尖峰电压消除电路专利检索-电阻电子零件及设备专利检索查询-专利查询网

尖峰 电压消除电路

阅读：790发布：2024-02-19

专利汇可以提供尖峰电压消除电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种尖峰电压消除电路，包括用于基于一电压信号生成第一输出信号的采样模块、用于将所述第一输出信号与一参考电压信号作比较并输出一比较结果信号的信号处理模块、用于根据所述比较结果信号导通而使所述电压信号的电流流过一分流电路的开关模块以及用于控制所述开关模块的导通时间的定时模块。所述尖峰电压消除电路能减小或消除电路的元器件上的尖峰电压。，下面是尖峰电压消除电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种尖峰电压消除电路，其特征在于，包括：
采样模块用于对一电压信号进行采样，并基于所述电压信号生成第一输出信号；
信号处理模块，所述信号处理模块耦接于所述采样模块，用于将所述第一输出信号与一参考电压信号作比较，并输出一比较结果信号；
开关模块，所述开关模块耦接于所述信号处理模块，用于根据所述比较结果信号导通而使所述电压信号的电流流过一分流电路；以及
定时模块，所述定时模块耦接于所述信号处理模块的输入端和输出端，并用于控制所述开关模块的导通时间。
2.根据权利要求1所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，所述分流电路包括一分流电阻，所述分流电阻的第一端用于接收所述电压信号，所述分流电阻的第二端经所述开关模块连接地电位。
3.根据权利要求1所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，所述分流电路包括一分流电容，所述分流电容的第一端用于接收所述电压信号，而第二端经所述开关模块连接地电位。
4.根据权利要求1所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，所述分流电路包括一LED组以及一晶体管；所述LED组的阳极用于接收所述电压信号，所述LED组的阴极连接所述晶体管的一端；所述晶体管的另一端连接地电位，所述晶体管的控制端因应于一启动信号以开通或者关断，从而使所述LED组发光或停止发光；所述LED组的阴极另耦接所述开关模块。
5.根据权利要求1所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，所述分流电路包括一LED组、一LED驱动电路；所述LED驱动电路用于接收所述电压信号并驱动所述LED组以发光；所述开关模块的一端耦接所述LED组的阴极，所述开关模块的另一端连接地电位，所述开关模块的控制端因应于所述比较结果信号以导通所述开关模块而使所述电压信号的电流流过所述分流电路。
6.根据权利要求5所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，所述开关模块包括一开关晶体管，所述开关晶体管的一端耦接所述LED组的阴极，所述开关晶体管的另一端连接地电位，而所述开关晶体管的控制端耦接所述信号处理模块的输出端。
7.根据权利要求6所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，所述开关晶体管经一第一二极管耦接所述LED组的阴极。
8.根据权利要求5所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，所述LED驱动电路包括一降压变换电路，所述降压变换电路中的驱动电感与所述LED组、所述开关模块串联。
9.根据权利要求8所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，另包括一辅助电路，所述辅助电路包括一升压变换电路；所述辅助电路的输入端用于接收来自一整流电路的电压信号，所述辅助电路的输出端耦接于所述降压变换电路的输入端以向所述降压变换电路提供所述电压信号。
10.根据权利要求5所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，所述LED驱动电路包括一升压变换电路，所述升压变换电路中的驱动电感与所述LED组、所述开关模块串联。
11.根据权利要求1或5所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，另包括一辅助电路和一LED驱动电路，所述辅助电路包括一升压变换电路；所述LED驱动电路包括一返驰式电路；所述辅助电路的输入端用于接收来自一整流电路的电压信号，所述辅助电路的输出端耦接于所述返驰式电路的输入端以向所述返驰式电路提供所述电压信号。
12.根据权利要求1所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，另包括一LED驱动电路，所述分流电路的一端耦接所述LED驱动电路的输出端，所述分流电路的另一端耦接所述开关模块。
13.根据权利要求12所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，所述分流电路包括一分流电阻，所述分流电阻的一端耦接所述LED驱动电路的输入端，所述分流电阻的另一端耦接所述开关模块。
14.根据权利要求1所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，所述信号处理模块包括一迟滞电压比较器。
15.根据权利要求1所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，所述定时模块包括一晶体管，所述晶体管的一端耦接所述信号处理模块的输入端、所述晶体管的另一端连接地电位，而所述晶体管的控制端耦接一电容的一端；所述电容的另一端连接地电位。
16.根据权利要求15所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，当所述电容两端的电压升高至所述晶体管的阈值电压时，所述晶体管导通，从而所述信号处理模块的输入端经所述晶体管接地。
17.根据权利要求1所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，所述开关模块包括一继电器。
18.根据权利要求1所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，所述采样模块被配置以接收所述电压信号，并因应于所述电压信号向所述信号处理模块发送所述第一输出信号。
19.根据权利要求1所述的尖峰电压消除电路，其特征在于，所述采样模块包括至少两個串联的电阻。

