CN104010407B - 非隔离式开关电源以及照明灯具 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种非隔离式开关电源，包括整流滤波模块、降压模块、输出模块、反馈模块以及控制模块；降压模块连接电源以及滤波整流模块；输出模块包括输入端以及输出端，输出模块的输入端连接整流滤波模块，输出模块输出电压信号；反馈模块连接输出模块，反馈模块接收电压信号并根据电压信号输出反馈信号；控制模块连接输出模块以及反馈模块，控制模块根据反馈信号输出控制信号至输出模块。本发明还提出一种照明灯具。本发明结构简单，体积小，成本低，转换效率高。

Description

非隔离式开关电源以及照明灯具

技术领域

本发明涉及一种电子技术，尤其涉及一种非隔离式开关电源以及照明灯具。

背景技术

现在市场上用的开关电源都是隔离式开关电源，这种隔离式开关电源的体积比较大。隔离式开关电源体积大的主要原因在于变压器的体积比较大。并且，变压器的电源转换效率不高，成本也高，输入调节范围狭窄。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种非隔离式开关电源以及照明灯具，能够解决原有技术的隔离式开关电源转换效率低、成本高、体积大以及输入调节范围不宽的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种非隔离式开关电源，其包括整流滤波模块，其还包括：降压模块，降压模块连接电源以及滤波整流模块；输出模块，输出模块包括输入端以及输出端，输出模块的输入端连接整流滤波模块，输出模块输出电压信号；反馈模块，反馈模块连接输出模块，反馈模块接收电压信号并根据电压信号输出反馈信号；以及控制模块，控制模块连接输出模块以及反馈模块，控制模块根据反馈信号输出控制信号至输出模块。

优选地，降压模块包括降压电阻以及第一电容，降压电阻串联在电源以及整流模块之间，第一电容与降压电阻并联。

优选地，输出模块包括第二开关管以及电感，第二开关管包括控制端、输入端以及输出端，第二开关管的输入端连接电源，第二开关管的控制端连接控制模块，第二开关管的输出端连接电感的一端，电感的另一端连接反馈模块。

优选地，第二开关管为三极管，三极管的基极为第二开关管的控制端，三极管的集电极为第二开关管的输入端，三极管的发射极为第二开关管的输出端。

优选地，第二开关管为MOS管，MOS管的栅极为第二开关管的控制端，MOS管的源极为第二开关管的输入端，MOS管的漏极为第二开关管的输出端。

优选地，反馈模块包括可调电阻以及分压电阻，可调电阻的一端连接输出模块，可调电阻的另一端连接分压电阻后接地，可调电阻和分压电阻的连接处连接控制模块。

优选地，控制模块包括第一开关管、稳压管、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻，第一开关管包括控制端、输入端以及输出端，稳压管的参考端连接第四电阻后连接反馈模块，稳压管的输入端连接第三电阻后接地，稳压管的输出端连接第一开关管的控制端，稳压管的输出端连接第二电阻后连接整流滤波模块，第一开关管的输入端连接输出模块，第一开关管的输出端连接第一电阻后接地，第二电容与第一电阻并联。

优选地，非隔离式开关电源还包括过温保护模块，过温保护模块连接输出模块的输出端。

优选地，非隔离式开关电源还包括过温提示模块，过温提示模块包括分压电阻和二极管，分压电阻和二极管依次串联在输出模块与地之间。

本发明还提出一种照明灯具，包括如上所述的非隔离式开关电源。

与现有技术相比，本发明的非隔离式开关电源以及照明灯具，通过降压模块、输出模块、控制模块以及反馈模块的配合工作来代替开关电源中变压器的电源转换的功能，使得电源转换效率提高，结构更加简单，体积变小，成本更低，同时，输出电压的调节范围变宽。

附图说明

图1是本发明的非隔离式开关电源的电路结构图。

附图标记说明如下：降压模块1 降压电阻R10 第一电容C1；整流滤波模块2 整流桥D2 滤波电容C5；控制模块3 第一开关管Q1 稳压管Z1 第二电容C2 第一电阻R1 第二电阻R2 第三电阻R3 第四电阻R4 稳压二极管D1；输出模块4 第五电阻R5 第六电阻R6 第二开关管Q2 电感L；反馈模块5 第三电容C3 可调电阻R8 分压电阻R9；突波滤波模块6 第四电容C4 第五电容C5；过温保护模块7 热敏电阻PTC；过温提示模块8 第七电阻R7 二极管LED；过流保护器件F1 压敏电阻ZNR 共模扼流圈L1 输出接口CON2。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

