專利名稱：一種高功率因數(shù)開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于LED驅(qū)動(dòng)的開關(guān)電源，具體是指一種交流變換為交流或直流的高功率因數(shù)開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
目前，市場(chǎng)上已有各種不同類型的高功率因數(shù)開關(guān)電源，有先采用非隔離的功率因數(shù)校正電路，后端再接功率轉(zhuǎn)換開關(guān)電路組成的兩級(jí)變換式高功率因數(shù)開關(guān)電源，但此類電源采用兩級(jí)變換，增加了開關(guān)電源的成本。也有采用單開關(guān)變換的高功率因數(shù)開關(guān)電源，但此類開關(guān)電源由于輸入電壓，電 流均是正弦形式，在開關(guān)電源的直流輸出端有很高幅值的低頻紋波，在許多要求高的場(chǎng)合則無法滿足用電器具對(duì)電源的要求，如在LED照明驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)域，會(huì)造成LED燈具的頻閃，嚴(yán)重?fù)p傷人的眼睛。上述論述內(nèi)容目的在于向讀者介紹可能與下面將被描述和/或主張的本實(shí)用新型的各個(gè)方面相關(guān)的技術(shù)的各個(gè)方面，相信該論述內(nèi)容有助于為讀者提供背景信息，以有利于更好地理解本實(shí)用新型的各個(gè)方面，因此，應(yīng)了解是以這個(gè)角度來閱讀這些論述，而不是承認(rèn)現(xiàn)有技術(shù)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種低成本、高功率因數(shù)、低輸出直流紋波的高功率因數(shù)開關(guān)電源。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)提供一種高功率因數(shù)開關(guān)電源，所述開關(guān)電源的交流輸入端串聯(lián)有保險(xiǎn)絲電阻Fl進(jìn)行過流保護(hù)，同時(shí)并聯(lián)有氧化鋅壓敏電阻VRl進(jìn)行浪涌電壓吸收，然后接入橋式整流電路ZL，再串聯(lián)接入電感LI的一端，電感LI的另一端連接兩個(gè)二極管D1，D2的陽極，其中一個(gè)二極管Dl的陰極接電容Cl濾波后，再連接變壓器Tl初級(jí)繞組的一端，另一個(gè)二極管D2的陰極接開關(guān)管Ql和變壓器Tl初級(jí)繞組的另一端，開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)由控制集成電路ICl或分立器件組成的自激振蕩電路控制輸出能滿足輸出要求的占空比信號(hào)作開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，電感LI、二極管D1、D2組成功率因數(shù)校正的線路部分，變壓器Tl的副邊繞組和輸出整流濾波電路組成開關(guān)電源的直流輸出部分。其中，所述控制集成電路ICl為采用他激或自激式控制的PWM或PFM的驅(qū)動(dòng)方式的集成電路，所述開關(guān)管Ql為晶體管或功率場(chǎng)效應(yīng)管或IGBT。其中，所述開關(guān)電源包括功率高頻變換電路，功率高頻變換電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為反激、正激、橋式變換電路。一種高功率因數(shù)開關(guān)電源，所述開關(guān)電源的交流輸入端串聯(lián)有保險(xiǎn)絲電阻Fl進(jìn)行過流保護(hù)，同時(shí)并聯(lián)有氧化鋅壓敏電阻VRl進(jìn)行浪涌電壓吸收，然后接入橋式整流電路ZL，再串聯(lián)接入變壓器T2初級(jí)繞組的一端，變壓器初級(jí)繞組的另一端接一個(gè)二極管D2的陽極，二極管D2的陰極接變壓器Tl初級(jí)繞組的一端和開關(guān)管Q1，變壓器T2的次級(jí)繞組的一端接二極管Dl的陰極，另一端接地，二極管Dl的陽極接濾波電容Cl和變壓器Tl的初級(jí)繞組的一端，開關(guān)管Ql的驅(qū)動(dòng)由控制集成電路ICl或分立器件組成的自激振蕩電路控制輸出能滿足輸出要求的占空比信號(hào)作開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，變壓器T2、二極管D1、D2組成功率因數(shù)校正的線路部分，變壓器Tl的副邊繞組和輸出整流濾波電路組成開關(guān)電源的直流輸出部分。