專利名稱：一種無電解長壽命電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種無電解長壽命電源，特別涉及一種采用電源濾波電路、功率因數(shù)校正電路、軟開關(guān)驅(qū)動電路、整流電路、差模共模濾波電路及恒流穩(wěn)壓控制電路的一種驅(qū)動電源。
背景技術(shù)：
由于現(xiàn)行開關(guān)電源中電解電容的應(yīng)用，嚴(yán)重影響了開關(guān)電源的使用壽命。一般電解電容的壽命是6000-8000小時。特別在使用溫度較高的環(huán)境，常常有電解電容爆裂，電解質(zhì)干涸等現(xiàn)象，使電解電容提前報廢失效。比如現(xiàn)今市場上出現(xiàn)的LED節(jié)能燈，大部分都采用阻容降壓電源、也有的采用常規(guī)開關(guān)電源或者恒壓恒流電源。這種LED節(jié)能燈在使用中常常因為電源自身以及LED燈珠發(fā)熱，電源中電解電容內(nèi)部電解質(zhì)干涸而使LED節(jié)能燈損壞，縮短了 LED節(jié)能燈的使用壽命。幾年來的使用證明，一般的LED節(jié)能燈也就能使用1一2年，很少能夠使用到2— 3年。在LED節(jié)能燈的整體設(shè)計上，一般都是廠家自行設(shè)計LED發(fā)光部分(鋁基板)與外殼，電源大都采用外購的辦法來解決。這就存在著LED驅(qū)動電源與LED發(fā)光板匹配不合理等因素，使得市場上出現(xiàn)的LED節(jié)能燈五花八門，品種繁多，壽命不一。而推向市場的LED燈珠也參差不齊，好一點的可以達(dá)到使用25000-50000小時之后的光衰在35%到55%之間，而與之配套的LED電源的壽命卻還都在一兩萬小時以內(nèi)；而燈珠壽命達(dá)到50000小時的，光衰在25%到35%之間，與之匹配的電源是少之又少，基本沒有能夠達(dá)到20000-30000小時的。現(xiàn)今LED電源設(shè)計的技術(shù)關(guān)鍵是1、提高開關(guān)電源的工作頻率以減小電容數(shù)值； 2、進(jìn)行軟開關(guān)芯片的開發(fā)設(shè)計，減少MOS管的開關(guān)損耗，減小電源自身發(fā)熱量；3、用無極電容取代電解電容；4、采用濾波電路，減小次級濾波電容的容量。在LED驅(qū)動電源的設(shè)計上來延長開關(guān)電源的使用壽命，使之與LED燈珠的使用壽命相匹配，符合LED節(jié)能燈的設(shè)計要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明創(chuàng)造要解決的技術(shù)問題是提供一種無電解長壽命電源，用CBB電容取代電解電容，延長了 LED驅(qū)動電源的使用壽命。為解決以上問題，本發(fā)明創(chuàng)造的具體技術(shù)方案如下一種無電解長壽命電源，接市電的接線端子N和接線端子L與電源濾波電路的輸入端連接，電源濾波電路的輸出端與整流電路I的輸入端連接，整流電路I的輸出端V-與功率因數(shù)校正電路連接，整流電路I的輸出端V+通過串聯(lián)差模電感L2和升壓二極管Dl與軟開關(guān)驅(qū)動電路連接，功率因數(shù)校正電路與軟開關(guān)驅(qū)動電路連接，軟開關(guān)驅(qū)動電路的輸出端與高頻變壓器T的輸入端連接，高頻變壓器T的輸出繞組I接有整流電路II，高頻變壓器T的輸出繞組II和整流電路II的輸出端共同接有差模共模濾波電路，差模共模濾波電路的輸出端與輸出電路連接，輸出電路的輸出端V+和差模共模濾波電路的輸出端與恒流穩(wěn)壓控制電路連接，恒流穩(wěn)壓控制電路同時與高頻變壓器Τ、差模共模濾波電路和功率因數(shù)校正電路連接。