專利名稱：具有高精度恒壓/恒流輸出且高pf值的原邊控制型開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于開關(guān)電源領(lǐng)域，涉及一種具高精度有恒壓/恒流輸出，且高PF值的原邊控制技術(shù)的開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的開關(guān)電源通常在開關(guān)電源為了保證輸出的電壓、電流達到一個較高的精度，一般采用在輸出端接個光耦，通過光耦將輸出端電壓反饋至輸入端，輸入端在根據(jù)反饋信號調(diào)節(jié)輸出電壓，這樣的電路使得電路的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需要大量的元器件，輸出的電壓、電流的精度較差，并且光耦存在老化的問題，是電路的穩(wěn)定性和壽命都受到一定的影響，此種做法還使得生產(chǎn)的成本較高，且PF值、電功效率很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種外圍電路簡單，且能夠輸出高精度的電壓、電流滿足LED 燈的需求，同時具有較高的PF值和效率，實現(xiàn)低成本且高性能的驅(qū)動電路。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種具有高精度恒壓/恒流輸出且高PF值的原邊控制型開關(guān)電源，包括電磁干擾、濾波電路，整流濾波電路，變壓器，還包括和變壓器并聯(lián)的穩(wěn)壓緩沖電路、濾波整形輸出電路、MOS管和采樣電阻、恒壓恒流PFC控制驅(qū)動模塊。作為改進，所述恒壓恒流PFC控制驅(qū)動模塊采用PFC控制芯片；經(jīng)電磁干擾、濾波電路消除電磁干擾、濾波整形的市電經(jīng)整流濾波電路輸至變壓器變壓后輸出給濾波整形輸出電路輸出，所述變壓器的原邊及采樣電阻RS反饋信號給PFC控制及驅(qū)動模塊控制MOS管開關(guān)頻率調(diào)節(jié)輸出的電壓、電流。作為進一步改進，所述恒壓恒流PFC芯片采用的型號為SD6857，調(diào)制模式為PFM。作為進一步改進，所述穩(wěn)壓緩沖電路為在變壓器的原邊，Pri-端電阻R5和電容C3 并聯(lián)然后連接二極管Dl的N端，然后二極管的P端接Pri+ ;同時穩(wěn)壓管ZDl與電阻R5、電容C3并聯(lián)，其P端接Pri-，N端與二極管的Dl的N端連接；所述濾波整形輸出電路的正極輸出端和負(fù)極輸入端之間串接有超快恢復(fù)二極管D4，電阻R19、R20并聯(lián)后與電容C8串聯(lián)， 然后與二極管D4并聯(lián)，然后在與電容、C9、C10,電阻R21并聯(lián)。采用上述技術(shù)方案，使得本發(fā)明具有如下優(yōu)點通過檢測變壓器原邊反饋給PFC 恒壓恒流控制芯片，采用PFM的調(diào)制方式，通過內(nèi)置的邏輯控制器控制MOS管的開關(guān)頻率達到輸出高精度和電壓和電流；集成了 PFC的功能，有較高的PF值；采用了 PFM的調(diào)制方式， 使得能夠輸出很高精度的電壓電流，同時具有較高的電功效率；在變壓器的原邊設(shè)置有一個穩(wěn)壓緩沖網(wǎng)絡(luò)，使得能夠減小輸入電壓對電路的沖擊，給芯片提供一個較為穩(wěn)定的電源。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明圖I為本發(fā)明的電路方框圖；圖2為本發(fā)明的電路原理圖。
具體實施例方式如圖I 2所示，本發(fā)明主要包括電磁干擾、濾波電路，整流濾波電路，變壓器及和變壓器并聯(lián)的穩(wěn)壓緩沖電路，濾波整形輸出電路，MOS管和采樣電阻，恒壓恒流PFC控制驅(qū)動模塊。電磁干擾、濾波電路采用電感LI和電阻Rl并聯(lián)然后串接在輸入電源線的一邊，電感L2、R2并聯(lián)串接在電源輸入線的另一邊，然后和電容Cl并聯(lián)，在電磁干擾、濾波電路前串接一個保險管F1，可以用來防止電路不穩(wěn)時，產(chǎn)生一個較大的電流而對本發(fā)明造成損壞。其中整流濾波電路采用整流橋BI，電解電容C2，電解電容C2與整流橋BI的V+，V-并聯(lián)；使接入的交流電經(jīng)整流濾波電路變?yōu)槠交闹绷麟?