无桥式整流无直流偏磁buck倍电流拓扑的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于LED灯恒流电源技术领域，具体涉及无桥式整流无直流偏磁BUCK倍电流拓扑。
技术背景
[0002]传统BUCK拓扑，是DC/DC变换常用方法之一，适用于输入直流高压小电流电源，转换为低压大电流电源输出。由于传统采用桥式整流和高压电解电容，功率因数PF较低，可靠性较低；存在贮能电感直流偏磁的问题；不容易实现大功率产品往轻、薄、短、小发展以符合市场经济提升性价比要求。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:提供一种取消桥式整流和高压电解电容，以实现全固态电路、智能控制、高功率因数、恒流精度高、可靠性高、电路简洁、成本低的无桥式整流无直流偏磁BUCK倍电流拓扑。
[0004]本发明采用如下技术解决上述技术问题:
[0005]无桥式整流无直流偏磁BUCK倍电流拓扑，包括单片机MCUl启动供电回路、单片机MCU2启动供电回路、交流电源供电回路、单片机MCUl的自供电电路、单片机MCU2的自供电电路、反向串联BUCK电路和输出电路；
[0006]单片机MCUl启动供电回路:单片机MCUl未启动前的交流电源正半波，电流从交流电源的电源端?L流出，依次流经熔断保险丝F、启动电阻Rjl、稳压二极管DZl的负极和正极、电力电子变压器TR的初级绕组NI I的同名端和异名端、电力电子变压器TR的初级绕组N12的同名端和异名端、二极管D2，回到交流电源的电源端?N ;单片机MCUl的电源端VCCl经降压电阻RVl连接在该回路的启动电阻Rjl和稳压二极管DZl的负极之间以获取单片机MCUl的工作电压；稳压二极管DZl的负极连接高电压小电流电力电子开关Sll的栅极，正极连接单片机MCUl的接地端GND1，稳定电压为15伏，使高电压小电流电力电子开关Sll的栅极对单片机MCUl的接地端GNDl箝位15伏稳压；
[0007]单片机MCU2启动供电回路:单片机MCU2未启动前的交流电源正半波，电流从交流电源的电源端?N流出，依次流经启动电阻Rj2、稳压二极管DZ2的负极和正极、电力电子变压器TR的初级绕组N12的异名端和同名端、电力电子变压器TR的初级绕组Nll的异名端和同名端、二极管D1、熔断保险丝F，回到交流电源的电源端?L ;单片机MCU2的电源端VCC2经降压电阻RV2连接在该回路的启动电阻Rj2和稳压二极管DZ2的负极之间以获取工作电压；稳压二极管DZ2的负极连接高电压小电流电力电子开关S22的栅极，正极连接单片机MCU2的接地端GND2，稳定电压为15伏，使高电压小电流电力电子开关S22的栅极对单片机MCU2的接地端GND2箝位15伏稳压；
[0008]交流电源供电回路:包括正半波闭合回路和负半波闭合回路；
[0009]正半波闭合回路受控于单片机MCUl在交流电源正半波时导通，电流从交流电源的电源端?L流出，依次流经熔断保险丝F、高电压小电流电力电子开关SI 1、低电压大电流电力电子开关S1、取样电阻rsl、电力电子变压器TR的初级绕组Nll的同名端和异名端、电力电子变压器TR的初级绕组N12的同名端和异名端、二极管D2，回到交流电源的电源端?N ;单片机MCUl的电流取样端CSl对取样电阻rsl进行电流取样，输出端OUTl连接低电压大电流电力电子开关SI的栅极，单片机MCUl根据电流取样值以正弦波脉宽调制程序控制输出端OUTl的输出以驱动低电压大电流电力电子开关SI的通断，高电压小电流电力电子开关Sll的源极驱动受控于低电压大电流电力电子开关SI ;
[0010]负半波闭合回路受控于单片机MCU2在交流电源负半波时导通，电流从交流电源的电源端?N流出，依次流经高电压小电流电力电子开关S22、低电压大电流电力电子开关S2、取样电阻rs2、电力电子变压器TR的初级绕组N12的异名端和同名端、电力电子变压器TR的初级绕组Nll的异名端和同名端、二极管D1、熔断保险丝F，回到交流电源的电源端?L ;单片机MCU2的电流取样端CS2对取样电阻rs2进行电流取样，输出端0UT2连接低电压大电流电力电子开关S2的栅极，单片机MCU2根据电流取样值以正弦波脉宽调制程序控制输出端0UT2的输出以驱动低电压大电流电力电子开关S2的通断，高电压小电流电力电子开关S22的源极驱动受控于低电压大电流电力电子开关S2 ;
[0011]单片机MCUl的自供电电路:电力电子变压器TR的次级绕组NVl的同名端同时连接二极管DVl的正极和单片机MCUl的接地端GND1，异名端经电容CVil同时连接二极管DVl的负极和二极管DVil的正极；二极管DVil的负极和单片机MCUl的接地端GNDl之间并联电容CVl和稳压二极管DZl ;单片机M⑶I的电源端VCCl和接地端GNDl之间并联电容CVOl和稳压二极管DZOl ;单片机MCUl的电源端VCCl还经降压电阻RVl连接二极管DVil的负极；
[0012]单片机MCU2的自供电电路:电力电子变压器TR的次级绕组NV2的异名端同时连接二极管DV2的正极和单片机MCU2的接地端GND2，同名端经电容CVi2同时连接二极管DV2的负极和二极管DVi2的正极；二极管DVi2的负极和单片机MCU2的接地端GND2之间并联电容CV2和稳压二极管DZ2 ;单片机MCU2的电源端VCC2和接地端GND2之间并联电容CV02和稳压二极管DZ02 ;单片机MCU2的电源端VCC2还经降压电阻RV2连接二极管DVi2的负极；