所述的功率因數(shù)校正電路接與整流電路I的輸出端V+和V-，整流電路I的輸出端V+和V-之間并接有濾波電容C5，整流電路I的輸出端V+通過串聯(lián)差模電感L2和升壓二極管Dl與軟開關(guān)驅(qū)動電路連接，功率因數(shù)校正電路中有一高頻振蕩ICl，高頻振蕩ICl的引腳1與電源VCC連接，引腳2通過串聯(lián)電阻R7與升壓二極管Dl的輸出端連接，引腳2與電阻R8串聯(lián)后接地，引腳3通過串聯(lián)電阻R4與升壓驅(qū)動三極管Ql的柵極連接，升壓驅(qū)動三極管Ql的柵極與電阻R5串聯(lián)后接地，升壓驅(qū)動三極管Ql的漏極與升壓二極管Dl的輸入端連接，電阻R6和電容C7并聯(lián)后一端與升壓驅(qū)動三極管Ql的源極連接，一端與升壓二極管Dl的輸出端連接，引腳4串聯(lián)電阻R9后與軟開關(guān)驅(qū)動電路連接，引腳5與電阻Rl串聯(lián)后與整流電路I的輸出端V-連接，引腳5與電容C6串聯(lián)后接地，電阻R2的一端與整流電路I的輸出端V-連接，電阻R2的另一端接地，引腳6與恒流穩(wěn)壓控制電路中光耦I(lǐng)C2的輸出端連接，引腳7與電容C3串聯(lián)后接地，引腳8串聯(lián)電阻RlO后與軟開關(guān)驅(qū)動電路連接。所述軟開關(guān)驅(qū)動電路中有驅(qū)動三極管Q2、驅(qū)動三極管Q3和電感L3，驅(qū)動三極管Q2 的漏極與升壓二極管Dl的輸出端連接，其連接處串聯(lián)電容C8后與高頻變壓器T的引腳5 連接，高頻變壓器T的引腳5串聯(lián)電容C9后接地，驅(qū)動三極管Q2的柵極與功率因數(shù)校正電路連接，驅(qū)動三極管Q2的源極與驅(qū)動三極管Q3的漏極連接，其連接處串聯(lián)電感L3后與高頻變壓器T的引腳6連接，驅(qū)動三極管Q3的柵極與功率因數(shù)校正電路連接，驅(qū)動三極管Q3 的源極接地。所述軟開關(guān)驅(qū)動電路中有驅(qū)動三極管Q2，驅(qū)動三極管Q2的漏極與高頻變壓器T 的引腳6連接，驅(qū)動三極管Q2的柵極與功率因數(shù)校正電路連接，驅(qū)動三極管Q3的源極接地。本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果由于采用功率因數(shù)校正電路，功率因數(shù)校正電路中又使用了高頻振蕩IC1，該電路提高了開關(guān)電源的工作頻率；采用軟開關(guān)驅(qū)動電路，不僅使開關(guān)電源在超高頻模式下工作，而且有效抑制浪涌電流，保護了電路。由于電路在超高頻模式下工作故而取消了電解電容，延長了電源的使用壽命。

圖1為本發(fā)明創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明創(chuàng)造實施例一的電路原理圖。圖3為本發(fā)明創(chuàng)造實施例二的電路原理圖。
具體實施方式
實施例一如圖1所示，接市電的接線端子N和接線端子L與電源濾波電路1的輸入端連接， 電源濾波電路1的輸出端與整流電路I 2的輸入端連接，整流電路I 2的輸出端V-與功率因數(shù)校正電路3連接，整流電路I 2的輸出端V+通過串聯(lián)差模電感L2和升壓二極管Dl 與軟開關(guān)驅(qū)動電路4連接，功率因數(shù)校正電路3與軟開關(guān)驅(qū)動電路4連接，軟開關(guān)驅(qū)動電路 4的輸出端與高頻變壓器T 9的輸入端連接，高頻變壓器T 9的輸出繞組I接有整流電路 II 5，高頻變壓器T 9的輸出繞組II和整流電路II 5的輸出端共同接有差模共模濾波電路