说明书全文

尖峰电压消除电路

技术领域

[0001] 本实用新型涉及电学领域，尤其涉及一种尖峰电压消除电路。

背景技术

[0002] 在直流电路，尤其是电感性电路中，电路的突然接合或者负载的突然接入会在电路中形成尖峰电压，这对电路中的元器件和负载可能造成冲击或损坏。

[0003] 例如，在将LED(Light Emitting Diode,发光二极管)灯具连接至电感式镇流器时，由于 LED灯具需要一定的启动时间，在这段启动时间内电感式镇流器相当于空载，从而在输出端连接负载之前，电感式镇流器的的输出端电压会逐渐升高，在LED灯具中的LED驱动电路开始工作时，电感式镇流器输出一尖峰电压，该尖峰电压会使所述驱动电路中的元器件承受较大的电压，而缩短灯具的使用寿命。图1示出习知的LED驱动电路的输入电压Vin和LED驱动电流ILED的波形。如图1所示，对于某种LED灯管，其中的LED驱动电路的启动需要一定时间ton。随着时间推移，LED驱动电路的输入电压Vin逐渐升高，接著，LED驱动电路正常工作并输出一驱动电流ILED以驱动LED发光，此时输入电压Vin形成尖峰电压，该尖峰电压的峰值高达551V。而需在LED驱动电路中设置有用于滤除电压纹波的电容器，然而市面上几乎没有能够耐受500V以上高电压且适用于高温、大纹波情形的电解电容器。实用新型内容

[0004] 针对现有技术中的问题，本实用新型提供一种尖峰电压消除电路。

[0005] 本实用新型一实施例提供了一种尖峰电压消除电路，所述尖峰电压消除电路包括：采样模块，用于对一电压信号进行采样，并基于所述电压信号生成第一输出信号；信号处理模块，所述信号处理模块耦接于所述采样模块，用于将所述第一输出信号与一参考电压信号作比较，并输出一比较结果信号；以及开关模块，所述开关模块耦接于所述信号处理模块，用于根据所述比较结果信号导通而使所述电压信号的电流流过一分流电路；以及定时模块，所述定时模块耦接于所述信号处理模块，用于控制所述开关模块的导通时间。于本实用新型一实施例中，所述分流电路包括一分流电阻，所述分流电阻的第一端用于接收所述电压信号，所述分流电阻的第二端经所述开关模块连接地电位。

[0006] 于本实用新型一实施例中，所述分流电路包括一分流电容，所述分流电容的第一端用于接收所述电压信号，而第二端经所述开关模块连接地电位。

[0007] 于本实用新型一实施例中，所述分流电路包括一LED组以及一晶体管；所述LED组的阳极用于接收所述电压信号，所述LED组的阴极连接所述晶体管的一端；所述晶体管的另一端连接地电位，所述晶体管的控制端因应于一启动信号以开通或者关断，从而使所述LED组发光或停止发光；所述LED组的阴极另耦接所述开关模块。

[0008] 于本实用新型一实施例中，所述分流电路包括一LED组、一LED驱动电路；所述LED驱动电路用于接收所述电压信号并驱动所述LED组以发光；所述开关模块的一端耦接所述LED组的阴极，所述开关模块的另一端连接地电位，所述开关模块的控制端因应于所述比较结果信号以导通所述开关模块而使所述电压信号的电流流过所述分流电路。

[0009] 于本实用新型一实施例中，所述开关模块包括一开关晶体管，所述开关晶体管的一端耦接所述LED组的阴极，所述开关晶体管的另一端连接地电位，而所述开关晶体管的控制端耦接所述信号处理模块的输出端。

[0010] 于本实用新型一实施例中，所述开关晶体管经一第一二极管耦接所述LED组的阴极。

[0011] 于本实用新型一实施例中，所述LED驱动电路包括一降压变换电路，所述降压变换电路中的驱动电感与所述LED组、所述开关模块串联。

[0012] 于本实用新型一实施例中，另包括一辅助电路，所述辅助电路包括一升压变换电路；所述辅助电路的输入端用于接收来自一整流电路的电压信号，所述辅助电路的输出端耦接于所述降压变换电路的输入端以向所述降压变换电路提供所述电压信号。

