一种高可靠性长寿命同步整流电源的制作方法

本发明属于电子技术领域，尤其涉及一种高可靠性、长寿命的高可靠性长寿命同步整流电源。

背景技术：

目前开关电源中通常使用电解电容，由于电解电容的特性是寿命短，容易损坏，可靠性低，因此严重影响了开关电源的使用寿命；特别在使用温度较高的环境，常常有电解电容爆裂，电解质干涸等现象，使电解电容提前报废失效，一般电解电容的寿命是2000～8000小时，从而导致电源的使用寿命缩短，特别在使用温度较高的环境，常常有电解电容爆裂，电解质干涸等现象，使电解电容提前报废失效。

比如现今市场上出现的LED节能灯，大部分都采用阻容降压电源、也有的采用常规开关电源或者恒压恒流驱动电源。这种LED节能灯在使用中常常因为电源自身以及LED灯珠发热，电源中电解电容内部电解质干涸而使LED节能灯损坏，缩短了LED节能灯的使用寿命。几年来的使用证明，一般的LED节能灯也就能使用1～2年，很少能够使用到2～3年。

在LED节能灯的整体设计上，一般都是厂家自行设计LED发光部分(铝基板)与外壳，电源大都采用外购的办法来解决。这就存在着LED驱动电源与LED发光板匹配不合理等因素，使得市场上出现的LED节能灯五花八门，品种繁多，寿命不一。而推向市场的LED灯珠也参差不齐，好一点的可以达到使用25000小时之后的光衰在35％到55％之间，而与之配套的LED电源的寿命却还都在一两万小时以内；而灯珠寿命达到50000小时的，光衰在25％到35％之间，与之匹配的电源是少之又少，基本没有能够达到30000小时的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高可靠性长寿命同步整流电源，旨在解决现有电解电容性质的开关电源使用寿命端、可靠性差的问题。

本发明是这样实现的，一种高可靠性长寿命同步整流电源，该电源包括：用于将市电交流电转换成直流电的整流桥模块；用于将所述整流桥模块的直流电进行能量和电压转换的高频开关变压模块；用于控制所述高频开关变压模块导通和截止的开关模块；用于将所述高频开关变压模块输出的交流电转换成直流电的同步整流模块；用于将经过所述同步整流模块整流后的直流电压进行平滑滤波的电子滤波模块；用于将经过所述电子滤波模块滤波后的直流电流进行恒流的恒流驱动模块；用于将经过电子滤波模块滤波后的直流电压进行恒压的稳压控制模块；以及用于根据所述稳压控制模块反馈到的电压功率因数校正及控制输出脉冲宽度以控制开关模块导通时间的功率因数校正模块；其中，

所述整流桥模块、高频开关变压模块、同步整流模块、电子滤波模块、恒流驱动模块依次连接，所述功率因数校正模块分别与整流桥模块输出端、开关模块、稳压控制模块输出端连接，所述开关模块与高频开关变压模块输入端连接，所述稳压控制模块输入端与电子滤波模块输出端连接。

优选地，所述电源还包括辅助模块，所述辅助模块包括电抗线圈、第一电阻、第二电阻；其中，所述电抗线圈的输入端与整流桥模块输出正极端连接，且所述电抗线圈的输出端分别与高频开关变压模块、第一电阻连接，所述第一电阻、第二电阻串联连接后输出端与整流桥模块的输出负极端相连，所述第一电阻、第二电阻之间设有连接点，通过该连接点与所述功率因数校正模块的输入正极端连接。

