高效非隔离式开关电源制造技术

本实用新型专利技术为用户提供一种高效非隔离式开关电源，包括有整流滤波电路、开关电源电路、开关电源的控制电路和输出恒定电流电路。本电源装置通过整流桥堆把220伏市电整流滤波为直流电，以场效应管电路为开关电路，以基准电源电路为开关电路的控制电路，其输出的恒定电流对各种LED灯具供电。本电源装置效率达98％远超过目前开关电源90％的工作水平，具有电源装置体积小，所用元件少，无需散热片，成本低的突出优点，其输出功率可达到100瓦，输出电压最高可达300伏，最低为数十伏，具有调光功能，本实用新型专利技术高效非隔离式开关电源，解决了目前LED灯具驱动电源存在的能耗较大，电源效率不够高，使用散热片等技术问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高效非隔离式开关电源装置，其效率特别高，目的是用作LED灯具的驱动电源。
技术介绍
目前，各种LED灯具的驱动电源还存在一些问题尚待解决，比如一般开关电源的能耗还比较大，一般的电源效率也不够高，最高的也只有90%，还有部分能量变成热量消耗掉了，而且还需要用散热片来散发这些热量。
技术实现思路
为了解决目前LED灯具驱动电源存在的所述问题，本技术的目的在于为客·户提供一种高效非隔离式开关电源，它的线路简单，使用元件少，体积很小，基本没有多少能量损耗，不需要使用散热片，效率可达到98 %。本技术提供实施的基本技术方案如下一种高效非隔离式开关电源，其特征在于包括有整流滤波电路、开关电源电路、开关电源的控制电路和输出恒定电流电路；其中由整流桥堆组成的整流电路中，整流桥堆(I)的输入两端连接220伏交流市电，其输出的两端有一端接地而另一端输出电压V+，在该输出电压V+与地线之间接装有滤波电容(2)，组成了所述整流滤波电路；开关电源电路，由场效应管(8)及其栅极、漏极和源极电路组成，其中栅极电路是由场效应管⑶的栅极，通过电阻⑶串联电阻(6)连接到整流电路中输出电压线V+上，漏极电路是由场效应管(8)的漏极，通过并联的电感(4)与二极管(5)连接到输出电压线V+上，源极电路是由场效应管(8)的源极，通过稳压二极管(7)连接到电阻(6)的低压端上，并且该源极另通过电容(9)接地；开关电源的控制电路，是由基准电源及其阴极、参考极和阳极电路组成，其中基准电源(10)的阴极电路，是由其阴极分别连接场效应管⑶的栅极和电阻(3)的低压端组成；其参考极电路，是由基准电源(10)的参考极，通过电阻(12)连接到电阻(6)的低压端与稳压二极管(7)的负极的公共连接线上，该参考极另通过电阻(11)分别连接到场效应管(8)的源极、稳压二极管(7)的正极、以及通过电容(9)接地；其阳极电路，是基准电源(10)的阳极，通过电阻(13)分别连接到场效应管⑶的源极、稳压二极管(7)的正极、以及通过电容(9)接地，并且该阳极另通过电容(14)，分别连接到基准电源(10)的参考极和电阻(11)与电阻(12)的共同连接线上；输出恒定电流电路，是基准电源(10)的阳极与电阻(13)的共同连接线并与地线间接装有LED灯具(15)的电路。LED灯具(15)由串接的15-1、15-2··· 15-n N个发光二极管组成。附加技术特征是:①将场效应管⑶栅极电路中的电阻(3)替换成稳压二极管(20)，将该栅极电路中与输出电压线V+连接的电阻(6)替换成由电阻(16)、稳压二极管(17)、三极管(18)和电阻(19)组成栅极电路的恒流电源，其中三极管(18)的集电极分别连接到稳压二极管(20)和稳压二极管(7)的负极，其发射极通过电阻(16)连接到整流电路的输出电压线V+上，其基极通过电阻(19)接地GND，该基极另通过稳压二极管(17)连接到整流电路的输出电压线V+上。②不仅将场效应管(8)栅极电路的电阻(3)替换成稳压二极管(20)，将该栅极电路中与输出电压线V+连接的电阻(6)替换成由所述电阻(16)、稳压二极管(17)、三极管(18)和电阻(19)组成的栅极电路恒流电源，而且在桥堆(I)的一个输入臂与220伏市电之 间串接一只降低桥堆输入电压的电容(21)，使本电源输出电压很容易降到很低，以满足较低电压灯具的要求。本技术的工作原理如下220伏市电在整流滤波电路中被转变成直流输出电压V+，其一般值在310伏，经过电感(4)输入至场效应管(8)的漏极，当场效应管(8)的栅极为5伏以上的高电平时，场效应管(8)导通，电流从场效应管(8)的漏极流到其源极使电容(9)开始充电且电压逐渐升高，此逐渐升高的电压又通过电阻(11)对电容(14)充电并使其电压逐渐升高，此电压的升高对被用做高放大倍数的基准电源(10)非常敏感，很快使基准电源(10)的阴极电压突然降到3伏以下的低电平，使场效应管⑶截止，储存在电容(9)上的电荷经电阻(13)流出，提供给LED灯具(15)照明所需电流。因此，改变电阻(13)的阻值，可以改变本电源输出电流大小；同样，改变电阻(11)和电阻(12)的阻值比也能改变本电源输出电流大小。