[0013] 于本实用新型一实施例中，所述LED驱动电路包括一升压变换电路，所述升压变换电路中的驱动电感与所述LED组、所述开关模块串联。

[0014] 于本实用新型一实施例中，所述的尖峰电压消除电路另包括一辅助电路和一LED驱动电路，所述辅助电路包括一升压变换电路；所述LED驱动电路包括一返驰式电路；所述辅助电路的输入端用于接收来自一整流电路的电压信号，所述辅助电路的输出端耦接于所述返驰式电路的输入端以向所述返驰式电路提供所述电压信号。

[0015] 于本实用新型一实施例中，所述的尖峰电压消除电路另包括一LED驱动电路，所述分流电路的一端耦接所述LED驱动电路的输出端，所述分流电路的另一端耦接所述开关模块。

[0016] 于本实用新型一实施例中，所述分流电路包括一分流电阻，所述分流电阻的一端耦接所述LED驱动电路的输入端，所述分流电阻的另一端耦接所述开关模块。

[0017] 于本实用新型一实施例中，所述信号处理模块包括一迟滞电压比较器。

[0018] 于本实用新型一实施例中，所述定时模块包括一晶体管，所述晶体管的一端耦接所述信号处理模块的输入端、所述晶体管的另一端连接地电位，而所述晶体管的控制端耦接一电容的一端；所述电容的另一端连接地电位。

[0019] 于本实用新型一实施例中，当所述电容两端的电压升高至所述晶体管的阈值电压时，所述晶体管导通，从而所述信号处理模块的输入端经所述晶体管接地。

[0020] 于本实用新型一实施例中，所述开关模块包括一继电器。

[0021] 于本实用新型一实施例中，所述采样模块被配置以接收所述电压信号，并因应于所述电压信号向所述信号处理模块发送所述第一输出信号。

[0022] 于本实用新型一实施例中，所述采样模块包括至少两個串联的电阻。

[0023] 本实用新型所提供的尖峰电压消除电路对电压信号进行采样，当电压信号过高时将所述电压信号加在分流电路的一端或两端，当电路中出现尖峰电压时利用分流电路减小或消除电路的元器件上的尖峰电压，进而减小电路中相关元器件所受到的电压应力。附图说明

[0024] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

[0025] 图1示出习知的LED驱动电路的输入电压Vin和LED驱动电流ILED的波形；

[0026] 图2是本实用新型一个实施例的尖峰电压消除电路的电路框图；

[0027] 图3是本实用新型一个实施例的尖峰电压消除电路的电路框图；

[0028] 图4是本实用新型一个实施例的尖峰电压消除电路的电路框图；

[0029] 图5是本实用新型一个实施例的尖峰电压消除电路的电路框图；

[0030] 图6是本实用新型一个实施例的电路框图；

[0031] 图7是本实用新型一个实施例的电路框图；

[0032] 图8是本实用新型一个实施例的电路框图；

[0033] 图9是本实用新型一个实施例的电路框图；

[0034] 图10是本实用新型一个实施例的电路框图；

[0035] 图11是本实用新型一个实施例的尖峰电压消除电路的电路图；

[0036] 图12是本实用新型一个实施例的尖峰电压消除电路的电路图；

[0037] 图13是本实用新型一个实施例的尖峰电压消除电路的电路图；

[0038] 图14是本实用新型另一个实施例的尖峰电压消除电路的电路图；

[0039] 图15是本实用新型一个实施例的电路图，包括一尖峰电压消除电路；

[0040] 图16是本实用新型一个实施例的电路图，包括一尖峰电压消除电路；

[0041] 图17示出本实用新型一个实施例的LED驱动电路的输入电压Vin和LED驱动电流ILED的波形；

[0042] 图18示出本实用新型一个实施例的LED驱动电路的输入电压Vin、LED驱动电流ILED和尖峰电压消除电路的开关晶体管的驱动电压VQ3的波形。

具体实施方式

[0043] 在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在说明书及权利要求中使用了某些词汇来指称特定的组件，本领域技术人员应可理解，可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在整篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式的用语，故应解释成“包括但不限定于”。此外，“连接”一词在此包括任何直接及间接的电气连接手段。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0044] 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