优选地，所述辅助模块包括还包括第一滤波电容；其中，所述整流桥模块的输出端并联第一滤波电容后，所述第一滤波电容的输出端与电抗线圈输入端连接。

优选地，所述开关模块为VMOS管；所述功率因数校正模块包括第三电阻、第四电阻、第一二极管、校正芯片以及第五电阻；其中，

所述开关模块的栅极经第五电阻接与校正芯片的信号输出端第七引脚，且所述开关模块的源极与校正芯片的电流采样端第四引脚相连接；

所述校正芯片的供电端第八引脚经第三电阻接与电抗电感与高频开关变压模块初级绕组的连接点上；

所述整流桥模块的正极输出端经第一电阻、第二电阻分压后接与校正芯片的电压检测端第三引脚；

所述功率因数校正模块的输入正极连接第三电阻，所述第三电阻的另一端连接电抗线圈的输出端；

所述功率因数校正模块的电流采样端连接第四电阻、开关模块的源极，所述第四电阻的另一端与整流桥模块的输出负极端和高频开关变压模块相连；

所述第一二极管用于将高频开关变压模块辅助绕组提供的交流电整流成直流电，并给功率因数校正模块提供工作电压。

优选地，所述整流桥模块包括保险管、负温度系数热敏电阻、整流桥以及压敏电阻；其中，所述保险管、负温度系数热敏电阻接于整流桥输入端，所述整流桥输入端并接压敏电阻，所述整流桥输出端并接所述第一滤波电容。

优选地，所述电子滤波器电路包括第六电阻、第七电阻、第二滤波电容、第三滤波电容以及三极管；其中，

所述第二滤波电容输出端与三极管基极连接，所述三极管的发射极为输出正极端；所述第三滤波电容一端连接在三极管的发射极上，另一端为输出负极端。

优选地，所述稳压控制模块为光电耦合器；所述恒流驱动模块为恒流控制芯片；所述高频开关变压模块为高频开关变压器。

本发明克服现有技术的不足，提供一种高可靠性长寿命同步整流电源，该电源包括：用于将市电交流电转换成直流电的整流桥模块；用于将所述整流桥模块的直流电进行能量和电压转换的高频开关变压模块；用于控制所述高频开关变压模块导通和截止的开关模块；用于将所述高频开关变压模块输出的交流电转换成直流电的同步整流模块；用于将经过所述同步整流模块整流后的直流电压进行平滑滤波的所述电子滤波模块；用于将经过所述电子滤波模块滤波后的直流电流进行恒流的恒流驱动模块；用于将经过电子滤波模块滤波后的直流电压进行恒压的稳压控制模块；以及用于根据所述稳压控制模块反馈到的电压功率因数校正及控制输出脉冲宽度以控制开关模块导通时间的功率因数校正模块；其中，所述整流桥模块、高频开关变压模块、同步整流模块、电子滤波模块、恒流驱动模块依次连接，所述功率因数校正模块分别与整流桥模块输出端、开关模块源极和栅极、稳压控制模块输出端连接，所述开关模块漏极与高频开关变压模块输入端连接，所述稳压控制模块输入端与电子滤波模块输出端连接。

在本发明中，当输出电压或电流变化时，经过所述恒流驱动模块反馈到所述稳压控制模块，由所述稳压控制模块反馈到所述功率因数校正模块，由所述功率因数校正模块控制开关模块导通时间，再经过所述高频开关变压模块、所述同步整流模块及所述电子滤波模块对输出电压电流进行恒定控制。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：本发明因为取消了电解电容，避免了因电解电容失效而减少开关电源寿命的影响，延长了开关电源的使用寿命。

附图说明

图1是本发明高可靠性长寿命同步整流电源的电路模块结构示意图；

图2是本发明高可靠性长寿命同步整流电源的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～2所示，其中，图1是本发明高可靠性长寿命同步整流电源的电路模块结构示意图；图2是本发明高可靠性长寿命同步整流电源的电路结构示意图。