；穩(wěn)壓、緩沖網(wǎng)絡(luò)所述的穩(wěn)壓緩沖網(wǎng)絡(luò)為在變壓器的原邊，Pri-端電阻R5和電容C3并聯(lián)然后連接二極管Dl的N端，然后二極管的P 端接Pri+ ;同時穩(wěn)壓管ZDl與電阻R5、電容C3并聯(lián)，其P端接Pri_，N端與二極管的Dl的N 端連接，能有效的抑制由于輸入電壓不穩(wěn)對電路造成的損害；通過檢測變壓器原邊反饋給 PFC恒壓恒流控制芯片，采用PFM的調(diào)制方式，通過內(nèi)置的邏輯控制器控制MOS管的開關(guān)頻率達到輸出高精度和電壓和電流；采用了一種高效率PFM(pluse frequency modulation, 脈沖頻率調(diào)制)的調(diào)制方式，使得能夠輸出較高精度的電壓電流，同時具有較高的電功效率。本發(fā)明采用的芯片為SD6857，管腳lVac，功能為AC輸入電壓波形采樣，管腳 2Vavg，功能為AC輸入電壓平均值；管腳3FB，功能為反饋檢測；管腳4Vcc，功能為芯片供電端；管腳5GND，功能為芯片接地腳；管腳6CS，功能為電流采樣腳；管腳7DR，功能為 柵極驅(qū)動腳;管腳8NC，功能為:空腳；電阻R16、R15、R14串聯(lián)，R16 —端接整流橋BI的V+， 另一端接R15 ；R15 一端接R16,另一端接管腳IVac ；電阻R14, —端接管腳IVac,另一端接地；電容C6，一端接地，另一端接管腳IVac ；電阻R16、R17、R18串聯(lián)，R16 一端接整流橋BI 的V+，另一端接R17 ；R17 一端接R16，另一端接管腳2Vavg ；電阻R18，一端接管腳2Vavg，另一端接地；電容C7，一端接地，另一端接管腳2Vavg ;電阻R7、R13串聯(lián)，電阻R7 —端接變壓器Tl的輔助線圈Aux+，另一端接管腳3FB ;R13—端接管腳3FB，另一端接地；電阻R3、R4串聯(lián)，電阻R3 —端接整流橋BI的V+，另一端接電阻R4 ；電阻R4 —端接電阻R3，另一端接管腳4Vcc ;二極管D2、電阻R6串聯(lián)，二極管D2的P端接變壓器Tl輔助線圈的Aux+，D2的N 端接電阻R6 ；電阻R6的一端接二極管D2的N端，另一端接管腳4Vcc ；電容C5 —端接管腳 4Vcc，另一端接地；管腳5GND接地；電阻R8、R9并聯(lián)，一端接地，另一端接電阻R12和MSE管的S端；電阻Rl2，一端接并聯(lián)的電阻R8、R9，另一端接管腳6CS ；電阻RlI、與二極管D3并聯(lián)，二極管的P端接MOS管Ql的G端，N端接管腳7DR ;管腳8NC，懸空；M0S管的D端接變壓器Tl的原邊的Pri+，G端接在電阻Rll和二極管D3并聯(lián)的P端，電容C4 一端接在MOS 管的S端，另一邊接在MOS管Ql的D端，電阻R10，一端接在MOS管Ql的G端，一端接地。啟動過程當(dāng)輸入的電壓建立之后，首先由啟動電阻R3、R4給電容C5充電，C5的電壓逐漸升高，當(dāng)達到芯片SD6857的啟動電壓門檻值時，芯片SD6857開始工作，然后提供驅(qū)動脈沖，由管腳7DR端輸出，打開MOS管，變壓器原邊的電流開始增大，當(dāng)超過電流限制值，電路保護，輸出關(guān)斷，此時啟動電阻R3、R4不能提供足夠的電壓，因此電容C5放電，電容電壓逐漸下降，同時輔助線圈通過二極管D2、電阻R6整流后向芯片SD6857供電，維持芯片SD6857的正常工作，輸出關(guān)斷，原邊的電壓、電流開始下降，當(dāng)滿足恒壓恒流環(huán)路控制的開啟條件后，芯片SD6857重新開啟MOS管Ql，如此周而復(fù)始。峰值電流檢測當(dāng)MOS管導(dǎo)通，此時FB端電壓為負(fù)，采樣電阻，R8、R9、R12檢測到原邊電流呈線性增大，當(dāng)超過峰值電流，芯片SD6857關(guān)斷MOS管Ql ;反饋電壓檢測當(dāng)MOS管Ql關(guān)斷，此時FB端電壓為正，在 FB電壓為整燈2/3時間點進行采樣，采樣得到的電壓經(jīng)過放大、保持、比較用來控制恒壓環(huán)路的停頓時間Tcv.電路同時對FB電壓為正、為負(fù)或衰減振蕩的時間進行計算，F(xiàn)B為正的時間為Toff 1，表示變壓器輔助線圈有電流流過，F(xiàn)B為負(fù)的時間ToruFB衰減振蕩的時間為 Toff2，在這兩個時間變壓器Tl的輔助線圈沒有電流流過。在峰值電流恒定的條件下，為達到輸出恒流的目的，需要保持TofTl = Toff2+Ton0恒流環(huán)路就是利用所檢測的FB的高、低點評時間，來確定恒流環(huán)路的停頓時間Tcc，從而達到控制保持輸出電流恒定；PF校正芯片集成了 PFC功能，采用平均電壓控制方法，通過管腳Vac、的外圍電路檢測原邊的電壓，以輸出電壓誤差放大信號與整流電壓的檢測值的乘積為基準(zhǔn)電流，和電流反饋加到電流誤差放大器輸入端，通過誤差放大器調(diào)節(jié)輸入電流平均值，使輸入電流和電壓同相，并接近正弦波形。