用于60w水晶灯的电源适配器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于60W水晶灯的电源适配器，包括交流输入整流滤波单元、PWM控制转换单元、输出整流滤波单元和输出取样反馈单元，所述交流输入整流滤波单元用于连接市电，并将交流电信号转换成直流电信号，对获得的直流电信号进行滤波处理，所述交流输入整流滤波单元包括：火线、零线接口；串接在火线接口上的保险管F1和热敏电阻NTC1，所述热敏电阻NTC1的另一端与零线接口之间连接有压敏电阻ZNR1；由共模电感FL1、电容CX1和共模电感FL2构成的交流滤波模块，在电容CX1的两端还连接有电荷泄放模块；由整流桥BD1构成的交流转换直流模块。本实用新型提出的电源适配器能够将市电交流电转换为LED驱动前置需要的21V直流电，且输出稳定，输入不存在触电的潜在危险。
【专利说明】
用于60W水晶灯的电源适配器
技术领域
[0001]本实用新型涉及电源适配器技术领域，具体涉及一种用于功率在60W的水晶灯电源适配器。
【背景技术】
[0002]随着LED技术的不断发展，以其体积小、亮度高、色域宽、亮度宽范围线性可调、发光效率高、寿命长等一系列优点，其应用范围越来越广。其中室内大堂或客厅的水晶吊灯，以前一般以白炽灯或惰性气体灯作为水晶灯的光源，但目前也逐渐被LED灯所替代。而LED的驱动之前需要一款电源适配器为其提供相应的直流电源。目前市场上的电源适配器各式各样，但是不同电子产品的电源适配器还是存在差异的，要求也是有不尽相同的。现在的一些60W水晶灯电源适配器在交流输入线上存在触电潜在危险，且交流输入侧干扰波动大，而且整个电源适配器体积大、驱动电压不够稳定，在空载下存在功耗高的缺陷，导致电力投入成本加大。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种用于60W水晶灯的电源适配器，该电源适配器能够将市电交流电转换为LED驱动前置需要的21V直流电，且输出稳定，输入不存在触电的潜在危险。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案:
[0005]—种用于60W水晶灯的电源适配器，包括交流输入整流滤波单元、PWM控制转换单元、输出整流滤波单元和输出取样反馈单元，其中，
[0006]所述交流输入整流滤波单元用于连接市电，并将交流电信号转换成直流电信号，且对获得的直流电信号进行滤波处理，所述交流输入整流滤波单元包括:
[0007]用于连接市电的火线接口、零线接口；
[0008]串接在火线接口上的保险管Fl和热敏电阻NTCl，所述热敏电阻NTCl的另一端与零线接口之间连接有压敏电阻ZNRl;
[0009]由共模电感FLl、电容CXl和共模电感FL2构成的交流滤波模块，所述共模电感FLl的输入侧并联在压敏电阻ZNRl的两端，共模电感FLl的输出侧与电容CXl并联，且连接至共模电感FL2的输入侧，同时在电容CXI的两端还连接有电荷泄放模块，所述电荷泄放模块由串联的电阻Rl和电阻R2与串联的电阻R3和电阻R4构成，其中电阻Rl和电阻R2之间的串接点与电阻R3和电阻R4之间的串接点相连，且串联后的电阻Rl和电阻R2、电阻R3和电阻R4并联在电容CXl的两端；
[0010]由整流桥BDI构成的交流转换直流模块，整流桥BDI的信号输入端连接至共模电感FL2的输出侧，整流桥BDl的信号输出端并联有直流滤波模块，所述直流滤波模块包括并联在整流桥BDI信号输出端的滤波电容Cl和滤波电容C2。
[0011]相比于现有技术，本实用新型至少具有如下有益效果:
