一种用于芯片供电的能量回收电路的制作方法

1.本发明涉及led驱动电源技术领域，具体是一种用于芯片供电的能量回收电路。


背景技术：

2.21世纪，随着大功率照明设备的数量日益剧增，特别是第四代固态照明-led的大规模应用，市场对电子镇流器、led驱动开关电源的需求量越来越大。但是最初的电子镇流器、led驱动开关电源仅仅是为了能够实现驱动的功能，因此在各种对驱动高的要求下，各类led驱动都不断的往高效率、小体积、高功率因素上改进。
3.而电路中各个元器件存在的损耗是提高led驱动开关电源转换效率的一大障碍，现有变压器需要考虑到原副边之间的耦合程度、窗口利用率、磁芯规格以及线径等参数，才能达到一个耦合系数比较好的变压器，才能达到一个最佳的转换效率，另外开关管的损耗也需要值得注意，而这些元器件产生损耗在开关电源带负载的过程中，主要是由控制芯片去控制工作频率，来降低开关管关断后产生的损耗，以及变压器产生的磁损耗。
4.而有些损耗却能给电路带来负面的影响，例如开关管的耐压比之前要提高，间接的增加了成本。图1为变压器中由于漏感产生的损耗的电路，变压器中漏感在开关管q1关断前处于充能状态，当开关管q1关断后，开关管q1漏极电压高于输入电压，二极管d1导通，漏感的能量向电容c1充电，而开关管再次导通后，开关管q1的漏极电压低于输入电压，二极管d1反向截止，c1中的能量通过r2泄放，从而形成损耗。
5.但是现有技术中针对该电路进行改善，并推出有源吸收电路，来达到更低的损耗，而需要考虑的是，目前大部分反激电源中芯片的供电主要是由变压器的辅助绕组来供电，而辅助绕组对变压器原边所产生的感应电压也会影响到原边线圈的工作状态。基于此，如何降低变压器中漏感的损耗以及降低变压器的体积，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种切相电源及其调色方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于芯片供电的能量回收电路，所述的能量回收电路连接在电源中主开关管的漏极和控制芯片的供电引脚之间，用于将变压器t1中漏感的能量转换为控制芯片u1供电，分为有源能量回收电路和无源能量回收电路两种。
8.作为本发明的进一步技术方案：所述的有源能量回收电路包括由开关管q2构成的漏极端电路以及源极端电路，所述的开关管q2构成的漏极端电路包括电感l1以及二极管d2，所述的开关管q2构成的源级端电路包括电容c1、c2、c3、二极管d3、稳压管z1以及反相器u2构成。
9.作为本发明的进一步技术方案：所述二极管d2阳极分别连接变压器t1异名端、开
关管q2漏极，二极管d2阴极连接至电感l1一端，电感l1另一端连接至开关管q2的漏极，所述开关管q2栅极连接至反相器u2输出端，所述反相器u2输入端连接至控制芯片u1的gate引脚，所述开关管q2源极连接电容c1一端，电容c1另一端分别连接二极管d3阳极、电容c3一端、电容c2一端，所述电容c3另一端接地，所述电容c2另一端接地，所述二极管d3阴极分别接稳压管z1阴极、控制芯片u1的vcc引脚，所述稳压管z1阳极接地。
10.作为本发明的进一步技术方案：所述开关管q2为mos管。
11.作为本发明的进一步技术方案：所述的无源能量回收电路包括由电感二极管d12、电感l11、电容c11、c12、电阻r12、稳压管z11以及npn三极管构成。
12.作为本发明的进一步技术方案：所述二极管d12阳极分别连接变压器t11异名端、开关管q12漏极，二极管d12阴极连接至电感l11一端、电容c11一端，所述电容c11另一端接地，电感l11另一端连接至电解电容c12一端、电阻r12一端、三极管q12一端，所述电容c12另一端接地，电阻r12接稳压管z11阴极，所述稳压管z11阳极接地，所述三极管q12基极接稳压管z11阴极，所述q12发射极接控制芯片u11的vcc引脚。
13.作为本发明的进一步技术方案：所述开关管q12为三极管。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：在反激式开关电源的变压器中，可以将漏感原本需要泄放的能量，通过本发明的能量回收电路，将其回馈到控制芯片的供电端，因此无需额外的辅助绕组，特别是对于副边反馈型的反激开关电源，采用该电路能降低变压器产生的额外损耗。
附图说明
