專利名稱：一種串聯(lián)拓?fù)鋖ed開(kāi)關(guān)電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及LED開(kāi)關(guān)電源電路技術(shù)，具體來(lái)說(shuō)是一種串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路。
背景技術(shù)：
LED照明燈需要一種滿足現(xiàn)代一系列要求的開(kāi)關(guān)電源，高電能轉(zhuǎn)換效率、輸出電流電壓設(shè)定的峰值點(diǎn)恒定、高功率密度，方便設(shè)計(jì)出更小的產(chǎn)品體積、低廉的產(chǎn)品成本的拓?fù)潆娐?。LED完全可以采用非隔離電源供電，但出于安全與散熱的關(guān)系，大部分產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)合必須采用隔離電源供電。 LED照明燈產(chǎn)品對(duì)電源的要求，在設(shè)定的安全工作峰值內(nèi)，電流電壓在一定規(guī)則范圍軟波動(dòng)，將延長(zhǎng)LED的工作壽命?，F(xiàn)有電路還不能在一個(gè)產(chǎn)品中完成滿足以上要求，特別是產(chǎn)品電轉(zhuǎn)換效率和產(chǎn)品成本以及工作可靠性等。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電能轉(zhuǎn)換效率高、電流電壓峰值恒定及高功率密度產(chǎn)品體積小的串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路，包括依次串聯(lián)回路的電源輸入端、輸入濾波、串聯(lián)拓?fù)潆娔苻D(zhuǎn)換、隔離電能輸出、電源輸出端。作為一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，L、N是電源輸入端,輸入濾波(I)由保管RV1、電容Cl、共模電感LI、電容C2組成，串聯(lián)拓?fù)潆娔苻D(zhuǎn)換(2 )由定向整流DB I、電容C3、儲(chǔ)能電感L3、變壓器Tl、電感L2、二極管D1、開(kāi)關(guān)管Q1、電阻Rl組成，其中DBl整流電路的定向電流輸出正端連接到儲(chǔ)能電感L3的一端和二極管Dl的負(fù)極端，儲(chǔ)能電感L3的另一端連接到變壓器Tl初級(jí)的一端，變壓器Tl初級(jí)的另一端連接到開(kāi)關(guān)管Ql的漏極D端和電感L2的一端，電感L2的另一端連接到二極管Dl的正極端，開(kāi)關(guān)管Ql的源極S端連接到電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端連接到DBl的定向電流輸出負(fù)端，隔離電能輸出(3)由二極管03、02、電感1^4、電容C4組成；變壓器Tl次級(jí)的一端連接到二極管D3的正極端，二極管D3的負(fù)極端連接到二極管D2負(fù)極端和電感L4的一端，電感L4的另一端連接到電容C4的一端電源輸出正，二極管D2的正極端連接到變壓器Tl次級(jí)的另一端和電容C4的另一端電源輸出負(fù)。采用上述結(jié)構(gòu)后，由于儲(chǔ)能電感L3與變壓器Tl初級(jí)進(jìn)行串聯(lián)，可以提聞電能轉(zhuǎn)換效率聞，電流電壓峰值恒定，因?yàn)檫m用于高功率產(chǎn)品，如果采用別的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品的體積會(huì)很大，而本實(shí)用新型中的結(jié)構(gòu)具有高功率密度產(chǎn)品體積小的特點(diǎn)。當(dāng)使用狀態(tài)為較高的功率時(shí)，還包括電感L2，變壓器Tl初級(jí)的另一端連接到電感L2的一端，電感L2的另一端連接到二極管Dl的正極端。作為另一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，所述L、N是電源輸入端，輸入濾波(I)由保管RV1、電容Cl、共模電感LI、電容C2組成，串聯(lián)拓?fù)潆娔苻D(zhuǎn)換(2)由定向整流DB1、電容C3、儲(chǔ)能電感L3、變壓器Tl、電感L2、二極管D1、開(kāi)關(guān)管Q1、電阻Rl組成，其中DBl的定向電流輸出正端連接到開(kāi)關(guān)管Ql的漏極D端，Ql源極S端連接到二極管Dl的負(fù)極端和電感L3的一端，電感L3的另一端連接到變壓器Tl初級(jí)的一端，變壓器Tl初級(jí)的另一端連接到電阻Rl的一端和電感L2的一端，電感L2的另一端連接到二極管Dl的正極端，電阻Rl的另一端連接DBl整流電路定向輸出負(fù)端，隔離電能輸出(3)由二極管D3、D2、電感L4、電容C4組成；變壓器Tl次級(jí)的一端連接到二極管D3的正極端，二極管D3的負(fù)極端連接到二極管D2負(fù)極端和電感L4的一端，電感L4的另一端連接到電容C4的一端電源輸出正，二極管D2的正極端連接到變壓器Tl次級(jí)的另一端和電容C4的另一端電源輸出負(fù)。 