输出电压V+与LED灯具(15)所需的电压，这两个电压的压差是由场效应管(8)、电感(4)共同承受的当场效应管(8)导通时，此压差基本上由电感(4)承受；在场效应管(8)截止时，此压差基本上由场效应管(8)承受，且此时电感(4)储能感应的反向电压被二极管(5)短路，电感(4)中的储能变成电能被返回到电容(2)中，大大减少了能量损耗。场效应管(8)栅极电路中原设置的电阻(6)，或替换成由所述电阻(16)、稳压二极管(17)、三极管(18)和电阻(19)组成的恒流电源，其作用都是为稳压二极管(7)提供稳压所需的电流；由于恒流电源提供的电流很稳定，所以对稳压二极管(7)稳定的效果更好，在本电源输出电压高低变化很大时，使用恒流电源使本技术电源输出的电流稳定性更好。本技术的有益效果是，本电源效率已经提高到了远超过目前开关电源90 %的效率水平，经实验测试表明本电源效率已达到98%，其发热量已大大减小，在实际电源装置中已不需要散热片了，制造成的电源装置体积大大减小，所需元件很少，成本明显降低了，但输出的功率已经达到100瓦，输出的直流电压最高可达300伏，最低只有几十伏，还具有调光功能，解决了目前LED灯具驱动电源所存在的实际问题。附图说明图I是本技术高效非隔离式开关电源的基本电路原理结构图图2是在图I基础上场效应管具有恒流源栅极电路的本技术电路图图3是在图2基础上整流桥堆一输入臂上设有电容的本技术电路图图中标记I为整流桥堆，2为滤波电解电容，3为电阻，4为电感，5为二极管，6为电阻，7为稳压二极管，8为场效应管,9为电容,10为基准电源，11为电阻，12为电阻,13为电阻,14为电容，15-1、15-2、15-η·为发光二极管，16为电阻，17为稳压二极管，18为三极管，19为电阻，20为稳压二极管,21为设置在桥堆一输入臂上的电容。具体实施方式以下结合附图对本技术作详细描述。实施例I :一种新型高效非隔离式开关电源如图I所示本技术高效非隔离式开关电源的基本电路，包括有整流滤波电路、开关电源电路、开关电源的控制电路和输出恒定电流电路；其中由整流桥堆(I)组成的整流电路中，整流桥堆(I)的输入两端连接220伏交流市电，其输出的两端有一端接地而另一端输出电压V+，在该输出电压V+与地线之间接装有滤波电容(2)，组成了所述整流滤波电路；开关电源电路，由场效应管(8)及其栅极、漏极和源极电路组成，其中栅极电路是由场效应管⑶的栅极，通过电阻⑶串联电阻(6)连接到整流电路中输出电压线V+上，漏极电路是由场效应管(8)的漏极，通过并联的电感(4)与二极管(5)连接到输出电压线V+上，源极电路是由场效应管(8)的源极，通过稳压二极管(7)连接到电阻(6)的低压端上，并且该源极另通过电容(9)接地；开关电源的控制电路，是由基准电源及其阴极、参考极和阳极电路组成其中，基准电源的阴极电路，是由其阴极分别连接场效应管(8)的栅极和电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效非隔离式开关电源，其特征在于：包括有整流滤波电路、开关电源电路、开关电源的控制电路和输出恒定电流电路；其中：由整流桥堆(1)组成的整流电路中，整流桥堆(1)的输入两端连接220伏交流市电，其输出的两端有一端接地而另一端输出电压V+，在该输出电压V+与地线之间接装有滤波电容(2)，组成了所述整流滤波电路；开关电源电路，由场效应管(8)及其栅极、漏极和源极电路组成，其中栅极电路是由场效应管(8)的栅极，通过电阻(3)串联电阻(6)连接到整流电路中输出电压线V+上，漏极电路是由场效应管(8)的漏极，通过并联的电感(4)与二极管(5)连接到输出电压线V+上，源极电路是由场效应管(8)的源极，通过稳压二极管(7)连接到电阻(6)的低压端上，并且该源极另通过电容(9)接地；开关电源的控制电路，是由TL431基准电源器件以下简称基准电源，及其阴极、参考极和阳极电路组成，其中：基准电源的阴极电路，是由其阴极分别连接场效应管(8)的栅极和电阻(3)的低压端组成；其参考极电路，是由基准电源(10)的参考极，通过电阻(12)连接到电阻(6)的低压端与稳压二极管(7)负极的公共连接线上，该参考极另通过电阻(11)分别连接到场效应管(8)的源极、稳压二极管(7)的正极，以及通过电容(9)接地；其阳极电路，是基准电源(10)的阳极，通过电阻(13)分别连接到场效应管(8)的源极、稳压二极管(7)的正极，以及通过电容(9)接地，并且该阳极另通过电容(14)，分别连接到基准电源(10)的参考极和电阻(11)与电阻(12)的共同连接线上；输出恒定电流电路，是基准电源(10)的阳极与电阻(13)的共同连接线并与地线间接装有LED灯具(15)的电路。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张光阳，
申请(专利权)人：张光阳，
类型：实用新型
国别省市：