燈具控制系統中的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中的AC故障檢測電路，燈具控制系統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管；光電耦合器的發光二極管的陽極連接至串穩電路的信號輸入端，陰極連接至開關管的漏極，光電耦合器的光敏三極管的基極接收發光二極管所發出的光，集電極向外引出構成AC故障檢測端，發射極接地；開關管的源極接地，柵極經電阻R809、整流分壓單元連接在交流輸入濾波單元后側。本實用新型提出的AC故障檢測電路能夠將燈具控制系統的AC前級故障準確無誤的檢測出來。
【專利說明】
燈具控制系統中的AC故障檢測電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及燈具控制技術領域，具體涉及一種燈具控制系統中的AC故障檢測電路。
【背景技術】
[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的燈具。隨著科學技術、電子行業的不斷發展與進步，對于諸如LED路燈等燈具的控制器系統變得越發復雜，功能也變得越發多元化。相對于傳統原始的僅控制燈具亮滅的控制系統而言，顯然是進步了很多。通常LED路燈等燈具都是由市電作為供電電源，交流電經過輸入濾波、整流后進入PFC升壓電路(PFC:功率因素校正)進行升壓，以提高電源的功率因素，當功率因素值越大，代表其電力利用率越高。之后再經過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計復雜，而且檢測誤差大，檢測效果一般，并不夠理想。
【實用新型內容】
[0003]針對現有技術中所存在的不足，本實用新型提供了一種燈具控制系統中的AC故障檢測電路，其能夠將燈具控制系統的AC前級故障檢測出來，該AC前級故障狀態包括燈具控制系統沒有交流輸入信號或PFC升壓電路未正常工作的狀態。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用了如下的技術方案:
[0005]一種燈具控制系統中的AC故障檢測電路，所述燈具控制系統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和開關管Q801;其中，
[0007]所述光電親合器U800由發光二極管和光敏三極管構成;所述發光二極管的陽極連接至串穩電路的信號輸入端，陰極連接至開關管Q801的漏極;所述光敏三極管的基極接收發光二極管所發出的光，集電極向外引出構成AC故障檢測端，發射極接地;所述開關管Q801的源極接地，柵極經電阻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。
[0008]相比于現有技術，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管的相互配合實現了對燈具控制系統的AC前級故障檢測，該電路設計簡單，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的技術手段、創作特征、達成目的與作用更加清楚及易于了解，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步闡述:
[0013]參見圖1，其給出了本實用新型所述燈具控制系統的交流輸入前級電路簡圖，在由芯片NCP1608B構成的PFC升壓電路中設計有PFC供電變壓器T，在該變壓器T輔助繞組上產生的信號經第一整流二極管Dl整流后輸入到串穩電路，由串穩電路向PFC芯片提供穩定的電壓，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的陽極之間還設置有第二整流二極管D2。結合圖1-2，在本實用新型所述的燈具控制系統中，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]結合圖2，本實用新型提出了一種燈具控制系統中的AC故障檢測電路，包括:光電親合器U800和開關管Q801;其中，所述光電親合器U800由發光二極管和光敏三極管構成，所述發光二極管的陽極(I腳)連接至串穩電路的信號輸入端(即圖1中的VCC801)，陰極(2腳)與開關管Q801的漏極相連，所述光敏三極管的基極接收發光二極管所發出的光，集電極(4腳)向外引出構成AC故障檢測端，發射極(3腳)接地;所述開關管Q801的源極接地，柵極經電阻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。交流輸入濾波單元的具體電路設計比較成熟，這里不做詳細介紹。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，開關管Q801優先采用MOS管。在具體檢測時，AC故障檢測端由外部單片機進行檢測，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]當燈具控制系統的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，開關管Q801導通，光電親合器1-2腳導通，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，因此單片機便通過該低電平快速判定燈具控制系統有交流信號輸入，且PFC升壓電路工作正常。如果燈具控制系統的AC無交流輸入或者PFC升壓電路工作不正常，開關管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，因此單片機便通過該高電平判定當前燈具控制系統存在AC前級故障。
