專利名稱：一種無電解長壽命電源的制作方法
技術領域：
本發明創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、功率因數校正電路、軟開關驅動電路、整流電路、差模共模濾波電路及恒流穩壓控制電路的一種驅動電源。
背景技術：
由于現行開關電源中電解電容的應用，嚴重影響了開關電源的使用壽命。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境，常常有電解電容爆裂，電解質干涸等現象，使電解電容提前報廢失效。比如現今市場上出現的LED節能燈，大部分都采用阻容降壓電源、也有的采用常規開關電源或者恒壓恒流電源。這種LED節能燈在使用中常常因為電源自身以及LED燈珠發熱，電源中電解電容內部電解質干涸而使LED節能燈損壞，縮短了 LED節能燈的使用壽命。幾年來的使用證明，一般的LED節能燈也就能使用1一2年，很少能夠使用到2— 3年。在LED節能燈的整體設計上，一般都是廠家自行設計LED發光部分(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驅動電源與LED發光板匹配不合理等因素，使得市場上出現的LED節能燈五花八門，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；而燈珠壽命達到50000小時的，光衰在25%到35%之間，與之匹配的電源是少之又少，基本沒有能夠達到20000-30000小時的。現今LED電源設計的技術關鍵是1、提高開關電源的工作頻率以減小電容數值； 2、進行軟開關芯片的開發設計，減少MOS管的開關損耗，減小電源自身發熱量；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驅動電源的設計上來延長開關電源的使用壽命，使之與LED燈珠的使用壽命相匹配，符合LED節能燈的設計要求。
發明內容
本發明創造要解決的技術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驅動電源的使用壽命。為解決以上問題，本發明創造的具體技術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-與功率因數校正電路連接，整流電路I的輸出端V+通過串聯差模電感L2和升壓二極管Dl與軟開關驅動電路連接，功率因數校正電路與軟開關驅動電路連接，軟開關驅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壓控制電路連接，恒流穩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校正電路連接。所述的功率因數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+通過串聯差模電感L2和升壓二極管Dl與軟開關驅動電路連接，功率因數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串聯后接地，引腳3通過串聯電阻R4與升壓驅動三極管Ql的柵極連接，升壓驅動三極管Ql的柵極與電阻R5串聯后接地，升壓驅動三極管Ql的漏極與升壓二極管Dl的輸入端連接，電阻R6和電容C7并聯后一端與升壓驅動三極管Ql的源極連接，一端與升壓二極管Dl的輸出端連接，引腳4串聯電阻R9后與軟開關驅動電路連接，引腳5與電阻Rl串聯后與整流電路I的輸出端V-連接，引腳5與電容C6串聯后接地，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與恒流穩壓控制電路中光耦IC2的輸出端連接，引腳7與電容C3串聯后接地，引腳8串聯電阻RlO后與軟開關驅動電路連接。所述軟開關驅動電路中有驅動三極管Q2、驅動三極管Q3和電感L3，驅動三極管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串聯電容C9后接地，驅動三極管Q2的柵極與功率因數校正電路連接，驅動三極管Q2的源極與驅動三極管Q3的漏極連接，其連接處串聯電感L3后與高頻變壓器T的引腳6連接，驅動三極管Q3的柵極與功率因數校正電路連接，驅動三極管Q3 的源極接地。所述軟開關驅動電路中有驅動三極管Q2，驅動三極管Q2的漏極與高頻變壓器T 的引腳6連接，驅動三極管Q2的柵極與功率因數校正電路連接，驅動三極管Q3的源極接地。本發明創造的有益效果由于采用功率因數校正電路，功率因數校正電路中又使用了高頻振蕩IC1，該電路提高了開關電源的工作頻率；采用軟開關驅動電路，不僅使開關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為本發明創造的結構框圖。圖2為本發明創造實施例一的電路原理圖。圖3為本發明創造實施例二的電路原理圖。
具體實施例方式實施例一