[0012]本实用新型所提供的用于60W水晶灯的电源适配器在交流信号接入时，通过设置交流滤波模块可防止电网的干扰信号影响到电路工作，也可以防止电路产生的干扰信号污染电网，同时设置的电荷泄放模块可在交流关电的情况下对电容CXl中储存的电荷进行泄放，以免手触摸AC输入线造成触电危险。同时采用输出取样反馈单元将输出电压反馈至PWM控制转换单元，使[控制转换单元能够基于当前的输出电压进行高低调整，达到稳定输出。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型所述用于60W水晶灯的电源适配器原理框图；
[0014]图2为本实用新型所述用于60W水晶灯的电源适配器原理图；
[0015]图3为本实用新型所述交流输入整流滤波单元的原理图；
[0016]图4为本实用新型所述PffM控制转换单元的原理图；
[0017]图5为本实用新型所述输出整流滤波单元的原理图；
[0018]图6为本实用新型所述输出取样反馈单元的原理图；
[0019]图7为本实用新型所述用于60W水晶灯的电源适配器的电路布局图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步阐述:
[0021]参见图1-2并结合图3，本实用新型提出了一种用于60W水晶灯的电源适配器，包括交流输入整流滤波单元100、PWM控制转换单元200、输出整流滤波单元300和输出取样反馈单元400，所述交流输入整流滤波单元100用于连接市电，并将交流电信号转换成直流电信号，且对获得的直流电信号进行滤波处理，如图3所示，
[0022]所述交流输入整流滤波单元100包括:用于连接市电的火线接口L、零线接口N;串接在火线接口 L上的保险管Fl和热敏电阻NTCl，所述热敏电阻NTCl的另一端与零线接口N之间连接有压敏电阻ZNRl;由共模电感FL1、电容CXI和共模电感FL2构成的交流滤波模块，所述共模电感FLl的输入侧并联在压敏电阻ZNRl的两端，共模电感FLl的输出侧与电容CXl并联，且连接至共模电感FL2的输入侧，同时在电容CXI的两端还连接有电荷泄放模块，所述电荷泄放模块由串联的电阻Rl和电阻R2与串联的电阻R3和电阻R4构成，其中电阻Rl和电阻R2之间的串接点与电阻R3和电阻R4之间的串接点相连，且串联后的电阻Rl和电阻R2、电阻R3和电阻R4并联在电容CXl的两端；由整流桥BDI构成的交流转换直流模块，整流桥BDI的信号输入端连接至共模电感FL2的输出侧，整流桥BDl的信号输出端并联有直流滤波模块，所述直流滤波模块包括并联在整流桥BDI信号输出端的滤波电容Cl和滤波电容C2。
[0023]上述方案中，本实用新型提供的60W水晶灯电源适配器的交流输入整流滤波单元100中，火线接口L与零线接口N分别接电网火线、零线;保险管Fl在电网或后级异常的情况下可熔断保护，以保证不出现安全隐患；热敏电阻NTCl可限制开机浪涌电路，保护整流桥及滤波电容;压敏电阻ZNRl可防止电网浪涌电压及雷击电压对后级器件造成损坏;共模电感FL1、电容CX1(X2)、共模电感FL2组成的LCL交流滤波模块，可防止电网的干扰信号影响到电路工作，也可以防止电路产生的干扰信号污染电网；泄放电荷模块由电阻R1、R 2、R 3、R 4构成，通过上述电路连接方式可在交流关电的情况下对CXl中储存的电荷进行泄放，以免手触摸AC输入线造成触电危险;整流桥BDl将交流市电整流成直流；由滤波电容Cl、C2构成的直流滤波模块可对整流后的直流电进行滤波，使之接近理想中可使用的直流电。由此可见，本实用新型在交流输入时做了一系列的防护措施，使得在投入使用时能够更加安全，而且输入的干扰波动信号小。