15.图1为现有反激式开关电源变压器的rcd吸收的电路原理图；图2为本发明第一实施例用于芯片供电的能量回收电路原理图；图3为本发明第二实施例用于芯片供电的能量回收电路原理图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.实施例一：请参照图2,一种用于芯片供电的能量回收电路，所述的能量回收电路为有源回收方式，其包括由开关q2构成的漏极端电路以及源极端电路，开关管q2的漏极端电路包括电感l1以及二极管d2，开关管q2的源级端电路包括电容c1、c2、c3、二极管d3、稳压管z1以及反相器u2构成。所述二极管d2阳极分别连接变压器t1异名端、开关管q2漏极，二极管d2阴极连接至电感l1一端，电感l1另一端连接至开关管q2的漏极，所述开关管q2栅极连接至反相器u2输出端，所述反相器u2输入端连接至控制芯片u1的gate引脚，所述开关管q2源极连接电容c1一端，电容c1另一端分别连接二极管d3阳极、电容c3一端、电容c2一端，所述电容c3另一端接地，所述电容c2另一端接地，所述二极管d3阴极分别接稳压管z1阴极、控制芯片vcc引脚，所述稳压管z1阳极接地。
18.在上述描述中，一种用于芯片供电的能量回收电路工作原理如下：电感l1在开关管q1关断后，一方面防止大电流流过击毁芯片，另一方面作为储能作用，并通过电容c1、c2、c3、z1稳定输出电压。
19.所述的高压直流电hvdc经过变压器t1的电流由开关管q1控制，因此可分为两个状态：开关管q1截止时：此时二极管d2阳极电压大于二极管d3阴极电压，二极管d2导通，此时变压器t1中漏感的能量流过二极管d2、电感l1，而此时开关管q2为导通状态，并向电容c1充电，当电容c1充满电之后，向电容c3、c2充电，当电容c2、c3充满后，多余的电流通过d3流向控制芯片vcc引脚，并由稳压管z1作为稳压功能。
20.开关管q1导通时：hvdc的电流经过变压器t1的原边线圈，此时开关管q1的漏极电压低于二极管d2阴极，二极管d2截止，主回路电流此时给变压器原边线圈以及漏感充电。而控制芯片u1的vcc主要是由电容c3、c2中储存的能量进行持续供电。
21.当开关管q1在关断时两端电压为510v、c2为27uf、c2为6.8uf、r2为50ω，电容c1流过的交流分量为12.6ua，三极管q2发射极到地之间的电压为11.97v，稳压管为12v，流过三极管q2的电流的交流分量为166pa。
22.实施例二：请参照图3,一种用于芯片供电的能量回收电路，所述的能量回收电路为无源回收方式，包括由电感二极管d12、电感l11、电容c11、c12、电阻r12、稳压管z11以及npn三极管构成。所述二极管d12阳极分别连接变压器t11异名端、开关管q12漏极，二极管d12阴极连接至电感l11一端、电容c11一端，所述电容c11另一端接地，电感l11另一端连接至电解电容c12一端、电阻r12一端、三极管q12一端，所述电容c12另一端接地，电阻r12接稳压管z11阴极，所述稳压管z11阳极接地，所述三极管q12基极接稳压管z11阴极，所述q12发射极接控制芯片u11的vcc引脚。
23.所述开关管q12栅极连接至反相器u12输出端，所述反相器u12输入端连接至控制芯片u11的gate引脚，所述开关管q12源极连接电容c11一端，电容c11另一端分别连接二极管d13阳极、电容c13一端、电容c12一端，所述电容c13另一端接地，所述电容c12另一端接地，所述二极管d13阴极分别接稳压管z11阴极、控制芯片vcc引脚，所述稳压管z11阳极接地。
24.在上述描述中，一种用于芯片供电的能量回收电路工作原理如下：当开关管q12断开后，此时二极管d12处于导通状态，变压器t11中漏感能量通过二极管d12流过电感l11，再经过线性稳压器为控制芯片u11供电。
25.同样的，所述的高压直流电hvdc经过变压器t11的电流由开关管q11控制，因此可分为两个状态：开关管q11截止时：此时二极管d12阳极电压达到d12的反向电压，二极管d12导通，此时变压器t11中漏感的能量流过二极管d12、电感l11，并由电容c11作为滤波电容，过滤电流的交流成分，当电容c11充满电之后，此时c11的充电电流非常大，因此之后的电感l11为防止漏感中杂散电容以及开关管q11中的寄生电容瞬间放电大电流，此后电流流过电解电容c12，此时c12为主要的储能元件，之后进过由r12、z11、r12构成的三端线性稳压电路，并
向控制芯片u11提供稳定的电压。
26.开关管q11导通时：hvdc的电流经过变压器t11的原边线圈，此时开关管q11的漏极电压低于二极管d12阴极，二极管d12截止，主回路电流此时给变压器原边线圈以及漏感充电。而控制芯片u11的vcc主要是由电解电容c12中储存的能量进行持续供电。
27.当开关管q11在关断时两端电压为510v、c12为27uf、c2为6.8uf、r12为50ω，电容c11流过的交流分量为12.6ua，三极管q12发射极到地之间的电压为11.97v，稳压管为12v，流过三极管q12的电流的交流分量为166pa。
28.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
29.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。