46，差模共模濾波電路6的輸出端與輸出電路7連接，輸出電路7的輸出端V+和差模共模濾波電路6的輸出端與恒流穩(wěn)壓控制電路8連接，恒流穩(wěn)壓控制電路8同時與高頻變壓器T 9、差模共模濾波電路6和功率因數(shù)校正電路3連接。如圖2所示，所述的功率因數(shù)校正電路3接與整流電路I 2的輸出端V+和V-，整流電路I 2的輸出端V+和V-之間并接有濾波電容C5，整流電路I 2的輸出端V+通過串聯(lián)差模電感L2和升壓二極管Dl與軟開關(guān)驅(qū)動電路4連接，功率因數(shù)校正電路3中有一高頻振蕩IC1，高頻振蕩ICl的引腳1與電源VCC連接，引腳2通過串聯(lián)電阻R7與升壓二極管 Dl的輸出端連接，引腳2與電阻R8串聯(lián)后接地，引腳3通過串聯(lián)電阻R4與升壓驅(qū)動三極管 Ql的柵極連接，升壓驅(qū)動三極管Ql的柵極與電阻R5串聯(lián)后接地，升壓驅(qū)動三極管Ql的漏極與升壓二極管Dl的輸入端連接，電阻R6和電容C7并聯(lián)后一端與升壓驅(qū)動三極管Ql的源極連接，一端與升壓二極管Dl的輸出端連接，引腳4串聯(lián)電阻R9后與軟開關(guān)驅(qū)動電路4 連接，引腳5與電阻Rl串聯(lián)后與整流電路I 2的輸出端V-連接，引腳5與電容C6串聯(lián)后接地，電阻R2的一端與整流電路I 2的輸出端V-連接，電阻R2的另一端接地，引腳6與恒流穩(wěn)壓控制電路8中光耦I(lǐng)C2的輸出端連接，引腳7與電容C3串聯(lián)后接地，引腳8串聯(lián)電阻RlO后與軟開關(guān)驅(qū)動電路4連接。所述軟開關(guān)驅(qū)動電路4中有驅(qū)動三極管Q2、驅(qū)動三極管Q3和電感L3，驅(qū)動三極管 Q2的漏極與升壓二極管Dl的輸出端連接，其連接處串聯(lián)電容C8后與高頻變壓器T 9的引腳5連接，高頻變壓器T 9的引腳5串聯(lián)電容C9后接地，驅(qū)動三極管Q2的柵極與功率因數(shù)校正電路3連接，驅(qū)動三極管Q2的源極與驅(qū)動三極管Q3的漏極連接，其連接處串聯(lián)電感L3 后與高頻變壓器T 9的引腳6連接，驅(qū)動三極管Q3的柵極與功率因數(shù)校正電路3連接，驅(qū)動三極管Q3的源極接地。整流二極管D2和整流二極管D3并聯(lián)，整流二極管D2和整流二極管D3的正極與高頻變壓器T 9的引腳4和引腳3連接，整流二極管D2和整流二極管D3的負(fù)極串聯(lián)差模電感L4后與共模電感L5連接，在共模電感L5的輸入端一側(cè)并接有電容ClO和電阻R23，在共模電感L5的輸出端一側(cè)并接有電容C11，電容Cll和電阻R16串聯(lián)后接地。恒流穩(wěn)壓控制電路8中，高頻變壓器T 9的引腳1與整流二極管D4連接，整流二極管D4串聯(lián)電阻R14和R15后與驅(qū)動三極管Q4的基極連接，驅(qū)動三極管Q4的基極串聯(lián)穩(wěn)壓二極管VR3后接地，電容C12并接在高頻變壓器T的引腳2與整流二極管D4的負(fù)極上，電容C13并接在高頻變壓器T的引腳2與電阻R14和R15的連接點上，驅(qū)動三極管Q4的集電極接在電阻R14和R15的連接點上，驅(qū)動三極管Q4的發(fā)射極接運算放大器Ul-I的VCC端， 電阻R18和穩(wěn)壓二極管D7串聯(lián)后接在驅(qū)動三極管Q4的發(fā)射極和GND之間，電阻R18和穩(wěn)壓二極管D7的中點經(jīng)電阻R19和R20分別與運算放大器Ul-I的反相輸入端和運算放大器 U1-2的反相輸入端連接，電阻R19經(jīng)電流采樣電阻R17接與采樣電阻R16的采樣端，電壓采樣電阻R21和R22串聯(lián)后接在輸出電路7的V+和GND之間，電阻R21和R22的中點接運算放大器U1-2的同相輸入端，運算放大器Ul-I的同相輸入端接地。