[0024]对于上述方案中提到的PffM控制转换单元200，其主要用于接收交流输入整流滤波单元100输出的直流电信号，并将其可控地输出给水晶灯的LED作为驱动。具体而言，参见图4，所述PffM控制转换单元200包括PWM控制芯片Ul和变压器Tl，所述变压器Tl具有原边主绕组(pinl-pin3)、原边辅助绕组(pin4-pin5)，所述PffM控制芯片Ul具有电源端VCC(1脚)、反馈输入端FB(7脚)、控制输出端GATE(3脚)；其中，所述电源端VCC连接有取压模块，所述取压模块包括相互串联的电阻R5、电阻R6和充电电容C4，电源端连接至充电电容C4的充电端;所述反馈输入端FB连接输出取样反馈单元400 ；所述控制输出端GATE连接至开关管Ql的栅极，开关管Ql的漏极经尖峰电压吸收模块连接至变压器模块的原边主绕组(Pinl-pin3);所述变压器Tl的原边辅助绕组(pin5端)经电阻R14和二极管D3连接至PWM控制芯片Ul的电源端VCC，以向PffM控制芯片Ul提供持续的Vcc电压。
[0025]其中，所述尖峰电压吸收模块由电阻R36、电容C5和二极管Dl构成，其中电容C5与电阻R36并联后一端与二极管Dl的阴极相连，另一端连接至变压器Tl的原边主绕组一端Pinl，二极管Dl的阳极连接至变压器Tl的原边主绕组另一端pin3。这里，尖峰电压吸收模块为RCD吸收电路，其吸收因MOS管寄生电容和变压器漏感产生的震荡尖峰，保护MOSFET管Ql。如图4所示，所述PffM控制芯片Ul还具有线电压检测端B0(5脚)、过压检测端DEM(8脚)、过温保护端RT(6脚)；其中，所述线电压检测端BO通过电阻R8、电阻R7连接至交流输入整流滤波单元100的输出；所述过压检测端DEM连接至电阻Rl5和电阻Rl6的串接点，电阻Rl5的另一端连接至变压器Tl的原边辅助绕组(pin5)，电阻R16的另一端接地，并在其两端并联有电容C3 ；所述过温保护端RT通过电阻Rl 3、热敏电阻NTC2接地。
[0026]当线电压检测脚BO通过电阻R7、R8检测到输入电压达到一定电压时，R5、R6为控制IC Ul提供初始启动电压，随之IC Ul开始启动工作，GATE驱动脚驱动开关MOSFET Q1，变压器Tl也开始工作，将电能转换为磁能储存在变压器中。变压器辅助绕组(3、4脚)为IC提供持续的Vcc电压，R14限流，D3为Vcc整流二极管，C4也可作为Vcc滤波电容。DEM脚为过压检测脚，通过检测VCC电压来判定输出电压;RT脚为过温保护脚，接一颗NTC电阻到地，用于热保护用;FB为反馈输入脚，通过输出取样反馈单元400将输出电压反馈到此脚，以恒定输出电压。比如，输出取样反馈单元400检测到变压器Tl的输出电压升高时，反馈到FB管脚的电压升高，此时Ul便会通过控制开关管Ql的导通时间缩短从而影响输出信号的占空比，进而降低变压器Tl的输出电压。
[0027]作为本实用新型更进一步的技术方案是，所述变压器Tl具有副边绕组，所述输出整流滤波单元300连接在变压器Tl的副边绕组两端，参见图5，该输出整流滤波单元300包括:整流组合二极管D4，其阳极连接在副边绕组FL+端，用以将变压器Tl中储存的磁能转换为电能，并整流成直流，所述整流组合二极管D4的两端并联有RC吸收模块;型滤波模块，其包括电容C12、电容C13和共模电感L2，电容C12—端连接至整流组合二极管D4的阴极，另一端与副边绕组FL-端相连，共模电感L2输入侧与电容C12并联，输出侧与电容C13并联，电容C13的两端构成电压输出端(￥+、￥-)。所述此吸收模块由电阻1?24、电阻1?25和电容(:10构成，电阻R24与电阻R25并联后一端连接至整流组合二极管D4的阳极，另一端连接至整流组合二极管D4的阴极。所述电容C12两端还并联有指示灯模块，所述指示灯模块由发光二极管LEDlA和电阻R27串联而成。
[0028]上述方案中，整流组合二极管D4将变压器中储存的磁能转换为电能，并整流成直流，电容C11、C12对其进行滤波。电容C12、共模电感L2和电容C13组成型滤波电路，进一步降低输出电压的纹波和噪声。电阻R24、R25和电容ClO组成RC吸收回路，吸收整流组合二极管D4两端的尖峰电压;LEDlA和R27组成工作指示灯回路，当输出正常时，LED灯亮；电阻R33与电容C16隔离次级地与大地。
