CN104935170A - 开关电源以及灯具 - Google Patents

Abstract

开关电源以及灯具，其包括：电压检测模块，其用于检测开关电源的输出是否为恒压，其包括一稳压源（U4）；电流检测模块，其用于检测开关电源的输出是否为恒流，其包括一与稳压源（U4）连接的稳压源（U3）；反馈模块；控制模块，其连接反馈模块；开关模块，其受控于控制模块，其连接开关电源的变压器；其中，电压检测模块的稳压源（U4）以及电流检测模块的稳压源（U3）配合工作以检测开关电源的输出是否为恒压恒流，反馈模块输出反馈信号至控制模块，控制模块控制开关模块的打开或者关闭以调节电路输出的电流以及电压以实现恒流和恒压。本发明能够实现恒压恒流，成本比较低，电路简单。

Description

开关电源以及灯具

技术领域

本发明涉及开关电源，尤其涉及开关电源以及灯具。

背景技术

LED对于开关电源来说要求比较高，要求开关电源输出为恒流恒压，LED的特性曲线决定了LED的工作方式必须为恒流工作，但是输出电压也不能波动太大，输出电压也需恒压，现有技术中，市场用的恒压恒流原理基本上都是用比较器来进行比较，这种电路比较复杂，成本较高。

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，而提出一种开关电源以及灯具，其能够解决现有技术中的开关电源实现恒压恒流的电路比较复杂以及成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种开关电源，其包括：电压检测模块，其用于检测开关电源的输出是否为恒压，其包括一稳压源（U4）；电流检测模块，其用于检测开关电源的输出是否为恒流，其包括一与稳压源（U4）连接的稳压源（U3）；反馈模块，其用于根据电压检测模块以及电流检测模块的检测结果输出反馈信号，其连接电压检测模块以及电流反馈模块；控制模块，其连接反馈模块；开关模块，其受控于控制模块，其连接开关电源的变压器；其中，电压检测模块的稳压源（U4）以及电流检测模块的稳压源（U3）配合工作以检测开关电源的输出是否为恒压恒流，反馈模块输出反馈信号至控制模块，控制模块控制开关模块的打开或者关闭以调节电路输出的电流以及电压以实现恒流和恒压。

优选地，电压检测模块包括：电阻（R23）、稳压管（ZD2）、电阻（R24）、电阻（R25）、电阻（R26）以及电阻（R27）；电阻（R23）的一端连接开关电源的正输出端，另一端连接稳压管（ZD2）的阴极，稳压管（ZD2）的阳极连接稳压源（U4）的阴极，稳压源（U4）的阳极连接开关电源的负输出端，稳压源（U4）的参考极连接稳压源（U4）的阴极，电阻（R27）的一端连接稳压源（U4）的参考极，电阻（R27）的另一端连接电流检测模块，电阻（R25）以及电阻（R24）并联在开关电源的负输出端以及电阻（R27）的另一端之间，电阻（R26）的一端连接开关电源的正输出端，另一端连接电阻（R27）的另一端。

优选地，电流检测模块包括：电阻（R20）、电容（C8）、电容（C20）以及电阻（R28）；电阻（R20）以及稳压源（U3）的阴极均连接反馈模块，稳压源（U3）的阳极接地，稳压源（U3）的参考极连接电阻（R27）后至稳压源（U4）的参考极，电容（C8）连接在稳压源（U3）的阴极与参考极，电容（C20）与电阻（R28）串联在稳压源（U3）的阴极与参考极，稳压源（U3）的参考极连接电压检测模块。

优选地，反馈模块包括光耦合器（U2），光耦合器（U2）的阴极和阳极均连接电流检测模块。

优选地，控制模块包括开关控制芯片（U1）以及其周边电路，开关控制芯片（U1）的反馈端连接光耦合器的集电极，开关控制芯片的输出端连接开关模块。

优选地，开关模块包括开关管、电阻（R7）、电阻（R12）、电容（C6）以及二极管（D2），开关管包括输入端、输出端以及控制端，开关管的输入端连接开关电源的变压器，电容（C6）连接在开关管的控制端以及输入端之间，电阻（R7）的一端连接开关管的控制端，另一端连接控制模块，二极管（D2）的阴极连接电阻（R7）的一端，二极管（D2）的阳极连接开关管的控制端，电阻（R12）连接在开关管的控制端以及输出端之间，开关管的输出端连接控制模块。

优选地，开关管为MOS管（Q1），MOS管（Q1）的栅极连接开关管的控制端，MOS管（Q1）的源极连接开关管的输入端，MOS管（Q1）的漏极连接开关管的输出端。

优选地，开关管为三极管，三极管的基极连接开关管的控制端，三极管的集电极连接开关管的输入端，三极管的发射极连接开关管的输出端。

本发明还提出一种开关电源，其包括如上所述的开关电源。

本发明还一种灯具，其包括如上所述的开关电源。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的开关电源以及灯具，能够实现恒压恒流，成本比较低，电路简单。

