一种给高压灯带供电的智能稳压电源的制作方法

本实用新型涉及电源，尤其涉及一种给高压灯带供电的智能稳压电源。

背景技术：

随着生活质量的不断提高以及LED灯珠价格的下调 ，LED高压贴片灯带的需求量日益增大，但是市场上高压贴片灯带的供电电源却一直沿用传统的简易供电方式，仅仅采用桥堆或者二极管对市电做一个全桥整流，得到一个直流电后直接给灯带供电。此原理得到的直流电的平均电压值和市电的交流电有一个密切的逻辑关系，约0.9，也就是220V 50HZ市电的交流电通过全桥整流后，无滤波情况下，得到的平均电压值约是220*0.9=198V/DC。如果电压波动到260V/AC,得到的平均电压就约是260*0.9=234V/DC，电压波动巨大，灯带的发热、光衰、以及死珠现象就会随着电压的上升而越加凸显。为了避免此现象，也有厂家设计类似低压12V灯带用的开关电源，把电源的输出提升至200V/DC这类的输出电压，但此类电源方案成本高，体积庞大，相对高压灯带而言，作为一个配件电源，不适合大范围批量生产使用。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种电压波动小、成本低、体积小的给高压灯带供电的智能稳压电源。

本实用新型提供了一种给高压灯带供电的智能稳压电源，包括全桥整流电路、交流电过零检测电路、供电电路、单片机和可控硅控制电路，其中，所述全桥整流电路的输出端与所述供电电路的输入端连接，所述供电电路的输出端与所述单片机连接，所述交流电过零检测电路的输出端与所述单片机连接，所述单片机的输出端与所述可控硅控制电路的输入端连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述可控硅控制电路的输出端连接有负载。

作为本实用新型的进一步改进，所述智能稳压电源还包括市电电压检测电路，所述市电电压检测电路与所述单片机连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述市电电压检测电路包括依次串联的二极管D1、电阻R1和电阻R3，所述二极管D1的输出端与所述电阻R1连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述电阻R1和电阻R3之间连接有电阻R2，所述电阻R2的另一端接地。

作为本实用新型的进一步改进，所述供电电路包括依次串联的二极管D2、电阻R4和稳压二极管Z1，其中，所述二极管D2的输出端与所述电阻R4连接，所述稳压二极管Z1的输出端与所述电阻R4连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述稳压二极管Z1的输入端接地。

本实用新型的有益效果是：通过上述方案，电压波动较小，成本低、体积小。

附图说明

图1是本实用新型一种给高压灯带供电的智能稳压电源的示意图。

图2是本实用新型一种给高压灯带供电的智能稳压电源的全桥整流电路图。

图3是本实用新型一种给高压灯带供电的智能稳压电源的交流电过零检测电路图。

图4是本实用新型一种给高压灯带供电的智能稳压电源的市电电压检测电路图。

图5是本实用新型一种给高压灯带供电的智能稳压电源的可控硅控制电路图。

图6是本实用新型一种给高压灯带供电的智能稳压电源的供电电路图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1至图6所示，一种给高压灯带供电的智能稳压电源，包括全桥整流电路1、交流电过零检测电路2、供电电路3、单片机4（简称MCU）和可控硅控制电路6，其中，所述全桥整流电路1的输出端与所述供电电路3的输入端连接，所述供电电路3的输出端与所述单片机4连接，所述交流电过零检测电路2的输出端与所述单片机4连接，所述单片机4的输出端与所述可控硅控制电路6的输入端连接。

如图1至图6所示，所述可控硅控制电路6的输出端连接有负载。

如图1至图6所示，所述智能稳压电源还包括市电电压检测电路5，所述市电电压检测电路5与所述单片机4连接。

如图1至图6所示，所述市电电压检测电路5包括依次串联的二极管D1、电阻R1和电阻R3，所述二极管D1的输出端与所述电阻R1连接。

如图1至图6所示，所述电阻R1和电阻R3之间连接有电阻R2，所述电阻R2的另一端接地。

如图1至图6所示，所述供电电路3包括依次串联的二极管D2、电阻R4和稳压二极管Z1，其中，所述二极管D2的输出端与所述电阻R4连接，所述稳压二极管Z1的输出端与所述电阻R4连接。

如图1至图6所示，所述稳压二极管Z1的输入端接地。

如图2所示的全桥整流电路1，可以用二极管搭建，也可以直接使用桥堆完成，对交流电进行全桥整流，此直流电不能增加电解电容来滤波，以免提升平均电压值而烧坏负载。

如图3所示的交流电过零检测电路，直接从进电的AC电中的任意一条线上，串接一定阻值的电阻到MCU的IO口，MCU根据此IO的高低电平变化来智能判断交流电的过零点，同时可以根据过零点的间隔时间来自主判断当前的交流电频率，从而更好的根据实际的交流电状态来调整最终的输出电压。

如图4所示的市电电压检测电路，用二极管D1做单向隔离后，电解电容蓄电，得到一个平稳的直流电，然后用电阻 R1和电阻 R2对这个直流电进行分压，然后串接电阻R3到MCU的AD检测口进行AD检测，从而根据逻辑比例关系计算当前的市电电压。MCU会根据检测结果进行逻辑推算，更好的调整可控硅的导通脚。

如图5所示的可控硅控制电路，MCU根据AD检测结果以及过零点检测得到的相关数据，逻辑运算出可控硅的导通时间，用一个IO口串电阻到可控硅的控制脚，智能决定可控硅的导通角开启时间。

