專利名稱：高轉(zhuǎn)換效率的開(kāi)關(guān)電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種開(kāi)關(guān)電源電路，進(jìn)一步說(shuō)是一種用于LED燈的開(kāi)關(guān)電 源電路。
背景技術(shù)：
LED燈由于它的節(jié)能、環(huán)保、亮度高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用在越來(lái)越多的 場(chǎng)合。在LED燈的實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用中存在著許多技術(shù)問(wèn)題，其中從交流轉(zhuǎn)為直 流的效率問(wèn)題， 一直是電源行業(yè)內(nèi)關(guān)心的主題，在節(jié)能當(dāng)頭的今天顯得更為重 要，轉(zhuǎn)換效率從線性電源的35%到開(kāi)關(guān)電源的60%我們用了幾十年時(shí)間。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界每年的電源產(chǎn)量是70億只以上，平均功率為35瓦， 如果效率提高1%，全世界全年節(jié)電20億度電，所以從交流轉(zhuǎn)為直流的效率問(wèn)題， 被越來(lái)越多的人所重視。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種高轉(zhuǎn)換效率并且超常使用壽命的開(kāi)關(guān)電源電路。
本實(shí)用新型目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種高轉(zhuǎn)換效率的開(kāi)關(guān)電源電路，包括整流橋(D1-D4)、濾波電路、變壓 器(Tl)、控制芯片(IC)，電流(AC)經(jīng)過(guò)整流橋(D1-D4)和濾波電路濾波， 使電壓從(AC) 220V升至(DC) 320V，經(jīng)電阻(Rl、 R2)和三極管(Q2)、電阻 (R3、 R4)組成的壓控電路分壓后給控制芯片(IC)的6腳，使控制芯片(IC) 內(nèi)置的軟啟動(dòng)電壓由控制芯片(IC)的電路控制達(dá)到啟動(dòng)電壓，經(jīng)控制芯片(IC) 控制端l腳輸出脈沖電壓使連接在控制芯片(IC)控制端l腳的功率管(Ql)導(dǎo)通，連接在功率管(Ql)的集電極端的變壓器(Tl)初級(jí)得到電流，使變壓 器(Tl)的次級(jí)得到感應(yīng)電流，此時(shí)次級(jí)的電流的強(qiáng)度又反過(guò)來(lái)感應(yīng)給變壓器
(Tl)的輔助繞組，輔助繞組得到的感應(yīng)電流經(jīng)三極管(Q2)得到次級(jí)反饋的負(fù) 載信號(hào)，同時(shí)經(jīng)連接在功率管(Ql)的集電極與控制芯片(IC)的諧振壓控端3 腳之間的R5、加速耦合電容C3給控制芯片(IC)的諧振壓控端3腳，控制芯片
(IC)根據(jù)壓控端3腳給出的信號(hào)，自動(dòng)調(diào)整諧振的頻度和幅度，然后再經(jīng)控 制芯片(IC)的控制端l腳輸出給功率管(Ql)，此時(shí)，流經(jīng)功率管(Ql)的電 流在電阻(R6、 R7 )上產(chǎn)生壓降后，經(jīng)電阻(R8)電流信號(hào)經(jīng)控制芯片(IC) 的4腳進(jìn)入控制芯片(IC)的壓控電路，調(diào)整開(kāi)通時(shí)間和打開(kāi)幅度，控制初級(jí) 電流的大小和維持時(shí)間，達(dá)到和次級(jí)負(fù)載相適應(yīng)。
本實(shí)用新型的核心是，充分利用諧振的特點(diǎn)和高頻變壓器漏感控制技術(shù)， 利用漏感的的特性，并把漏感作為換能和儲(chǔ)能的途徑，從而使變壓器的能耗降 到非常低的水平，始終使電路處在與負(fù)載正好匹配的工作狀態(tài)，采用變壓器耦 合及感應(yīng)電壓信號(hào)控制方式，相當(dāng)于自動(dòng)平衡的天平一樣工作，這個(gè)天平的最 大量程就是我們的最大功率設(shè)定值。最大的優(yōu)點(diǎn)在于，自動(dòng)平衡的維持非常穩(wěn) 定，具有一定的動(dòng)態(tài)維持寬度，尤其是對(duì)電流電壓同時(shí)有要求的負(fù)載，本發(fā)明 尤其適用，特別是大功率LED的驅(qū)動(dòng)電源，徹底解決了 LED三大瓶頸之一，即 驅(qū)動(dòng)電源本身功耗太大的的問(wèn)題，對(duì)延長(zhǎng)LED的使用壽命和LED裝置的穩(wěn)定性 作用相當(dāng)明顯。
