CN111465146A - 高压灯带谐波控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压灯带谐波控制电路，该高压灯带谐波控制电路包括：火线输入端、零线输入端、全桥整流模块、恒流控制模块、第一LED灯带模块、第二LED灯带模块以及电流隔离控制模块，火线输入端与全桥整流模块的第一输入端连接，零线输入端与全桥整流模块的第二输入端连接，全桥整流模块的第一输出端与恒流控制模块的输入端连接；第一LED灯带模块包括第一电流控制模块及第一LED灯带串联电路，第二LED灯带模块包括第二LED灯带串联电路及第二电流控制模块。上述高压灯带谐波控制电路，控制了第一LED灯带串联电路以及第二LED灯带串联电路的谐波失真，解决了现有LED灯带应用的不足，可去掉外置庞大体积的电源，降低安装难度，很好的符合空间造型。

Description

高压灯带谐波控制电路

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种高压灯带谐波控制电路。

背景技术

目前，现有高压LED灯带都采用直接接入市电（图1市电波形）而方便工作，LED灯带工作在脉动的直流电压（图2脉动电压）状态。这样由于我们国家标准的电压都是220VAC50HZ，那LED必须串到接近这个电压才能方便的使用，LED串联的越多，启动电压也就越高，相应的光效也高，当LED串联的越少，启动电压也就越低，但相应的光效也越低，相应电阻消耗的热量也越大，所以在应用时一般取近似交流平均值为参考点来应用，假如以220V为LED串联的标准电压，那么大概需要3V的LED数量在73串左右，这个具体根据LED的电压和电路设计调整串并数。

当我们输入市电电压在0-220V这个过程LED并不能启动，也没发光输出，也就几乎没有电流流经LED，当电压从220上升到314V时，LED才逐渐有电流流过，有发光输出；（图3，现有高压灯带工作电流）从图上我们可以看到，LED的电流波形和输入电压的剥线跟随性不完整，产生谐波电流失真；我们知道当输入电压和电流完全同相且跟随一致，谐波才是最好的。

然而，图3所示的状态中LED的电流波形和输入电压的剥线跟随不完整，在输入电压0-220V的该段中和220-0V的该段中，电流是没有的，这样一来电流谐波就大了，满足不了认证标准，而且在使用中影响我们国家电网的稳定，产生很大的谐波干扰。

发明内容

基于此，有必要针对如何控制电流谐波的技术问题，提供一种高压灯带谐波控制电路。

一种高压灯带谐波控制电路，包括：火线输入端、零线输入端、全桥整流模块、恒流控制模块、第一LED灯带模块、第二LED灯带模块以及电流隔离控制模块，所述火线输入端与所述全桥整流模块的第一输入端连接，所述零线输入端与所述全桥整流模块的第二输入端连接，所述全桥整流模块的第一输出端与所述恒流控制模块的输入端连接；所述第一LED灯带模块包括第一电流控制模块及第一LED灯带串联电路，所述第二LED灯带模块包括第二LED灯带串联电路及第二电流控制模块，所述恒流控制模块的输出端分别与所述第一电流控制模块的输入端及所述第二LED灯带串联电路的输入端连接；所述第一电流控制模块的输出端与所述第一LED灯带串联电路的输入端连接，所述第二LED灯带串联电路的输出端与所述第二电流控制模块的输入端连接，所述第一LED灯带串联电路的输出端及所述第二电流控制模块的输出端接地；所述电流隔离控制模块的输入端与所述第一电流控制模块的输出端连接，所述电流隔离控制模块的输出端与所述第二电流控制模块的输入端连接。

在其中一个实施例中，所述全桥整流模块包括整流桥B1、保险丝F1以及电容XC，所述火线输入端通过保险丝F1接入整流桥B1的第一输入端，所述零线输入端接入整流桥B1的第二输入端，电容XC分别与所述火线输入端及所述零线输入端连接，整流桥B1的第一输出端与所述恒流控制模块的输入端连接，整流桥B1的第二输出端接地。

