CN201345756Y - 照明灯具通用功率调节器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种照明灯具通用功率调节器，它由三端电源芯片及其外围电路构成，所述外围电路包括连接在三端电源芯片漏极端的输入整流滤波电路、连接在三端电源芯片源极端的振荡电路、连接在三端电源芯片控制输入端的可调反馈电路，所述振荡电路的输出端接有输出滤波电路。其能将220V的交流市电转换成高达300V左右的直流电输出，转换效率高达90％以上，并具有输出功率范围大、成本低、集成化程度高、电路设计简单等优点，在具体的形式上，可以做成可连续调节的功率调节器，也可以做成可选择的多电压等级输出功率调节器，可广泛适用于白炽灯、节能灯、日光灯照明灯具的功率调节。

Description

照明灯具通用功率调节器
技术领域
本实用新型涉及一种照明灯用的通用功率调节器，属于开关电源领域。
背景技术
随着国家节能减排政策的稳步推进，照明灯的功率调节器也越来越多地由台灯普及到一般的照明灯具，但目前的调节器为可控硅的移相式或斩波式调节，其输出的为交流电，只可用于白炽灯的功率调节，而不可用于节能灯和日光灯的功率调节，使用范围受到限制，再加之传统功率调节器的成本高、自身损耗较大，很难做到大功率，目前国内的照明灯功率调节器还不能普及推广应用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种成本低、性能稳定、使用范围广、节能的照明灯具通用功率调节器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种照明灯具通用功率调节器，其特征在于它由三端电源芯片及其外围电路构成，所述外围电路包括连接在三端电源芯片漏极端的输入整流滤波电路、连接在三端电源芯片源极端的振荡电路、连接在三端电源芯片控制输入端的可调反馈电路，所述振荡电路的输出端接有输出滤波电路。
进一步，所述三端电源芯片的型号为TOPSwitch-II TOP22XY。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的照明灯具通用功率调节器由三端电源芯片及其外围电路构成，其能将220V的交流市电转换成高达300V左右的直流电输出，转换效率高达90％以上，并具有输出功率范围大、成本低、集成化程度高、电路设计简单等优点，在具体的形式上，可以做成可连续调节的功率调节器，也可以做成可选择的多电压等级输出功率调节器，可广泛适用于白炽灯、节能灯、日光灯照明灯具的功率调节。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
一种照明灯具通用功率调节器，由美国Power Integration Inc公司推出的TOPSwitch-II TOP22XY系列三端电源芯片IC1及其外围电路构成，这里的X为芯片型号1-7，Y为装封为芯片的装封形式，所述外围电路包括连接在三端电源芯片IC1漏极端Vin的输入整流滤波电路1、连接在三端电源芯片IC1源极端Vout的振荡电路3、连接在三端电源芯片IC1控制输入端的可调反馈电路2，所述振荡电路3的输出端接有输出滤波电路4。
TOPSwitch-II TOP22XY是美国功率集成公司(PowerIntegration Inc，简称PI公司)推出三端单片电源系列，具体的型号有TOP221Y、TOP222Y、TOP223Y、TOP224Y、TOP225Y、TOP226Y、和TOP227Y，其具体参数如下：
Figure Y20082020351900061
TOPSwitch-II TOP22XY系列的优点有：
(1)将脉宽调制(PWM)控制系统的全部功能集成到三端芯片中。内含脉宽调制器、功率开关场效应管(MOSFET)、自动偏值电路、保护电路、高压启动电路和环路补偿电路，通过高频变压器使输出端与电网完全隔离，真正实现了无工频变压器、隔离、反激式开关电源的单片集成化，使用安全可靠。由于采用CMOS电路，使器件功耗显著降低，它不需要外接大功率的过流检测电阻，外部也不必担供启动时的偏值电流。
(2)它属于漏极开路输出并且利用电流来线性调节占空比的AC/DC电源变换器，即电流控制型开关电源。
(3)输入交流电压和频率的范围极宽。作固定电压输入时可选110V/115V/230V交流电，允许变化±15％；在宽范围电压输入时，适配85-265V交流电，但POM值要比前者降低40％，这是因为后者的工作条件更为苛刻，必须对输出功率加以限制，输入频率范围是47-440HZ。以由TOP223Y构成的开关电源模块为例，其电压调整率(又称线性调整率)SV＝±0.7％，负载调整率(亦称电流调整率)S1＝±1.1％(均为典型值)。
(4)TOPSwitch-II只有三个引出端，能以最简方式构成无工频变压器的反激式开关电源，为完成多种控制、偏值及保护功能，其控制端属于多功能引出端，实现了一脚多用，它具有连续和不连续两种工作模式，能构成各种普通型或精密型开关电源。
(5)开关频率的典型值为100KHZ，允许范围是90-110KHZ，占空比调节范围是1.7％-67％。
(6)外围电路简单，成本低廉。外部仅需整流滤波器、高频变压器、漏极钳位保护电路、反馈电路和输出电路。由TOPSwitch-II构成5W以上的开关电源，在成本上可与相同功率的线性集成稳压电源相竞争。
(7)电源效率高。由于芯片本身功耗很低，电源效率可达80％左右，最高能达到90％以上，因此被誉为“绿色”(节能型)电源。
(8)若将它配以低压差线性集成稳压器，则可构成一种新型复合式开关电源，既保留了开关电源体积小、效率高之优点，又具有线性稳压电源稳定性好、纹波电压低等优良特性。此外，它还适配L4960/L4970A系列可调式单片关式集成稳压器，组成电压连续可调、大电流输出的复合式开关电源。
(9)采用这种芯片能够降低开关电源所产生的电磁干扰(EMI)。
(10)其工作温度范围是0-70℃，芯片最高结温TJM＝135℃
由于TOP22XY系列芯片的原理和接线方式相同，在本实施例中以TOP224Y为例来说明其具体接线方式。
参照图1，所述输入整流滤波电路包括由整流二极管D1-D4组成的整流桥和并联在整流桥输出端的电容C1；所述振荡电路为一具有中间抽头的电感L1；所述输出滤波电路包括并联在输出端的电阻R4和电解电容C4，所述可调反馈电路包括一三极管Q和与三极管Q集电极相连、带开关的电位器WR1，三极管Q的发射极一路接三端电源芯片的控制输入端，另一路通过串联的电解电容C3、电阻R1接三端电源芯片源极端与电感L1的接点，电位器WR1的另一端一路通过滤波电容C2接三端电源芯片源极端与电感L1的接点，另一路通过二极管D6接电感L1的中间抽头；在三端电源芯片源极端与电感L1的接点之间连接有串接的电阻R2和稳压二极管ZD1，所述三极管Q的基极接电阻R2与稳压二极管ZD1的接点。
用户可通过调节电位器WR1，调节三端电源芯片输出的占空比，从而调节输出电压，其能将220V的交流市电转换成高达300V左右的直流电输出，转换效率高达90％以上，并具有输出功率范围大、成本低、集成化程度高、电路设计简单等优点，在具体的形式上，可以做成可连续调节的功率调节器，也可以做成可选择的多电压等级输出功率调节器，可广泛适用于白炽灯、节能灯、日光灯照明灯具的功率调节。
下面，通过实验数据来说明本实用新型的节能效果。
按照图1接线，其中，图1中的器件参数如下：
整流二极管D1-D4型号为IN4007；
二极管D5、D6为快速恢复二极管，型号为FR107；
三极管Q型号为A92；
电容C1型号为400V/104P；
电容C2为400V/3.3μF；
电容C3为50V/4.7μF；
电容C4为400V/3.3μF；
电阻R1、R2、R3、R4为1/4W碳膜电阻或金属膜电阻；
稳压二极管ZD1为1/2W、5.1V；
实验仪器为：电子整流器、节能灯输入特性分析仪(PF9801A)。
实验数据如下表：
Figure Y20082020351900111
由以上的八组实验数据可知，未安装本实用新型的功率调节器时平均功率因数为0.645，而安装后功率因数提高了25％，提高了效率，节省了电能。