[0045] 图2是本实用新型一个实施例的尖峰电压消除电路的电路框图。如图2所示，在本实施例中，所述尖峰电压消除电路包括采样模块10、信号处理模块20、开关模块30、分流电路40和定时模块50。工作电路60的输入电压为Vin，输入电压Vin是通过外部供电电路提供。采样模块10被配置以接收输入电压Vin，并因应于输入电压Vin向信号处理模块20发送第一输出信号。信号处理模块20因应于所述第一输出信号控制开关模块30导通或关断。其中，当开关模块30导通时，分流电路40一端接收输入电压Vin、另一端经开关模块30连接地电位，此时输入电压Vin同时向分流电路40和工作电路60供电。此时，工作电路60还未开始工作。在此，当分流电路40工作时，分流电路40用于对工作电路60中的电流进行分流，从而减小或消除工作电路60两端可能出现的尖峰电压。

[0046] 定时模块50耦接于信号处理模块20，定时模块50被配置以用于控制信号处理模块20的输出信号而控制开关模块30的导通时间，以防止开关模块30或者分流电路40中的元器件因持续导通而损坏。在一些实施例中，由于定时模块50被配置以控制开关模块30的导通时间，在开关模块30导通后，工作电路60延迟一启动时间ton后才开始工作，接著，定时模块
50控制开关模块30断开。

[0047] 在一些实施例中，输入电压Vin由一电感性供电电路(例如含电感式镇流器等电感元件的电路，未示出)提供。在供电电路外接电源后，工作电路60在延迟启动时间ton后开始工作。若分流电路40始终未被接入，则在启动时间ton期间，供电电路相当于空载，在供电电路向负载提供电压之前，输入电压Vin将逐步升高。此时，当工作电路60开始工作，输入电压Vin出现尖峰电压，此时，工作电路60的元器件承受较大的电压应力。因此，若分流电路40在启动时间ton期间接入电路，由于供电电路有负载接入，供电电路输出的输入电压Vin不会继续升高，因此输入电压Vin的尖峰电压将被减小甚至消除，工作电路60中元器件所承受的电压应力也被减小。

[0048] 在一些实施例中，图3是本实用新型一个实施例的尖峰电压消除电路的电路框图。如图3所示，分流电路40为第一端用于接收输入电压Vin、第二端耦接开关模块30的分流电阻RL，在开关模块30因应于信号处理模块20的输出信号而导通时，分流电阻RL的第二端经开关模块30连接地电位。

[0049] 在一些实施例中，图4是本实用新型一个实施例的尖峰电压消除电路的电路框图。如图4所示，分流电路40为第一端用于接收输入电压Vin、另一端耦接开关模块30的分流电容CL，在开关模块30因应于信号处理模块20的输出信号而导通时，分流电容CL经开关模块30连接地电位。因此，在分流电容CL两端的电压达到输入电压Vin之前(忽略开关模块30两端的电压)，流过分流电容CL的电流将给分流电容CL进行充电。

[0050] 图5是本实用新型一个实施例的尖峰电压消除电路的电路框图。在本实施例中，分流电路40中的部分器件同时也在工作电路60中。如图5所示，工作电路60包括由LED1至LEDn组成的LED组，还包括用于使所述LED组通电的晶体管(transistor)Q2(也可称为启动晶体管)。其中，LED1至LEDn依序串联，且LED组的阳极用于接收输入电压Vin、阴极连接启动晶体管Q2的一端，启动晶体管Q2的另一端连接地电位。启动晶体管Q2的控制端因应于启动信号VSW以开通或者关断，从而使所述LED组发光或停止发光。

[0051] 此时，所述LED组的阴极另耦接开关模块30。当开关模块30导通时，所述LED组经开关模块30连接地电位，并被输入电压Vin驱动以发光。其中，所述LED组中的各个LED可以有多种连接方式，例如依次串联、各自并联，或者其中一些LED串联后再与其他LED并联。当然，本领域技术人员应能理解，以上所述的LED的连接方式仅为举例，其他现有的连接方式如能适用于本实用新型，也包含在本实用新型的保护范围内。例如，所述LED组中，一些LED并联后再与其他LED串联。

[0052] 在一些实施例中，所述尖峰电压消除电路被用于LED照明器具中，例如所述尖峰电压消除电路设置于一LED灯管内。如图6所示，所述LED照明器具由外部交流(AC)电压(例如市电)供电。电感式镇流器90的输入端接收所述外部交流电压，输出端耦接一整流电路80并向整流电路80输出一交流电压。整流电路80对电感式镇流器90输出的交流电压进行整流，得到直流(DC)输入电压Vin；LED驱动电路70用于接收输入电压Vin并驱动LED组以使LED组发光。整流电路80的输出端跨接一驱动电容Cin，驱动电容Cin用于减少LED驱动电路所输入的电信号中的纹波。采样模块10一端耦接于LED驱动电路的输入端以接收输入电压Vin，另一端耦接信号处理模块20并向信号处理模块20提供与输入电压Vin相应的第一输出信号。

