限流方法及限流-恒流組合式電源電路及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于線性電源電路領(lǐng)域，更具體地說是限流方法及限流-恒流組合式電源電路及其控制方法，尤其用于LED驅(qū)動(dòng)電源領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在越來越多的照明裝置中，發(fā)光二極管(LED)正在取代傳統(tǒng)照明光源，因?yàn)槠渚哂懈〉某叽?、低功耗、快速的發(fā)光操作、以及長發(fā)光壽命。LED不能直接連接到交流電，需要配置相應(yīng)的限流驅(qū)動(dòng)電源，當(dāng)前LED驅(qū)動(dòng)使用的方案以傳統(tǒng)的高頻開關(guān)電源為主，電路復(fù)雜，成本高，使得眾多廠商轉(zhuǎn)用線性電源方案。
[0003 ]目前，也有很多類似的電源電路及限流方法，如申請?zhí)?01310202695，發(fā)明名稱為“一種多回路限流供電電路及其控制方法和限流供電方法”，在該專利的【背景技術(shù)】中已經(jīng)描述了現(xiàn)有的電源電路如圖1，圖2中電源電路的缺陷；同時(shí)該專利的改進(jìn)方法如圖3和圖4所示，該專利中采用的限流方法是通過限流器來控制負(fù)載電流，儲(chǔ)能電容405只起到存儲(chǔ)電荷的作用;從而造成限流器承載過高的功耗，限流器溫度偏高，從而限制了該線性驅(qū)動(dòng)電源的應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是通過控制限流電容容值來實(shí)現(xiàn)對經(jīng)整流橋輸出電流的交流成分的限制，然后把限流電容所存儲(chǔ)能量轉(zhuǎn)移給負(fù)載供電，從而降低電路的系統(tǒng)功耗。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種限流方法，在輸入電壓高于設(shè)定電壓時(shí)，通過控制限流電容的電容值對經(jīng)整流橋輸出電流的交流成分進(jìn)行限制;在輸入電壓低于限流電容電壓時(shí)，限流電容給負(fù)載供電。
[0006]進(jìn)一步得，該方法中的設(shè)定電壓為限流電容電壓與負(fù)載電壓之和。
[0007]由于經(jīng)整流橋輸出的紋波電壓變化率無法控制，可以通過控制電容的容值來限制電流;電容容值越小其對電流的限制越強(qiáng)。
[0008]實(shí)現(xiàn)上述限流方法的限流-恒流組合式電源電路，包括一交流電源、一整流橋、一限流-恒流電路和負(fù)載，其中，交流電源為正弦波交流電，所述整流橋包括兩個(gè)輸入端和正負(fù)極輸出端，兩個(gè)輸入端與交流電源相連;所述限流-恒流電路包括四個(gè)端，其中，第一端與整流橋的正極輸出端相連，第二端與整流橋的負(fù)極輸出端相連，第三端連接負(fù)載的一端，第四端連接負(fù)載的另一端;該電源電路包括一個(gè)限流回路和兩個(gè)恒流回路，其中，限流回路通過該回路中電容的電容值來限流。
[0009]進(jìn)一步的優(yōu)選方案，限流-恒流電路包括第一電容、第二電容、第一二極管、第二二極管和半導(dǎo)體功率器件，第二電容的容值小于第一電容的容值，其中，半導(dǎo)體功率器件包括三個(gè)端，具體為第一端、第二端、第三端，第二電容的一端連接到整流橋的正極輸出端與半導(dǎo)體功率器件第一端的交匯處，第二電容的另一端連接到第一二極管的陽極與第二二極管的陰極的交匯處;第一電容的一端連接到半導(dǎo)體功率器件第二端與第一二極管的陰極的交匯處，第一電容的另一端連接到整流橋的負(fù)極輸出端與第二二極管的陽極的交匯處；負(fù)載并聯(lián)于第一電容的兩端，半導(dǎo)體功率器件第三端接控制信號(hào)。
[0010]市電、整流橋、第二電容、第一二極管、第一電容、負(fù)載構(gòu)成限流回路;第二電容、半導(dǎo)體功率器件、第一電容、負(fù)載、第二二極管構(gòu)成第一恒流回路;市電、整流橋、半導(dǎo)體功率器件、第一電容、負(fù)載構(gòu)成第二恒流回路;其中限流回路通過第二電容進(jìn)行限流。