輸入電流與基準(zhǔn)電流比較后，其高頻分量被平均化處理，平均電流誤差信號與鋸齒波比較后形成控制MOS管Ql通斷的PFM信號，得到一個較高的PF值，通過管腳Vavg的外圍電路電路檢測原邊的電壓，得到一個較為恒定的輸入電壓，使得在輸入電壓在出現(xiàn)較大的波動時，依然可以保證輸出一個較為恒定的電壓、電流，保證一個較高的PF值，不會出現(xiàn)較大的波動。采用了一種高效率PFM(plusefrequency modulation,脈沖頻率調(diào)制)的調(diào)制方式，結(jié)合了 PFM電路功耗低的有點和PWM(pluse width modulation，脈沖寬度調(diào)制)輸出效率搞的優(yōu)點，使得能夠有一個較高的效率，濾波整形輸出電路，在變壓器Tl的次級線圈的 Sec+端與輸出端的正端之間接一個超快恢復(fù)二極管D4, D4的P端接Sec+, D4的N端接輸出端的正端，電阻R19、R20并聯(lián)，然后與電容Cl串聯(lián)，然后與二極管D4并聯(lián)，再與電容C9、 C10、電阻R21并聯(lián)，構(gòu)成了一個濾波整形電路，能夠為負(fù)載提供一個較為平滑、波動較小的輸出電源。需要指出的是，上述實施例雖對本發(fā)明作了比較詳細(xì)的文字描述，但這些文字描述只是對本發(fā)明設(shè)計思路的簡單描述，而不是對本發(fā)明思路的限制。任何不超過本發(fā)明設(shè)計思路的組合、增加或修改，均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有高精度恒壓/恒流輸出且高PF值的原邊控制型開關(guān)電源，包括電磁干擾、 濾波電路，整流濾波電路，變壓器，其特征在于還包括和變壓器并聯(lián)的穩(wěn)壓緩沖電路、濾波整形輸出電路、MOS管和采樣電阻、恒壓恒流PFC控制驅(qū)動模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有高精度恒壓/恒流輸出且高PF值的原邊控制型開關(guān)電源，其特征在于所述恒壓恒流PFC控制驅(qū)動模塊采用PFC控制芯片；經(jīng)電磁干擾、濾波電路消除電磁干擾、濾波整形的市電經(jīng)整流濾波電路輸至變壓器變壓后輸出給濾波整形輸出電路輸出，所述變壓器的原邊及采樣電阻RS反饋信號給PFC控制及驅(qū)動模塊控制MOS管開關(guān)頻率調(diào)節(jié)輸出的電壓、電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有高精度恒壓/恒流輸出且高PF值的原邊控制型開關(guān)電源，其特征在于所述的恒壓恒流PFC芯片采用的型號為SD6857，調(diào)制模式為PFM。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有高精度恒壓/恒流輸出且高PF值的原邊控制型開關(guān)電源，其特征是所述穩(wěn)壓緩沖電路為在變壓器的原邊，Pri-端電阻R5和電容C3并聯(lián)然后連接二極管Dl的N端，然后二極管的P端接Pri+ ;同時穩(wěn)壓管ZDl與電阻R5、電容C3并聯(lián)， 其P端接Pri-，N端與二極管的Dl的N端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有高精度恒壓/恒流輸出且高PF值的原邊控制型開關(guān)電源，其特征是所述濾波整形輸出電路的正極輸出端和負(fù)極輸入端之間串接有超快恢復(fù)二極管D4，電阻R19、R20并聯(lián)后與電容C8串聯(lián)，然后與二極管D4并聯(lián)，然后在與電容、C9、 C10,電阻R21并聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有高精度恒壓/恒流輸出且高PF值的原邊控制型開關(guān)電源，包括電磁干擾、濾波電路，整流濾波電路，變壓器，還包括和變壓器并聯(lián)的穩(wěn)壓緩沖電路、濾波整形輸出電路、MOS管和采樣電阻、恒壓恒流PFC控制驅(qū)動模塊。本發(fā)明優(yōu)點在于通過檢測變壓器原邊反饋給PFC控制芯片，采用PFM調(diào)制方式，使得能夠輸出高精度的電流和電壓；較于傳統(tǒng)的驅(qū)動電路省去了光耦等外圍器件，使外圍電路加簡單，顯著提高了整個電源的PF值和電功效率，具有外圍電路簡單，成本低、性能高的顯著特點，易于大規(guī)模推廣使用。
文檔編號H05B37/02GK102594155SQ201210089378
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者張小平 申請人:江蘇晟芯微電子有限公司