[0016]如圖2所示，所述開關管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的交流輸入濾波單元后側。此時流過電阻R809的信號為直流信號，其阻值優選選擇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的兩根信號線，二者的陰極通過串聯的電容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的一端接入開關管的柵極，另一端通過穩壓管ZD20連接至電阻R27和電阻R28之間的串接點，所述穩壓管ZD20的陽極還通過電阻R29接入地。這里，通過設計整流分壓單元，有效保證開關管Q801在交流85V左右才會正常導通工作，避免低壓產生的誤動作。在整流分壓單元中，電阻R25、電阻R26和電阻R27優先選取電阻值在402K，電阻R28優先選取電阻值在51OK。電阻R29優先選取電阻值在82K。穩壓管ZD20選取穩定電壓在18V的穩壓管。進一步的是，在開關管Q801的漏極和源極之間還并聯有一只穩壓管，該只穩壓管:首先是對Q801柵極進行保護，其次也起到當AC電壓大于85V，Q801才會導通的作用，避免低電壓產生的誤判斷。
[0017]S卩，交流輸入濾波單元輸出的交流信號經過D14、D15整流后在電阻R25、電阻R26、電阻R27和電阻R28上進行分壓，此時R809從穩壓管ZD20和電阻R29中取電壓送入到開關管的柵極。當燈具控制系統的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，則開關管的柵極和源極之間便具備了促使開關管導通的導通條件。如果此時燈具控制系統中的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，外部單片機判定燈具控制系統的AC前級無故障。如果此時燈具控制系統中的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，外部單片機判定燈具控制系統的AC前級有故障。無論是電阻R809上無電壓還是VCC801無電壓，外部單片機均會根據檢測到的高電平判定燈具控制系統存在AC前級故障。
[0018]作為本實用新型的進一步實施方案是:在圖2里還示出了開關管Q20，該開關管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的阻值優先選取31.6K。其構成的是PFC芯片的低電壓保護電路部分。當交流輸入低于預設值時，PFC芯片的FB管腳被強制降低到UVP，使得PFC芯片進入到待機模式。當交流輸入高于預設值時，PFC芯片才開始正常工作。比如預設值取在85VAC，則當交流輸入低于85VAC時，ZD20未導通，MOS管Q20截止，FB下分壓只是Rout2，IC處于UVP狀態(欠壓保護)；當交流輸入高于85VAC時，ZD20反向導通，MOS管Q20導通，FB下分壓由R33//Rout2，正常分壓點，主輸出正常建立。PFC芯片的FB管腳為芯片內部誤差放大器的反向輸入端，當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行過壓和低電壓保護。在圖1中，FB管腳通過Routl、Rout2從電路信號輸出端取壓，以實現過電壓保護。
[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方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種燈具控制系統中的AC故障檢測電路，所述燈具控制系統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和開關管Q801;其中， 所述光電耦合器U800由發光二極管和光敏三極管構成;所述發光二極管的陽極連接至串穩電路的信號輸入端，陰極連接至開關管Q801的漏極;所述光敏三極管的基極接收發光二極管所發出的光，集電極向外引出構成AC故障檢測端，發射極接地;所述開關管Q801的源極接地，柵極經電阻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。2.如權利要求1所述的燈具控制系統中的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的兩根信號線，二者的陰極通過串聯的電容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的一端接入開關管Q801的柵極，另一端通過穩壓管ZD20連接至電阻R27和電阻R28之間的串接點，所述穩壓管ZD20的陽極還通過電阻R29接入地。3.如權利要求1所述的燈具控制系統中的AC故障檢測電路，其特征在于，所述發光二極管的陽極經電阻R801連接至串穩電路的信號輸入端。4.如權利要求1-3任一項所述的燈具控制系統中的AC故障檢測電路，其特征在于，所述開關管Q801采用MOS管。5.如權利要求4所述的燈具控制系統中的AC故障檢測電路，其特征在于，還包括:開關管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