请参阅图1，本发明的非隔离式开关电源，包括：降压模块1、整流滤波模块2、控制模块3、输出模块4、反馈模块5、突波滤波模块6、过温保护模块7以及过温提示模块8。输出模块4包括输入端以及输出端。降压模块1连接电源，滤波整流模块2连接降压模块1，输出模块4的输入端连接滤波整流模块2，反馈模块5连接输出模块4的输出端，控制模块3连接输出模块4以及反馈模块5，突波滤波模块6连接输出模块4的输出端，过温保护模块7连接突波滤波模块6，过温提示模块8连接过温保护模块7。降压模块1对电源降压，整流滤波模块2把交流电转化为直流电，输出模块4输出电压信号，反馈模块5接收电压信号并根据电压信号输出反馈信号，控制模块3根据反馈信号输出控制信号，输出模块4根据控制信号输出电压，突波滤波模块6滤除输出电压中的突波，起到降噪的作用，过温保护模块7防止电路中的温度过高，过温提示模块8提示电路中温度是否超过正常范围。

降压模块1包括降压电阻R10以及第一电容C1。降压电阻串联在电源以及整流模块之间，第一电容C1与降压电阻R10并联。

整流滤波模块2包括整流桥D2以及滤波电容C5。整流滤波模块2把交流电整流滤波后转化为直流电。此时输出电压的范围在10V至20V。

控制模块3包括第一开关管Q1、稳压管Z1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及稳压二极管D1。第一开关管Q1包括控制端、输入端以及输出端。稳压管Z1的参考端连接反馈模块5，稳压管Z1的输入端连接第三电阻R3后接地，稳压管Z1的输入端连接第四电阻R4后连接输出模块4，稳压管Z1的输出端连接第一开关管Q1的控制端，稳压管Z1的输出端连接第二电阻R2后连接输出模块4。第一开关管Q1的输入端连接输出模块4，第一开关管Q1的输出端连接第一电阻R1后接地，第二电容C2与第一电阻R1并联。稳压二极管D1一端连接电源，另一端接地。

输出模块4包括第五电阻R5、第六电阻R6、第二开关管Q2以及电感L。第二开关管Q2包括控制端、输入端以及输出端。第二开关管Q2的输入端连接电源，第二开关管Q2的控制端连接控制模块3，第二开关管Q2的输出端连接电感L的一端，电感L的另一端连接反馈模块5。第五电阻R5的一端连接第二开关管Q2的输入端，另一端连接第二电容C2。第六电阻R6连接第二开关管Q2的输入端和输出端。

本实施例中，第二开关管Q2为三极管，三极管的基极为第二开关管Q2的控制端，三极管的集电极为第二开关管Q2的输入端，三极管的发射极为第二开关管Q2的输出端。

其它实施例中，第二开关管Q2为MOS管，MOS管的栅极为第二开关管Q2的控制端，MOS管的源极为第二开关管Q2的输入端，MOS管的漏极为第二开关管Q2的输出端。

反馈模块5包括第三电容C3、可调电阻R8以及分压电阻R9，可调电阻R8的一端连接输出模块4，可调电阻R8的另一端连接分压电阻R9后接地，第三电容C3与可调电阻R8并联，可调电阻R8和分压电阻R9的连接处连接控制模块3。反馈模块5通过调节可调电阻R8的阻值，使得分压电阻R9上的电压产生变化，从而输出反馈信号。

过突波滤波模块6包括第四电容C4以及第五电容C5。第四电容C4与第五电容C5并联在电源与地之间。

过温保护模块7包括热敏电阻PTC。本实施例中，热敏电阻PTC是正温度系数热敏电阻PTC，电路的温度越高，电阻越大。当温度过高时，热敏电阻PTC呈高阻状态，输出电压被分到热敏电阻PTC上，后续电路几乎没有电压值。

过温提示模块8包括第七电阻R7和二极管LED，分压电阻R9和二极管LED依次串联在输出模块4与地之间。当温度超过正常范围时，二极管LED熄灭，当温度正常时，二极管LED发光。

其中，压敏电阻ZNR滤除突波电压，共模扼流圈L1抑制共模信号，降压电阻R10和第四电容C4组成降压电路，整流桥D2整流，滤波电容C5滤波。

非隔离式开关电源还包括过流保护器件F1、压敏电阻ZNR、共模扼流圈L1以及输出接口CON2。本发明的非隔离式开关电源通过该输出接口CON2输出5至10V的直流电压。

本实施例中，第一开关管Q1为三极管，稳压管Z1的型号为TL431，第一电阻R1的阻值为2.2kΩ，第二电阻R2的阻值为4.7kΩ，第三电阻R3的阻值为10kΩ，第四电阻R4的阻值为4.7kΩ，第二电容C2的电容值为0.1μF。

