CN103457472A - 一种开关电源及使用该开关电源的灯具 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种开关电源及使用该开关电源的灯具，包括变压器、开关器件、滤波电路、输出电路和输出反馈电路，滤波电路包括滤波电容，变压器的初级线圈和开关器件依次串联后与滤波电容并联，输出电路与变压器的次级线圈并联，输出反馈电路连接在输出电路与开关器件的控制端之间，开关电源还包括过冲保护电路，过冲保护电路包括限流电阻、短路控制电路和电压检测电路，限流电阻和滤波电容依次串联后连接在电源正极与电源负极之间，限流电阻、初级线圈和开关器件依次串联后连接在电源正极和电源负极之间，短路控制电路与限流电阻并联，短路控制电路的控制端与电压检测电路连接。采用本发明，可避免浪涌电流，延长使用寿命。

Description

一种开关电源及使用该开关电源的灯具

技术领域

本发明涉及灯具领域，尤其涉及一种开关电源及使用该开关电源的灯具。

背景技术

开关稳压电源的电路比较复杂，基本上可以分为小功率的控制部分和大功率的开关部分。开关晶体管则属大功率，为保护开关晶体管在开启或关断电源时的安全，必须先让调制器、放大器等小功率的控制电路工作。为此，要保证正确的开机程序。开关稳压器的输入端一般接有小电感、大电容的输入滤波器。在开机瞬间，滤波电容器会流过很大的浪涌电流，这个浪涌电流可能为正常输入电流的数倍。这样大的浪涌电流会使普通电源开关的触点或继电器的触点熔化，并使输入保险丝熔断。另外，浪涌电流也会损害电容器，使之寿命缩短，过早损坏。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种开关电源及使用该开关电源的灯具。可降低开机启动时输入侧的电流。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种开关电源，包括变压器、开关器件、滤波电路、输出电路和输出反馈电路，所述滤波电路包括滤波电容，所述变压器的初级线圈和所述开关器件依次串联后与所述滤波电容并联，所述输出电路与所述变压器的次级线圈并联，所述输出反馈电路连接在所述输出电路与所述开关器件的控制端之间，所述开关电源还包括过冲保护电路，所述过冲保护电路包括限流电阻、短路控制电路和电压检测电路，所述限流电阻和所述滤波电容依次串联后连接在所述电源正极与所述电源负极之间，所述限流电阻、所述初级线圈和所述开关器件依次串联后连接在所述电源正极和所述电源负极之间，所述短路控制电路与所述限流电阻并联，所述短路控制电路的控制端与所述电压检测电路连接，所述电压检测电路用于检测所述开关电源的输出端的电压，当所述输出端电压不低于预设阈值时，所述电压检测电路向所述短路控制电路提供短路控制信号，控制所述短路控制电路导通。

其中，所述短路控制电路包括晶闸管，所述短路控制电路的控制端是所述晶闸管的门极，所述晶闸管的阳极与所述电源正极连通，所述晶闸管的阴极经由所述滤波电容与所述电源负极连通，当所述电压检测电路检测到所述输出端的电压不低于预设阈值时，向所述晶闸管的门极发送正向电压信号，控制所述晶闸管导通。

其中，所述电压检测电路包括辅助线圈，所述辅助线圈与所述变压器的次级线圈电磁耦合，所述辅助线圈的一端与所述晶闸管的门极连通，所述辅助线圈的另一端经由所述滤波电容与所述电源负极连通。

其中，所述电压检测电路还包括限压电阻，所述限压电阻、所述辅助线圈和所述滤波电容依次串联后连接在所述晶闸管的门极与所述电源负极之间。 

其中，所述短路控制电路包括继电器，当所述电压检测电路检测到所述输出端的电压不低于预设阈值时，向所述继电器发出短路控制信号，控制所述继电器的动触点和静触点闭合。

其中，所述开关电源还包括整流模块，所述整流模块的两个输出端分别与所述电源正极和所述电源负极连通，所述整流模块的两个输入端与市电连通。

相应地，本发明实施例还提供了一种灯具，包括以上任一项所述的开关电源。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：通过串联在输入侧的限流电阻，可以降低开机启动时的输入电流，避免浪涌电流烧毁或损坏电路元器件，提高了开关电源的稳定性和可靠性，并延长了开关电源的使用寿命；通过电压检测电路以及与限流电阻并联的短路控制电路，可以在开关电源正常工作后将限流电阻短路，避免限流电阻消耗过多的功率而降低开关电源的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的开关电源的结构示意图；

