一种自适应输出电压的反馈电路的制作方法

1.本技术涉及电源技术的领域，尤其是涉及一种自适应输出电压的反馈电路。


背景技术：

2.led灯带是指把led组装在带状的fpc（柔性线路板）或pcb硬板上。led灯带的使用寿命长，并且非常节能和绿色环保，逐渐在各种装饰行业中崭露头角。
3.led灯带需要使用恒流电源来驱动，而当前行业内普遍应用于led灯带等类型上的驱动电源，多数采用恒压电源，均为固定单一电压输出。例如：12v灯带必须使用12v输出的驱动电源，而24v的灯带必须使用24v输出的驱动电源。对于不同规格的led灯带，若电源电压不同，在安装使用之后，很可能造成led灯带的损坏。
4.针对上述中的相关技术，存在led灯带和驱动电源之间适配性较差，需要人工干预驱动电源的缺陷。


技术实现要素：

5.为了提高led灯带和驱动电源之间适配性，本技术提供一种自适应输出电压的反馈电路。
6.本技术提供的一种自适应输出电压的反馈电路，采用如下的技术方案：一种自适应输出电压的反馈电路，包括：供电模块；整流滤波模块，所述整流滤波模块连接于所述供电模块，所述整流滤波模块上设置有电压采样端和电流采样端；主控模块，所述主控模块连接于所述电压采样端以获取采样电压，所述主控模块上设置有电压基准端和电流基准端；电压控制模块，所述电压控制模块分别连接于所述电压采样端和所述电压基准端，所述电压控制模块输出电压信号；电流控制模块，所述电流控制模块分别连接于所述电流采样端和所述电流基准端，所述电流控制模块输出电流信号；光耦反馈模块，所述光耦反馈模块的输入端分别连接于所述整流滤波、所述电压控制模块和所述电流控制模块，所述光耦反馈模块的输出端连接于所述供电模块，所述光耦反馈模块接收所述电压控制模块的电压信号或者所述电流控制模块的电流信号后，控制所述供电模块的输出电压的高低。
7.通过采用上述技术方案，利用供电模块向整流滤波模块输出一个小电流，在点亮led灯带时，若电源不匹配，led灯带本身被钳位在某个电压值处，通过整流滤波模块上的电压采样端和电流采样端，获取到当前的电压和电流，从而便于判定灯带所处的电压值；在主控模块获取电压值和电流值之后，电压控制模块或者电流控制模块根据主控模块的基准电压或者基准电流来控制输出，从而控制光耦反馈模块的输出大小，便于供电模块根据光耦
反馈模块的输出大小来进行电压的自动调节。
8.可选的，所述整流滤波模块包括整流二极管d1和滤波电容c1，所述整流二极管d1和所述滤波电容c1串联在所述供电模块的输出端上。
9.通过采用上述技术方案，整流滤波模块输出较为平稳的直流电，降低电压波动对led灯带的影响，从而提高led灯带使用寿命。
10.可选的，所述整流滤波模块还包括第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3，所述第一电阻r1、所述第二电阻r2和所述第三电阻r3相串联，且所述滤波电容c1和所述第一电阻r1、所述第二电阻r2以及所述第三电阻r3相并联；所述电压采样端设置在所述第一电阻r1和所述第二电阻r2之间，所述电流采样端设置在所述第二电阻r2和所述第三电阻r3之间。
11.通过采用上述技术方案，采用电阻分压的方式对电压进行采样，并且在对电流采样时也转变为电压的采集，采集更佳准确。
12.可选的，所述第一电阻r1和所述第二电阻r2串联的两端为负载输出端，所述负载输出端用于连接led灯带。
13.通过采用上述技术方案，在对led灯带进行电压输出时，能够更准确地获知led灯带的电压。