附图说明

图1为本发明的开关电源的结构示意图。

附图标记说明：电压检测模块1  电流检测模块2  反馈模块3  控制模块4  开关模块5。

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。

开关电源实施例

请参阅图1，一种开关电源，其包括：电压检测模块1、电流检测模块2、反馈模块3、控制模块4以及开关模块5。

反馈模块3连接电压检测模块1以及电流检测模块2；控制模块4连接反馈模块3；开关模块5连接开关电源的变压器。电压检测模块1用于检测开关电源的输出是否为恒压，电流检测模块2用于检测开关电源的输出是否为恒流，反馈模块3用于根据电压检测模块1以及电流检测模块2的检测结果输出反馈信号，控制模块4用于根据反馈信号输出控制信号，开关模块5受控于控制模块4。

其中，电压检测模块1的稳压源U4以及电流检测模块2的稳压源U3配合工作以检测开关电源的输出是否为恒压恒流，反馈模块3输出反馈信号至控制模块4，控制模块4控制开关模块5的打开或者关闭以调节电路输出的电流以及电源以实现恒流和恒压。

电压检测模块1包括：电阻R23、稳压管ZD2、稳压源U4、电阻R24、电阻R25、电阻R26以及电阻R27。

电阻R23的一端连接开关电源的正输出端，另一端连接稳压管ZD2的阴极。稳压管ZD2的阳极连接稳压源U4的阴极，稳压源U4的阳极连接开关电源的负输出端，稳压源U4的参考极连接稳压源U4的阴极。电阻R27的一端连接稳压源U4的参考极，电阻R27的另一端连接电流检测模块2。电阻R25以及电阻R24并联在开关电源的负输出端以及电阻R27的另一端之间，电阻R26的一端连接开关电源的正输出端，另一端连接电阻R27的另一端。

电流检测模块2包括：稳压源U3、电阻R20、电容C8、电容C20以及电阻R28。

电阻R20以及稳压源U3的阴极均连接反馈模块3，稳压源U3的阳极接地，稳压源U3的参考极连接电阻R27后至稳压源U4的参考极，电容C8连接在稳压源U3的阴极与参考极，电容C20与电阻R28串联在稳压源U3的阴极与参考极，稳压源U3的参考极连接电压检测模块1。

反馈模块3包括光耦合器U2。光耦合器U2的阴极和阳极均连接电流检测模块2。光耦合器U2的阴极与阳极均连接电阻R20，光耦合器U2的阴极连接稳压源U3的阴极。

控制模块4包括开关控制芯片U1、电容C5、电阻R10、电阻R11以及电容C7。该开关控制芯片U1是基于TM5101设计的，其包括反馈端、输出端以及电流检测端。

开关控制芯片U1的反馈端连接光耦合器的集电极，开关控制芯片U1的反馈端连接电容C7后接地，开关控制芯片U1的输出端连接开关模块5，开关控制芯片U1的电流检测端连接电阻R10以及电阻R11后接地，电阻R10以及电阻R11的连接处连接开关模块5。

开关模块5包括开关管、电阻R7、电阻R12、电容C6以及二极管D2。开关管包括输入端、输出端以及控制端。开关管的输入端连接开关电源的变压器，电容C6连接在开关管的控制端以及输入端之间，电阻R7的一端连接开关管的控制端，另一端连接控制模块4，二极管D2的阴极连接电阻R7的一端，二极管D2的阳极连接开关管的控制端，电阻R12连接在开关管的控制端以及输出端之间，开关管的输出端连接控制模块4。

本实施例中，开关管为MOS管Q1。MOS管Q1的栅极连接开关管的控制端，MOS管Q1的源极连接开关管的输入端，MOS管Q1的漏极连接开关管的输出端。

在其它实施例中，开关管为三极管。三极管的基极连接开关管的控制端，三极管的集电极连接开关管的输入端，三极管的发射极连接开关管的输出端。

本实施例中，稳压源U3以及稳压源U4的型号为AZ431。控制芯片U1的型号为TM5101。光耦合器U2的型号为EL817C。

本实施例中，电阻R25以及电阻R24的电阻值精确度要高，这样电路的灵敏度也会高。

下面结合图1来详细说明本发明的工作原理。

输入电压为220V的交流电，经过电容CX和共模电感L1的抗干扰到后面的整流器D1，再由电解电容C1进行滤波，然后再经过控制芯片U1产生一个PWM的信号不停的开关功率开关管Q1，使其在变压器的T1的初次级上产生压降，2个次级线圈因为不同的匝比产生不同的压降。其中一个次级线圈产生的压降经过二极管D4给控制芯片U1进行供电，另外一个次级线圈所产生的压降经过二极管D4给后续的LED提供电压。

稳压源U3以及稳压源U4的参考位准一致，当LED正常工作时，稳压源U3的1脚与稳压源U4的1脚、2脚都是2.5V的电压，但由于稳压管ZD2设计在OVP（Over Voltage Protection，过压保护）点，所以不导通，因此有电压没电流。