图2是本发明提供的开关电源的优选实施例的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，是本发明提供的开关电源的结构示意图。如图1所示，开关电源包括变压器110、开关器件120、滤波电路130、输出电路140、输出反馈电路150和过冲保护电路160。

其中，滤波电路130包括滤波电容131。本领域技术人员应当理解，滤波电路130还可以包括任意其它合适的电子元器件和/或电路结构，例如滤波电路130还可以包括与滤波电容131串联和/或并联的滤波电感。

变压器110的初级线圈111和开关器件120依次串联后与滤波电容131并联，输出电路140与变压器110的次级线圈112并联，输出反馈电路150连接在输出电路140与开关器件120的控制端之间。其中，输出反馈电路150通常包括过流检测电路和PWM控制芯片。过流检测电路用于检测输出电路140的输出电压和/或输出电流。PWM控制芯片用于在输出电压和/或输出电流增大或减小时，通过调节输出给开关器件120的脉冲电压的占空比，来调节开关器件120的开关速度，从而通过调节初级线圈的电压和/或电流来达到维持输出电压和/或输出电流恒定的目的。

过冲保护电路160包括限流电阻161、短路控制电路162和电压检测电路163，限流电阻161和滤波电容131依次串联后连接在电源正极与电源负极之间，限流电阻161、初级线圈111和开关器件120依次串联后连接在电源正极和电源负极之间。其中，短路控制电路162与限流电阻并联，短路控制电路162的控制端与电压检测电路163连接。电压检测电路163用于检测开关电源的输出端的电压（即输出电路140的输出电压），当输出端电压不低于预设阈值时，电压检测电路163向短路控制电路162提供短路控制信号，控制短路控制电路162导通；当输出端电压低于预设阈值时，短路控制电路162断开。

当开关电源开机启动时，由于限流电阻161的限流作用，滤波电容131中不会产生较大的充电电流；随后，输出电路140的输出电压逐渐提高，开关电源趋于正常工作状态，当电压检测电路163检测到输出电压达到预设阈值时，向短路控制电路162的控制端提供短路控制信号，使短路控制电路162导通，从而将限流电阻161短路。

本发明实施例提供的开关电源，通过串联在输入侧的限流电阻，可以降低开机启动时的输入电流，避免浪涌电流烧毁或损坏电路元器件，提高了开关电源的稳定性和可靠性，并延长了开关电源的使用寿命；通过电压检测电路以及与限流电阻并联的短路控制电路，可以在开关电源正常工作后将限流电阻短路，避免限流电阻消耗过多的功率而降低开关电源的效率。

在图1所示的实施例中，短路控制电路162可以是继电器（例如电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、频率继电器、气体继电器等），继电器的动触点和静触点分别连接在限流电阻161的两端，当电压检测电路163检测到输出端的电压不低于预设阈值时，向继电器发出短路控制信号（短路控制信号可以是继电器的输入量，例如电流、电压、功率方向、阻值、频率、气体等），控制继电器的动触点和静触点闭合，从而将限流电阻161短路。

在图1所示的实施例中，短路控制电路162还可以是晶闸管。短路控制电路162的控制端是晶闸管的门极，晶闸管的阳极与电源正极连通，晶闸管的阴极经由滤波电容131与电源负极连通，当电压检测电路163检测到输出端的电压不低于预设阈值时，向晶闸管的门极发送正向电压信号，控制晶闸管导通，从而将限流电阻161短路。