為了保護(hù)電路，還包括與電容C4并聯(lián)的過(guò)壓保護(hù)管RV2。作為一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，所述儲(chǔ)能電感L3數(shù)量為I個(gè)。作為一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，所述開(kāi)關(guān)管Ql為IGBT管或MOSFET場(chǎng)效管，或?yàn)槠渌嗤δ艿拈_(kāi)關(guān)管。本實(shí)用新型適用于LED電器，尤其適用于LED燈。本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)原理一種串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路，包括依次串聯(lián)回路的電源輸入端、輸入濾波、串聯(lián)拓?fù)潆娔苻D(zhuǎn)換、隔離電能輸出、電源輸出端。電源輸入L、N, RVl是并聯(lián)在電源輸入端L、N上的過(guò)壓保護(hù)管，電容Cl、共模電感LI、電容C2組成輸入EMI濾波電路，DBl整流電路提供定向的交流輸出電源，電容C3并聯(lián)在DBl整流電路的定向輸出回路端上作交流過(guò)零補(bǔ)償，DBl整流電路的定向電流輸出回路中串聯(lián)I個(gè)以上儲(chǔ)能電感L3，DBl整流電路的定向電流輸出正端直接與二極管Dl的負(fù)極端連接提供復(fù)位續(xù)流回路，電能轉(zhuǎn)換回路中的開(kāi)關(guān)管Ql為下驅(qū)動(dòng)方式或者上驅(qū)動(dòng)方式，變壓器Tl初級(jí)的另一端連接電阻Rl的一端和二極管Dl的正極端，電阻Rl的另一端連接到DBl整流電路的定向電流輸出負(fù)端；變壓器Tl次級(jí)的一端連接到二極管D3的正極端，二極管D3的負(fù)極端連接到二極管D2負(fù)極端和電感L4的一端，電感L4的另一端連接到電容C4的一端電源輸出正，二極管D2的正極端連接到變壓器Tl次級(jí)的另一端和電容C4的另一端電源輸出負(fù)。當(dāng)采用下驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，DBl整流電路的定向電流輸出正端連接到儲(chǔ)能電感L3的一端和二極管Dl的負(fù)極端，儲(chǔ)能電感L3的另一端連接到變壓器Tl初級(jí)的一端，變壓器Tl初級(jí)的另一端連接到開(kāi)關(guān)管Ql的漏極D端和電感L2的一端，電感L2的另一端連接到二極管Dl的正極端，開(kāi)關(guān)管Ql的源極S端連接到電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端連接到DBl的定向電流輸出負(fù)端。當(dāng)采用上驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，DBl整流電路的定向電流輸出正端連接到開(kāi)關(guān)管Ql的漏極D端,開(kāi)關(guān)管Ql源極S端連接到二極管Dl的負(fù)極端和儲(chǔ)能電感L3的一端,儲(chǔ)能電感L3的另一端連接到變壓器Tl初級(jí)的一端，變壓器Tl初級(jí)的另一端連接到電阻Rl的一端和電感L2的一端，電感L2的另一端連接到二極管Dl的正極端，電阻Rl的另一端連接DBl整流電路定向輸出負(fù)端。本實(shí)用新型中的儲(chǔ)能電感L3、變壓器Tl初級(jí)、開(kāi)關(guān)管Q1、電阻Rl組成電能轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)回路，連接到AC定向整流DB I電路正、負(fù)端上。本實(shí)用新型在電能轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)回路中串入I個(gè)以上的儲(chǔ)能電感L3，可以使高頻變壓變壓器Tl，從而高電能轉(zhuǎn)換效率為目標(biāo)適配包括功率因數(shù)校正功能，從而設(shè)計(jì)變壓器Tl參數(shù)。