参照图1所示，本发明公开了一种高可靠性长寿命同步整流电源，该电源包括：用于将市电交流电转换成直流电的整流桥模块1；用于将所述整流桥模块1的直流电进行能量和电压转换的高频开关变压模块2；用于控制所述高频开关变压模块2导通和截止的开关模块3；用于将所述高频开关变压模块2输出的交流电转换成直流电的同步整流模块4；用于将经过所述同步整流模块4整流后的直流电压进行平滑滤波的电子滤波模块5；用于将经过所述电子滤波模块5滤波后的直流电流进行恒流的恒流驱动模块6；用于将经过电子滤波模块5滤波后的直流电压进行恒压的稳压控制模块7；以及用于根据所述稳压控制模块7反馈到的电压功率因数校正及控制输出脉冲宽度以控制开关模块3导通时间的功率因数校正模块8；其中，

所述整流桥模块1、高频开关变压模块2、同步整流模块4、电子滤波模块5、恒流驱动模块6依次连接，所述功率因数校正模块8分别与整流桥模块1输出端、开关模块3、稳压控制模块7输出端连接，所述开关模块3与高频开关变压模块2输入端连接，所述稳压控制模块7输入端与电子滤波模块5输出端连接。

进一步的，所述电源还包括辅助模块9，所述辅助模块9包括电抗线圈L1、第一电阻R1、第二电阻R2；其中，所述电抗线圈L1的输入端与整流桥模块1输出正极端连接，且所述电抗线圈L1的输出端分别与高频开关变压模块2、第一电阻R1连接，所述第一电阻R1、第一电阻R2串联连接后输出端与整流桥模块1的输出负极端相连，所述第一电阻R1、第一电阻R2之间设有连接点，通过该连接点与所述功率因数校正模块8的输入正极端连接，起到对电压采样的作用，避免整流桥模块1的输出端电压过大。

进一步的，所述辅助模块9还包括第一滤波电容C1；其中，所述整流桥模块1的输出端并联第一滤波电容C1后，所述第一滤波电容C1的输出端与电抗线圈L1输入端连接，第一滤波电容C1用以滤除整流桥模块1输出端的交流成分。

在本发明实施例中，稳压控制模块7是一个光电耦合器U1，型号一般为PC817。光电耦合器U1它与电子滤波器电路的连接端是电压采样端，当输出电压升高时，其内部的发光二极管亮度增加，导致光耦内部的光敏三极管内阻变小。稳压控制模块7又与功率因数校正模块8相连接，当光耦内部的光敏三极管内阻变小时会升高功率因数校正模块8反馈电压，进而减小了脉冲宽度，降低了输出电压，反之光耦内部的光敏三极管内阻增大时会降低功率因数校正模块8反馈电压，进而增加了脉冲宽度，升高了输出电压，达到了稳定输出电压的目的。整个电路完成了稳压，恒流得作用。因为取消了电解电容，避免了因电解电容失效而减少开关电源寿命的影响，延长了开关电源的使用寿命。

进一步的，在本发明公开又一具体实施例，参照图2所示，在本发明实施例中，所述高频开关变压模块2为高频开关变压器T1；所述开关模块3为VMOS管V1。所述功率因数校正模块8包括第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D1、校正芯片IC1以及第五电阻R5；其中，