Claims (6)

1、一种照明灯具通用功率调节器，其特征在于它由三端电源芯片及其外围电路构成，所述外围电路包括连接在三端电源芯片漏极端的输入整流滤波电路、连接在三端电源芯片源极端的振荡电路、连接在三端电源芯片控制输入端的可调反馈电路，所述振荡电路的输出端接有输出滤波电路。
2、根据权利要求1所述的照明灯具通用功率调节器，其特征在于所述输入整流滤波电路包括由整流二极管D1-D4组成的整流桥和并联在整流桥输出端的电容C1。
3、根据权利要求1所述的照明灯具通用功率调节器，其特征在于所述振荡电路为一具有中间抽头的电感L1。
4、根据权利要求1所述的照明灯具通用功率调节器，其特征在于所述输出滤波电路包括并联在输出端的电阻R4和电解电容C4。
5、根据权利要求1或3所述的照明灯具通用功率调节器，其特征在于所述可调反馈电路包括一三极管Q和与三极管Q集电极相连、带开关的电位器WR1，三极管Q的发射极一路接三端电源芯片的控制输入端，另一路通过串联的电解电容C3、电阻R1接三端电源芯片源极端与电感L1的接点，电位器WR1的另一端一路通过滤波电容C2接三端电源芯片源极端与电感L1的接点，另一路通过二极管D6接电感L1的中间抽头；在三端电源芯片源极端与电感L1的接点之间连接有串接的电阻R2和稳压二极管ZD1，所述三极管Q的基极接电阻R2与稳压二极管ZD1的接点。
6、根据根据权利要求1所述的照明灯具通用功率调节器，其特征在于所述三端电源芯片的型号为TOPSwitch-II TOP22XY。
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