如圖ι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-與功率因數校正電路3連接，整流電路I 2的輸出端V+通過串聯差模電感L2和升壓二極管Dl與軟開關驅動電路4連接，功率因數校正電路3與軟開關驅動電路4連接，軟開關驅動電路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 的輸出端與恒流穩壓控制電路8連接，恒流穩壓控制電路8同時與高頻變壓器T 9、差模共模濾波電路6和功率因數校正電路3連接。如圖2所示，所述的功率因數校正電路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+通過串聯差模電感L2和升壓二極管Dl與軟開關驅動電路4連接，功率因數校正電路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串聯后接地，引腳3通過串聯電阻R4與升壓驅動三極管 Ql的柵極連接，升壓驅動三極管Ql的柵極與電阻R5串聯后接地，升壓驅動三極管Ql的漏極與升壓二極管Dl的輸入端連接，電阻R6和電容C7并聯后一端與升壓驅動三極管Ql的源極連接，一端與升壓二極管Dl的輸出端連接，引腳4串聯電阻R9后與軟開關驅動電路4 連接，引腳5與電阻Rl串聯后與整流電路I 2的輸出端V-連接，引腳5與電容C6串聯后接地，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與恒流穩壓控制電路8中光耦IC2的輸出端連接，引腳7與電容C3串聯后接地，引腳8串聯電阻RlO后與軟開關驅動電路4連接。所述軟開關驅動電路4中有驅動三極管Q2、驅動三極管Q3和電感L3，驅動三極管 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串聯電容C9后接地，驅動三極管Q2的柵極與功率因數校正電路3連接，驅動三極管Q2的源極與驅動三極管Q3的漏極連接，其連接處串聯電感L3 后與高頻變壓器T 9的引腳6連接，驅動三極管Q3的柵極與功率因數校正電路3連接，驅動三極管Q3的源極接地。整流二極管D2和整流二極管D3并聯，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的負極串聯差模電感L4后與共模電感L5連接，在共模電感L5的輸入端一側并接有電容ClO和電阻R23，在共模電感L5的輸出端一側并接有電容C11，電容Cll和電阻R16串聯后接地。恒流穩壓控制電路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串聯電阻R14和R15后與驅動三極管Q4的基極連接，驅動三極管Q4的基極串聯穩壓二極管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，驅動三極管Q4的集電極接在電阻R14和R15的連接點上，驅動三極管Q4的發射極接運算放大器Ul-I的VCC端， 電阻R18和穩壓二極管D7串聯后接在驅動三極管Q4的發射極和GND之間，電阻R18和穩壓二極管D7的中點經電阻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串聯接與光耦IC2的輸入端，光耦IC2的輸出端與功率因數矯正電路3的引腳6連接，光耦IC2 的輸入端和輸出端接有電阻R13和電容C14。工作時，升壓驅動三極管Ql驅動功率因數校正電路3，驅動三極管Q2和驅動三極管Q3驅動脈寬調制電路。高頻變壓器T 9的一個輸出繞組產生輸出電壓，輸出電壓經二極管D2和二極管D3整流后提供使用電壓，這個電壓經差模電感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生的輸出電壓經二極管D4整流后，又經驅動三極管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串聯接與光耦 IC2的輸入端，光耦IC2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IC2 內的發光管產生明暗變化，從而使光耦IC2內的三極管電流發生變化。光耦IC2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，該電路結構與圖2的電路結構相似，其區別在于圖2中的軟開關驅動電路為半橋驅動，而本實施例圖3中的軟開關驅動電路為單激驅動，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-與功率因數校正電路3連接，整流電路I 2的輸出端V+通過串聯差模電感L2和升壓二極管Dl與軟開關驅動電路4連接，功率因數校正電路3與軟開關驅動電路4連接，軟開關驅動電路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的輸出端與恒流穩壓控制電路8連接，恒流穩壓控制電路8同時與高頻變壓器T 9、差模共模濾波電路6和功率因數校正電路3連接。