本实施例中，电感L的值为150μH。第五电阻R5的阻值为4.7kΩ，第六电阻R6的阻值为1kΩ。

本实施例中，第三电容C3的电容值为0.01μF，分压电阻R9的阻值为81kΩ。

本实施例中，第四电容C4的电容值为470μF，第五电容C5的电容值为0.1μF。

一种照明灯具，包括如上所述的非隔离式开关电源。

下面结合图1来详细说明本发明的工作原理。

降压电阻R10以及第一电容C1组成的阻容降压电路对交流电源实现降压，控制模块3的第一开关管Q1和稳压管Z1产生谐振频率，促使第二开关管Q2不停的切换，使后续电感L上产生一个感应电动势。当第二开关管Q2打开时，电感L上产生一个与输出模块4的输出电压相反方向的感应电动势，以阻止其输出电压，当第二开关管Q2闭合时，电感L上产生一个与输出模块4的输出电压产生相同方向的电压供负载使用。反馈模块5检测输出模块4输出的电压是否为设定的输出电压，如果不是，则调节可调电阻R8的阻值，使得输出到稳压管Z1的电压也产生相应的变化，从而使得第一开关管Q1和稳压管Z1产生的谐振频率发生变化。

值得注意的是，电路中热敏电阻PTC常温下的值不宜过大，如果过大，则输出电压达不到原来的电压值。

与现有技术相比，本发明的非隔离式开关电源以及照明灯具，通过降压模块、输出模块、控制模块以及反馈模块的配合工作来代替开关电源中变压器的功能，使得电源的转换效率提高，结构简单，体积变小，成本更低，同时，输出电压的调节范围变宽。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围。凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种非隔离式开关电源，其包括整流滤波模块，其特征在于，其还包括：

降压模块，所述降压模块连接电源以及滤波整流模块；

输出模块，所述输出模块包括输入端以及输出端，所述输出模块的输入端连接所述整流滤波模块，所述输出模块输出电压信号；

反馈模块，所述反馈模块连接所述输出模块，所述反馈模块接收所述电压信号并根据所述电压信号输出反馈信号；以及

控制模块，所述控制模块连接所述输出模块以及反馈模块，所述控制模块根据所述反馈信号输出控制信号至所述输出模块；

所述反馈模块包括可调电阻以及分压电阻，所述可调电阻的一端连接所述输出模块，所述可调电阻的另一端连接所述分压电阻后接地，所述可调电阻和分压电阻的连接处连接所述控制模块；

所述控制模块包括第一开关管、稳压管、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻，所述第一开关管包括控制端、输入端以及输出端，所述稳压管的参考端连接所述第四电阻后连接所述反馈模块，所述稳压管的输入端连接所述第三电阻后接地，所述稳压管的输出端连接所述第一开关管的控制端，所述稳压管的输出端连接所述第二电阻后连接所述整流滤波模块，所述第一开关管的输入端连接所述输出模块，所述第一开关管的输出端连接所述第一电阻后接地，所述第二电容与所述第一电阻并联。

2.如权利要求1所述的非隔离式开关电源，其特征在于，所述降压模块包括降压电阻以及第一电容，所述降压电阻串联在所述电源以及整流模块之间，所述第一电容与所述降压电阻并联。

3.如权利要求1所述的非隔离式开关电源，其特征在于，所述输出模块包括第二开关管以及电感，所述第二开关管包括控制端、输入端以及输出端，所述第二开关管的输入端连接电源，所述第二开关管的控制端连接所述控制模块，所述第二开关管的输出端连接所述电感的一端，所述电感的另一端连接所述反馈模块。

4.如权利要求3所述的非隔离式开关电源，其特征在于，所述第二开关管为三极管，所述三极管的基极为所述第二开关管的控制端，所述三极管的集电极为所述第二开关管的输入端，所述三极管的发射极为所述第二开关管的输出端。

5.如权利要求3所述的非隔离式开关电源，其特征在于，所述第二开关管为MOS管，所述MOS管的栅极为所述第二开关管的控制端，所述MOS管的源极为所述第二开关管的输入端，所述MOS管的漏极为所述第二开关管的输出端。

6.如权利要求1所述的非隔离式开关电源，其特征在于，所述非隔离式开关电源还包括过温保护模块，所述过温保护模块连接所述输出模块的输出端。

7.如权利要求6所述的非隔离式开关电源，其特征在于，所述非隔离式开关电源还包括过温提示模块，所述过温提示模块包括分压电阻和二极管，所述分压电阻和二极管依次串联在所述输出模块与地之间。

8.一种照明灯具，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的非隔离式开关电源。