所述开关模块3的栅极经第五电阻R5接与校正芯片IC1的信号输出端第七引脚，且所述开关模块3的源极与校正芯片IC1的电流采样端第四引脚相连接；

所述校正芯片IC1的供电端第八引脚经第三电阻R3接与电抗电感与高频开关变压模块2初级的连接点上；

所述整流桥模块1的正极输出端经第一电阻R1、第一电阻R2分压后接与校正芯片IC1的电压检测端第三引脚；

所述功率因数校正模块8的输出正极连接第三电阻R3，所述第三电阻R3的另一端连接电抗线圈L1的输出端；

所述功率因数校正模块8的电流采样端连接第四电阻R4、开关模块3的源极，所述第四电阻R4的另一端与整流桥模块1的输出负极端和高频开关变压模块2相连；

所述第一二极管D1用于将高频开关变压模块2辅助绕组提供的交流电整流成直流电，并给功率因数校正模块8提供工作电压。

在本发明实施例中，功率因数校正模块8的电源负极连接整流桥模块1的输出负极端，功率因数校正模块8的输出正极连接第三电阻R3，第三电阻R3的另一端连接电抗线圈L1的直流输出端，第三电阻R3起到启动作用。功率因数校正模块8的电流采样端连接第四电阻R4和VMOS管V1的源极，对工作电流进行采样。第四电阻R4的另一端与整流桥模块1的输出负极和高频开关变压器T1的第四引脚相连，VMOS管V1的栅极也与功率因数校正模块8连接，VMOS管V1的漏极与高频开关变压器T1的第二引脚相连，高频开关变压器T1的第一引脚连接电抗线圈L1的直流输出端，高频开关变压器T1的第五引脚连接同步整流模块4的正极输入端，同步整流模块4的负极输入端并联连接电子滤波器电路，电子滤波器电路是有源电子滤波器，它的作用是减小滤波电容数值和直流纹波系数。恒流驱动模块6连接稳压控制模块7的正极输入端，稳压控制模块7负极输出端连接功率因数校正模块8的输入正极和输入负极。

在本发明的实际应用过程中，经第三电阻R3(启动电阻)向校正芯片IC1提供启动电压，使校正芯片IC1得电工作，其脉冲信号经第四电阻R4(耦合电阻)推动VMOS管V1使电路进入工作状态，然后由高频开关变压器T1的辅助次级绕组L～2及第三引脚感生出交变电压，经第一二极管D1整流后再给校正芯片IC1提供工作电压。校正芯片IC1经电压检测及电流检测端送来的相关信号，由内部的乘法器进行运算后，使得电压与电流保持基本同步，控制并提高电源的功率因数与转换效率。

在本发明实施例中，进一步的，所述电子滤波器电路包括第六电阻R6、第七电阻R7、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3以及三极管V2；其中，所述第二滤波电容C2输出端并接第六电阻R6，所述第七电阻R7与第二滤波电容C2串联后并接在第六电阻R6两端，所述第七电阻R7与第二滤波电容C2之间的连接点与三极管V2基极连接，所述三极管V2的发射极为输出正极端；所述第三滤波电容C3一端接在三极管V2的发射极上，另一端为输出负极端。

所述恒流驱动模块6包括恒流控制芯片IC2以及第八电阻R8，恒流控制芯片IC2型号一般为AMP2861。

其中，高频开关变压器T1的次级绕组输出端经同步整流模块4整流后，直流输出两端并接第六电阻R6(假负载电阻)。三极管V2的基极由于第二滤波电容C2的滤波作用，电压比较稳定，因此由三极管V2发射极输出的电压也比较稳定。第二滤波电容C2的容量是原有电路滤波电容数值的1/β(β为三极管V2的放大倍数)。因此，用此电路很方便的达到了用无极电容来取代电解电容的目的。恒流控制芯片IC2并接于第三滤波电容C3两端，第八电阻R8一端接在输出正极上、另一端接在恒流控制芯片IC2上，第八电阻R8阻值的大小，决定了恒流电流的大小。

在本发明实施例中，进一步的，所述整流桥模块1包括保险管F、负温度系数热敏电阻NTC、整流桥BD以及压敏电阻RV；其中，所述保险管、负温度系数热敏电阻接于整流桥输入端，所述整流桥输入端并接压敏电阻，所述整流桥输出端并接所述第一滤波电容C1。市电经端子N与端子L，保险管F、负温度系数热敏电阻NTC接与整流桥BD，在整流桥BD的交流输入端并接一压敏电阻RV1组成整流桥模块1，以避免瞬间过电压冲击。

在本发明实施例中，进一步的，同步整流模块4主要由开关管Q2、驱动IC U4、二极管D2及二极管D3等组成，其中Q2为MOS管，因采用MOS管进行同步整流，电源效率得到很大提升，二极管D2及D3为驱动IC U4提供工作电压。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。