I個(gè)閉合的復(fù)位回路由L3、變壓器Tl初級(jí)、電感L2、二極管Dl組成；變壓器Tl的初級(jí)串入其中，復(fù)位過(guò)程同樣獲取能量輸出，L2抑制反向恢復(fù)損耗，(電感L2是可選擇的，在小功率電源應(yīng)用時(shí)可不用該電感)串入的電感L3同時(shí)穩(wěn)定輸入電壓電流瞬態(tài)波動(dòng)，使輸出更穩(wěn)定，同時(shí)具有良好諧波抑制，整個(gè)驅(qū)動(dòng)回路以高效率工作。電源的輸出串入了電感L4，一個(gè)合適的電感L4能使輸出電流平滑，輸出電路中的整流(D2、D3)依據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，可以采用同步整流電路，以提高輸出效率。本實(shí)用新型電路與現(xiàn)有產(chǎn)品不同之處是，電能轉(zhuǎn)換與功率因數(shù)校正于一體工作，省取了單獨(dú)功率因數(shù)校正電路的損耗和電路的復(fù)雜性，降低了成本，現(xiàn)有電路基本上是獨(dú)立的功率因數(shù)校正電路或者是反激式電路；本實(shí)用新型中的電能轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)回路與變壓器 Tl初級(jí)全部回路是串聯(lián)的，因此電能轉(zhuǎn)換過(guò)程中所有回路電流的產(chǎn)生同時(shí)輸出到變壓器Tl次級(jí)負(fù)載，這是現(xiàn)有電路所不能的；電源上電過(guò)程時(shí)，因有儲(chǔ)能電感L3的作用，電源上電消耗的能量極少，這對(duì)大批量電源連接在同一電源回路上應(yīng)用具直接優(yōu)點(diǎn)；儲(chǔ)能電感L3在電路中具有多層功能電能轉(zhuǎn)換回路阻抗適配、諧波濾波抑制、承擔(dān)整個(gè)電能轉(zhuǎn)換的主要應(yīng)力，以實(shí)現(xiàn)更高的電能轉(zhuǎn)換工作頻率、使其它半導(dǎo)體器件工作更穩(wěn)定可靠等。本實(shí)用新型實(shí)際應(yīng)用中與控制電路一起使用，控制電路可以采用常用的功率因數(shù)校正PFC電路，IC控制，同時(shí)功率因數(shù)校正，輸出穩(wěn)壓反饋由一個(gè)光耦隔離獲得信號(hào)，以控制輸出電壓穩(wěn)壓值，更高精度的輸出或不同的輸出方式，設(shè)計(jì)相應(yīng)的反饋電路實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果I、本實(shí)用新型采用了包括儲(chǔ)能電感L3、變壓器Tl初級(jí)、二極管Dl、電感L4，且儲(chǔ)能電感L3與變壓器Tl初級(jí)串聯(lián)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、比現(xiàn)有電路的工作頻率更高、電能轉(zhuǎn)換效率高、電流電壓峰值恒定及高功率密度產(chǎn)品體積小等特點(diǎn)。2、本實(shí)用新型與控制電路如功率因數(shù)校正PFC電路配合使用后，因?yàn)橛行盘?hào)輸出配合，所以具有功率因數(shù)校正功能、無(wú)諧波干擾，易于EMI抑制等特點(diǎn)。3、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了電感L4，可以設(shè)計(jì)生非常穩(wěn)定的輸出電壓，也可以設(shè)計(jì)成恒流限壓方式輸出，也可以設(shè)計(jì)成恒功率方式輸出。4、本實(shí)用新型設(shè)置了電感L2，當(dāng)大功率用時(shí)，電感L2是必不可少的，保護(hù)二極管D1，進(jìn)一步提高電能轉(zhuǎn)換效率高。5、本實(shí)用新型電路整體損耗小，電路所有在線半導(dǎo)體工作器件的沖擊應(yīng)力小，工
作穩(wěn)定可靠。

圖I為本實(shí)用新型一種串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路原理框圖；圖2為本實(shí)用新型一種串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路實(shí)施例I的電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型一種串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路與控制電路結(jié)合使用時(shí)電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型一種串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路實(shí)施例2的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例I :如圖f 3所示，一種串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路，包括依次串聯(lián)回路的電源輸入端、輸入濾波I、串聯(lián)拓?fù)潆娔苻D(zhuǎn)換2、隔離電能輸出3、電源輸出端。