当LED开路成为空载，因稳压源U3的1脚低于2.5V，所以稳压源U3的2脚断开，控制芯片U1将马力全开，呈OVP方式开高压输出，但因为此时稳压源U4的1脚与2脚电压也低于2.5V，导致稳压管ZD2导通，可拉住OVP现象。但是全部电流与功率将往电阻R23-稳压管ZD2-稳压源U4，再则稳压源U4也打开，所以往电阻R27下来，顶上了稳压源U3的1脚。最后使稳压源U3的2脚与3脚打开，控制芯片U1将改变占空比使其输出电压变低，从而实现了恒压。当电路电流很大时，稳压源U3的1脚电压将大于2.5V，从而使稳压源U3的2脚与3脚之间通过的电流变大，控制芯片U1将改变占空比使其输出电压变低，直至输出电流在设定的值范围内，从而实现了恒流。

灯具实施例

一种灯具，其包括上述的开关电源。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的开关电源以及灯具，能够实现恒压恒流，成本比较低，电路简单。

以上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 (9)

1.一种开关电源，其特征在于，其包括：

电压检测模块，其用于检测所述开关电源的输出是否为恒压，其包括一稳压源（U4）；

电流检测模块，其用于检测所述开关电源的输出是否为恒流，其包括一与所述稳压源（U4）连接的稳压源（U3）；

反馈模块，其用于根据所述电压检测模块以及电流检测模块的检测结果输出反馈信号，其连接所述电压检测模块以及电流反馈模块；

控制模块，其连接所述反馈模块；

开关模块，其受控于所述控制模块，其连接所述开关电源的变压器；

其中，所述电压检测模块的稳压源（U4）以及电流检测模块的稳压源（U3）配合工作以检测所述开关电源的输出是否为恒压恒流，所述反馈模块输出反馈信号至所述控制模块，所述控制模块控制所述开关模块的打开或者关闭以调节电路输出的电流以及电压以实现恒流和恒压。

2.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述电压检测模块还包括：电阻（R23）、稳压管（ZD2）、电阻（R24）、电阻（R25）、电阻（R26）以及电阻（R27）；

所述电阻（R23）的一端连接所述开关电源的正输出端，另一端连接所述稳压管（ZD2）的阴极，所述稳压管（ZD2）的阳极连接所述稳压源（U4）的阴极，所述稳压源（U4）的阳极连接所述开关电源的负输出端，所述稳压源（U4）的参考极连接所述稳压源（U4）的阴极，所述电阻（R27）的一端连接所述稳压源（U4）的参考极，所述电阻（R27）的另一端连接所述电流检测模块，所述电阻（R25）以及电阻（R24）并联在所述开关电源的负输出端以及电阻（R27）的另一端之间，所述电阻（R26）的一端连接所述开关电源的正输出端，另一端连接所述电阻（R27）的另一端。

3.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述电流检测模块还包括：电阻（R20）、电容（C8）、电容（C20）以及电阻（R28）；

所述电阻（R20）以及稳压源（U3）的阴极均连接所述反馈模块，所述稳压源（U3）的阳极接地，所述稳压源（U3）的参考极连接所述电阻（R27）后至所述稳压源（U4）的参考极，所述电容（C8）连接在所述稳压源（U3）的阴极与参考极，所述电容（C20）与电阻（R28）串联在所述稳压源（U3）的阴极与参考极，所述稳压源（U3）的参考极连接所述电压检测模块。

4.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述反馈模块包括光耦合器（U2），所述光耦合器（U2）的阴极和阳极均连接所述电流检测模块。

5.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述控制模块包括开关控制芯片（U1）以及其周边电路，所述开关控制芯片（U1）的反馈端连接所述光耦合器的集电极，所述开关控制芯片的输出端连接所述开关模块。

6.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述开关模块包括开关管、电阻（R7）、电阻（R12）、电容（C6）以及二极管（D2），所述开关管包括输入端、输出端以及控制端，所述开关管的输入端连接所述开关电源的变压器，所述电容（C6）连接在所述开关管的控制端以及输入端之间，所述电阻（R7）的一端连接所述开关管的控制端，另一端连接所述控制模块，所述二极管（D2）的阴极连接所述电阻（R7）的一端，所述二极管（D2）的阳极连接所述开关管的控制端，所述电阻（R12）连接在所述开关管的控制端以及输出端之间，所述开关管的输出端连接所述控制模块。

7.如权利要求6所述的开关电源，其特征在于，所述开关管为MOS管（Q1），所述MOS管（Q1）的栅极连接所述开关管的控制端，所述MOS管（Q1）的源极连接所述开关管的输入端，所述MOS管（Q1）的漏极连接所述开关管的输出端。

8.如权利要求6所述的开关电源，其特征在于，所述开关管为三极管，所述三极管的基极连接所述开关管的控制端，所述三极管的集电极连接所述开关管的输入端，所述三极管的发射极连接所述开关管的输出端。

9.一种灯具，其特征在于，其包括如权利要求1至8任意一项所述的开关电源。