CN109788603B - 电源电路及其照明设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电源电路,包括:变压器T1、开关管Q1、二极管D2以及反馈电路;所述开关管Q1电连接所述变压器T1的原边线圈以控制该原边线圈的电流,该开关管Q1的基极则电连接于电源输入端;所述反馈电路串联连接于所述开关管Q1基极与所述变压器T1次级线圈输出端之间;所述二极管D2串联连接于所述变压器T1次级线圈与负载端OUT‑之间,其中,所述二极管D2的阳极连接于所述负载端OUT‑。本电路利用了电子元器件的性能特点而巧妙设计的电路,其结构简单造价低廉,自激振荡动作控制电路无需辅助供电,电路简化及其优化设计也带来成本低,体积重量小的效果,容易控制输出电压;另外还公开了一种采用了该种电源电路的照明设备。
Description
技术领域
本发明涉及电源电路领域。
背景技术
非定频电源RCC(Ringing Choke converter)是一种利用间歇振荡器构成的自激振荡脉冲变换器,常见于低成本小功率开关电源。目前,RCC电路中的过压保护采用后级电路电压反馈的方式进行,后级电路通过光耦反馈电压信号给输入电路,且在输入电路与光耦之间设置有开关管。开关管的通断需对应相应的电压值,当反馈的电压值为低压时,开关管处于断开状态,过压保护电路不导通;当反馈的电压值为高压时,开关管处于闭合状态,过压保护电路导通;通过开关管的通断控制电路过压保护的通断。
RCC电路逐渐被应用到LED照明领域,用作LED照明的驱动电路,然而现有技术中的RCC开关电源电路中大多由IC完成对开关管形成PWM控制,或者现有的电路过于复杂,这样形成的RCC开关电源造价成本较高。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足),提供一种。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:一种电源电路,包括:变压器T1、开关管Q1、二极管D2以及反馈电路;
所述开关管Q1电连接所述变压器T1的原边线圈以控制该原边线圈的电流,该开关管Q1的基极则电连接于电源输入端;
所述反馈电路串联连接于所述开关管Q1基极与所述变压器T1次级线圈输出端之间;
所述二极管D2串联连接于所述变压器T1次级线圈与负载端OUT-之间,其中,所述二极管D2的阳极连接于所述负载端OUT-。
在一些实施方式中,所述反馈电路包括电容C2及其与所述电容C2串联的电阻R2。
当外部直流电经过输入端AC IN输入,电流流向开关管Q1的基极,此时,三极管Q1微微导通,从而在变压器T1(原边线圈)绕组产生上正下负的感应电压,同理在变压器T1(次级线圈)绕组产生上正下负电压;进而,电压经反馈电路(电容C2,电阻R2组成的反馈电路),给开关管Q1正反馈,从而,使该开关管Q1的基极电流增大,从而使其完全导通,直到饱和;开关管Q1饱和后流过T1变压器(原边线圈)绕组电流不会再变化,即电感(变压器T1原边线圈)电流停止变化,根据电感的性质可知,变压器T1原边线圈产生反电动势,此时变压器T1(原边线圈)绕组得到上负下正电压,从而,变压器T1(次级线圈)得到上负下正电压,该电压一方面通过反偏二极管D2给连接于OUT-端负载供电,同时随着该反电动势给外部负载供电,能量的损失,其电压下降,当该反电动势电压低于二极管DZ1导通电压时,二极管DZ1关闭,从而停止给负载供电,开关管Q1由原来饱和状态恢复到原来微导通状态,从而使其再次导通,如此循环工作,而给外部负载供电;三极管Q1的工作状态变化为:微导通-饱和-截止。
本电路利用了电子元器件的性能特点(电压器的电感特性、二极管的导通电压极限以及开关管的开关特性及其饱和特性)而巧妙设计的电路,其结构简单造价低廉,自激振荡动作控制电路无需辅助供电(只需反馈电路,无需PWM控制),电路简化及其优化设计也带来成本低,体积重量小的效果,容易控制输出电压。
在一些实施方式中,所述电源电路还包括电阻R3,所述电阻R3连接于所述开关管Q1的发射极。该电阻R3可保护开关管Q1开启时起大电流冲击,防止大电流对开关管Q1冲击损坏。
在一些实施方式中,所述电源电路还包括限流电阻R1,所述限流电阻R1连接于所述开关管Q1的基极。限流电阻R1可起到稳定电流,防止大电流冲击开关管Q1的作用。
在一些实施方式中,所述电源电路还包括电流反偏电路,所述电流反偏电路连接于所述开关管Q1基极。