14.可选的，所述电压控制模块包括第一运算放大器u1、第一反馈电容c2、第一反馈电阻r4、第一输出电阻r5和第一二极管d2；所述第一反馈电容c2和所述第一反馈电阻r4串联在所述第一运算放大器u1的反相输入端和输出端之间；所述第一输出电阻r5和所述第一二极管d2相串联且连接于所述第一运算放大器u1的输出端；所述第一运算放大器u1的反相输入端和所述电压采样端连接，所述第一运算放大器的同相输入端和所述电压基准端连接。
15.通过采用上述技术方案，利用第一运算放大器u1进行电压的比较输出。由于第一运算放大器u1的同相输入端连接在基准电压端上，当采样过来的电压和基准电压值不同时，第一运算放大器u1的输出端输出电流，并经过第一输出电阻r5转变为电压，通过输出的电压高低来使得光耦反馈模块输出不同的强度的信号。并且利用第一二极管d2来防止输出电流的反向导通。
16.可选的，所述电流控制模块包括第二运算放大器u2、第二反馈电容c3、第二反馈电阻r7、第二输出电阻r8和第二二极管d3；所述第二反馈电容c3和所述第二反馈电阻r7串联在所述第二运算放大器u2的反相输入端和输出端之间；所述第二输出电阻r8和所述第二二极管d3相串联且连接于所述第二运算放大器u2的输出端；所述第二运算放大器u2的反相输入端和所述电流采样端连接，所述第二运算放大器u2的同相输入端和所述电流基准端连接。
17.通过采用上述技术方案，第二运算放大器同样进行电压的比较输出。实际上，电流控制模块最终也转变为电压来继续控制，对于电压控制模块，其采集的是第二电阻r2和第三电阻r3上的电压，而电流控制模块采样的是第三电阻r3上的电压。在刚开始调节，整流滤波模块输出较小的电流，此时电压控制模块的采样电压小，输出电压无法控制光耦反馈模块，可以利用电流控制模块来对光耦反馈模块进行控制。当供电模块的输出电压升高时，电流控制模块同样无法继续控制，但是可以通过主控模块来控制整流滤波模块中的电流，以增加输出电流。
18.可选的，所述主控模块包括主控芯片u3、稳压芯片u4、电压基准电阻r6、电流基准
电阻r9、电压基准电容c4和电流基准电容c5；所述稳压芯片u4的输出端和所述主控芯片u3的供电端连接，所述电压基准电阻r6和所述电压基准电容c4串联在所述主控芯片u3和地线之间，所述电压基准端设置在所述电压基准电阻r6和所述电压基准电容之间；所述电流基准电阻r9和所述电流基准电容c5串联在所述主控芯片u3和地线之间，所述电流基准端设置在所述电流基准电阻r9和所述电流基准电容c5之间。
19.通过采用上述技术方案，主控芯片由稳压芯片进行供电，而基准电压则是由主控芯片输出信号之后，经由电压基准电阻和电压基准电容的滤波充电形成；同样的，基准电流则是转变为电压，由电流基准电阻和电流基准电容的滤波充电形成。
20.可选的，所述光耦反馈模块为线性光耦。
21.通过采用上述技术方案，光耦反馈模块能够进行线性调节，从而便于供电模块根据光耦反馈模块输出的信号大小来进行调节输出。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.在连接led灯带之后，供电输出模块可以根据光耦反馈模块反馈回来的信号大小进行适配调节，无需人工干预输出电压的调整，提高led灯带的安装使用安全性；2.供电输出可控，可以适用在多种规格led灯带上，简单方便。
附图说明
23.图1是本技术实施例一种自适应输出电压的反馈电路原理图。
24.附图标记说明：1、供电模块；2、整流滤波模块；3、主控模块；4、电压控制模块；5、电流控制模块；6、光耦反馈模块。
具体实施方式
25.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
26.本技术实施例公开一种自适应输出电压的反馈电路。参照图1，自适应输出电压的反馈电路包括供电模块1、整流滤波模块2、主控模块3、电压控制模块4、电流控制模块5和光耦反馈模块6。供电模块1用于提供可变的工作电压，整流滤波模块2连接于供电模块1，对电压进行整流滤波，以便于led灯带使用，整流滤波模块2上设置有电压采样端和电流采样端。