本實(shí)用新型的另一個(gè)特點(diǎn)是，由于轉(zhuǎn)換效率的大幅提高，整個(gè)電路的能耗 比較小，主要的能耗器件，功率管和變壓器都處在極低能耗的水平，大大降低 了功率器件的發(fā)熱量，同時(shí)又大大提升功率器件的負(fù)載能力，并且隨著功率器 件發(fā)熱量的大幅降低，儲(chǔ)能源器件的使用壽命大幅提高，使得通常只用5000小時(shí)使用壽命一下子可以提高到20000小時(shí)。(在開(kāi)關(guān)電源中使使用受到限制的主 要是含電解液的電解電容，業(yè)內(nèi)人士公認(rèn)，電解電容的工作溫度每下降10度， 其使用壽命至少可以提高一倍，采用本實(shí)用新型可以使電解電容的溫度比普通 電源中的電解電容的工作溫度下降近30度，所以我們的電源使用壽命至少可以 提高3倍以上)。
效率的提高會(huì)為我們帶來(lái)了另一個(gè)好處，本實(shí)用新型的體積可以大大縮小， 本實(shí)用新型的體積僅為正常的一半，重量只有正常的1/3。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，控制芯片(IC)使用的是公知的控制芯片0B2476，市電經(jīng)過(guò) 熱敏電阻(RT)和由(D1-D4)組成的整流橋加上再經(jīng)C1、 Ll、 C2組成的n型 濾波電路濾波，使電壓從(AC) 220V升至(DC) 320V，經(jīng)電阻(Rl、 R2)和三 極管(Q2)、電阻(R3、 R4)組成的壓控電路分壓后給控制芯片(IC)的6腳， 使控制芯片(IC)內(nèi)置的軟啟動(dòng)電壓由控制芯片(IC)的電路控制達(dá)到啟動(dòng)電壓， 經(jīng)控制芯片(IC)控制端l腳輸出脈沖電壓使連接在控制芯片(IC)控制端l 腳的功率管(Ql)導(dǎo)通，連接在功率管(Ql)的集電極端的變壓器(Tl)初級(jí) 得到電流，使變壓器(Tl)的次級(jí)得到感應(yīng)電流，此時(shí)次級(jí)的電流的強(qiáng)度又反 過(guò)來(lái)感應(yīng)給變壓器(Tl)的輔助繞組，輔助繞組得到的感應(yīng)電流經(jīng)三極管(Q2) 得到次級(jí)反饋的負(fù)載信號(hào)，同時(shí)經(jīng)連接在功率管(Ql)的集電極與控制芯片(IC) 的諧振壓控端3腳之間的R5、加速耦合電容C3給控制芯片(IC)的諧振壓控端 3腳，控制芯片(IC)根據(jù)壓控端3腳給出的信號(hào)，自動(dòng)調(diào)整諧振的頻度和幅度，然后再經(jīng)控制芯片(IC)的控制端l腳輸出給功率管(Ql)，此時(shí)，流經(jīng)功率管 (Ql)的電流在電阻(R6、 R7 )上產(chǎn)生壓降后，經(jīng)電阻(R8)電流信號(hào)經(jīng)控制 芯片(IC)的4腳進(jìn)入控制芯片(IC)的壓控電路，調(diào)整開(kāi)通時(shí)間和打開(kāi)幅度， 控制初級(jí)電流的大小和維持時(shí)間，達(dá)到和次級(jí)負(fù)載相適應(yīng)。在該電路中利用R6、 R7上形成的壓降，自動(dòng)控制芯片的開(kāi)通時(shí)間，達(dá)到控制輸出功率的目的；而在 變壓器原邊跨接電容耦合到控制芯片，改變了芯片工作時(shí)的相位，在漏感的影 響下打開(kāi)；Rl、 R2與Q1組成的動(dòng)態(tài)分壓，自動(dòng)調(diào)整諧振的幅度。在電源(AC) 的輸入端還串聯(lián)有一個(gè)熱敏電阻(RT)。在上述電路中，在控制芯片(IC)的2 端與5端之間連接有二極管D5、 D6，用于保護(hù)控制芯片(IC)不過(guò)壓。
在這里要說(shuō)明一點(diǎn)的是，利用變壓器(Tl)的漏感作為控制變壓器工作的 方式，正好是輸入的零電壓和零電流的時(shí)候，將漏感產(chǎn)生電流進(jìn)行控制，所以 諧振的峰值和漏感的峰值相匹配，做到了電能使用率的最大化，也使得變壓器 (Tl)的功耗特別小，而產(chǎn)生的換能效果最好，并且諧振的衰減特別快，不會(huì) 產(chǎn)生高次諧波，輸出紋波也很小，原則上不需要使用Y電容，使用磁阻尼作為 電信號(hào)的采樣對(duì)象，也省去了傳統(tǒng)的光耦傳遞方式，利用控制芯片(IC)電流 采樣電阻(R6、 R7)的設(shè)定來(lái)設(shè)定最大負(fù)載，當(dāng)接收到的負(fù)載電磁反饋分壓信 號(hào)反映到電流采樣端口，控制芯片(IC)自動(dòng)調(diào)整輸出狀態(tài)，跟隨負(fù)載的變化 做出調(diào)整，當(dāng)采樣電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，控制芯片(IC)內(nèi)置比較電路翻轉(zhuǎn)，限 制信號(hào)輸出，關(guān)斷電源輸出。 