一种高效非隔离电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高效非隔离式电源装置，其效率特别高，目的是用作各种LED灯具的驱动电源及其他广泛用途。
【背景技术】
[0002]目前普遍认可开关电源，但国内外的开关电源现实情况不令人满意，比如一般的开关电源能耗还大，电源效率不够高，部分功率变成热量而消耗掉，还需要用散热器来散发这些热量。
[0003]使用最广泛的开关电源是隔离式开关电源，其效率一般在80-90%之间，这意味着发热严重，浪费能量多，散热负担重；而且体积也很大。例如，成都明玮公司生产销售的100瓦电源，体积为234X68X38.8mm3= 617cm3，功率密度为100/617 = 0.16瓦/cm3。在国外，如Infineon推出的方案ICL8001G，功率可达10W-60W，印刷电路板面积为20mmX 70mm，效率为90 %。由此可见，国内外开关电源的效率、体积、功率密度也是差不多的。同时，人们正在想法减小电源体积，提高电源效率、寿命，这也是目前开关电源的发展趋势。
[0004]目前能查到的较好的非隔离恒流电源为HA22004PB，它的最佳输出电压为150-180伏，最大输出电流为60毫安时输出的最低电压为90伏，输出电流为20毫安时，输出的最低电压为30伏，可见其稳流效果欠佳。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于:针对目前开关电源一般成本较高，体积较大，效率仅为80-90%较低的技术难题，为用户提供一种具有电子线路结构简单，使用电子元器件少，体积小，能量损耗极低，不需要使用散热器散热，效率能高达99%的高效非隔离电源。
[0006]为达到本实用新型的发明目的，必须实施下述技术方案:
[0007]—种高效非隔离电源，包括有高效非隔离恒流电源和高效非隔离稳压电源，其中所述的:
[0008]高效非隔离恒流电源，是包括由整流电路、辅助电源电路、控制电路和输出恒流电路所组成的系统；其中:
[0009]所述整流电路:其整流桥堆输入两端连接220伏交流市电，其输出的两端有一端接地，另一端则输出频率为100赫兹、波形为正弦波的正半周脉动直流电压VO ；
[0010]所述辅助电源电路:是将由整流桥堆Br1输出的脉动直流电压VO，经二极管D 9整流、电容C15滤波，输出约为310伏的直流电压Vl ;在该电路中二极管D9的阳极连接电压线V0, 二极管D9的阴极电压线Vl分别与电容C 15的高压极、电阻R 18的高压端连接，而电容C 15的低压极则接地GND ；
[0011 ] 所述控制电路:是由触压确定电路和硅触执行电路所构成；
[0012]其中的触压确定电路，是由电阻R2、二极管D3、电阻R4、电容C5、电容C6、二极管D7、电容c8、电阻R19、二极管D2tl、二极管D21和稳压二极管Z 22所组成；
[0013]其中二极管D3的阳极和电容C6的高压极与电压线VO相连接；
[0014]而二极管D3的阴极通过电阻R4的输出电压线Vb，分别连接电阻1?2的高压端、电容(:5的高压极、二极管0 7的阳极、三极管T J勺基极、以及电容C6的低压极；电容C5的低压极与二极管D7的阴极共连，其电压线Ve分别连接到三极管T 1(|的发射极、二极管D21的阳极、由电阻R19和二极管D 2(|并联组成的并联电路的低压端和电容C 8的高压极；二极管D 21的阴极连接稳压二极管Z22的阴极，使二极管D 21和稳压二极管Z 22组成钳位电路；电阻R2的低压端与电容C8的低压极共线接地，并连接到整流桥堆Br 接地端；
[0015]触压确定电路，提供了正弦波正半周脉动直流电压VO下降沿确定点被触发时的市电瞬时电压，它最终决定着本电源输出电压Vout的电压值；
[0016]其中的硅触执行电路，是由三极管Tltl、可控硅Si11、电阻R12、电阻R13、电容C14、电阻R16、电容ci7、电阻R23、场效应管F24、稳压二极管Z25和电容C 26所组成；其中:
[0017]可控硅Si1J^阳极与电压线VO连接，可控硅Si ^的阴极电压线Vk，一个支路通过电阻R13连接到由电阻R 12和电容C 14并联所组成的并联电路的低压端和可控硅Si η的控制极，此并联电路的高压端则连接到三极管Tltl的集电极上；
[0018]可控硅Si11阴极电压线Vk的另一个支路，连接到由电阻R 16和电容C 17并联所组成并联电路的高压端上，此并联电路的低压端则接地；