在其中一个实施例中，所述高压灯带谐波控制电路还包括电阻RV，电阻RV的一端与整流桥B1的第一输出端连接，电阻RV的另一端接地。

在其中一个实施例中，所述恒流控制模块包括芯片U1、电阻R1以及电阻RX1，芯片U1的输入端VD与整流桥B1的第一输出端连接，芯片U1的第一输出端CS通过电阻R1与芯片U1的第二输出端VS连接并以芯片U1的第二输出端VS为支点形成芯片U1的输出端；电阻RX1的一端与芯片U1的输入端VD连接，电阻RX1的另一端与芯片U1的输出端连接，芯片U1的输出端分别与所述第一电流控制模块的输入端及所述第二LED灯带串联电路的输入端连接。

在其中一个实施例中，所述第一电流控制模块包括芯片U2及电阻R3，芯片U2的输入端VD与芯片U1的输出端连接，芯片U2的第一输出端CS通过电阻R3与芯片U2的第二输出端VS连接并以芯片U2的第二输出端VS为支点形成芯片U2的输出端；芯片U2的输出端与所述第一LED灯带串联电路的输入端连接。

在其中一个实施例中，所述第二电流控制模块包括芯片U3及电阻R4，芯片U3的输入端VD与所述第二LED灯带串联电路的输出端连接，芯片U3的第一输出端CS通过电阻R4与芯片U3的第二输出端VS连接并以芯片U2的第二输出端VS为支点形成芯片U2的输出端，且芯片U2的输出端接地，所述第一LED灯带串联电路的输出端与芯片U3的第一输出端CS连接。

在其中一个实施例中，所述电流隔离控制模块包括电阻R2及稳压二极管DZ，电阻R2与稳压二极管DZ并联且以稳压二极管DZ的阳极端为电流隔离控制模块的输出端，以稳压二极管DZ的阴极端为电流隔离控制模块的输入端，稳压二极管DZ的阴极端与芯片U2的第一输出端CS连接，稳压二极管DZ的阳极端与芯片U3的输入端VD连接。

在其中一个实施例中，所述第一LED灯带串联电路包括若干串联的LED灯芯，其中，以第一个LED灯芯的阳极端为第一LED灯带串联电路的输入端，以最后一个LED灯芯的阴极端为第一LED灯带串联电路的输出端。

在其中一个实施例中，所述第二LED灯带串联电路包括若干串联的LED灯芯，其中，以第一个LED灯芯的阳极端为第二LED灯带串联电路的输入端，以最后一个LED灯芯的阴极端为第二LED灯带串联电路的输出端。

在其中一个实施例中，所述高压灯带谐波控制电路还包括电阻RX2，电阻RX2的一端与稳压二极管DZ的阴极端连接，电阻RX2的另一端接地。

上述高压灯带谐波控制电路，通过恒流控制模块、第一电流控制模块以及第二电流控制模块，在市电电压从0V开始升压至峰值314V的过程中，使第一LED灯带串联电路以及第二LED灯带串联电路的电流的变化完整的跟随电压变化而变化，极好的控制了第一LED灯带串联电路以及第二LED灯带串联电路的谐波失真，解决了现有LED灯带应用的不足，可去掉外置庞大体积的电源，直接将LED灯带接入市电使用，降低安装难度，很好的符合空间造型；通过不用适配外置驱动的功率，且能集成各种功能的驱动电源，例如可控硅调光，100-277V全电压输入的驱动等。

