燈具控制系統(tǒng)中的ac故障檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種燈具控制系統(tǒng)中的AC故障檢測電路，燈具控制系統(tǒng)包括沿信號走向順次分布的交流輸入濾波單元、整流濾波單元和PFC升壓電路，PFC升壓電路中設(shè)置供電變壓器，供電變壓器的輔助繞組一端通過整流二極管、串穩(wěn)電路連接至PFC芯片的電源端口；AC故障檢測電路包括光電耦合器和開關(guān)管；光電耦合器的發(fā)光二極管的陽極連接至串穩(wěn)電路的信號輸入端，陰極連接至開關(guān)管的漏極，光電耦合器的光敏三極管的基極接收發(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；開關(guān)管的源極接地，柵極經(jīng)電阻R809、整流分壓單元連接在交流輸入濾波單元后側(cè)。本實用新型提出的AC故障檢測電路能夠?qū)艟呖刂葡到y(tǒng)的AC前級故障準(zhǔn)確無誤的檢測出來。
【專利說明】
燈具控制系統(tǒng)中的AC故障檢測電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及燈具控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燈具控制系統(tǒng)中的AC故障檢測電路。
【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。隨著科學(xué)技術(shù)、電子行業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對于諸如LED路燈等燈具的控制器系統(tǒng)變得越發(fā)復(fù)雜，功能也變得越發(fā)多元化。相對于傳統(tǒng)原始的僅控制燈具亮滅的控制系統(tǒng)而言，顯然是進(jìn)步了很多。通常LED路燈等燈具都是由市電作為供電電源，交流電經(jīng)過輸入濾波、整流后進(jìn)入PFC升壓電路(PFC:功率因素校正)進(jìn)行升壓，以提高電源的功率因素，當(dāng)功率因素值越大，代表其電力利用率越高。之后再經(jīng)過LLC諧振變換器控制電路和輸出濾波整流電路向LED路燈供電，此時加載在LED路燈上的電壓信號為低壓直流信號。目前的燈具控制系統(tǒng)中，對于交流輸入的故障檢測和對于PFC升壓電路是否正常工作的檢測電路設(shè)計復(fù)雜，而且檢測誤差大，檢測效果一般，并不夠理想。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本實用新型提供了一種燈具控制系統(tǒng)中的AC故障檢測電路，其能夠?qū)艟呖刂葡到y(tǒng)的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)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了如下的技術(shù)方案:
[0005]一種燈具控制系統(tǒng)中的AC故障檢測電路，所述燈具控制系統(tǒng)中包括沿信號走向順次分布的交流輸入濾波單元、整流濾波單元和PFC升壓電路，所述PFC升壓電路中設(shè)置供電變壓器，所述供電變壓器的輔助繞組一端通過整流二極管、串穩(wěn)電路連接至PFC芯片的電源端口，其中所述AC故障檢測電路包括:
[0006]光電耦合器U800和開關(guān)管Q801;其中，
[0007]所述光電親合器U800由發(fā)光二極管和光敏三極管構(gòu)成;所述發(fā)光二極管的陽極連接至串穩(wěn)電路的信號輸入端，陰極連接至開關(guān)管Q801的漏極;所述光敏三極管的基極接收發(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后側(cè)。
[0008]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有如下有益效果:
[0009]本實用新型所提供的AC故障檢測電路通過光電耦合器和開關(guān)管的相互配合實現(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，檢測無誤差，效果良好。
【附圖說明】

[0010]圖1為本實用新型所述燈具控制系統(tǒng)的交流輸入前級電路簡圖；
[0011]圖2為本實用新型所述燈具控制系統(tǒng)中的AC故障檢測電路原理圖。
【具體實施方式】
[0012]為了使本實用新型實現(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】對本實用新型作進(jìn)一步闡述:
[0013]參見圖1，其給出了本實用新型所述燈具控制系統(tǒng)的交流輸入前級電路簡圖，在由芯片NCP1608B構(gòu)成的PFC升壓電路中設(shè)計有PFC供電變壓器T，在該變壓器T輔助繞組上產(chǎn)生的信號經(jīng)第一整流二極管Dl整流后輸入到串穩(wěn)電路，由串穩(wěn)電路向PFC芯片提供穩(wěn)定的電壓，使PFC升壓電路得以正常工作。變壓器T的輔助繞組還引出中心抽頭接入地線，并且在該中心抽頭與第一整流二極管Dl的陽極之間還設(shè)置有第二整流二極管D2。結(jié)合圖1-2，在本實用新型所述的燈具控制系統(tǒng)中，包括沿信號走向順次分布的交流輸入濾波單元、整流濾波單元和PFC升壓電路(見圖2中的箭頭方向)。本實用新型所給出的AC故障檢測電路中，將串穩(wěn)電路的信號輸入端作為PFC升壓電路的故障檢測點，具體來說:
[0014]結(jié)合圖2，本實用新型提出了一種燈具控制系統(tǒng)中的AC故障檢測電路，包括:光電親合器U800和開關(guān)管Q801;其中，所述光電親合器U800由發(fā)光二極管和光敏三極管構(gòu)成，所述發(fā)光二極管的陽極(I腳)連接至串穩(wěn)電路的信號輸入端(即圖1中的VCC801)，陰極(2腳)與開關(guān)管Q801的漏極相連，所述光敏三極管的基極接收發(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后側(cè)。交流輸入濾波單元的具體電路設(shè)計比較成熟，這里不做詳細(xì)介紹。PFC升壓電路位于整流橋之后(見圖1)，交流輸入濾波單元位于整流橋之前。從圖2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。