一種高功率因數(shù)開關(guān)電源，所述開關(guān)電源的交流輸入端串聯(lián)有保險(xiǎn)絲電阻Fl進(jìn)行過流保護(hù)，同時(shí)并聯(lián)有氧化鋅壓敏電阻VRl進(jìn)行浪涌電壓吸收，然后接入橋式整流電路ZL，再串聯(lián)接入變壓器T2初級(jí)繞組的一端，變壓器初級(jí)繞組的另一端接一個(gè)二極管D2的陽極，二極管D2的陰極接變壓器Tl初級(jí)繞組的一端和開關(guān)管Q1，變壓器T2的次級(jí)繞組一端接二極管Dl的陰極，二極管Dl的陽極接地，變壓器T2的次級(jí)繞組的另一端接濾波電容Cl和變壓器Tl的初級(jí)繞組的一端，開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)由控制集成電路ICl或分立器件組成的自激振蕩電路控制輸出能滿足輸出要求的占空比信號(hào)作開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，變壓器T2、二極管D1、D2組成功率因數(shù)校正的線路部分，變壓器Tl的副邊繞組和輸出整流濾波電路組成開關(guān)電源的直流輸出部分。本實(shí)用新型的有益效果I、實(shí)現(xiàn)了高功率因數(shù)開關(guān)電源的低成本，在原先的開關(guān)電源的基礎(chǔ)上只增加一個(gè)電感和兩個(gè)二極管便達(dá)到高功率因數(shù)開關(guān)電源的要求。2、減小了高壓濾波電容的紋波電流，延長電解電容的使用壽命。3、實(shí)現(xiàn)了高功率因數(shù)開關(guān)電源的直流輸出端有很低幅值的紋波和良好的動(dòng)態(tài)特性。4、能實(shí)現(xiàn)在各種不同的開關(guān)電源拓?fù)潆娐分懈纳崎_關(guān)電源的功率因數(shù)。

利用附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。圖I為高功率因數(shù)開關(guān)電源電路圖。圖2為采用反激功率高頻變換電路的開關(guān)電源電路圖。圖3為采用正激功率高頻變換電路的開關(guān)電源電路圖。圖4為采用橋式功率高頻變換電路的開關(guān)電源電路圖。圖5為高功率因數(shù)開關(guān)電源用變壓器元件的一種實(shí)施例的電路圖。圖6為高功率因數(shù)開關(guān)電源用變壓器元件的另一種實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施方式
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。本實(shí)用新型的核心在于提供一種高功率因數(shù)開關(guān)電源，其包括輸入整流電路，經(jīng)電感LI，二極管Dl，D2，電容Cl組成的功率因數(shù)校正電路(APFC)后，接反激，正激，橋式高頻開關(guān)變換器，進(jìn)行功率能量的變換。如圖I所示，本實(shí)用新型所述的一種高功率因數(shù)開關(guān)電源，電源的交流輸入端串聯(lián)有保險(xiǎn)絲電阻Fl進(jìn)行過流保護(hù)，同時(shí)并聯(lián)有氧化鋅壓敏電阻VRl進(jìn)行浪涌電壓吸收，然后接入橋式整流電路ZL，再串聯(lián)入電感LI，電感LI的一端接有兩個(gè)二極管Dl，D2的陽極，其中二極管Dl的陰極接濾波高壓電容Cl和變壓器Tl初級(jí)繞組的一端，二極管D2的陰極接變壓器初級(jí)繞組的另一端和開關(guān)管的一端。開關(guān)管可以是三極管，MOS場(chǎng)效應(yīng)管或IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)器件。開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)可有控制集成電路或自激振蕩電路根據(jù)輸出電壓的狀態(tài)而產(chǎn)生的占空比變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)。 變壓器副邊輸出電路由變壓器副邊繞組，整流輸出二極管和濾波電容組成。當(dāng)開關(guān)管Ql導(dǎo)通時(shí)，二極管Dl截止，D2導(dǎo)通，電感LI和變壓器原邊線圈均由電流流過，此時(shí)電感LI中的電流遞增，其規(guī)律為
\VgSamt\xDTs|￡| = Lr_!_。
」LI式中jf\%電感LI中的電流；為輸入正弦電壓；DTs為高頻開關(guān)管開關(guān)工作時(shí)的導(dǎo)通時(shí)間；LI為電感LI的電感量。變壓器原邊繞組的勵(lì)磁電流遞增，其規(guī)律為
γ VcIkDTsILlH---O