优选地，电压检测电路163包括辅助线圈，辅助线圈与变压器的次级线圈电磁耦合，辅助线圈的一端与晶闸管的门极连通，辅助线圈的另一端经由滤波电容与电源负极连通。

优选地，电压检测电路163还包括限压电阻，限压电阻、辅助线圈和滤波电容依次串联后连接在晶闸管的门极与电源负极之间。 

优选地，开关电源还包括整流模块，整流模块的两个输出端分别与电源正极和电源负极连通，整流模块的两个输入端与市电连通。

请参见图2，是本发明提供的开关电源的优选实施例的电路示意图。

在该电路中，输出电路140包括第一输出整流二极管D4、第二输出整流二极管D5、输出滤波电感L1以及输出滤波电容C2。其中，输出端正极LED+依次经由输出滤波电感L1、反向的第一输出整流二极管D4以及次级线圈与输出端负极LED-连通，输出端正极LED+还依次经由输出滤波电感L1以及反向的第二输出整流二极管D5与输出端负极LED-连通，输出滤波电容C2连接在输出端正极LED+与输出端负极LED-之间。输出反馈电路150包括过流检测电路和PWM控制芯片。其中，过流检测电路的两个输入端分别与输出端正极LED+和输出端负极LED-连通，过流检测电路的输出端经由PWM控制芯片与开关器件（图2中为NMOS管Q1）的控制端连通。本领域技术人员应当理解，输出电路140和输出反馈电路150可以是开关电源、LED驱动电路等利用开关器件来提供恒定电源的电路中常用的输出端电路和输出反馈控制电路。另外，开关器件可以是NMOS管、PMOS管、NPN管、PNP管等适合用作电子开关的器件，图2所示的实施例中，采用了NMOS管Q1。

在输入侧，市电AC220V经由整流模块（包括四个整流二极管D1、D2、D3和D4）整流后，为开关电源提供工作电压，整流模块的两个输出端可以分别称为电源正极和电源负极。限流电阻R1和滤波电容C1依次串联后连接在电源正极与电源负极之间，变压器T1的初级线圈和NMOS管Q1依次串联后与滤波电容C1并联。晶闸管V1的阳极与电源正极连通，晶闸管V1的阴极经由滤波电容C1与电源负极连通，晶闸管V1的门极依次经由限压电阻R2、辅助线圈（T1左上部分线圈）、滤波电容C1与电源负极连通。当输出端电压达到（不低于）预设阈值（例如当开关电源正常工作）时，由于辅助线圈与次级线圈电磁耦合，因此辅助线圈上的电压达到一定值，向晶闸管V1的门极提供正向电压，使晶闸管V1导通，将限流电阻R1短路。

本发明实施例还提供了一种灯具，包括以上任一实施例所描述的开关电源。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种开关电源，包括变压器、开关器件、滤波电路、输出电路和输出反馈电路，所述滤波电路包括滤波电容，所述变压器的初级线圈和所述开关器件依次串联后与所述滤波电容并联，所述输出电路与所述变压器的次级线圈并联，所述输出反馈电路连接在所述输出电路与所述开关器件的控制端之间，其特征在于，所述开关电源还包括过冲保护电路，所述过冲保护电路包括限流电阻、短路控制电路和电压检测电路，所述限流电阻和所述滤波电容依次串联后连接在所述电源正极与所述电源负极之间，所述限流电阻、所述初级线圈和所述开关器件依次串联后连接在所述电源正极和所述电源负极之间，所述短路控制电路与所述限流电阻并联，所述短路控制电路的控制端与所述电压检测电路连接，所述电压检测电路用于检测所述开关电源的输出端的电压，当所述输出端电压不低于预设阈值时，所述电压检测电路向所述短路控制电路提供短路控制信号，控制所述短路控制电路导通。

2.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述短路控制电路包括晶闸管，所述短路控制电路的控制端是所述晶闸管的门极，所述晶闸管的阳极与所述电源正极连通，所述晶闸管的阴极经由所述滤波电容与所述电源负极连通，当所述电压检测电路检测到所述输出端的电压不低于预设阈值时，向所述晶闸管的门极发送正向电压信号，控制所述晶闸管导通。

3.如权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述电压检测电路包括辅助线圈，所述辅助线圈与所述变压器的次级线圈电磁耦合，所述辅助线圈的一端与所述晶闸管的门极连通，所述辅助线圈的另一端经由所述滤波电容与所述电源负极连通。

4.如权利要求3所述的开关电源，其特征在于，所述电压检测电路还包括限压电阻，所述限压电阻、所述辅助线圈和所述滤波电容依次串联后连接在所述晶闸管的门极与所述电源负极之间。

5.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述短路控制电路包括继电器，当所述电压检测电路检测到所述输出端的电压不低于预设阈值时，向所述继电器发出短路控制信号，控制所述继电器的动触点和静触点闭合。

6.如权利要求1-5中任一项所述的开关电源，其特征在于，所述开关电源还包括整流模块，所述整流模块的两个输出端分别与所述电源正极和所述电源负极连通，所述整流模块的两个输入端与市电连通。

7.一种灯具，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的开关电源。

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