[0019]可控硅Si11阴极电压线Vk的第三个支路，连接到由电阻R23、场效应管F24、稳压二极管ζ25、电容C26所组成的延时开关电路中场效应管F 24的漏极，并通过它的源极连接到二极管R27的阳极，电阻R23的高压端连接电压线VI，其低压端分别连接场效应管F24的栅极和由稳压二极管Ζ25、电容C26并联组成的并联电路的高压端，此并联电路的低压端与场效应管F24的源极连接；
[0020]硅触执行电路，提供可控硅Si11触发导通所需要的触发电压脉冲，还使可控硅Si η触发导通且延迟一段时间后，因场效应管F24导通才使可控硅Si ^的阴极与二极管R 27的阳极连接起来，自此以后二极管R27的电极电位就是电压线Vk的电位，避免了初次开机时可控硅Si11刚触发导通时的不确定电压被输出；
[0021]所述输出恒流电路:是由反馈放大电路和输出采样电路组成；其中:
[0022]反馈放大电路，是由电阻R18、电阻R19、二极管D2tl、场效应管F28、稳压二极管Z29、电容C3tl和电阻R31所组成；其中:
[0023]二极管D9的阴极电压线Vl连接电阻R 18后，其一个支路通过由电阻R 19和二极管D2tl并联所组成的并联电路连接到二极管D 21的阳极上；而其另一个支路连接到场效应管F 28的漏极上，通过场效应管F28的栅极其一个分支通过电阻R31连接到输出采样电路的采样点，另一个分支连接由稳压二极管Z29和电容C3tl并联组成的并联电路的高压端，这个并联电路的低压端接地，场效应管F28的源极也接地；
[0024]输出采样电路，是由二极管D27、电容C32、电阻R33和负载组成；其中:
[0025]二极管D27阴极的输出电压线Vout，分别连接到负载的高压端、稳压二极管Z 22的阳极、接地电容C32的高压极上；负载的低压端连接电阻R33的高压端并组成输出采样电路的采样点，反馈放大电路就是通过R31连接到这个采样点的；
[0026]输出采样电路，提供本电源输出电流的采样、反相放大并反馈至触压确定电路，以及从二极管D27获得最终输出电流电压。
[0027]高效非隔离电源中的高效非隔离稳压电源(见图2)，包括有由整流电路、辅助电源电路、控制电路和输出稳压电路所组成的系统；该系统中的整流电路和辅助电源电路与高效非隔恒流电源中的整流电路及辅助电源电路结构相同；其控制电路的结构与高效非隔恒流电源中的控制电路结构基本相同，区别是在高效非隔离稳压电源的控制电路中，省去了由二极管D21与稳压二极管Z 22串联组成的钳位电路；
[0028]而所述的输出稳压电路，是由反馈放大电路和输出采样电路组成；其中的反馈放大电路与高效非隔恒流电源输出恒流电路中的反馈放大电路结构相同，区别的是输出稳压电路中的输出采样电路，是由由二极管D27、电容C32、电阻R34、电阻R33和负载组成；其中:
[0029]二极管D27阴极的输出电压线Vout，分别连接到负载的高压端、电阻R 34的高压端及接地电容C32的高压极上；由电阻R 34和电阻R 33串联组成采样电路，采样点就是电阻R 34的低压端和电阻R33的高压端的连接点，反馈放大电路就是通过电阻R 31连接到这个采样点上；电阻R33的低压端接地，负载低压端也接地；
[0030]输出采样电路，提供本电源输出电压的采样、反相放大并反馈至触压确定电路，并从二极管D27获得最终输出电流电压。
[0031]本实用新型的有益效果是:本电源效率已经提高到了远超过目前开关电源90%的效率水平，经实验测试表明其电源效率高达99%以上，其发热量已大大减小，在实际电源装置中已不需要散热器了，制造成的电源装置体积大大减小到甚至只有几个立方厘米，所需元件很少，成本明显降低了，但输出的功率已经达到500瓦，输出的直流电压最高可达300伏，最低只有O伏，即输出可以经受短路不损坏；利用改变电阻R33阻值的办法使本电源还具有调光功能，用于Led灯具照明驱动，解决了目前LED灯具驱动电源所存在的实际问题，为市场对高效直流电源的需求提供了有力的技术支撑。
【附图说明】
[0032]图1是本实用新型高效非隔离恒流电源电路电路原理结构线路图
[0033]图2是本实用新型高效非隔离稳压电源电路原理结构线路图
[0034]图3是本实用新型高效非隔离恒流电源电路原理方框图
[0035]图4是本实用新型高效非隔离稳压电源电路原理方框图
[0036]图中标记:整流桥堆Br1,电阻R2, 二极管D3,电阻R4,电容C5，电容C6，二极管D7,电容c8，二极管D9,三极管Tltl，单向可控硅Si11,电阻R12,电阻R13,电容C14，电容C15，电阻R16,电容C17，电阻R18,电阻R19, 二极管D2(i，二极管D21，稳压二极