[0011]同時(shí)限流-恒流電路中也可以去掉第一電容，限流-恒流電路包括第二電容、第一二極管、第二二極管和半導(dǎo)體功率器件，其中，半導(dǎo)體功率器件包括三個(gè)端，具體為第一端、第二端、第三端，第二電容的一端連接到整流橋的正極輸出端與半導(dǎo)體功率器件第一端的交匯處，第二電容的另一端連接到第一二極管的陽極與第二二極管的陰極的交匯處；負(fù)載的一端連接到半導(dǎo)體功率器件第二端與第一二極管的陰極的交匯處，負(fù)載的另一端連接到第二二極管的陽極與整流橋負(fù)極輸出端的交匯處，半導(dǎo)體功率器件第三端接控制信號(hào)。
[0012]市電、整流橋、第二電容、第一二極管、負(fù)載構(gòu)成限流回路;第二電容、半導(dǎo)體功率器件、負(fù)載、第二二極管構(gòu)成第一恒流回路;市電、整流橋、半導(dǎo)體功率器件、負(fù)載構(gòu)成第二恒流回路;其中限流回路通過第二電容進(jìn)行限流。
[0013]上述整流橋均可采用倍整流電路代替，第二電容采用納法級至繆法級電容。
[0014]本發(fā)明為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)限流，還包括一個(gè)或多個(gè)限流電阻，所述限流電阻用于限制第一電容的充電電流、第一電容和第二電容的充電電流、第二電容的放電電流。
[0015]優(yōu)化方案，限流-恒流組合式電源電路還包括第一電阻，第一電阻的一端與第一二極管的陰極相連，另一端連接到第一電容與半導(dǎo)體功率器件第二端的交匯處。
[0016]進(jìn)一步地優(yōu)化方案，限流-恒流組合式電源電路還包括第二電阻、第三電阻、第四電阻和第五電阻，其中，第二、第四、第五電阻的一端相連;第二電阻的另一端連接半導(dǎo)體功率器件的第一端，第四電阻的另一端連接第二電容的一端，第五電阻的另一端連接整流橋的正極輸出端;第三電阻的一端連接到第二電容與第一二極管陽極的交匯處，第三電阻的另一端與第二二極管的陰極相連。
[0017]為了增加整流橋的導(dǎo)通角，提高功率因數(shù)，本發(fā)明限流-恒流組合式電源電路，還包括第三電容，所述第三電容并聯(lián)于第一二極管的兩端。
[0018]同時(shí)本發(fā)明還提供了一種限流-恒流組合式電源電路的控制方法，在正弦輸入電壓半個(gè)周期內(nèi)，當(dāng)輸入電壓瞬時(shí)值高于與負(fù)載并聯(lián)的第一電容電壓和第二電容電壓和時(shí)，限流回路開通，第二電容限流，第一恒流回路與第二恒流回路關(guān)斷；當(dāng)輸入電壓瞬時(shí)值高于第二電容電壓而小于第一電容和第二電容電壓和時(shí)，第二恒流回路開通，第一恒流回路與限流回路關(guān)斷；當(dāng)輸入電壓瞬時(shí)值低于第二電容電壓時(shí)，第一恒流回路開通，第二恒流回路與限流回路關(guān)斷。
[0019]—種限流供電方法，對交流電進(jìn)行全橋整流，在輸入電壓瞬時(shí)值高于與負(fù)載并聯(lián)的第一電容電壓和第二電容電壓和時(shí)，交流電源通過整流橋?qū)Φ谝浑娙莺偷诙娙莩潆姡瑫r(shí)給負(fù)載提供全部能量，此時(shí)，第二電容限制第一電容的充電電流。
[0020]—種恒流供電方法，對交流電進(jìn)行全橋整流，在輸入電壓瞬時(shí)值高于第二電容電壓而小于第一電容和第二電容電壓和時(shí)，交流電源不給第二電容充電，交流電源通過整流橋和給第一電容充電，同時(shí)給負(fù)載提供全部或部分能量，負(fù)載不足能量部分由第一電容提供;或者半導(dǎo)體功率器件停止工作，由第一電容給負(fù)載提供全部能量；
當(dāng)輸入電壓瞬時(shí)值低于第二電容電壓時(shí)，交流電源不給第一電容和第二電容充電，第二電容處于放電狀態(tài)，通過給第一電容充電，同時(shí)給負(fù)載提供全部或部分能量，負(fù)載不足能量部分由第一電容提供。
[0021 ]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn):I)通過控制電容容值來實(shí)現(xiàn)對經(jīng)整流橋輸出電流的交流成分進(jìn)行限制，然后把限流電容所存儲(chǔ)能量轉(zhuǎn)移給負(fù)載供電，從而降低電路的功耗;2)當(dāng)輸入電壓瞬時(shí)值低于第二電容電壓時(shí)，第一電容可以通過半導(dǎo)體功率器件給第一電容充電，從而維持第一電容電壓不變，即使第二電容無法給負(fù)載提供全部，負(fù)載不足能量部分也可以由第一電容提供，有效的解決了負(fù)載頻閃的問題;3)利用電容容值來限流有效的解決了現(xiàn)有技術(shù)中通過限流器限流導(dǎo)致其承載過高的功耗，限流器溫度偏高的問題。
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