[0053] 开关模块30包括一晶体管Q3(可称为开关晶体管)，信号处理模块20的输出端耦接于开关晶体管Q3的控制端。开关晶体管Q3的一端耦接一第一二极管D1的阴极，第一二极管D1的阳极耦接所述LED组的阴极，开关晶体管Q3的另一端连接地电位。开关晶体管Q3因应于信号处理模块20的输出信号而开通或者关断，从而接通或断开LED组，其中LED组是所述尖峰电压消除电路中的分流电路的组成部分。定时模块50耦接于信号处理模块20，定时模块50被配置以控制信号处理模块20的输出信号，从而控制开关晶体管Q3的导通时间。

[0054] 在一些实施例中，如图7所示，驱动电路70包括一降压变换(buck)电路。其中，驱动电路70中的驱动电感L3、LED组、第一二极管D1以及开关晶体管Q3串联。第一二极管D1防止电流逆向流动，在一些实施例中可被省略。在一些实施例中，驱动电路70包含于一集成降压变换模块中。在驱动电路70输入的输入电压Vin开始升高时，驱动电路70中的驱动开关晶体管Q2因应于一开关信号Vbuck而导通，但此时驱动电路70还未开始输出足以驱动LED组发光的电压。

[0055] 此时，采样模块10对输入电压Vin进行采样，信号处理模块20根据采样模块10的输出判断输入电压Vin是否达到预先设定的电压值，并在输入电压Vin达到预先设定的电压值时导通开关晶体管Q3。由输入电压Vin开始升高时起，经过启动时间ton后，驱动电路70开始输出足以驱动LED组发光的电压，接著，在定时模块50的作用下，信号处理模块20控制开关晶体管Q3关断，LED组由驱动电路70正常驱动以发光。

[0056] 以开关晶体管Q3为NMOS管为例，在输入电压Vin尚未达到预先设定的电压值时，信号处理模块20的输出为一低电平信号，开关晶体管Q3保持关断；在输入电压Vin达到预先设定的电压值后，信号处理模块20的输出变为一高电平信号，开关晶体管Q3导通，LED组被驱动以发光，接著，开关晶体管Q3关断，LED组由驱动电路70正常驱动以发光。

[0057] 在一些实施例中，如图8所示，驱动电路70包括一升压变换(boost)电路。其中，驱动电路70中的驱动电感L3、LED组、第一二极管D1和开关晶体管Q3串联。在一些实施例中，驱动电路70包含于一集成升压变换模块中。在驱动电路70输入的输入电压Vin开始升高时，驱动电路70中的驱动开关晶体管Q2因应于一开关信号Vboost而导通，此时驱动电路70还未开始输出足以驱动LED组发光的电压。采样模块10对输入电压Vin进行采样，信号处理模块20根据采样模块10的输出判断输入电压Vin是否达到预先设定的电压值，并在输入电压Vin达到预先设定的电压值时导通开关晶体管Q3。当输入电压Vin开始升高时起，经过启动时间ton后，驱动电路70开始输出足以驱动LED组发光的电压，接著，在定时模块50的作用下，信号处理模块20控制开关晶体管Q3关断，LED组通过驱动电路70驱动以发光。

[0058] 以开关晶体管Q3为NMOS管为例，在输入电压Vin尚未达到预先设定的电压值时，信号处理模块20的输出为一低电平信号，开关晶体管Q3保持关断，在输入电压Vin达到预先设定的电压值后，信号处理模块20的输出变为一高电平信号，开关晶体管Q3导通，LED组被驱动以发光，接著，开关晶体管Q3关断，LED组由驱动电路70正常驱动以发光。其中，在一些实施例中，第一二极管D1被省略。

[0059] 在一些实施例中，如图9所示，驱动电路70包括一降压变换(buck)电路，整流电路80的输出端耦接一辅助电路71的输入端以输出一直流电压信号予辅助电路71，辅助电路71的输出端向驱动电路70供电，其中辅助电路71包括一升压变换(boost)电路。在一些实施例中，辅助电路71包含于一集成升压变换模块中。驱动电路70中的驱动电感L3、LED组、第一二极管D1和开关晶体管Q3串联。在一些实施例中，驱动电路70包含于一集成降压变换模块中。
在驱动电路70输入的输入电压Vin开始升高时，驱动电路70中的驱动开关晶体管Q2因应于一开关信号Vbuck而导通，但此时驱动电路70还未开始输出足以驱动LED组发光的电压。