27.具体的，供电模块1为变压器t1，变压器t1的副边线圈的两端为供电模块1的输出端。整流滤波模块2包括整流二极管d1、滤波电容c1、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3。整流二极管d1和滤波电容c1相串联，并且整流二极管d1和滤波电容c1共同连接在变压器的副边线圈的两端。
28.第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3相串联，并且滤波电容c1和串联后的第一电阻r1、第二电阻r2以及第三电阻r3相并联。第一电阻r1和第二电阻r2串联的两端为负载输出端，用于连接led灯带。因此，在整流滤波模块2接led灯带时，led灯带本身所受的电压并非时整流滤波的全部输出电压，降低了led灯带被高压烧毁的风险。
29.电压采样端设置在第一电阻r1和第二电阻r2之间，电流采样端设置在第二电阻r2和第三电阻r3之间。在本实施例中，第三电阻r3作为电流采样电阻，将电流值转变为电压值，第三电阻r3的阻值很小，可等效为线阻。因此，第一电阻r1和第二电阻r2两端的电压，即为led灯带两端的电压。此时led灯带的电压可以通过分压方式得到。
30.主控模块3连接于电压采样端以获取采样电压。主控模块3为电压调节的核心，在主控模块3上设置有电压基准端和电流基准端，为电压控制模块4和电流控制模块5提供基准，便于电压控制模块4和电流控制模块5对当前的电压和电流进行采样控制。主控模块3包括主控芯片u3、稳压芯片u4、电压基准电阻r6、电流基准电阻r9、电压基准电容c4和电流基准电容c5。稳压芯片u4的输入端连接于整流滤波模块2的输出端，以整流滤波模块2的输出电压作为工作电压；而稳压芯片u4的输出端和主控芯片u3的供电端连接，将稳压后的电压作为主控芯片的工作电压。
31.电压基准电阻r6和电压基准电容c4串联在主控芯片u3的引脚和地线之间，电压基准端设置在电压基准电阻r6和电压基准电容c4之间。主控芯片u3的引脚输出数字信号，具体是pwm信号。因此，电压基准端的电压则是由不同的占空比的pwm信号经电压基准电容c4充电形成。电流基准电阻r9和电流基准电容c5串联在主控芯片u3使得引脚和地线之间，电流基准端设置在电流基准电阻r9和电流基准电容c5之间。主控芯片u3的引脚同样是输出数字信号，同样是pwm信号。利用电流基准电容c5的充电电流作为基准值，在固定时间下，电流基准电容c5的充电电流转变成了电流基准电容c5上的电压。
32.电压控制模块4分别连接于电压采样端和电压基准端，电压控制模块4输出电压信号。电压控制模块4包括第一运算放大器u1、第一反馈电容c2、第一反馈电阻r4、第一输出电阻r5和第一二极管d2。第一反馈电容c2和第一反馈电阻r4串联在第一运算放大器u1的反相输入端和输出端之间。第一输出电阻r5和第一二极管d2相串联，并且连接于第一运算放大器u1的输出端。
33.第一运算放大器u1的反相输入端和所述电压采样端连接，第一运算放大器u1的输出端经由第一输出电阻r5和第一二极管d2和光耦反馈模块6连接，因此第一运算放大器u1、第一输出电阻r5和第一二极管d2共同形成了电压控制环路。而第一运算放大器u1的同相输入端和电压基准端连接。由于第一运算放大器u1的同相输入端的电压是由主控芯片所决定，因此在第一运算放大器u1获取到采样电压之后，能够通过第一运算放大器u1进行比较输出。
