電路還可以為MCU提供電源，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)，并增強(qiáng)系統(tǒng)的擴(kuò)展能力。
[0120]以上所述僅是本實(shí)用新型的示范性實(shí)施方式，而非用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求確定。
【權(quán)利要求】
1.一種低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，包括:第一比較器(CMP1)，所述第一比較器(CMPl)基于預(yù)設(shè)電壓(Vset)或反饋電壓(Vout)對(duì)母線電壓(VM)進(jìn)行比較操作，并基于比較結(jié)果輸出用于控制開(kāi)關(guān)單元(20)的控制信號(hào)(Control)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述第一比較器(CMPl)在所述母線電壓(VM)低于所述預(yù)設(shè)電壓(Vset)時(shí)生成所述控制信號(hào)(Control)以開(kāi)啟所述開(kāi)關(guān)單元(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)電壓(Vset)滿足 Vsetjnax (150 V2 jr Emax Rsw Vac)1/3 其中，Vsetjnax是所述預(yù)設(shè)電壓(Vset)的最大值，Rsw是所述開(kāi)關(guān)單元(20)的導(dǎo)通阻抗，Emax是該開(kāi)關(guān)單元(20)允許的最大瞬時(shí)能量，Vac是工頻交流電的有效值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述反饋電壓(Vout)是儲(chǔ)能電路(30)的輸出電壓(Vout)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述第一比較器(CMPl)在所述母線電壓(VM)低于所述輸出電壓(Vout)與參考電壓(Vcon)之和時(shí)生成所述控制信號(hào)(Control)以開(kāi)啟所述開(kāi)關(guān)單元(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述參考電壓(Vcon)滿足 Vcon ~ (ISO ν2 π Emax Rsw Vac)1^ 其中，Vcon是所述參考電壓(Vcon)的值，Rsw是所述開(kāi)關(guān)單元(20)的導(dǎo)通阻抗,Emax是該開(kāi)關(guān)單元(20)允許的最大瞬時(shí)能量，Vac是工頻交流電的有效值。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述控制電路(10)還包括:檢測(cè)電阻(RM)和鉗位電路(ZD)，其中， 所述母線電壓(VM)輸入到所述檢測(cè)電阻(RM)的一端； 所述鉗位電路(ZD)鉗位該檢測(cè)電阻(RM)的另一端電壓(VC)為所述輸出電壓(Vout)，且該鉗位電路(ZD)的輸出電流等于(母線電壓一輸出電壓)/檢測(cè)電阻阻值，即(VM-Vout)/RM，其中VM是所述母線電壓的電壓值，Vout是所述輸出電壓的電壓值，RM是所述檢測(cè)電阻的電阻值； 所述第一比較器(CMPl)比較所述鉗位電路(ZD)的輸出電流和參考電流(Iref)，其中所述參考電流(Iref)為所述參考電壓(Vcon)與所述檢測(cè)電阻(RM)之比。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述鉗位電路(ZD)包括: 鉗位比較器(Opamp)，將所述檢測(cè)電阻(RM)的另一端電壓(VC)與所述鉗位電壓(Vclamp)進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果控制下拉晶體管(NM0S1)和電流鏡像晶體管(NM0S2)的導(dǎo)通和關(guān)斷； 下拉晶體管(NM0S1)導(dǎo)通時(shí)提供的下拉電流等于(母線電壓一輸出電壓)/檢測(cè)電阻阻值，即(VM-Vout)/RM ; 電流鏡像晶體管(NM0S2)與下拉晶體管(NMOSl)同時(shí)導(dǎo)通，并生成和輸出與所述下拉電流相等的電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述控制電路(10)還包括:檢測(cè)電阻(RM)和鉗位電路(ZD)，其中， 所述母線電壓(VM)輸入到所述檢測(cè)電阻(RM)的一端； 所述鉗位電路(ZD)鉗位該檢測(cè)電阻(RM)的另一端電壓(VC)為所述輸出電壓(Vout)，且該鉗位電路(ZD)的輸出電壓等于(母線電壓一輸出電壓)X (采樣電阻值/檢測(cè)電阻阻值)，即(VM-Vout) X (Rs/RM)，其中VM是所述母線電壓的電壓值，Vout是所述輸出電壓的電壓值，RM是所述檢測(cè)電阻的電阻值，Rs是采樣電阻值； 所述第一比較器(CMPl)比較所述鉗位電路(ZD)的輸出電壓和所述參考電壓(Vcon)與 Rs/RM 之積，即比較(VM-Vout) X Rs/RM 與 Von X Rs/RM。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述鉗位電路(ZD)包括: 鉗位比較器(Opamp)，將所述檢測(cè)電阻(RM)的另一端電壓(VC)與所述鉗位電壓(Vclamp)進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果控制下拉晶體管(NMOSl)的導(dǎo)通和關(guān)斷； 下拉晶體管(NMOSl)導(dǎo)通時(shí)提供的下拉電流等于(母線電壓一輸出電壓)/檢測(cè)電阻阻值，即(VM-Vout)/RM ; 采樣電阻(Rs)在所述下拉晶體管(NMOSl)導(dǎo)通時(shí)提供的輸出電壓為所述下拉電流與該采樣電阻(Rs)的阻值之積，即(VM-Vout)/RM X Rs。