CN102710137A - 高功率因数低电流纹波小功率开关电源 - Google Patents

高功率因数低电流纹波小功率开关电源 Download PDF

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王贤明
扬东建
周传林
冯炎军
袁柱
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Shenzhen Sea Star Technology Co., Ltd.
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Abstract

本发明公开了一种高功率因数低电流纹波小功率开关电源，包括EMI及整流滤波电路、主芯片电路，EMI及整流滤波电路的输出端串联电感后与二极管的正极连接，二极管的负极与变压器的1端连接，二极管的负极连接有下拉的电容；二极管的正极与变压器的2端之间串联有电容和电阻；变压器的2端与MOS管的漏极连接；MOS管的源极接地，并与变压器的4端连接，同时串联电容后与变压器的6端连接。本发明通过一个开关MOS管同时驱动PFC和PWM，同时带动升压电感和反激变压器工作，可提高小功率开关电源的PF，并降低输出电流纹波，且成本较低。

Description

高功率因数低电流纹波小功率开关电源
技术领域
本发明涉及LED灯具电源领域，特别涉及一种高功率因数低电流纹波小功率开关电源。
背景技术
目前，高功率因数（PF）的小功率LED灯具电源主要有以下三种实现方法：一是如图1所示的无源PFC电路方案，其缺点是PF值大概为0.7～0.9，总谐波失真（THD）较大，难以达到安规要求；二是如图2所示的单极PFC电路方案，其缺点是输出纹波较大；三是如图3所示的PFC+PWM两极电路方案，其缺点是成本较高。
发明内容
本发明针对上述现有提高小功率开关电源PF值方案的缺点，进行了研究改进，提供一种高功率因数低电流纹波小功率开关电源，不但PF值符合安规要求，而且输出纹波小，成本较低。
本发明的技术方案如下：
一种高功率因数低电流纹波小功率开关电源，包括EMI滤波电路及整流滤波电路、主芯片电路，所述EMI滤波电路及整流滤波电路的输出端串联电感后与第一二极管的正极连接，第一二极管的负极与变压器的1端连接，第一二极管的负极连接有下拉的第一电容；第一二极管的正极与变压器的2端之间串联有第二电容和第一电阻；变压器的3端串联第二电阻和第二二极管后与所述主芯片电路中主芯片的VCC端连接；变压器的1端与所述主芯片电路中主芯片的PCS端连接，变压器的3端与所述主芯片电路中主芯片的RZI端连接；变压器的2端与MOS管的漏极连接，MOS管的栅极与所述主芯片电路中主芯片的OUT端连接；MOS管的源极接地，并与变压器的4端连接，同时串联第三电容后与变压器的6端连接；变压器的5端与第三二极管的正极连接，第三二极管的负极作为正输出端V+，变压器的6端作为负输出端V-；第三二极管的负极与变压器的6端之间连接有并联的第四电容和第三电阻。
本发明的有益技术效果是：
本发明使用一个开关MOS管同时驱动PFC和PWM，同时带动升压电感和反激变压器工作，可提高小功率开关电源的PF，并降低输出电流纹波，且成本较低。
附图说明
图1是第一种现有技术的电路图。
图2是第二种现有技术的电路图。
图3是第三种现有技术的电路图。
图4是本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图4所示，本发明包括EMI（电磁干扰）滤波电路及整流滤波电路、主芯片电路，所述EMI滤波电路及整流滤波电路、主芯片电路按照现有技术连接。EMI滤波电路及整流滤波电路的输出端串联电感L4后与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与变压器T1的1端连接，二极管D2的负极连接下拉电容C4。二极管D2的正极与变压器T1的2端之间串联有电容C3和电阻R1。变压器T1的3端串联电阻R2和二极管D1后与主芯片电路中主芯片的VCC端连接。变压器T1的1端与主芯片电路中主芯片的PCS端连接，变压器T1的3端与主芯片电路中主芯片的RZI端连接。变压器T1的2端与MOS管Q1的漏极连接，MOS管Q1的栅极与主芯片电路中主芯片的OUT端连接。MOS管Q1的源极接地，并与变压器T1的4端连接，同时串联电容CY1后与变压器T1的6端连接。变压器T1的5端与二极管D4的正极连接，二极管D4的负极作为正输出端V+，变压器T1的6端作为负输出端V-。二极管D4的负极与变压器T1的6端之间连接有并联的电容C11和电阻R7。
本发明的工作原理如下：
交流市电输入，经过EMI滤波电路及整流滤波电路后，经过电感L4、电容C3、电阻R2、二极管D2、MOS管Q1所组成的PFC升压电路，再经过变压器T1，MOS管Q1的反激电路，隔离降压后输出低压直流电。当MOS管Q1开启时，电感L4和变压器T1同时储能，且电容C3通过电阻R1充电；当MOS管Q1关闭时，电感L4和变压器T1放电，电容C3也通过电阻R1放电，这样，前端PFC和后端PWM同时通过MOS管Q1工作，实现高PF低电流纹波成本低的小功率开关电源。
以上所述的元器件均为市售商品，实施例中的元器件型号可参见下表：
图4中主要元器件表：
  序号   元器件代号   元器件类型   元器件参数或型号
  1   L4   电感   2.2mH
  2   D2   二极管   TO220
  3   C3   电容   10nf/1000V
  4   C4   电容   22uf/400V
  5   R1   电阻   10R/1W
  6   R2   电阻   33R/1206
  7   D1   二极管   RS1M/SMA
  8   Q1   MOS管   7N80TO220
  9   CY1   电容   2.2nf/275V
  10   D4   二极管   TO2205A200V
  11   C11   电容   220uf/63V
  12   R7   电阻   20K/1206
  13   U1   芯片   ICE1QS01
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高功率因数低电流纹波小功率开关电源，其特征在于：包括EMI滤波电路及整流滤波电路、主芯片电路，其特征在于：所述EMI滤波电路及整流滤波电路的输出端串联电感（L4）后与第一二极管（D2）的正极连接，第一二极管（D2）的负极与变压器（T1）的1端连接，第一二极管（D2）的负极连接有下拉的第一电容（C4）；第一二极管（D2）的正极与变压器（T1）的2端之间串联有第二电容（C3）和第一电阻（R1）；变压器（T1）的3端串联第二电阻（R2）和第二二极管（D1）后与所述主芯片电路中主芯片的VCC端连接；变压器（T1）的1端与所述主芯片电路中主芯片的PCS端连接，变压器（T1）的3端与所述主芯片电路中主芯片的RZI端连接；变压器（T1）的2端与MOS管（Q1）的漏极连接，MOS管（Q1）的栅极与所述主芯片电路中主芯片的OUT端连接；MOS管（Q1）的源极接地，并与变压器（T1）的4端连接，同时串联第三电容（CY1）后与变压器（T1）的6端连接；变压器（T1）的5端与第三二极管（D4）的正极连接，第三二极管（D4）的负极作为正输出端V+，变压器（T1）的6端作为负输出端V-；第三二极管（D4）的负极与变压器（T1）的6端之间连接有并联的第四电容（C11）和第三电阻（R7）。
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