CN109788603B - 电源电路及其照明设备 - Google Patents

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

电源电路及其照明设备

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+ 。