[0060] 此时，采样模块10对输入电压Vin进行采样，信号处理模块20根据采样模块10的输出判断输入电压Vin是否达到预先设定的电压值，并在输入电压Vin达到预先设定的电压值时导通开关晶体管Q3。由输入电压Vin开始升高时起，经过启动时间ton后，驱动电路70开始输出足以驱动LED组发光的电压，接著，在定时模块50的作用下，信号处理模块20控制开关晶体管Q3关断，LED组由驱动电路70正常驱动以发光。以开关晶体管Q3为NMOS管为例，在输入电压Vin尚未达到预先设定的电压值时，信号处理模块20的输出为一低电平信号，开关晶体管Q3保持关断。在输入电压Vin达到预先设定的电压值后，信号处理模块20的输出变为一高电平信号，开关晶体管Q3导通，LED组被驱动以发光。接著，开关晶体管Q3关断，LED组由驱动电路70正常驱动以发光。在一些实施例中，第一二极管D1被省略。

[0061] 在一些实施例中，如图10所示，驱动电路70包括一返驰式(flyback)电路，整流电路80的输出端耦接一辅助电路71的输入端，辅助电路71的输出端向驱动电路70供电，其中辅助电路71包括一升压变换(boost)电路。在一些实施例中，辅助电路71包含于一集成升压变换模块中。在一些实施例中，驱动电路70包含于一集成返驰式变换模块中。分流电路40包括一分流电阻RL，分流电阻RL一端耦接驱动电路70的输入端，另一端耦接开关晶体管Q3。在驱动电路70输入的输入电压Vin开始升高时，驱动电路70中的驱动开关晶体管Q2因应于一开关信号Vflybk而导通，但此时驱动电路70还未开始输出足以驱动LED组发光的电压。此时，采样模块10对输入电压Vin进行采样，信号处理模块20根据采样模块10的输出判断输入电压Vin是否达到预先设定的电压值，并在输入电压Vin达到预先设定的电压值时导通开关晶体管Q3。

[0062] 在开关晶体管Q3导通时，一电流流过分流电阻RL和开关晶体管Q3，分流电阻RL作为负载接收输入电压Vin，输入电压Vin不再随时间推移而升高。由输入电压Vin开始升高时起，经过启动时间ton后，驱动电路70开始输出足以驱动LED组发光的电压，接著，在定时模块50的作用下，信号处理模块20控制开关晶体管Q3关断，LED组由驱动电路70正常驱动以发光。以开关晶体管Q3为NMOS管为例，在输入电压Vin尚未达到预先设定的电压值时，信号处理模块20的输出为一低电平信号，开关晶体管Q3保持关断。在输入电压Vin达到预先设定的电压值后，信号处理模块20的输出变为一高电平信号，开关晶体管Q3导通，LED组被驱动以发光；
接著，开关晶体管Q3关断，分流电阻RL中不再流过电流。

[0063] 在一些实施例中，信号处理模块20包括一迟滞电压比较器。图11示出一种尖峰电压消除电路的电路图，并且分流电路包括LED组。为清楚地描述所述尖峰电压消除电路的工作原理，图11同时还示出了驱动电路70的一部分，包括驱动电容Cin、驱动电感L3和第二二极管D2。采样模块10包括依次串联的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，其中第一电阻R1的第一端用于接收输入电压Vin、第二端耦接第二电阻R2。第三电阻R3的第一端耦接第二电阻R2和运算放大器(Operational Amplifier)U1的同相输入端，第二端连接地电位。运算放大器U1的反相输入端连接一集成稳压电路(Voltage Regulator IC)U2，其中集成稳压电路U2用于向运算放大器U1的反相输入端提供稳定的参考电压。集成稳压电路U2经第四电阻R4由一电源电压VCC供电。运算放大器U1的输出端经第五电阻R5耦接开关晶体管Q3的栅极。定时模块50包括晶体管Q6和电容C1。其中，晶体管Q6的一端经第六电阻器R6耦接运算放大器U1的同相输入端，另一端连接地电位，栅极电连接电容C1的第一端，电容C1的第二端连接地电位。电容C1的第一端还经第七电阻R7耦接运算放大器U1的输出端。第八电阻R8一端耦接开关晶体管Q3的栅极、另一端连接地电位，用于在开关晶体管Q3的栅极状态不确定时将其拉至地电位，以避免开关晶体管Q3损毁。第九电阻R9一端耦接运算放大器U1的同相输入端、另一端耦接运算放大器U1的输出端。