在一些实施方式中,所述电流反偏电路包括稳压二极管DZ1,所述稳压二极管DZ1阳极连接于所述二极管D2的阳极,稳压二极管DZ1阴极连接于所述开关管Q1的基极。
在变压器T1出现反电动势给外部负载供电的同时,开关管Q1基极的电流被该电流反偏电路分流,使开关管Q1的基极电流降低,使开关管Q1迅速截止,增加了开关管Q1截止的机动性能和可靠性。采用稳压二极管DZ1作为反偏电路器件,一方面,稳压二极管DZ1的反向导通电压较小,确保了该电流反偏电路的灵敏性,另一方面,稳压二极管DZ1起到稳定输出电压的作用,稳态下,稳压二极管DZ1电压与负载输出电压成正比,因此稳压二极管DZ1的稳压决定输出电压的大小,另外,改变稳压二极管D2稳压值即可调整输出电压。
在一些实施方式中,所述电源电路还包括电容C3,所述电容C3连接于所述二极管D2的阳极。
变压器T1(次级线圈)绕组电压大小由绕组匝比决定,在开关管Q1饱和期间,变压器T1(次级线圈)绕组通过导通二极管D2为负载供电的同时,也给该电容C3充电,电容C3的电压为上正下负电压,该电容C3的电压可以给二极管D2提供反偏电压,即给二极管D2的阳极提供正向电压,以利于给二极管D2的导通,从而利于电路给负载供电。
另一方面,电容C3可以给稳压管DZ1提供电压,当电容C3充电使电容C3电压达到稳压管DZ1导通电压时,开关管Q1基极电流因稳压管DZ1导通而失去正偏电流,从而使开关管Q1进入截止状态,达到控制目的;另外,该电容C3还可以同二极管D2一道组成整流滤波电路。
在一些实施方式中,所述电源电路还包括整流电路,所述整流电路的输出端连接于所述变压器T1的输入端,所述整流电路的输出端连接于所述开关管Q1的基极。可以直接输入市电(交流电),当外部市电输入端AC IN输入交流电压经二极管D1整流,电容C1滤波,得到直流电压,进入该电源电路从而给负载供电。
在一些实施方式中,所述开关管Q1为NPN结三极管或者PNP结三极管。
本发明还提供了一种照明设备,该照明设备包括一个或多个负载,以及以上任一项所述的电源电路,所述一个或多个负载电连接于所述电源电路的负载端OUT-和OUT+,可以知道,将以上电源电路用于照明设备,可以降低成本,提高电路的可靠性。
附图说明
图1为本发明一实施方式的电源电路示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
如图1所示,本实施例的电源电路,包括:整流电路10、变压器T1、开关管Q1、二极管D2、反馈电路20以及电流反偏电路40;
整流电路10连接于变压器T1及其开关管Q1的基极供电,开关管Q1电连接变压器T1的原边线圈以控制该原边线圈的电流。
反馈电路20串联连接于开关管Q1基极与变压器T1次级线圈输出端之间;二极管D2串联连接于变压器T1次级线圈与负载端OUT-之间,其中,二极管D2的阳极连接于所述负载端OUT-;电流反偏电路40连接于开关管Q1基极,具体地,电流反偏电路40包括稳压二极管DZ1,稳压二极管DZ1阳极连接于所述二极管D2的阳极,稳压二极管DZ1阴极连接于开关管Q1的基极。
使用的时候,市电输入AC IN端,交流电压经整流电路10的二极管D1整流,电容C1滤波;然后得到直流电;电流通过电阻R1流向开关管Q1的基极,开关管Q1微微导通,在变压器T1(初级线圈)绕组产生上正下负的感应电压,同时在变压器T1(次级线圈)绕组产生上正下负电压,该电压通过电容C2,电阻R2,给开关三极管Q1正反馈,使Q1完全导通,直到饱和;开关管Q1饱和后流过T1变压器(原边线圈)绕组电流不会再变化,即电感(变压器T1原边线圈)电流停止变化,根据电感的性质可知,变压器T1原边线圈产生反电动势,此时变压器T1(原边线圈)绕组得到上负下正电压,从而,变压器T1(次级线圈)得到上负下正电压,该电压一方面通过反偏二极管D2给连接于OUT-端负载供电,另一方面,同时随着该反电动势给外部负载供电,能量的损失,其电压下降,当该反电动势电压低于二极管DZ1导通电压时,二极管DZ1关闭,从而停止给负载供电,开关管Q1由原来饱和状态恢复到原来微导通状态,从而使其再次导通,如此循环工作,而给外部负载供电;三极管Q1的工作状态变化为:微导通-饱和-截止。
而在变压器T1出现反电动势给外部负载供电的同时,开关管Q1基极的电流被该电流反偏电路30分流,使开关管Q1的基极电流降低,使开关管Q1迅速截止,增加了开关管Q1截止的机动性能和可靠性。采用稳压二极管DZ1作为反偏电路器件,一方面,稳压二极管DZ1的反向导通电压较小,确保了该电流反偏电路的灵敏性,另一方面,稳压二极管DZ1起到稳定输出电压的作用,稳态下,稳压二极管DZ1电压与负载输出电压成正比,因此稳压二极管DZ1的稳压决定输出电压的大小,另外,改变稳压二极管D2稳压值即可调整输出电压。