Lm式中為變壓器原邊勵(lì)磁電感中的電流；DTs為高頻開關(guān)管開關(guān)工作時(shí)的導(dǎo)通時(shí)間；Lm為變壓器原邊勵(lì)磁電感的電感量；Vcl為電容Cl兩端的電壓。當(dāng)開關(guān)管Ql關(guān)閉時(shí)，二極管Dl導(dǎo)通，D2截止，電感LI中的電流通過二極管Dl對(duì)電容Cl充電，電感LI中的電流線性減少。而變壓器勵(lì)磁電感中的電流針對(duì)不同的拓?fù)渥鞑煌淖兓?。?duì)反激而言，勵(lì)磁電流轉(zhuǎn)到變壓器副邊輸出，提供負(fù)載能量。而對(duì)正激而言，勵(lì)磁電流在去磁電路中流動(dòng)。由于電容器Cl的電感量很大，在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，電容器Cl兩端的電壓幾乎恒定不變，因而在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，開關(guān)管的DTs即導(dǎo)通時(shí)間幾乎沒有變化。而固定的開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，使得電感LI中的電流和電壓波形一致，呈正弦波變化規(guī)律，高頻開關(guān)電源的功率因數(shù)得到提聞。高功率因數(shù)開關(guān)電源的控制電路ICl可采用通用的PWM控制集成電路，也可采用通用的PFM控制集成電路，更可采用自激振蕩的控制方式。圖2是高功率因數(shù)開關(guān)電源的反激拓?fù)潆娐返膽?yīng)用。電源的交流輸入端串聯(lián)有保險(xiǎn)絲電阻Fl進(jìn)行過流保護(hù)，同時(shí)并聯(lián)有氧化鋅壓敏電阻VRl進(jìn)行浪涌電壓吸收，然后接入橋式整流電路ZL，再串聯(lián)入電感LI，電感LI的一端接有兩個(gè)二極管D1，D2的陽極，其中二極管Dl的陰極接濾波高壓電容Cl和變壓器Tl初級(jí)繞組的一端，二極管D2的陰極接變壓器初級(jí)繞組的另一端和開關(guān)管的一端。開關(guān)管可以是三極管，MOS場(chǎng)效應(yīng)管或IGBT器件。開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)可有控制集成電路或自激振蕩電路根據(jù)輸出電壓的狀態(tài)而產(chǎn)生的占空比變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)。變壓器副邊輸出電路由變壓器副邊繞組，整流輸出二極管D3和濾波電容C2組成。當(dāng)開關(guān)管Ql導(dǎo)通時(shí)，二極管Dl截止，D2導(dǎo)通，電感LI和變壓器原邊線圈均由電流流過，此時(shí)電感LI中電流遞增，其變化規(guī)律為
權(quán)利要求1.一種高功率因數(shù)開關(guān)電源，其特征在于，所述開關(guān)電源的交流輸入端串聯(lián)有保險(xiǎn)絲電阻(Fl)進(jìn)行過流保護(hù)，同時(shí)并聯(lián)有氧化鋅壓敏電阻(VRl)進(jìn)行浪涌電壓吸收，然后接入橋式整流電路(ZL)，再串聯(lián)接入電感(LI)的一端，電感(LI)的另一端連接兩個(gè)二極管(D1、D2)的陽極，其中一個(gè)二極管(Dl)的陰極接電容(Cl)濾波后，再連接變壓器(Tl)初級(jí)繞組的一端，另一個(gè)二極管(D2)的陰極接開關(guān)管(Ql)和變壓器(Tl)初級(jí)繞組的另一端，開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)由控制集成電路(ICl)或分立器件組成的自激振蕩電路控制輸出能滿足輸出要求的占空比信號(hào)作開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，電感(LI)、二極管(D1、D2)組成功率因數(shù)校正的線路部分，變壓器(Tl)的副邊繞組和輸出整流濾波電路組成開關(guān)電源的直流輸出部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高功率因數(shù)開關(guān)電源，其特征在于所述控制集成電路(ICl)為采用他激或自激式控制的PWM或PFM的驅(qū)動(dòng)方式的集成電路，所述開關(guān)管(Ql)為晶體管或功率場(chǎng)效應(yīng)管或IGBT。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種高功率因數(shù)開關(guān)電源，其特征在于所述開關(guān)電源 包括功率高頻變換電路，功率高頻變換電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為反激、正激、橋式變換電路。