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述控制電路(10)還包括:第一分壓電阻(Rl)和第二分壓電阻(R2)， 所述母線電壓(VM)經(jīng)所述第一分壓電阻(Rl)和所述第二分壓電阻(R2)分壓后輸入到所述第一比較器(CMPl)； 所述第一比較器(CMPl)將所述分壓電壓與KXVset相比較，其中，Vset是所述預(yù)設(shè)電壓(Vset)的電壓值，K = R2/(R1+R2)，Rl和R2分別是所述第一分壓電阻和所述第二分壓電阻的電阻值。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述控制電路(10)還包括:第一分壓電阻(Rl)和第二分壓電阻(R2)， 所述母線電壓(VM)經(jīng)所述第一分壓電阻(Rl)和所述第二分壓電阻(R2)分壓后輸入到所述第一比較器(CMPl)； 所述第一比較器(CMPl)將所述分壓電壓與KX(VOUt+VCOn)相比較，其中，Vout是所述反饋電壓(Vout)的電壓值，Vcon是參考電壓值，K = R2/(R1+R2)，Rl和R2分別是所述第一分壓電阻和所述第二分壓電阻的電阻值。
13.一種低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，包括: 第一比較器(CMP1)，基于預(yù)設(shè)電壓(Vset)或儲(chǔ)能電路(30)的輸出電壓(Vout)對(duì)母線電壓(VM)進(jìn)行比較操作而獲得第一比較結(jié)果； 第二比較器(CMP2)，基于所述輸出電壓(Vout)和閾值電壓(Vth)進(jìn)行比較操作而獲得第二比較結(jié)果；以及 邏輯單元(Logic)，通過(guò)對(duì)所述第一比較結(jié)果和所述第二比較結(jié)果進(jìn)行邏輯操作，并基于該邏輯操作的結(jié)果輸出用于控制開(kāi)關(guān)單元(20)的控制信號(hào)(Control)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述邏輯單元(Logic)在所述母線電壓(VM)低于所述預(yù)設(shè)電壓(Vset)或所述母線電壓(VM)低于所述輸出電壓(Vout)與參考電壓(Vcon)之和，并且所述輸出電壓(Vout)低于所述閾值電壓(Vth)時(shí)，生成所述控制信號(hào)(Control)以開(kāi)啟所述開(kāi)關(guān)單元(20)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述邏輯單元(Logic)包括門(mén)電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述控制信號(hào)(Control)通過(guò)切換作用于所述開(kāi)關(guān)單元(20)的電壓(VC)來(lái)控制所述開(kāi)關(guān)單元(20)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的低電壓供電控制電路(10)，其特征在于，所述控制電路(10)還包括鉗位電路(ZD)，所述作用于所述開(kāi)關(guān)單元(20)的電壓(VC)等于由該鉗位電路(ZD)提供的鉗位電壓(Vclamp)。
18.—種低電壓供電電路(I)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-17中任何一項(xiàng)所述的低電壓供電控制電路(10)。
19.一種低電壓供電電路(I)，其特征在于，包括:控制單元(10)和開(kāi)關(guān)單元(20)，其中， 所述控制單元(10)包括:第一比較器(CMPl)，所述第一比較器(CMPl)基于預(yù)設(shè)電壓(Vset)或儲(chǔ)能電路(30)的輸出電壓(Vout)對(duì)母線電壓(VM)進(jìn)行比較操作，并基于比較結(jié)果輸出用于控制所述開(kāi)關(guān)單元(20)的控制信號(hào)(Control)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的低電壓供電電路(I)，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)單元(20)包括NMOS管或者NPN三極管。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的低電壓供電電路(I)，其特征在于，所述低電壓供電電路(I)還包括儲(chǔ)能單元(30)，在所述控制單元(10)控制所述開(kāi)關(guān)單元(20)開(kāi)啟時(shí)，用所述母線電壓(VM)對(duì)所述儲(chǔ)能單元(30)充電。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的低電壓供電電路(I)，其特征在于，所述儲(chǔ)能單元(30)包括電容(C)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的低電壓供電電路(I)，其特征在于，所述母線電壓(VM)是全波整流信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK203942684SQ201420335318
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】趙汗青, 郭越勇 申請(qǐng)人:美芯晟科技（北京）有限公司