一旦采樣端的電流低于設(shè)定值時(shí)，控制芯片(IC) 內(nèi)置比較電路再次翻轉(zhuǎn)，根據(jù)采樣電流大小自動(dòng)調(diào)整輸出狀態(tài)。
控制芯片(IC)的設(shè)計(jì)很特別，用漏感進(jìn)行工作，加上外圍的改變，迫使 控制芯片(IC)在漏感產(chǎn)生的時(shí)段打開(kāi)，使LRC振蕩電路處于諧振狀態(tài)，為了 使功率管從放大區(qū)到飽和區(qū)有過(guò)渡過(guò)程，我們?cè)陔娐分刑匾庠O(shè)計(jì)了加速耦合電容(C3)，在反峰值沒(méi)有完全達(dá)到高峰時(shí)，磁流已經(jīng)改變方向，抑制了峰值的產(chǎn) 生，又進(jìn)入了另一個(gè)諧振，周而復(fù)始，形成了多諧振的格局，所以本發(fā)明不但 對(duì)外來(lái)電網(wǎng)的干擾有特強(qiáng)的抑制作用，自身產(chǎn)生的振蕩波形也沒(méi)有大的尖峰， 使輸出電源的質(zhì)量比較高。利用漏感來(lái)進(jìn)行換能的方法本身至少消除了漏感的 尖峰，而在輸入電壓的峰值期，電路是關(guān)斷的，零電壓和零電流時(shí)才打開(kāi)，所 以整個(gè)電路的工作波形很少有尖峰出現(xiàn)。
控制芯片0B2476的本身并沒(méi)有多諧振功能，是本實(shí)用新型在外圍電路和變 壓器設(shè)計(jì)上采用的特殊方式和工藝實(shí)現(xiàn)了多諧振的漏感換能特性，達(dá)到了非常 高效的AC/DC轉(zhuǎn)換，并實(shí)現(xiàn)了極低功耗的電源，特別適合于大功率LED的驅(qū)動(dòng)， 也使開(kāi)關(guān)電源的使用壽命在普通元器件的條件下比一般開(kāi)關(guān)電源提高了至少3 倍。具有極高的性價(jià)比。
本電路的設(shè)計(jì)，充分考慮到電網(wǎng)的質(zhì)量問(wèn)題，開(kāi)關(guān)機(jī)的浪涌電流問(wèn)題和空 載待機(jī)狀態(tài)的能耗問(wèn)題，我們?cè)谇凹?jí)加上了熱敏電阻(RT)，使開(kāi)機(jī)浪涌減少到
20%以下，用n型濾波使不干凈的電網(wǎng)雜波得到有效抑制，極小的次級(jí)感應(yīng)反饋
能使空載時(shí)的能耗降到0. 2W左右，使本發(fā)明達(dá)到綠色電源的水平。
本實(shí)用新型經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)和試用下，在正常情況下可以達(dá)到以下的效果
功率因素〉90%，轉(zhuǎn)換效率>90%，軟啟動(dòng)2 30ms待機(jī)功耗極小，輸出紋波很小，
抗干擾能力強(qiáng)，輸出電流質(zhì)量高，高可靠性，超長(zhǎng)使用壽命，超小體積，環(huán)境
溫度40 。C 60。C等。
本實(shí)用新型具備多種用途，經(jīng)外圍電路的配置的改變，可以設(shè)計(jì)成儀用電
源、軍用電源、音響電源。
1、改變加速耦合電容(C3)，可以使電路具有動(dòng)態(tài)電源性能，達(dá)到音響電
源的要求。制芯片(IC) 6腳的電壓設(shè)定，可以做成紋波極 低的小功率儀用電源，或?qū)﹄娫匆蠓浅８叩木码娫础?br> 3、 改變諧振配置，可以制成抗干擾能力特別強(qiáng)的軍用電源或裝備電源。
4、 由于本實(shí)用新型電源的隔離性非常出色，經(jīng)三防處理后，可以在環(huán)境非 常惡劣的狀況下使用。
5、 由于本實(shí)用新型控制方式非常特殊，改變電阻(R6)或電阻(R7)可以 作為負(fù)載的動(dòng)態(tài)監(jiān)控設(shè)備使用。
6、 通過(guò)改變變壓器(T1)的耦合量，可以作為自適應(yīng)的高性能的鋰電池充電
器使用。