如图6所示的供电电路，AC电进来后，通过全桥整流得到一个直流电，然后通过二极管D2做隔离，串接电阻R4做降压限流，然后到稳压二极管Z1，同时用电解电容来做滤波，得到一个平稳的5.1V的直流电给MCU供电。MCU采用高性能低功耗的型号，用此简单的电路就可以满足供电需求，可以尽可能的降低成本并缩小电源的体积。

本实用新型提供的一种给高压灯带供电的智能稳压电源，通过MCU采集市电的电压和频率，根据采集到的市电电压来智能判断，如果电压低于负载所需要的电压，系统不会也无法提升输出电压；如果市电电压高于负载的设计电压，系统会根据采集到的数据和逻辑关系，调节可控硅的导通角，最终使输出电压维持在产品安全的工作电压范围内，从而在市电一定的波动范围内实现电源输出对电压平均值保持在一个需要的范围，防止灯带烧坏，并减少贴片灯带因为市电电压升高而造成的温度上升，光衰加快或者死珠等现象。

本实用新型提供的一种给高压灯带供电的智能稳压电源的特点如下：

A.输入电源是市电，输出的主电源的正极是市电通过全桥整流后得到的直流电，此直流电未经过滤波处理。电源输出所接的负载的设计要求，是市电通过全桥整流后得到一个直流电直接供电，而不能添加大的电解电容来做滤波处理。如果加了器件，得到的直流电的平均电压值就会升高而损坏负载。已220V/AC 50Hz的电网来说，如果只整流，得到的平均电压值约为 220*0.9=198V/DC的直流电，如果再加上滤波，得到的平均电压值约为220*1.414=311V/DC。因为此新型电源主要的负载就是这种高压灯带。如果直接给高压灯带供电为平均电压值为311V/DC这样的直流，灯带会很快烧坏。

B.硬件电路包含MCU的供电方式，给MCU提供一个简单稳定的供电电路。用二极管对输出电压进行隔离后，串接电阻降压限流，然后通过稳压管稳压并用电解电容滤波，得到一个稳定的低压电给MCU供电。

C.硬件电路包含市电交流电零点检测电路，此电路简单实用，MCU会根据采集到的零点时间来控制可控硅的导通角。同时可以利用零点间隔时间判断此时的市电频率是50Hz还是60Hz,方便MCU逻辑运算区分市电频率，自动调整输出电压。零点检测电路接到MCU的IO口，此IO处用示波器可以看到和市电周期一样平率的高低电平变化，上升沿和下降沿都代表交流电的翻转，也就是过零点。在此过零点，可控硅会自动关闭，MCU可以通过此过零点作为时间基准，更好的控制可控硅下一个周期的导通起始时间。

D.硬件电路包含市电电压检测电路5，通过隔离滤波稳压后得到一个低压电，MCU通过IO口进行AD检测，判断市电电压。如果电压低压负载正常工作的电压，则系统不对输出电压做处理;如果市电电压高于我们设定的标准值，本系统就会智能进行降压处理，使输出电压平均值满足在一个可控范围内。电压检测电路，通过隔离滤波，然后用精密电阻来分压，最终得到一个低电压让MCU来做AD检测，然后通过得到的AD值以及分压比例，确定此时的电源供电电压。

E.硬件电路包含可控硅控制电路6，仅通过MCU的一个IO口串接一个电阻到可控硅的控制脚，用脉冲的方式来触发可控硅的导通角，耗电量非常低，简单实用。用脉冲的形式来触发可控硅的导通角，尽量减小控制部分的电量消耗。

F.软件部分，MCU根据采集到的电压值和交流电的零点，并针对最终所需要的输出电压平均值做出相应的逻辑处理，最终通过改变可控硅导通角来实现电源输出保持在所需要的电压范围。通过过零检测电路，MCU可以得到过零点的时间点，同时也可以判定当前交流电的频率是50HZ还是60HZ，通过电压检测电路，MCU可以得到当前的供电电压值。MCU根据得到的这些数据自主判断，如果电压低压所需要的电压，则MCU不会也无法对电源进行升压处理；如果电压高于所需要的电压，MCU会根据采集到的相关数据、逻辑关系以及所需要的输出电压的平均值，通过智能逻辑算法，用脉冲的形式来控制可控硅的导通角，最终得到所需要的可接受的小范围波动的平均电压。因为此方案相对应开关电源来讲，是低成本简易方案，最终输出的平均电压值的波动范围相对会大一些，约在10V以内。

本实用新型提供的一种给高压灯带供电的智能稳压电源的优点如下：

1.替换高压贴片灯带原有常规用供电电源。高压贴片灯带原有的常规供电方式是只用一个桥堆做全桥整流，简单得把市电的交流电变成无滤波的直流电，输出的直流电压平均值是输入的正弦交流电压有效值的0.9倍，会随着市电的上升而按此比例上升。

2.本新型会智能采集市电电压和频率，如果电压低于负载所需要的电压，系统不会也无法升压；只有当市电电压高于产品所需电压，系统会根据采集到的相关数据和逻辑关系，智能改变可控硅的导通角，从而使输出电压维持在产品安全的工作电压范围内，更好的保护灯带，防止灯带烧坏，并减少贴片灯带因为市电电压升高而造成的温度上升，光衰加快或者死珠等现象。

3.因为本新型电源相对灯带传统的供电方式，随着市电电压的升高，输出电压的平均值的波动范围相对会减小很多。灯带在设计的时候，可以适当的调整灯珠和电阻阻值的比例，进一步提升光效，节能减排。

4.本新型设计电路简单，成本低，易生产，对灯带的保护效果显著，比较适合大规模生产。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。