附图说明

图1为市电电压波形示意图；

图2为LED灯带工作在脉动的直流电压的波形示意图；

图3为现有高压灯带在工作电流时工作的电压波形示意图；

图4为一个实施例中高压灯带谐波控制电路的电路原理示意图；

图5为图4在一个实施例中高压灯带谐波控制电路工作时的等效电路原理示意图；

图6为图4在另一个实施例中高压灯带谐波控制电路工作时的等效电路原理示意图；

图7为一个实施例中高压灯带谐波控制电路工作时的电压波形示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图4，本发明提供了一种高压灯带谐波控制电路10，该高压灯带谐波控制电路10包括：火线输入端L、零线输入端N、全桥整流模块100、恒流控制模块200、第一LED灯带模块、第二LED灯带模块以及电流隔离控制模块600，火线输入端L与全桥整流模块100的第一输入端连接，零线输入端N与全桥整流模块100的第二输入端连接，全桥整流模块100的第一输出端与恒流控制模块200的输入端连接；第一LED灯带模块包括第一电流控制模块310及第一LED灯带串联电路320，第二LED灯带模块包括第二LED灯带串联电路410及第二电流控制模块420，恒流控制模块200的输出端分别与第一电流控制模块310的输入端及第二LED灯带串联电路410的输入端连接；第一电流控制模块310的输出端与第一LED灯带串联电路320的输入端连接，第二LED灯带串联电路410的输出端与第二电流控制模块420的输入端连接，第一LED灯带串联电路320的输出端及第二电流控制模块420的输出端接地；电流隔离控制模块600的输入端与第一电流控制模块310的输出端连接，电流隔离控制模块600的输出端与第二电流控制模块420的输入端连接。

上述高压灯带谐波控制电路10，通过恒流控制模块200、第一电流控制模块310以及第二电流控制模块420，在市电电压从0V开始升压至峰值314V的过程中，使第一LED灯带串联电路320以及第二LED灯带串联电路410的电流的变化完整的跟随电压变化而变化，极好的控制了第一LED灯带串联电路320以及第二LED灯带串联电路410的谐波失真，解决了现有LED灯带应用的不足，可去掉外置庞大体积的电源，直接将LED灯带接入市电使用，降低安装难度，很好的符合空间造型；通过不用适配外置驱动的功率，且能集成各种功能的驱动电源，例如可控硅调光，100-277V全电压输入的驱动等。

请一并参阅4至图7，一个实施例中，全桥整流模块100包括整流桥B1、保险丝F1以及电容XC，火线输入端L通过保险丝F1接入整流桥B1的第一输入端，零线输入端N接入整流桥B1的第二输入端，电容XC分别与火线输入端L及零线输入端N连接，整流桥B1的第一输出端与恒流控制模块200的输入端连接，整流桥B1的第二输出端接地。恒流控制模块200包括芯片U1、电阻R1以及电阻RX1，芯片U1的输入端VD与整流桥B1的第一输出端连接，芯片U1的第一输出端CS通过电阻R1与芯片U1的第二输出端VS连接并以芯片U1的第二输出端VS为支点形成芯片U1的输出端；电阻RX1的一端与芯片U1的输入端VD连接，电阻RX1的另一端与芯片U1的输出端连接，芯片U1的输出端分别与第一电流控制模块310的输入端及第二LED灯带串联电路410的输入端连接。第一电流控制模块310包括芯片U2及电阻R3，芯片U2的输入端VD与芯片U1的输出端连接，芯片U2的第一输出端CS通过电阻R3与芯片U2的第二输出端VS连接并以芯片U2的第二输出端VS为支点形成芯片U2的输出端；芯片U2的输出端与第一LED灯带串联电路320的输入端连接。第二电流控制模块420包括芯片U3及电阻R4，芯片U3的输入端VD与第二LED灯带串联电路410的输出端连接，芯片U3的第一输出端CS通过电阻R4与芯片U3的第二输出端VS连接并以芯片U2的第二输出端VS为支点形成芯片U2的输出端，且芯片U2的输出端接地，第一LED灯带串联电路320的输出端与芯片U3的第一输出端CS连接。电流隔离控制模块600包括电阻R2及稳压二极管DZ，电阻R2与稳压二极管DZ并联且以稳压二极管DZ的阳极端为电流隔离控制模块600的输出端，以稳压二极管DZ的阴极端为电流隔离控制模块600的输入端，稳压二极管DZ的阴极端与芯片U2的第一输出端CS连接，稳压二极管DZ的阳极端与芯片U3的输入端VD连接。第一LED灯带串联电路320包括若干串联的LED灯芯，其中，以第一个LED灯芯的阳极端为第一LED灯带串联电路320的输入端，以最后一个LED灯芯的阴极端为第一LED灯带串联电路320的输出端。第二LED灯带串联电路410包括若干串联的LED灯芯，其中，以第一个LED灯芯的阳极端为第二LED灯带串联电路410的输入端，以最后一个LED灯芯的阴极端为第二LED灯带串联电路410的输出端。