權(quán)利要求1、一種高轉(zhuǎn)換效率的開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于包括整流橋(D1-D4)、濾波電路、變壓器(T1)、控制芯片(IC)，電流(AC)經(jīng)過(guò)整流橋(D1-D4)和濾波電路濾波，使電壓從(AC)220V升至(DC)320V，經(jīng)電阻(R1、R2)和三極管(Q2)、電阻(R3、R4)組成的壓控電路分壓后給控制芯片(IC)的6腳，使控制芯片(IC)內(nèi)置的軟啟動(dòng)電壓由控制芯片(IC)的電路控制達(dá)到啟動(dòng)電壓，經(jīng)控制芯片(IC)控制端1腳輸出脈沖電壓使連接在控制芯片(IC)控制端1腳的功率管(Q1)導(dǎo)通，連接在功率管(Q1)的集電極端的變壓器(T1)初級(jí)得到電流，使變壓器(T1)的次級(jí)得到感應(yīng)電流，此時(shí)次級(jí)的電流的強(qiáng)度又反過(guò)來(lái)感應(yīng)給變壓器(T1)的輔助繞組，輔助繞組得到的感應(yīng)電流經(jīng)三極管(Q2)得到次級(jí)反饋的負(fù)載信號(hào)，同時(shí)經(jīng)連接在功率管(Q1)的集電極與控制芯片(IC)的諧振壓控端3腳之間的R5、加速耦合電容C3給控制芯片(IC)的諧振壓控端3腳，控制芯片(IC)根據(jù)壓控端3腳給出的信號(hào)，自動(dòng)調(diào)整諧振的頻度和幅度，然后再經(jīng)控制芯片(IC)的控制端1腳輸出給功率管(Q1)，此時(shí)，流經(jīng)功率管(Q1)的電流在電阻(R6、R7)上產(chǎn)生壓降后，經(jīng)電阻(R8)電流信號(hào)經(jīng)控制芯片(IC)的4腳進(jìn)入控制芯片(IC)的壓控電路，調(diào)整開(kāi)通時(shí)間和打開(kāi)幅度，控制初級(jí)電流的大小和維持時(shí)間，達(dá)到和次級(jí)負(fù)載相適應(yīng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高轉(zhuǎn)換效率的開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于在電 源(AC)的輸入端串聯(lián)一個(gè)熱敏電阻(RT)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高轉(zhuǎn)換效率的開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于Rl、 R2與Ql組成的動(dòng)態(tài)分壓，自動(dòng)調(diào)整諧振的幅度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高轉(zhuǎn)換效率的開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于利用 R6、 R7上形成的壓降，自動(dòng)控制芯片的開(kāi)通時(shí)間，達(dá)到控制輸出功率的目的。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高轉(zhuǎn)換效率的開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于在 控制芯片(IC)的2端與5端之間連接有二極管D5、 D6，用于保護(hù)控制芯片(IC) 不過(guò)壓。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種開(kāi)關(guān)電源電路，本實(shí)用新型所述電路的控制芯片(IC)用漏感進(jìn)行工作，加上控制芯片外圍電路的改變，迫使控制芯片(IC)在漏感產(chǎn)生的時(shí)段打開(kāi)，使LRC振蕩電路處于諧振狀態(tài)，為了使功率管從放大區(qū)到飽和區(qū)有過(guò)渡過(guò)程，在電路中設(shè)計(jì)了加速耦合電容(C3)，在反峰值沒(méi)有完全達(dá)到高峰時(shí)，磁流已經(jīng)改變方向，抑制了峰值的產(chǎn)生，又進(jìn)入了另一個(gè)諧振，周而復(fù)始，形成了多諧振的格局，所以本實(shí)用新型不但對(duì)外來(lái)電網(wǎng)的干擾有特強(qiáng)的抑制作用，自身產(chǎn)生的振蕩波形也沒(méi)有大的尖峰，使輸出電源的質(zhì)量比較高。
文檔編號(hào)H05B37/00GK201430705SQ20092004100
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者翁延鳴 申請(qǐng)人:翁延鳴