[0064] 当第一电阻R1的第一端接收到一输入电压Vin，输入电压Vin在由第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3分压后，第三电阻R3上的电压被输入运算放大器U1的同相输入端。其中，运算放大器U1的同相输入端上的电压大小可按下式计算：

[0065] V+＝Vin*R3/(R1+R2+R3)

[0066] 而运算放大器U1的反相输入端上的电压V-由集成稳压电路U2提供。在输入电压Vin较低时，运算放大器U1的同相输入端上的电压V+低于反向输入端上的电压V-，运算放大器U1的输出端输出一低电平信号，开关晶体管Q3截止。由上式可知，随着输入电压Vin逐渐升高，运算放大器U1的同相输入端上的电压V+也逐渐升高。当运算放大器U1的同相输入端上的电压V+高于反向输入端上的电压V-，运算放大器U1的输出信号变为高电平信号，所述高电平信号经第五电阻R5控制开关晶体管Q3导通，作为分流电路40的LED组的阳极由输入电压Vin经驱动电感L3供电，另一端经第一二极管D1和开关晶体管Q3连接地电位。从而，在LED驱动电路70完成启动前，LED组已经通电并发光。

[0067] 此时，由于运算放大器U1的输出信号是高电平信号，该高电平信号经第七电阻R7向电容C1充电，电容C1两端的电压由低电平逐渐升高。在电容C1两端的电压低于晶体管Q6的阈值电压时，晶体管Q6截止；随着电容C1两端的电压升高并达到晶体管Q6的阈值电压，晶体管Q6导通，运算放大器U1的同相输入端上的电压V+被拉低，在运算放大器U1的同相输入端上的电压V+低于反相输入端上的电压V-时，运算放大器U1的输出信号变为低电平信号，该低电平信号经第五电阻R5控制开关晶体管Q3截止，LED组不再经开关晶体管Q3连接地电位。

[0068] 电容C1的充电时间Ta可按下式计算：

[0069] Ta＝-R7*C1*ln{1–[Vth_on/(VCC–1)]}

[0070] 上式中Vth_on为晶体管Q6的阈值电压。由上式可知，通过设置第七电阻R7的阻值、电容C1的电容量，可设定开关晶体管Q3的最大导通时间，从而保护LED和开关晶体管Q3。

[0071] 由于第九电阻R9一端耦接于运算放大器U1的同相输入端、另一端耦接于运算放大器U1的输出端，因此第九电阻R9为运算放大器U1提供一正反馈，运算放大器U1和第九电阻R9构成一电压迟滞比较器，该电压迟滞比较器使运算放大器U1的输出低电平的阈值和输出高电平的阈值(亦即从输出低电平翻转为高电平所对应输入信号的阀值以及从输出高电平翻转为低电平所对应输入信号的阀值)不同，这使得运算放大器U1的翻转频率(transition rate)降低，从而能够适量提高运算放大器U1单次输出高电平的时间。

[0072] 其中，在一些实施例中，集成稳压电路U2选用TL-431或TL-431A可控精密稳压源，运算放大器U1的型号为LM 258。在一些实施例中，第一二极管D1被省略。

[0073] 在一些实施例中，开关模块30包括一继电器(relay)SW，继电器SW用于替代上述开关晶体管Q3。如图12所示，继电器SW两端分别耦接LED组和地电位。当运算放大器U1的输出端输出一高电平信号时，继电器SW吸合，LED组经继电器SW连接地电位；当运算放大器U1的输出端输出一低电平信号时，继电器SW断开，LED组不再经继电器SW连接地电位。图12中示出的尖峰电压消除电路除上述区别外，其他部分与图11中示出的电路的相应部分的结构和工作原理完全相同，因此不再赘述，并以引用方式包含于此。其中，在一些实施例中，继电器SW选用长寿命继电器，以延长所述尖峰电压消除电路和LED灯管的使用寿命。

[0074] 在一些实施例中，信号处理模块20包括第十电阻R10。如图13所示，第十电阻R10的第一端用于接收所述电源电压VCC，第十电阻R10的第二端耦接运算放大器U1的输出端。此时运算放大器U1和第十电阻R10构成一电压比较器(但是并非电压迟滞比较器)。运算放大器U1在其同相输入端的电压V+高于反相输入端V-时输出高电平信号，在其同相输入端的电压V+低于反相输入端V-时输出低电平信号。图13中示出的尖峰电压消除电路除上述区别外，其他部分与图11中示出的电路的相应部分的结构和工作原理完全相同，因此不再赘述，并以引用方式包含于此。

