用自耦开关变压器的单管开关电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用自耦开关变压器的单管开关电源，属于开关电源技术领域。包括整流电路、驱动器电路、ＭＯＳ开关管电路、开关变压器、缓冲电路、输出电路和反馈电路等，其开关变压器采用自耦开关变压器，原边线圈（Ｌ１）与副边线圈（Ｌ２）串接在一起，或者副边线圈（Ｌ２）从原边线圈（Ｌ１）抽头而成。自耦开关变压器的原边线圈（Ｌ１）通过二极管与输出负载形成回路。这种用自耦开关变压器的单管开关电源效率高，体积小，工作稳定，故障少，可靠性好，使用寿命长，便于与灯具组合在一起。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术公开了一种用自耦开关变压器的单管开关电源，属于开关电源

技术介绍
单管开关电源是一种常见的降压直流电源，广泛地应用在照明灯具、充电器等小型电器 设备上。随着节能照明灯具的发展，特别是发光二极管(LED)照明灯具的发展，常常要求 单管开关电源与灯具整合为一体，因而要求单管开关电源效率高，体积小。目前一种常见的典型的单管稳压开关电源的电路原理图见图1所示。从图1中可以看出 单管稳压开关电源是由整流电路、驱动器电路、MOS开关管电路、开关变压器、缓冲电路、 电压输出电路和反馈电路等几部分组成。外接交流市电经整流电路DB1整流后变为高压直流 电，供整个开关电源工作。高压直流电经电阻Rl降压后给驱动器供启动电流，使驱动器启 动工作，电容C1、 C2为滤波电容。驱动器输出脉冲信号，使MOS开关管周期性导通、关闭， 实现脉宽调制(PWM)。当MOS开关管导通时，高压直流电通过开关变压器T的原边线圈 Ll，经副边线圈L2和二极管D2输出低压直流电。当MOS开关管关闭时，高压直流电断路， 在原边线圈Ll中产生反电势，反电势经由电阻RIO、电容C5和二极管D3组成的缓冲电路 释放，减少反电势对MOS开关管的损坏。电阻R7是MOS开关管的源极电阻，电阻R6是采样电阻，当MOS开关管的工作电流 过大时，电阻R7压降增大，驱动器从电阻R6采集信号后，将使MOS开关管关断，保护了 MOS开关管。开关变压器T的副边线圈L3、限流电阻R2和整流二极管D1，向驱动器供给 工作电流，维持驱动器正常工作。经开关变压器T的副边线圈L2和肖特基二极管D2的脉动低电压直流电，由电容C3、 C4和电感L4滤波后输出，供负载使用。由电阻R3、 R4、 R5、集成电路Z1和光电耦合器U2组成反馈电路，当输出电压高于电 阻R4、 R5设置的基准电压时，集成电路Z1导通，进而使光电耦合器U2也导通，其输出信 号将使驱动器减少MOS开关管工作的"占空比"；当输出电压低于电阻R4、 R5设置的基准 电压时，集成电路Z1和光电耦合器U2关闭，其输出信号将使驱动器增加MOS开关管工作 的"占空比"如此周而复始地使开关电源的输出电压稳定在预定范围，实现了 "稳压"。单管恒流开关电源的电路原理图见图2所示。其电路与单管稳压开关电源的电路比较， 只是输出电路和反馈电路不同。在单管恒流开关电源的电路中，经由开关变压器T的副边线 圈L2、肖特基二极管D2的低压直流电，经后电容C3、 C4和电感L4滤波后，负载串接电流 采样电阻R5。反馈电路由放大器U3、电阻R3、 R4、 R5、 R8、 R9、 Rll、稳压二极管Z2和光电耦合器U2组成，由电阻R11和稳压二极管Z2提供给放大器U3稳定电压，由电阻R8、 R9分压，预置放大器U3正端的基准电压，输出电流流过采样电阻R5,其电流信号经电阻 R4输入放大器U3的负端。当输出电流过大时，电流信号大十基准电压，放大器U3导通， 进而使光电耦合器U2也导通，光电耦合器U2的输出，减少了MOS开关管开关占空比；使 输出电流减少；当输出电流过小时，电流信号小于基准电压，放大器U3不通，光电耦合器 U2关闭，增加了MOS开关管开关占空比，使输出电流增大；如此周而复始，使输出电流限 定在预置范围，实现了 "恒流"。在上述单管开关电源电路中，由于使用了隔离式开关变压器，使得单管开关电源电路效 率较低，体积较大；缓冲电路消耗了一部分能量，也是单管开关电源电路效率较低的原因之 一。另夕卜，单管开关电源的驱动器的工作供电回路中，限流电阻R2，在宽电压(80~260VAC 市电)工作条件下，损耗较大。