[0029]从图5可以看到，电容C12两端还并联有电阻R26，电阻R26的一端构成输出电压V的取样端。输出取样反馈单元400就从该端V取压。参见图6，所述输出取样反馈单元包括光电耦合器U2和基准电压提供模块;其中，所述光电耦合器U2的信号输入端分别与输出整流滤波单元和基准电压提供模块相连，以将所述变压器Tl的输出电压与基准电压提供模块提供的基准电压相比，并在光电耦合器U3的信号输出端输出不同信号反馈到PWM控制芯片Ul的反馈输入端。基准电压提供模块由U3和U3的外围电路构成，U3采用TL431，其提供高精度2.5￥基准电压(误差0.3%)。电阻1?30、1?1、1?5对输出电压￥进行取样，并将其结果通过光电耦合器U2反馈给初级控制IC Ul的反馈输入脚FB，从而实现IC的闭环控制。具体而言，当变压器Tl的输出电压(V点电压)升高时，U3的控制端电压随之升高，使得光电耦合器U2内的发光二极管发光增强，光敏三极管导通增强内阻减小，从而使得PWM控制芯片Ul的反馈输入脚电压升高，此时Ul控制MOS管Ql管导通时间缩短，从而影响了变压器Tl的磁能存储量，经电磁耦合后，使副边绕组的输出电压(V点电压)下降，以此实现输出电压的稳定。
[0030]本实用新型除了给出上述60W水晶灯的电源适配器原理图外，还给出了PCB布局图，参见图7。在图7中可以看到，本实用新型的电源适配器电路板为一块矩形板；
[0031]对于前述提到的交流输入整流滤波单元100集中布局于PCB板的左侧区域，具体的布局方式是:压敏电阻ZNRl布置在PCB板的左下角，在压敏电阻ZNRl的右侧布置共模电感FLl，在共模电感FLl的右侧布置电容CXl，火线接口L和零线接口N布置在共模电感FLl的左上侧，共模电感FL2布置在电容CXl和共模电感FLl的上方，整流桥BDl布置于共模电感FL2的上方，热敏电阻NTCl布置于PCB板的左上角，保险管位于热敏电阻NTCl和整流桥BDl之间，滤波电容C2位于电容CXl和共模电感FL2的右侧。对于前述提到的PffM控制转换单元200集中布局于PCB板的中部靠上区域，输出取样反馈单元400集中布局于PCB板的中部靠下区域，输出整流滤波单元300集中布局于PCB板的右侧区域。本实用新型所给出的上述PCB布局图中，各个单元布局合理，且使得整个PCB板面积占据小，进而让最终封装好的电源适配器具有较小的体积，方便用户携带。
[0032]总的说来，本实用新型所给出的上述60W水晶灯电源适配器，其将市电交流电转换为LED驱动前置需要的21V直流电，具有以下特点:
[0033]①宽范围电压输入(100V-240VAC50/60Hz)；
[0034]②低空载功耗:<0.3W;
[0035]③高转换效率:平均效率>87%;
[0036]④适配器本体体积小，功率密度大。
[0037]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种用于60W水晶灯的电源适配器，包括交流输入整流滤波单元、PffM控制转换单元、输出整流滤波单元和输出取样反馈单元，其特征在于， 所述交流输入整流滤波单元用于连接市电，并将交流电信号转换成直流电信号，且对获得的直流电信号进行滤波处理，所述交流输入整流滤波单元包括: 用于连接市电的火线接口、零线接口 ； 串接在火线接口上的保险管Fl和热敏电阻NTCl，所述热敏电阻NTCl的另一端与零线接口之间连接有压敏电阻ZNRl ； 由共模电感FL1、电容CXI和共模电感FL2构成的交流滤波模块，所述共模电感FLI的输入侧并联在压敏电阻ZNRl的两端，共模电感FLl的输出侧与电容CXl并联，且连接至共模电感FL2的输入侧，同时在电容CXl的两端还连接有电荷泄放模块，所述电荷泄放模块由串联的电阻Rl和电阻R2与串联的电阻R3和电阻R4构成，其中电阻Rl和电阻R2之间的串接点与电阻R3和电阻R4之间的串接点相连，且串联后的电阻Rl和电阻R2、电阻R3和电阻R4并联在电容CXl的两端； 由整流桥BDI构成的交流转换直流模块，整流桥BDI的信号输入端连接至共模电感FL2的输出侧，整流桥BDl的信号输出端并联有直流滤波模块，所述直流滤波模块包括并联在整流桥BDI信号输出端的滤波电容Cl和滤波电容C2。