34.电流控制模块5分别连接于电流采样端和电流基准端，电流控制模块5输出电流信号。电流控制模块5包括第二运算放大器u2、第二反馈电容c3、第二反馈电阻r7、第二输出电阻r8和第二二极管d3。第二反馈电容c3和第二反馈电阻r7串联在第二运算放大器u2的反相输入端和输出端之间。第二输出电阻r8和第二二极管d3相串联，并且共同连接于第二运算放大器u2的输出端。
35.第二运算放大器u2的反相输入端和电流采样端连接，第二运算放大器u2的输出端经由第二输出电阻r8、第二二极管d3和光耦反馈模块6连接，因此第二运算放大器u2、第二输出电阻r8和第二二极管d3之间形成了电流环路。第二运算放大器u2的同相输入端和电流基准端连接，并且在实际电流控制中，将电流信号转变为电压信号，通过由电流基准电阻r9和电流基准电容c4形成的电压，和电流采样对应的电压比较，从而输出电流信号。
36.在本实施例中，第一二极管d2的阳极和第二二极管d3的阳极相互连接，以使得第一运算放大器u1输出的信号和第二运算放大器u2输出的信号之间不会相互影响。
37.在本实施例中，光耦反馈模块6为线性光耦。光耦反馈模块6的输入端一端连接于整流滤波的输出端，另一端连接于电压控制模块4的输出端以及电流控制模块5的输出端，
即第一二极管d2的阳极和第二二极管d3的阳极。而光耦反馈模块6的输出端连接于供电模块1。当光耦反馈模块6接收电压控制模块4的电压信号或者电流控制模块5的电流信号后，光耦反馈模块6输出控制信号，并控制供电模块1的输出电压的改变。
38.由于led灯带由led灯珠串联形成，而led灯珠基本为半导体led灯珠，点亮led灯珠需要恒流电源进行供电。并且由led灯珠的特性，在led灯珠被点亮时，led灯珠两端的电压被钳位至特定范围内。led灯珠需要恒定的电流，而在承受电压方面，可短暂承受额定电压周围的波动电压。
39.在本实施例中，供电模块1开始供电后，主控芯片u3上电开始运行，由主控芯片u3输出一个初始电流值。此时整流滤波模块2中存在电流，经第三电阻r3换算成电压信号输入到第二运算放大器u2的反向输入端。而主控芯片u3输出的初始电流信号经电流基准电阻r9和电流基准电容c5换算城电压信号后输入到第二运算放大器u2的同向输入端。第二运算放大器u2的反向输入端输入信号大于第二运算放大器u2的同向输入端信号，第二运算放大器u2的输出负压，进而通过光耦反馈模块6反馈给供电模块1，使得供电模块1输出一个能够点亮led灯带的低电流和电压。例如输出电压是24v，而此时电流较小，led能够被点亮，但是不能处于正常工作中。
40.此时由于led灯带的特性，led灯带的电压被钳位。对于不同规格的led灯带，其电压钳位值不同。例如：12v的led灯带的钳位电压在6~9v，而24v的led灯带的钳位电压在14~21v。通过电压采样端获取低电流点亮时的钳位电压，以获取到led灯带的规格。在获取之后，由主控芯片u3输出当前规格的led灯带的工作电压和工作电流，分别通过光耦反馈模块6相供电模块1输入信息，先后调节供电模块1的输出电流和输出电压，从而达到led灯带和输出电压相适配。
41.本技术实施例的实施原理为：当变压器t1初级端初始上电后，透过变压器t1传输给次级的电压电流，经整流滤波后进行供电，同时主控芯片u3立即开始工作。通过主控芯片u3引脚输出弱电流信号，经电流控制环路推动光耦反馈模块6将信息反馈到供电模块1中，使得整流滤波负载输出的电流在一个能够点亮led灯带的较小的范围。而后主控芯片u3检测第一电阻r1和第二电阻r2的分压值，确定输出电压的值。当确定led灯带的规格后，由电压控制环路推动光耦反馈模块6将信息反馈到供电模块1中，稳定主输出电压，同时主控芯片u3还输出正常电流信号，给电流环控制足额的电流输出。
42.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。