二極管D5和二極管D6 分別與運算放大器Ul-I的輸出端和運算放大器U1-2的輸出端連接，然后與電阻R14串聯(lián)接與光耦I(lǐng)C2的輸入端，光耦I(lǐng)C2的輸出端與功率因數(shù)矯正電路3的引腳6連接，光耦I(lǐng)C2 的輸入端和輸出端接有電阻R13和電容C14。工作時，升壓驅(qū)動三極管Ql驅(qū)動功率因數(shù)校正電路3，驅(qū)動三極管Q2和驅(qū)動三極管Q3驅(qū)動脈寬調(diào)制電路。高頻變壓器T 9的一個輸出繞組產(chǎn)生輸出電壓，輸出電壓經(jīng)二極管D2和二極管D3整流后提供使用電壓，這個電壓經(jīng)差模電感L4、共模電感L5及電容C10、 Cll濾波后輸出。高頻變壓器T 9的另一個輸出繞組產(chǎn)生的輸出電壓經(jīng)二極管D4整流后，又經(jīng)驅(qū)動三極管Q4放大后給運算放大器Ul-I和運算放大器U1-2提供工作電壓。電阻R18、 R19、R20、穩(wěn)壓管D7向運算放大器Ul-I和運算放大器U1-2的反相輸入端提供2. 5V基準(zhǔn)電壓。電阻R16為電流采樣電阻，它在檢測工作電流的變化，電阻R17電流檢測輸入電阻，它接與運算放大器Ul-I的同相輸入端，完成電流控制。電阻R21、R22接與輸出電壓的兩端， 起分壓作用，其中點接與運算放大器U1-2的同相輸入端，完成穩(wěn)壓控制。二極管D5、D6分別接與運算放大器Ul-I和運算放大器U1-2的兩個輸出端，然后與電阻R14串聯(lián)接與光耦 IC2的輸入端，光耦I(lǐng)C2的輸出端接地。輸出電路中的電流變化及電壓變化都會使光耦I(lǐng)C2 內(nèi)的發(fā)光管產(chǎn)生明暗變化，從而使光耦I(lǐng)C2內(nèi)的三極管電流發(fā)生變化。光耦I(lǐng)C2的輸出端接與高頻振蕩IC1，以改變高頻振蕩ICl的輸出端的脈寬，起到穩(wěn)壓恒流作用。本實施例適用于提供大功率無電解長壽命電源。實施例二 如圖3所示，該電路結(jié)構(gòu)與圖2的電路結(jié)構(gòu)相似，其區(qū)別在于圖2中的軟開關(guān)驅(qū)動電路為半橋驅(qū)動，而本實施例圖3中的軟開關(guān)驅(qū)動電路為單激驅(qū)動，其工作原理基本相似。接市電的接線端子N和接線端子L與電源濾波電路1的輸入端連接，電源濾波電路1的輸出端與整流電路I 2的輸入端連接，整流電路I 2的輸出端V-與功率因數(shù)校正電路3連接，整流電路I 2的輸出端V+通過串聯(lián)差模電感L2和升壓二極管Dl與軟開關(guān)驅(qū)動電路4連接，功率因數(shù)校正電路3與軟開關(guān)驅(qū)動電路4連接，軟開關(guān)驅(qū)動電路4的輸出端與高頻變壓器T 9的輸入端連接，高頻變壓器T 9的輸出繞組I接有整流電路II 5，高頻變壓器T 9的輸出繞組II和整流電路II 5的輸出端共同接有差模共模濾波電路6，差模共模濾波電路6的輸出端與輸出電路7連接，輸出電路7的輸出端V+和差模共模濾波電路6的輸出端與恒流穩(wěn)壓控制電路8連接，恒流穩(wěn)壓控制電路8同時與高頻變壓器T 9、差模共模濾波電路6和功率因數(shù)校正電路3連接。