2.如权利要求1所述的用于60W水晶灯的电源适配器，其特征在于，所述PffM控制转换单元包括PffM控制芯片Ul和变压器Tl，所述变压器Tl具有原边主绕组、原边辅助绕组，所述PWM控制芯片Ul具有电源端、反馈输入端、控制输出端;其中， 所述电源端连接有取压模块，所述取压模块包括相互串联的电阻R5、电阻R6和充电电容C4，电源端连接至充电电容C4的充电端;所述反馈输入端连接输出取样反馈单元;所述控制输出端连接至开关管Ql的栅极，开关管Ql的漏极经尖峰电压吸收模块连接至变压器模块的原边主绕组； 所述变压器Tl的原边辅助绕组经电阻R14和二极管D3连接至PffM控制芯片Ul的电源端，以向PffM控制芯片Ul提供持续的Vcc电压。3.如权利要求2所述的用于60W水晶灯的电源适配器，其特征在于，所述尖峰电压吸收模块由电阻R36、电容C5和二极管Dl构成，其中电容C5与电阻R36并联后一端与二极管Dl的阴极相连，另一端连接至变压器Tl的原边主绕组一端，二极管Dl的阳极连接至变压器Tl的原边主绕组另一端。4.如权利要求2或3所述的用于60W水晶灯的电源适配器，其特征在于，所述Pmi控制芯片Ul还具有线电压检测端、过压检测端、过温保护端;其中， 所述线电压检测端通过电阻R8、电阻R7连接至交流输入整流滤波单元的输出； 所述过压检测端连接至电阻R15和电阻R16的串接点，电阻R15的另一端连接至变压器Tl的原边辅助绕组，电阻Rl 6的另一端接地，并在其两端并联有电容C3; 所述过温保护端通过电阻R13、热敏电阻NTC2接地。5.如权利要求4所述的用于60W水晶灯的电源适配器，其特征在于，所述变压器Tl具有副边绕组，所述输出整流滤波单元连接在变压器Tl的副边绕组两端，并包括: 整流组合二极管D4，其阳极连接在副边绕组FL+端，用以将变压器Tl中储存的磁能转换为电能，并整流成直流，所述整流组合二极管D4的两端并联有RC吸收模块； π型滤波模块，其包括电容C12、电容C13和共模电感L2，电容C12—端连接至整流组合二极管D4的阴极，另一端与副边绕组FL-端相连，共模电感L2输入侧与电容C12并联，输出侧与电容C13并联，电容C13的两端构成电压输出端。6.如权利要求5所述的用于60W水晶灯的电源适配器，其特征在于，所述RC吸收模块由电阻R24、电阻R25和电容ClO构成，电阻R24与电阻R25并联后一端连接至整流组合二极管D4的阳极，另一端连接至整流组合二极管D4的阴极。7.如权利要求5或6所述的用于60W水晶灯的电源适配器，其特征在于，所述电容C12两端还并联有指示灯模块，所述指示灯模块由发光二极管LEDlA和电阻R27串联而成。8.如权利要求7所述的用于60W水晶灯的电源适配器，其特征在于，所述输出取样反馈单元包括光电耦合器U2和基准电压提供模块;其中， 所述光电耦合器U2的信号输入端分别与输出整流滤波单元和基准电压提供模块相连，以将所述变压器Tl的输出电压与基准电压提供模块提供的基准电压相比，并在光电耦合器U3的信号输出端输出不同信号反馈到PffM控制芯片Ul的反馈输入端。
【文档编号】H02M1/12GK205610491SQ201620472304
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】王俊, 章兴建, 张彬
【申请人】重庆灿源电子有限公司