所述的功率因數校正電路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+通過串聯差模電感L2 和升壓二極管Dl與軟開關驅動電路4連接，功率因數校正電路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串聯后接地，引腳3通過串聯電阻R4與升壓驅動三極管Ql的柵極連接，升壓驅動三極管Ql的柵極與電阻R5串聯后接地，升壓驅動三極管Ql的漏極與升壓二極管Dl的輸入端連接，電阻R6和電容C7并聯后一端與升壓驅動三極管Ql的源極連接，一端與升壓二極管Dl的輸出端連接，引腳4串聯電阻R9后與軟開關驅動電路4連接，引腳5 與電阻Rl串聯后與整流電路I 2的輸出端V-連接，引腳5與電容C6串聯后接地，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與恒流穩壓控制電路8中光耦IC2的輸出端連接，引腳7與電容C3串聯后接地，引腳8串聯電阻RlO后與軟開關驅動電路4連接。所述軟開關驅動電路4中有驅動三極管Q2，驅動三極管Q2的漏極與高頻變壓器 T 9的引腳5連接，驅動三極管Q2的柵極與功率因數校正電路3連接，驅動三極管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。很顯然的是本發明創造并不局限于上述實施例并且在不脫離本發明創造的范圍和精神的情況下可對其做出修改或改變。
權利要求
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-與功率因數校正電路(3)連接，整流電路I (2)的輸出端V+通過串聯差模電感L2和升壓二極管Dl與軟開關驅動電路(4)連接，功率因數校正電路(3)與軟開關驅動電路(4)連接，軟開關驅動電路(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)的輸出端與恒流穩壓控制電路(8)連接，恒流穩壓控制電路(8)同時與高頻變壓器T (9)、差模共模濾波電路 (6)和功率因數校正電路(3)連接。
2.如權利要求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+通過串聯差模電感L2和升壓二極管Dl與軟開關驅動電路(4)連接，功率因數校正電路(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串聯后接地，引腳3通過串聯電阻R4與升壓驅動三極管Ql的柵極連接，升壓驅動三極管 Ql的柵極與電阻R5串聯后接地，升壓驅動三極管Ql的漏極與升壓二極管Dl的輸入端連接，電阻R6和電容C7并聯后一端與升壓驅動三極管Ql的源極連接，一端與升壓二極管Dl 的輸出端連接，引腳4串聯電阻R9后與軟開關驅動電路(4)連接，引腳5與電阻Rl串聯后與整流電路I (2)的輸出端V-連接，引腳5與電容C6串聯后接地，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與恒流穩壓控制電路(8)中光耦IC2的輸出端連接，引腳7與電容C3串聯后接地，引腳8串聯電阻RlO后與軟開關驅動電路(4)連接。
3.如權利要求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驅動電路(4)中有驅動三極管Q2、驅動三極管Q3和電感L3，驅動三極管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串聯電容C9后接地，驅動三極管Q2的柵極與功率因數校正電路(3)連接， 驅動三極管Q2的源極與驅動三極管Q3的漏極連接，其連接處串聯電感L3后與高頻變壓器 T (9)的引腳6連接，驅動三極管Q3的柵極與功率因數校正電路(3)連接，驅動三極管Q3 的源極接地。
4.如權利要求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驅動電路(4)中有驅動三極管Q2，驅動三極管Q2的漏極與高頻變壓器T (9)的引腳5連接，驅動三極管Q2的柵極與功率因數校正電路(3)連接，驅動三極管Q3的源極接地。
全文摘要
本發明創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、功率因數校正電路和軟開關驅動電路連接，功率因數校正電路與軟開關驅動電路連接，軟開關驅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壓控制電路連接，恒流穩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校正電路連接。因開關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驅動電源的壽命，同時也延長了LED節能燈的使用壽命。
文檔編號H05B37/02GK102427645SQ20111031432
公開日2012年4月25日 申請日期2011年10月17日 優先權日2011年10月17日
發明者杜洪生, 蔡吉堂, 許建才 申請人:撫順市新鴻升照明電子有限責任公司