4.一種高功率因數(shù)開關(guān)電源，其特征在于所述開關(guān)電源的交流輸入端串聯(lián)有保險(xiǎn)絲電阻(Fl)進(jìn)行過流保護(hù)，同時(shí)并聯(lián)有氧化鋅壓敏電阻(VRl)進(jìn)行浪涌電壓吸收，然后接入橋式整流電路(ZL)，再串聯(lián)接入變壓器(T2)初級(jí)繞組的一端，變壓器(T2)初級(jí)繞組的另一端接一個(gè)二極管(D2)的陽極，二極管(D2)的陰極接變壓器(Tl)初級(jí)繞組的一端和開關(guān)管(Q1)，變壓器(T2)的次級(jí)繞組的一端接二極管(Dl)的陰極，另一端接地，二極管(Dl)的陽極接濾波電容(Cl)和變壓器(Tl)的初級(jí)繞組的一端，開關(guān)管(Ql)的驅(qū)動(dòng)由控制集成電路(ICl)或分立器件組成的自激振蕩電路控制輸出能滿足輸出要求的占空比信號(hào)作開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，變壓器(T2)、二極管(D1、D2)組成功率因數(shù)校正的線路部分，變壓器(Tl)的副邊繞組和輸出整流濾波電路組成開關(guān)電源的直流輸出部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高功率因數(shù)開關(guān)電源，其特征在于所述控制集成電路(ICl)為采用他激或自激式控制的PWM或PFM的驅(qū)動(dòng)方式的集成電路，所述開關(guān)管(Ql)為晶體管或功率場(chǎng)效應(yīng)管或IGBT。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種高功率因數(shù)開關(guān)電源，其特征在于所述開關(guān)電源包括功率高頻變換電路，功率高頻變換電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為反激、正激、橋式變換電路。
7.一種高功率因數(shù)開關(guān)電源，其特征在于所述開關(guān)電源的交流輸入端串聯(lián)有保險(xiǎn)絲電阻(Fl)進(jìn)行過流保護(hù)，同時(shí)并聯(lián)有氧化鋅壓敏電阻(VRl)進(jìn)行浪涌電壓吸收，然后接入橋式整流電路(ZL)，再串聯(lián)接入變壓器(T2)初級(jí)繞組的一端，變壓器(T2)初級(jí)繞組的另一端接一個(gè)二極管(D2)的陽極，二極管(D2)的陰極接變壓器(Tl)初級(jí)繞組的一端和開關(guān)管(Q1)，變壓器(T2)的次級(jí)繞組一端接二極管(Dl)的陰極，二極管(Dl)的陽極接地，變壓器(T2)的次級(jí)繞組的另一端接濾波電容(Cl)和變壓器(Tl)的初級(jí)繞組的一端，開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)由控制集成電路(ICl)或分立器件組成的自激振蕩電路控制輸出能滿足輸出要求的占空比信號(hào)作開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，變壓器(T2)、二極管(Dl、D2)組成功率因數(shù)校正的線路部分，變壓器(Tl)的副邊繞組和輸出整流濾波電路組成開關(guān)電源的直流輸出部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高功率因數(shù)開關(guān)電源，其特征在于所述控制集成電路(ICl)為采用他激或自激式控制的PWM或PFM的驅(qū)動(dòng)方式的集成電路，所述開關(guān)管(Ql)為晶體管或功率場(chǎng)效應(yīng)管或IGBT。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種高功率因數(shù)開關(guān)電源，其特征在于所述開關(guān)電源包括功率高頻變換電路，功率高頻變換電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為反激、正激、橋式變換電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高功率因數(shù)開關(guān)電源。其交流輸入端串聯(lián)有保險(xiǎn)絲電阻F1進(jìn)行過流保護(hù)，同時(shí)并聯(lián)有氧化鋅壓敏電阻VR1進(jìn)行浪涌電壓吸收，然后接入橋式整流電路ZL，再串聯(lián)接入電感L1的一端，電感L1的另一端連接兩個(gè)二極管D1，D2的陽極，其中一個(gè)二極管D1的陰極接電容C1濾波后，再連接變壓器T1初級(jí)繞組的一端，另一個(gè)二極管D2的陰極接開關(guān)管Q1和變壓器T1初級(jí)繞組的另一端，開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)由控制集成電路IC1或分立器件組成的自激振蕩電路控制輸出能滿足輸出要求的占空比信號(hào)作開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，變壓器T1的副邊繞組和輸出整流濾波電路組成開關(guān)電源的直流輸出部分。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)是低成本、高功率因數(shù)、低輸出直流紋波。
文檔編號(hào)H02M3/315GK202759383SQ20122039033
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者張心益 申請(qǐng)人:張心益