[0075] 在一些实施例中，运算放大器U1的反相输入端上的参考电压由电阻分压获得。如图14所示，信号处理模块20中的集成稳压电路U2被取消。信号处理模块20还包括第十一电阻R11。第十一电阻R11的第一端耦接运算放大器U1的反相输入端，另一端连接地电位。运算放大器U1的反相输入端上的参考电压为第十一电阻R11两端的电压。图14中示出的尖峰电压消除电路除上述区别外，其他部分与图11中示出的电路的相应部分的结构和工作原理完全相同，因此不再赘述，并以引用方式包含于此。其中，运算放大器U1的反相输入端上的电压大小可按下式计算：

[0076] V-＝VCC*R11/(R4+R11)

[0077] 图11至图14中示出的实施例采用由LED1至LEDn组成的LED组作为分流电路20的一部分。在另外一些实施例中，所述LED组未被包含于分流电路20。在一些实施例中，如图15所示，分流电阻RL的第一端耦接LED驱动电路70的输入端并用于接收输入电压Vin，第二端则耦接开关晶体管Q3。在开关晶体管Q3因应于信号处理模块20的输出信号而导通时，分流电阻RL经开关晶体管Q3连接地电位，分流电阻RL中有电流流过。在另一些实施例中，参考图16，分流电容CL的第一端耦接LED驱动电路70的输入端并用于接收输入电压Vin，第二端则耦接开关晶体管Q3。在开关晶体管Q3因应于信号处理模块20的输出信号而导通时，分流电容CL经开关晶体管Q3连接地电位，分流电容CL中有电流流过；在分流电容CL两端之间的电压小于输入电压Vin时，所述电流为分流电容CL充电。

[0078] 本领域的技术人员应能理解，所述尖峰电压消除电路并不仅限于适用图15或图16中示出的电路。事实上，对于任何现有的电路(例如用于驱动LED的电路)，如图7、图8或图10中示出的电路，均可采用所述尖峰电压消除电路，在此不再赘述，并以引用的方式包含于此。

[0079] 对于LED灯管而言，尤其是在所述LED灯管采用电感式镇流器供电的情形下，本实用新型提供的尖峰电压消除电路能够减小甚至消除所述LED灯管中的LED驱动电路中的元器件所承受的尖峰电压。因此，所述LED驱动电路中的元器件所承受的电压应力状况也得到改善。图17示出在本实用新型一个实施例中的LED驱动电路的输入电压Vin和LED驱动电流ILED的波形，其中LED灯管中的LED也是分流电路40的一部分。在LED灯管通电后，电感式镇流器90经整流电路80向灯管供电，LED驱动电路70的输入电压Vin逐渐上升。且开关模块30导通并使灯管中的LED通电一段时间。在这段时间内，灯管中的LED中流过的LED驱动电流ILED驱动LED发光并形成一个电流脉冲，同时LED驱动电路70的输入电压Vin被箝位于约462V而不会上升至500V以上甚至达到550V的尖峰电压。

[0080] 从电感式镇流器90开始向电路供电开始，经过启动时间ton(约60ms)后，LED驱动电路70开始正常工作，LED驱动电流ILED驱动LED稳定发光。图18示出本实用新型另一个实施例的LED驱动电路的输入电压Vin、LED驱动电流ILED和尖峰电压消除电路的开关晶体管Q3的驱动电压VQ3的波形示意图。其中，驱动电压VQ3在LED驱动电路70开始正常工作前形成多个脉冲信号，开关晶体管Q3相应地多次导通，灯管中的尖峰电压消除电路进而能够消除可能出现的多个尖峰电压。

[0081] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。在不会引起矛盾的情况下，本实用新型的各个实施例可相互组合，因而各个实施例实际可发生多种变化。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
防电塞	2021-03-15	2
一种扭矩测定设备	2021-07-08	2
一种测定腐殖质抗氧化能力的系统和方法	2021-09-11	0
交流充电桩控制导引电路的扩展电路和装置	2021-06-19	0
阴道内射精潜伏期及阴道阵挛监测装置	2021-12-08	0
热导检测器以及气相色谱仪	2020-08-06	0
一种倒装式感温火灾探测器	2020-10-30	2
一种热熔胶蒸汽软化机	2020-08-24	1
电梯导靴靴衬磨损量检测装置	2021-01-12	2
一种电动机超负荷再降温装置	2023-04-20	0

尖峰电压消除电路

尖峰电压消除电路

技术领域

背景技术

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：