其中，L、N是電源 輸入，RVl是并聯(lián)在電源輸入端L、N上的過(guò)壓保護(hù)管，輸入濾波I由保管RVl、電容Cl、共模電感LI、電容C2組成，串聯(lián)拓?fù)潆娔苻D(zhuǎn)換2由定向整流DB I、電容C3、儲(chǔ)能電感L3、變壓器TI、電感L2、二極管D1、開(kāi)關(guān)管Q1、電阻Rl組成，DBl整流電路以提供定向的交流輸出電源，電容C3并聯(lián)在DBl定向輸出回路端上作交流過(guò)零補(bǔ)償，DBl的定向電流輸出正+端連接到儲(chǔ)能電感L3的一端和二極管Dl的負(fù)極端，儲(chǔ)能電感L3的另一端連接到變壓器Tl初級(jí)的一端，變壓器Tl初級(jí)的另一端連接到開(kāi)關(guān)管Ql的漏極D端和電感L2的一端，電感L2的另一端連接到二極管Dl的正極端，開(kāi)關(guān)管Ql的源極S端連接到電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端連接到DBl整流電路的定向電流輸出負(fù)-端；變壓器Tl次級(jí)的一端連接到二極管D3的正極端，二極管D3的負(fù)極端連接到二極管D2負(fù)極端和電感L4的一端，電感L4的另一端連接到電容C4的一端電源輸出正，二極管D2的正極端連接到變壓器Tl次級(jí)的另一端和電容C4的另一端電源輸出負(fù)。其中，電感L2是一個(gè)可選電感，在小功率電源應(yīng)用時(shí)，可以不用電感L2，二極管Dl的正極直接連接到壓器Tl初級(jí)的另一端。本實(shí)施例中的儲(chǔ)能電感L3數(shù)量為I個(gè)，電阻Rl為電流檢測(cè)電阻，變壓器Tl為高頻變壓器。為了保護(hù)輸出電路，還包括與電容C4并聯(lián)的過(guò)壓保護(hù)管RV2，開(kāi)關(guān)管Ql為IGBT管或MOSFET場(chǎng)效管，或?yàn)槠渌嗤δ艿拈_(kāi)關(guān)管。如圖3所示，本實(shí)施例控制電路采用IC芯片，IC是一種常用的功率因數(shù)校正PFC芯片，這類芯片的工作原理大同小異，控制部分的電源從變壓器Tl中增加了一個(gè)繞組為控制提供電源，啟動(dòng)電源通過(guò)電阻R4連接到DBl的電流輸出正+端提供啟動(dòng)電源，電阻R2、R3為AC正弦波采樣分壓電阻，電阻R6周期零電流重啟動(dòng)信號(hào)限流電阻，電阻R5連接到開(kāi)關(guān)管Ql的柵極G端以控制開(kāi)關(guān)管Ql的工作，電阻R8、電容CS、C9組成輸出電壓信號(hào)誤差放大器接口，信號(hào)通過(guò)光耦I(lǐng)I，穩(wěn)壓管Z2、電阻RlO組一個(gè)最基本的信號(hào)反饋電路。電源的輸出串入了電感L4，一個(gè)合適的電感L4能使輸出電流平滑，輸出電路中的整流(D2、D3)依據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，可以采用同步整流電路，以提高輸出效率。實(shí)施例2如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例I不同之處在于本實(shí)施采用上驅(qū)動(dòng)方式，一種串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路，電路包括L、N是電源輸入，RVl是并聯(lián)在電源輸入端L、N上的過(guò)壓保護(hù)管，電容Cl、共模電感LI、電容C2組成輸入EMI濾波電路，DBl整流電路以提供定向的交流輸出電源，電容C3并聯(lián)在DBl整流電路定向輸出回路端上作交流過(guò)零補(bǔ)償，DBl的定向電流輸出正端連接到開(kāi)關(guān)管Ql的漏極D端，Ql源極S端連接到二極管Dl的負(fù)極端和電感L3的一端，電感L3的另一端連接到變壓器Tl初級(jí)的一端，變壓器Tl初級(jí)的另一端連接到電阻Rl的一端和電感L2的一端，電感L2的另一端連接到二極管Dl的正極端，電阻Rl的另一端連接DBl整流電路定向輸出負(fù)端；變壓器Tl次級(jí)的一端連接到二極管D3的正極端，二極管D3的負(fù)極端連接到二極管D2負(fù)極端和電感L4的一端，電感L4的另一端連接到電容C4的一端電源輸出正，二極管D2的正極端連接到變壓器Tl次級(jí)的另一端和電容C4的另一端電源輸出負(fù)。本實(shí)施例與實(shí)施例I原理上相同。上述具體實(shí)施方式