[0015]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，光電親合器1-2腳導(dǎo)通，此時光電親合器的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，S卩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。
[0016]如圖2所示，所述開關(guān)管Q801的柵極通過電阻R809連接至一整流分壓單元，所述整流分壓單元連接至燈具控制系統(tǒng)的交流輸入濾波單元后側(cè)。此時流過電阻R809的信號為直流信號，其阻值優(yōu)選選擇1K歐。參見圖2，所述整流分壓單元具體來說，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后側(cè)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，所述穩(wěn)壓管ZD20的陽極還通過電阻R29接入地。這里，通過設(shè)計整流分壓單元，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。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51OK。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。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。
[0017]S卩，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升壓電路也能夠正常工作，S卩VCC801處有電壓信號，那么光電耦合器的發(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升壓電路未能正常工作，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。
[0018]作為本實用新型的進(jìn)一步實施方案是:在圖2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芯片的FB管腳，柵極接入ZD20的陽極，源極接地。電阻R33的阻值優(yōu)先選取31.6K。其構(gòu)成的是PFC芯片的低電壓保護(hù)電路部分。當(dāng)交流輸入低于預(yù)設(shè)值時，PFC芯片的FB管腳被強(qiáng)制降低到UVP，使得PFC芯片進(jìn)入到待機(jī)模式。當(dāng)交流輸入高于預(yù)設(shè)值時，PFC芯片才開始正常工作。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Rout2，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//Rout2，正常分壓點，主輸出正常建立。PFC芯片的FB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)。在圖1中，F(xiàn)B管腳通過Routl、Rout2從電路信號輸出端取壓，以實現(xiàn)過電壓保護(hù)。
[0019]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進(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，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種燈具控制系統(tǒng)中的AC故障檢測電路，所述燈具控制系統(tǒng)中包括沿信號走向順次分布的交流輸入濾波單元、整流濾波單元和PFC升壓電路，所述PFC升壓電路中設(shè)置供電變壓器，所述供電變壓器的輔助繞組一端通過整流二極管、串穩(wěn)電路連接至PFC芯片的電源端口，其特征在于，所述AC故障檢測電路包括: 光電耦合器U800和開關(guān)管Q801;其中， 所述光電耦合器U800由發(fā)光二極管和光敏三極管構(gòu)成;所述發(fā)光二極管的陽極連接至串穩(wěn)電路的信號輸入端，陰極連接至開關(guān)管Q801的漏極;所述光敏三極管的基極接收發(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后側(cè)。2.如權(quán)利要求1所述的燈具控制系統(tǒng)中的AC故障檢測電路，其特征在于，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后側(cè)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，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1所述的燈具控制系統(tǒng)中的AC故障檢測電路，其特征在于，所述發(fā)光二極管的陽極經(jīng)電阻R801連接至串穩(wěn)電路的信號輸入端。4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的燈具控制系統(tǒng)中的AC故障檢測電路，其特征在于，所述開關(guān)管Q801采用MOS管。5.如權(quán)利要求4所述的燈具控制系統(tǒng)中的AC故障檢測電路，其特征在于，還包括:開關(guān)管Q20，其漏極通過電阻R33連接至PFC芯片的FB管腳，柵極連接至穩(wěn)壓管ZD20的陽極，源極接地。
【文檔編號】H05B37/03GK205726623SQ201620659559
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】王科, 胡特奇, 李長建, 張彬, 朱黎麗
【申請人】重慶燦源電子有限公司