[0013]反向串联BUCK电路:二极管DKl的负极连接电力电子变压器TR的初级绕组Nll的同名端，正极连接二极管DK2的正极，二极管DK2的负极连接电力电子变压器TR的初级绕组N12的异名端；
[0014]输出电路:该BUCK倍电流拓扑的输出端的正极由电力电子变压器TR的初级绕组Nll和初级绕组N12的公共端引出，负极由二极管DK2的正极引出，输出端经滤波电路为LED灯供电。
[0015]所述低电压大电流电力电子开关SI和低电压大电流电力电子开关S2均米用20A、20V、20毫欧姆的MOSFET管，高电压小电流电力电子开关Sll和高电压小电流电力电子开关S22 均采用 10A、400V 的 MOSFET 管。
[0016]所述交流电源的电源端?L，经熔断保险丝F、安规电容Cx连接交流电源的电源端?N，安规电容Cx并联压敏电阻RV。
[0017]本发明的优点在于:
[0018]1、采用单片机作为弱电控制核心，实现了智能控制，实现高频BUCK的PMW逐个脉冲精准恒电流的PWM控制，恒流精度高，功率因数PF高。
[0019]2、本发明的BUCK倍电流拓扑取消桥式整流和高压电解电容，实现了全固态电路，功率因数高，接近I ;可靠性高，可靠性5万小时寿命的电源适配长寿命LED灯；电路简洁，成本低，更容易实现大功率产品轻、薄、短、小，符合市场经济提升性价比要求。
[0020]3、采用两路BUCK反向串联的办法，使BUCK贮能电感直流偏磁互相抵销，解决了传统BUCK拓扑贮能电感直流偏磁的老问题。
[0021]4、实现倍电流向负载LED供电。
【附图说明】
[0022]图1是本发明无桥式整流无直流偏磁BUCK倍电流拓扑的电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面对本发明的【具体实施方式】进行详细说明，但不构成对本发明保护范围的限制。
[0024]如图1所示，交流电源电源端?L，经熔断保险丝F，到安规电容CX，回到交流电源?N，安规电容CX并联压敏电阻RV，这是常规电路。
[0025]单片机MCUl和单片机MCU2为弱电控制核心，采用单面PCB电路版，两片PCB电路版组合为完整电路板，比双面PCB电路版成本低，并有利于插拔式快速检修。
[0026]单片机MCUl启动供电回路:单片机MCUl未启动前的交流电源正半波10毫秒，电流从交流电源的电源端?L流出，依次流经熔断保险丝F、启动电阻Rjl、15伏稳压二极管DZl的负极和正极、电力电子变压器TR的初级绕组Nll的同名端和异名端、电力电子变压器TR的初级绕组N12的同名端和异名端、二极管D2，回到交流电源的电源端?N;高电压小电流电力电子开关Sll的栅极取得正偏电压+15V;单片机MCUl的电源端VCCl经降压电阻RVl连接在该回路的启动电阻Rjl和稳压二极管DZl的负极之间以获取单片机MCUl的工作电压；启动电阻Rjl电阻为1ΜΩ，稳压二极管DZl的负极连接高电压小电流电力电子开关Sll的栅极，正极连接单片机MCUl的接地端GNDl，使高电压小电流电力电子开关Sll的栅极对单片机MCUl的接地端GNDl箝位15伏稳压；
[0027]单片机MCU2启动供电回路:单片机MCU2未启动前的交流电源正半波，电流从交流电源的电源端?N流出，依次流经1ΜΩ的启动电阻Rj2、15伏稳压二极管DZ2的负极和正极、电力电子变压器TR的初级绕组N12的异名端和同名端、电力电子变压器TR的初级绕组Nll的异名端和同名端、二极管D1、熔断保险丝F，回到交流电源的电源端?L ;高电压小电流电力电子开关S22的栅极取得正偏电压+15V ;单片机MCU2的电源端VCC2经降压电阻RV2连接在该回路的启动电阻Rj2和稳压二极管DZ2的负极之间以获取单片机MCU2的工作电压；稳压二极管DZ2的负极连接高电压小电流电力电子开关S22的栅极，正极连接单片机MCU2的接地端GND2，使高电压小电流电力电子开关S22的栅极对单片机MCU2的接地端GND2箝位15伏稳压；
[0028]交流电源供电回路:包括正半波闭合回路和负半波闭合回路；
[0029]正半波闭合回路受控于单片机MCUl在交流电源正半波时导通，电流从交流电源的电源端?L流出，依次流经熔断保险丝F、高电压小电流电力电子开关SI 1、低电压大电流电力电子开关S1、取样电阻rsl、电力电子变压器TR的初级绕组Nll的同名端和异名端、电力电子变压器TR的初级绕组N12的同名端和异名端、二极管D2，回到交流电源的电源端?N ;在交流电源正半波10毫秒时间段，单片机MCUl的电流取样端CSl对取样电阻rsl进行电流取样，输出端OUTl连接低电压大电流电力电子开关SI的栅极，单片机MCUl根据电流取样值以正弦波脉宽调制程序控制输出端OUTl的输出以驱动低电压大电流电力电子开关SI的通断，实施单周期恒流控制，精确调控BUCK每一个脉冲占空比实现恒流，并在受指令每个脉冲电流截止，到初级绕组Nll电感经二极管DKl续流电流过零，才发出下一个脉冲导通占空比指令，实现电力电子开关运行在“真正的谷底开关”工作状况，降低开关损耗，亦降低温升。由于稳压二极管DZl箝位稳定电压，高电压小电流电力电子开关Sll