技术实现思路
本技术的目的是设计一种用自耦开关变压器的单管开关电源，提高电路的工作效率， 减少电路体积，并使在宽电压(8(K260VAC市电)工作条件下提高效率。本技术采用的技术方案是，包括整流电路、驱动器电路、MOS开关管电路、开关变 压器、缓冲电路、输出电路和反馈电路等，其特征是其开关变压器采用自耦开关变压器， 原边线圈Ll与副边线圈L2串接在一起，或者副边线圈L2从原边线圈Ll抽头而成。所述自耦开关变压器的原边线圈Ll通过二极管与输出负载形成回路。在输出电路中并联储能电容器。所述自耦开关变压器的副边线圈L3的输出端连接三端稳压电路。所述三端稳压电路由三极管、电阻、二极管和稳压二极管组成，副边线圈L3的输出端连 接二极管的正端，二极管的负端连接三极管的集电极，三极管的发射极作为输出端连接到驱 动器的供电端，电阻连接在三极管的集电极与基极之间，稳压二极管负极连接三极管的基极， 稳压二极管正极与副边线圈L3的接地端共同连接电源母线负端。所述自耦开关变压器的副边线圈L2从原边线圈Ll抽头，通过二极管与负载构成低压输 出回路，这样形成了电路的反激工作方式。所述自耦开关变压器的副边线圈L2与原边线圈L1串接，通过二极管与负载构成低压输 出回路，这样形成了电路的正激工作方式。本技术所设计的用自耦开关变压器的单管开关电源具有如下优点 1.由于采用自耦开关变压器，原边线圈Ll与副边线圈L2串接在一起，或者原边线圈 Ll与副边线圈L2为一体的抽头线圈，使原边线圈Ll工作电流和副边线圈L2的工作电流都 经过负载，同时还减少了开关变压器的损耗，提高了开关变压器的效率，为减少开关变压器的体积创造了条件。2. 由于自耦开关变压器的原边线圈Ll通过二极管接入副边线圈L2的输出回路中，使 原边线圈Ll反电势释放的能量反馈到副边线圈L2的输出回路中，使这部分能量给负载加以 利用，提高了单管开关电源的效率，为减少开关变压器的体积创造了条件。3. 由于自耦开关变压器的副边线圈L3的输出端连接三端稳压电路，能供给驱动器较纯 净的电源，使单管开关电源可以在宽电压(80-265VAC)的工作范围内，与用限流电阻R2的 方案相比，损耗小。附图说明图1是一种常见的典型的单管稳压开关电源的电路原理图图2是一种常见的典型的单管恒流开关电源的电路原理图图3是一种用自耦开关变压器的单管稳压正激开关电源的电路原理图图4是一种用自耦开关变压器的单管稳压反激开关电源的电路原理图图5是一种用自耦开关变压器的单管恒流正激开关电源的电路原理图图6是一种用自耦开关变压器的单管恒流反激开关电源的电路原理图图7是一种宽电压供电用自耦开关变压器的单管恒流正激开关电源的电路原理图图8是一种宽电压供电用自耦开关变压器的单管稳压正激开关电源的电路原理图图9是一种宽电压供电用自耦开关变压器的单管恒流反激开关电源的电路原理图图10是一种宽电压供电用自耦开关变压器的单管稳压反激开关电源的电路原理图具体实施方式实施例1本实施例所述的用自耦开关变压器的单管稳压正激开关电源的电路原理图见图3所示。用自耦开关变压器的单管稳压正激开关电源是由整流电路、驱动器电路、MOS开关管电 路、自耦开关变压器、电压输出电路和反馈电路等几部分组成。自耦开关变压器T上的原边 线圈L1和副边线圈L2串接在一起，此时单管稳压开关电源是正激工作状态，即当原边线圈 Ll得电时，副边线圈L2也输出电压。外接交流市电经整流电路DB1整流后变为高压直流电，供整个开关电源工作。高压直流 电经电阻R1降压后给驱动器供启动电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用自耦开关变压器的单管开关电源，包括整流电路、驱动器电路、ＭＯＳ开关管电路、开关变压器、缓冲电路、输出电路和反馈电路等，其特征是：其开关变压器采用自耦开关变压器，原边线圈（Ｌ１）与副边线圈（Ｌ２）串接在一起，或者副边线圈（Ｌ２）从原边线圈（Ｌ１）抽头而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱向康，
申请(专利权)人：邱向康，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]