所述的功率因數(shù)校正電路3接與整流電路I 2的輸出端V+和V-，整流電路I 2的輸出端V+和V-之間并接有濾波電容C5，整流電路I 2的輸出端V+通過串聯(lián)差模電感L2 和升壓二極管Dl與軟開關(guān)驅(qū)動電路4連接，功率因數(shù)校正電路3中有一高頻振蕩IC1，高頻振蕩ICl的引腳1與電源VCC連接，引腳2通過串聯(lián)電阻R7與升壓二極管Dl的輸出端連接，引腳2與電阻R8串聯(lián)后接地，引腳3通過串聯(lián)電阻R4與升壓驅(qū)動三極管Ql的柵極連接，升壓驅(qū)動三極管Ql的柵極與電阻R5串聯(lián)后接地，升壓驅(qū)動三極管Ql的漏極與升壓二極管Dl的輸入端連接，電阻R6和電容C7并聯(lián)后一端與升壓驅(qū)動三極管Ql的源極連接，一端與升壓二極管Dl的輸出端連接，引腳4串聯(lián)電阻R9后與軟開關(guān)驅(qū)動電路4連接，引腳5 與電阻Rl串聯(lián)后與整流電路I 2的輸出端V-連接，引腳5與電容C6串聯(lián)后接地，電阻R2 的一端與整流電路I 2的輸出端V-連接，電阻R2的另一端接地，引腳6與恒流穩(wěn)壓控制電路8中光耦I(lǐng)C2的輸出端連接，引腳7與電容C3串聯(lián)后接地，引腳8串聯(lián)電阻RlO后與軟開關(guān)驅(qū)動電路4連接。所述軟開關(guān)驅(qū)動電路4中有驅(qū)動三極管Q2，驅(qū)動三極管Q2的漏極與高頻變壓器T 9的引腳5連接，驅(qū)動三極管Q2的柵極與功率因數(shù)校正電路3連接，驅(qū)動三極管Q3的源極接地。本實施例適用于提供小功率無電解長壽命電源。很顯然的是本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實施例并且在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的范圍和精神的情況下可對其做出修改或改變。
權(quán)利要求1.一種無電解長壽命電源，其特征在于接市電的接線端子N和接線端子L與電源濾波電路(1)的輸入端連接，電源濾波電路(1)的輸出端與整流電路I (2)的輸入端連接，整流電路I (2)的輸出端V-與功率因數(shù)校正電路(3)連接，整流電路I (2)的輸出端V+通過串聯(lián)差模電感L2和升壓二極管Dl與軟開關(guān)驅(qū)動電路(4)連接，功率因數(shù)校正電路(3)與軟開關(guān)驅(qū)動電路(4)連接，軟開關(guān)驅(qū)動電路(4)的輸出端與高頻變壓器T (9)的輸入端連接， 高頻變壓器T (9)的輸出繞組I接有整流電路II (5)，高頻變壓器T (9)的輸出繞組II和整流電路II (5)的輸出端共同接有差模共模濾波電路(6)，差模共模濾波電路(6)的輸出端與輸出電路(7)連接，輸出電路(7)的輸出端V+和差模共模濾波電路(6)的輸出端與恒流穩(wěn)壓控制電路(8)連接，恒流穩(wěn)壓控制電路(8)同時與高頻變壓器T (9)、差模共模濾波電路 (6)和功率因數(shù)校正電路(3)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種無電解長壽命電源，其特征在于所述的功率因數(shù)校正電路(3)接與整流電路I (2)的輸出端V+和V-，整流電路I (2)的輸出端V+和V-之間并接有濾波電容C5，整流電路I (2)的輸出端V+通過串聯(lián)差模電感L2和升壓二極管Dl與軟開關(guān)驅(qū)動電路(4)連接，功率因數(shù)校正電路(3)中有一高頻振蕩IC1，高頻振蕩ICl的引腳 1與電源VCC連接，引腳2通過串聯(lián)電阻R7與升壓二極管Dl的輸出端連接，引腳2與電阻 R8串聯(lián)后接地，引腳3通過串聯(lián)電阻R4與升壓驅(qū)動三極管Ql的柵極連接，升壓驅(qū)動三極管 Ql的柵極與電阻R5串聯(lián)后接地，升壓驅(qū)動三極管Ql的漏極與升壓二極管Dl的輸入端連接，電阻R6和電容C7并聯(lián)后一端與升壓驅(qū)動三極管Ql的源極連接，一端與升壓二極管Dl 的輸出端連接，引腳4串聯(lián)電阻R9后與軟開關(guān)驅(qū)動電路(4)連接，引腳5與電阻Rl串聯(lián)后與整流電路I (2)的輸出端V-連接，引腳5與電容C6串聯(lián)后接地，電阻R2的一端與整流電路I (2)的輸出端V-連接，電阻R2的另一端接地，引腳6與恒流穩(wěn)壓控制電路(8)中光耦I(lǐng)C2的輸出端連接，引腳7與電容C3串聯(lián)后接地，引腳8串聯(lián)電阻RlO后與軟開關(guān)驅(qū)動電路(4)連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種無電解長壽命電源，其特征在于所述軟開關(guān)驅(qū)動電路(4)中有驅(qū)動三極管Q2、驅(qū)動三極管Q3和電感L3，驅(qū)動三極管Q2的漏極與升壓二極管 Dl的輸出端連接，其連接處串聯(lián)電容C8后與高頻變壓器T (9)的引腳5連接，高頻變壓器 T (9)的引腳5串聯(lián)電容C9后接地，驅(qū)動三極管Q2的柵極與功率因數(shù)校正電路(3)連接， 驅(qū)動三極管Q2的源極與驅(qū)動三極管Q3的漏極連接，其連接處串聯(lián)電感L3后與高頻變壓器 T (9)的引腳6連接，驅(qū)動三極管Q3的柵極與功率因數(shù)校正電路(3)連接，驅(qū)動三極管Q3 的源極接地。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種無電解長壽命電源，其特征在于所述軟開關(guān)驅(qū)動電路(4)中有驅(qū)動三極管Q2，驅(qū)動三極管Q2的漏極與高頻變壓器T (9)的引腳5連接，驅(qū)動三極管Q2的柵極與功率因數(shù)校正電路(3)連接，驅(qū)動三極管Q3的源極接地。
專利摘要本實用新型創(chuàng)造提供一種無電解長壽命電源，整流電路Ⅰ分別與電源濾波電路、功率因數(shù)校正電路和軟開關(guān)驅(qū)動電路連接，功率因數(shù)校正電路與軟開關(guān)驅(qū)動電路連接，軟開關(guān)驅(qū)動電路接高頻變壓器T，高頻變壓器T接整流電路Ⅱ，高頻變壓器T和整流電路Ⅱ共同接有差模共模濾波電路，其輸出端接輸出電路，輸出電路和差模共模濾波電路與恒流穩(wěn)壓控制電路連接，恒流穩(wěn)壓控制電路同時與高頻變壓器T、差模共模濾波電路和功率因數(shù)校正電路連接。因開關(guān)電源在超高頻模式下工作，以及差模電感、共模電感的濾除高次諧波和紋波作用，故而可以用CBB電容替代電解電容，取消了原有的電解電容，延長了LED驅(qū)動電源的壽命，同時也延長了LED節(jié)能燈的使用壽命。
文檔編號H02M3/156GK202276519SQ20112039450
公開日2012年6月13日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者杜洪生, 蔡吉堂, 許建才 申請人:撫順市新鴻升照明電子有限責(zé)任公司