為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不能對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限定，其他的任何未背離本實(shí)用新型的技術(shù)方案而所做的改變或其它等效的置換方式，都包含在 本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于包括依次串聯(lián)回路的電源輸入端、輸入濾波(I)、串聯(lián)拓?fù)潆娔苻D(zhuǎn)換(2)、隔離電能輸出(3)、電源輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于L、N是電源輸入端，輸入濾波(I)由保管RVl、電容Cl、共模電感LI、電容C2組成，串聯(lián)拓?fù)潆娔苻D(zhuǎn)換(2)由定向整流DB1、電容C3、儲(chǔ)能電感L3、變壓器Tl、電感L2、二極管D1、開(kāi)關(guān)管Q1、電阻Rl組成，其中DBl整流電路的定向電流輸出正端連接到儲(chǔ)能電感L3的一端和二極管Dl的負(fù)極端，儲(chǔ)能電感L3的另一端連接到變壓器Tl初級(jí)的一端，變壓器Tl初級(jí)的另一端連接到開(kāi)關(guān)管Ql的漏極D端和電感L2的一端，電感L2的另一端連接到二極管Dl的正極端，開(kāi)關(guān)管Ql的源極S端連接到電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端連接到DBl的定向電流輸出負(fù)端，隔離電能輸出(3)由二極管D3、D2、電感L4、電容C4組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于L、N是電源輸入端，輸入濾波(I)由保管RVl、電容Cl、共模電感LI、電容C2組成，串聯(lián)拓?fù)潆娔苻D(zhuǎn)換(2)由定向整流DB1、電容C3、儲(chǔ)能電感L3、變壓器Tl、電感L2、二極管D1、開(kāi)關(guān)管Q1、電阻Rl組成，其中DBl的定向電流輸出正端連接到開(kāi)關(guān)管Ql的漏極D端，Ql源極S端連接到二極管Dl的負(fù)極端和電感L3的一端，電感L3的另一端連接到變壓器Tl初級(jí)的一端，變壓器Tl初級(jí)的另一端連接到電阻Rl的一端和電感L2的一端，電感L2的另一端連接到二極管Dl的正極端，電阻Rl的另一端連接DB I整流電路定向輸出負(fù)端，隔離電能輸出(3 )由二極管D3、D2、電感L4、電容C4組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于還包括與電容C4并聯(lián)的過(guò)壓保護(hù)管RV2。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于所述開(kāi)關(guān)管Ql為IGBT管或MOSFET場(chǎng)效管，或?yàn)槠渌嗤δ艿拈_(kāi)關(guān)管。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種串聯(lián)拓?fù)銵ED開(kāi)關(guān)電源電路，包括包括依次串聯(lián)回路的電源輸入端、輸入濾波、串聯(lián)拓?fù)潆娔苻D(zhuǎn)換、隔離電能輸出、電源輸出端。本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中電能轉(zhuǎn)換效率較低、LED的工作壽命短、輸出電流電壓設(shè)定的峰值點(diǎn)不恒定及電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜體積大、產(chǎn)品成本高等問(wèn)題，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電能轉(zhuǎn)換效率高、電流電壓峰值恒定及高功率密度產(chǎn)品體積小等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M3/315GK202696471SQ201220341210
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者韓臘生, 韓路, 韓鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:韓臘生