在其中一个实施例中，高压灯带谐波控制电路还包括电阻RV，电阻RV的一端与整流桥B1的第一输出端连接，电阻RV的另一端接地。

在其中一个实施例中，高压灯带谐波控制电路还包括电阻RX2，电阻RX2的一端与稳压二极管DZ的阴极端连接，电阻RX2的另一端接地。

如此，当电压从0开始时，芯片U2、芯片U3由于没有达到恒流状态，内部相当于短路工作，这样就相当于控制电路中2串LED并联工作，这里的DZ处于反向截止状态，起到隔离的作用，让两串LED并联工作互不干扰。

但这是由于还没到LED的启动电压，LED上面还没电流流过。这时由于芯片U2和芯片U3相当于短路，电流通过芯片U2 到R2到芯片U3到地就形成回路，形成很小的电流，当然电流大小由R2决定。当电压从LED启动电压一半到LED启动电压位置，芯片U1、芯片U2以及芯片U3共同控制电路中2串LED并联工作，两串LED的电流合并作为总电流，见等效电路如图5所示。

当电压从LED启动电压位置到峰值314V位置过程，芯片U1、芯片U2以及芯片U3共同控制电路中2串LED串联工作，这里DZ正向导通，连接两串LED形成串联，如等效电路如图6所示。R2由于DZ正向导通处于不工作状态。

本实施例中，芯片U1的设计是为了保证电压超过314V波动的情况下芯片U1、芯片U2以及芯片U3共同起到线性恒流的作用，如电压非常稳定我们也可以换成常规电阻限压，原理作用相同。

本实施例中，RX1和RX2的设计是为了保证电路工作在并联和串联转换时很好的配合，第二是在芯片U1以及芯片U3恒流时IC两端的电压会增大，通过RX1 RX2能帮忙IC分担热量，也能形成电流降低谐波；这样回路中的电流合并形成如图7的电流波形，电流的变化完整的跟随电压变化而变化，极好的控制了谐波失真

可知，通过上述各个实施例，本发明通过对串联电路的谐波失真进行控制，解决了现有LED灯带应用的不足，可去掉外置庞大体积的电源，省去了外置电源的安装，节约了人工成本，直接将LED灯带接入市电使用，降低安装难度，很好的符合空间造型；通过不用适配外置驱动的功率，且能集成各种功能的驱动电源，例如可控硅调光，100-277V全电压输入的驱动等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高压灯带谐波控制电路，其特征在于，包括：火线输入端、零线输入端、全桥整流模块、恒流控制模块、第一LED灯带模块、第二LED灯带模块以及电流隔离控制模块，

所述火线输入端与所述全桥整流模块的第一输入端连接，所述零线输入端与所述全桥整流模块的第二输入端连接，所述全桥整流模块的第一输出端与所述恒流控制模块的输入端连接；

所述第一LED灯带模块包括第一电流控制模块及第一LED灯带串联电路，所述第二LED灯带模块包括第二LED灯带串联电路及第二电流控制模块，所述恒流控制模块的输出端分别与所述第一电流控制模块的输入端及所述第二LED灯带串联电路的输入端连接；所述第一电流控制模块的输出端与所述第一LED灯带串联电路的输入端连接，所述第二LED灯带串联电路的输出端与所述第二电流控制模块的输入端连接，所述第一LED灯带串联电路的输出端及所述第二电流控制模块的输出端接地；