其中,对于反馈电路20包括但不限于以下方案:其由电容C2及其与电容C2串联的电阻R2,也可以为单纯的电阻R2,当采用电容C2的时候,依据电容C2参数的选择可以改变开关管Q1的饱和与截止时间。
其中,开关管Q1可以为NPN结三极管或者PNP结三极管;作为开关管Q1的***电路,本发明的电源电路还包括电阻R3和限流电阻R1,电阻R3连接于开关管Q1的发射极,限流电阻R1连接于开关管Q1的基极。其中,电阻R3和限流电阻R1都起到限制电流的作用,防止过大的电流冲击开关管Q1以损害该开关管Q1。
在一个实施例中,本发明的电源电路还可以包括电容C3,电容C3连接于二极管D2的阳极。变压器T1(次级线圈)绕组电压大小由绕组匝比决定,在开关管Q1饱和期间,变压器T1(次级线圈)绕组通过导通二极管D2为负载供电的同时,也给该电容C3充电,电容C3的电压为上正下负电压,该电容C3的电压可以给二极管D2提供反偏电压,即给二极管D2的阳极提供正向电压,以利于给二极管D2的导通,从而利于电路给负载供电。
另一方面,电容C3可以给稳压管DZ1提供电压,当电容C3充电使电容C3电压达到稳压管DZ1导通电压时,开关管Q1基极电流因稳压管DZ1导通而失去正偏电流,从而使开关管Q1进入截止状态,达到控制目的;另外,该电容C3还可以同二极管D2一道组成整流滤波电路。
本发明的电路利用了电子元器件的性能特点(电压器的电感特性、二极管的导通电压极限以及开关管的开关特性及其饱和特性)而巧妙设计的电路,其结构简单造价低廉,自激振荡动作控制电路无需辅助供电(只需反馈电路,无需PWM控制),电路简化及其优化设计也带来成本低,体积重量小的效果,容易控制输出电压。
基于以上的优点,本发明技术的电路可以用于照明设备,该照明设备还包括一个或多个负载,一个或多个负载电连接于电源电路的负载端OUT-和OUT+,可以知道,将以上电源电路用于照明设备,可以降低成本,提高电路的可靠性。
图中,描述位置关系仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.电源电路,其特征在于,包括:变压器T1、开关管Q1、二极管D2以及反馈电路(20);
所述开关管Q1电连接所述变压器T1的原边线圈以控制该原边线圈的电流,该开关管Q1的基极则电连接于电源输入端;
所述反馈电路(20)串联连接于所述开关管Q1基极与所述变压器T1次级线圈输出端之间;
所述二极管D2串联连接于所述变压器T1次级线圈与负载端OUT-之间,其中,所述二极管D2的阳极连接于所述负载端OUT- ;
所述电源电路还包括电阻R3,所述电阻R3连接于所述开关管Q1的发射极;
所述电源电路还包括限流电阻R1,所述限流电阻R1连接于所述开关管Q1的基极;
所述电源电路还包括电流反偏电路(40),所述电流反偏电路(40)连接于所述开关管Q1基极。
2.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述反馈电路(20)包括电容C2及其与所述电容C2串联的电阻R2。
3.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述电流反偏电路(40)包括稳压二极管DZ1,所述稳压二极管DZ1阳极连接于所述二极管D2的阳极,稳压二极管DZ1阴极连接于所述开关管Q1的基极。
4.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述电源电路还包括电容C3,所述电容C3连接于所述二极管D2的阳极。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电源电路,其特征在于,所述电源电路还包括整流电路(10),所述整流电路(10)的输出端连接于所述变压器T1的输入端,所述整流电路(10)的输出端连接于所述开关管Q1的基极。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的电源电路,其特征在于,所述开关管Q1为NPN结三极管或者PNP结三极管。
7.照明设备,其特征在于,包括一个或多个负载,以及如权利要求1~6中任一项所述的电源电路,所述一个或多个负载电连接于所述电源电路的负载端OUT-和OUT+ 。
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