所述电流隔离控制模块的输入端与所述第一电流控制模块的输出端连接，所述电流隔离控制模块的输出端与所述第二电流控制模块的输入端连接；

所述火线输入端及所述零线输入端分别用于接入市电的火线端及市电的零线端，所述恒流控制模块、所述第一电流控制模块以及所述第二电流控制模块均用于在当所在电路电压未达到预设阈值时为断路状态，在当所在电路电压达到预设阈值时为恒流状态。

2.根据权利要求1所述的高压灯带谐波控制电路，其特征在于，所述全桥整流模块包括整流桥B1、保险丝F1以及电容XC，所述火线输入端通过保险丝F1接入整流桥B1的第一输入端，所述零线输入端接入整流桥B1的第二输入端，电容XC分别与所述火线输入端及所述零线输入端连接，整流桥B1的第一输出端与所述恒流控制模块的输入端连接，整流桥B1的第二输出端接地。

3.根据权利要求2所述的高压灯带谐波控制电路，其特征在于，所述高压灯带谐波控制电路还包括电阻RV，电阻RV的一端与整流桥B1的第一输出端连接，电阻RV的另一端接地。

4.根据权利要求2所述的高压灯带谐波控制电路，其特征在于，所述恒流控制模块包括芯片U1、电阻R1以及电阻RX1，芯片U1的输入端VD与整流桥B1的第一输出端连接，芯片U1的第一输出端CS通过电阻R1与芯片U1的第二输出端VS连接并以芯片U1的第二输出端VS为支点形成芯片U1的输出端；电阻RX1的一端与芯片U1的输入端VD连接，电阻RX1的另一端与芯片U1的输出端连接，芯片U1的输出端分别与所述第一电流控制模块的输入端及所述第二LED灯带串联电路的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的高压灯带谐波控制电路，其特征在于，所述第一电流控制模块包括芯片U2及电阻R3，芯片U2的输入端VD与芯片U1的输出端连接，芯片U2的第一输出端CS通过电阻R3与芯片U2的第二输出端VS连接并以芯片U2的第二输出端VS为支点形成芯片U2的输出端；芯片U2的输出端与所述第一LED灯带串联电路的输入端连接。

6.根据权利要求5所述的高压灯带谐波控制电路，其特征在于，所述第二电流控制模块包括芯片U3及电阻R4，芯片U3的输入端VD与所述第二LED灯带串联电路的输出端连接，芯片U3的第一输出端CS通过电阻R4与芯片U3的第二输出端VS连接并以芯片U2的第二输出端VS为支点形成芯片U2的输出端，且芯片U2的输出端接地，所述第一LED灯带串联电路的输出端与芯片U3的第一输出端CS连接。

7.根据权利要求6所述的高压灯带谐波控制电路，其特征在于，所述电流隔离控制模块包括电阻R2及稳压二极管DZ，电阻R2与稳压二极管DZ并联且以稳压二极管DZ的阳极端为电流隔离控制模块的输出端，以稳压二极管DZ的阴极端为电流隔离控制模块的输入端，稳压二极管DZ的阴极端与芯片U2的第一输出端CS连接，稳压二极管DZ的阳极端与芯片U3的输入端VD连接。

8.根据权利要求7所述的高压灯带谐波控制电路，其特征在于，所述第一LED灯带串联电路包括若干串联的LED灯芯，其中，以第一个LED灯芯的阳极端为第一LED灯带串联电路的输入端，以最后一个LED灯芯的阴极端为第一LED灯带串联电路的输出端。

9.根据权利要求8所述的高压灯带谐波控制电路，其特征在于，所述第二LED灯带串联电路包括若干串联的LED灯芯，其中，以第一个LED灯芯的阳极端为第二LED灯带串联电路的输入端，以最后一个LED灯芯的阴极端为第二LED灯带串联电路的输出端。

10.根据权利要求9所述的高压灯带谐波控制电路，其特征在于，所述高压灯带谐波控制电路还包括电阻RX2，电阻RX2的一端与稳压二极管DZ的阴极端连接，电阻RX2的另一端接地。

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