[实用新型]用自耦开关变压器的单管开关电源

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种用自耦开关变压器的单管开关电源，属于开关电源技术领域。

背景技术

单管开关电源是一种常见的降压直流电源，广泛地应用在照明灯具、充电器等小型电器设备上。随着节能照明灯具的发展，特别是发光二极管(LED)照明灯具的发展，常常要求单管开关电源与灯具整合为一体，因而要求单管开关电源效率高，体积小。

目前一种常见的典型的单管稳压开关电源的电路原理图见图1所示。从图1中可以看出单管稳压开关电源是由整流电路、驱动器电路、MOS开关管电路、开关变压器、缓冲电路、电压输出电路和反馈电路等几部分组成。外接交流市电经整流电路DB1整流后变为高压直流电，供整个开关电源工作。高压直流电经电阻R1降压后给驱动器供启动电流，使驱动器启动工作，电容C1、C2为滤波电容。驱动器输出脉冲信号，使MOS开关管周期性导通、关闭，实现脉宽调制(PWM)。当MOS开关管导通时，高压直流电通过开关变压器T的原边线圈L1，经副边线圈L2和二极管D2输出低压直流电。当MOS开关管关闭时，高压直流电断路，在原边线圈L1中产生反电势，反电势经由电阻R10、电容C5和二极管D3组成的缓冲电路释放，减少反电势对MOS开关管的损坏。

电阻R7是MOS开关管的源极电阻，电阻R6是采样电阻，当MOS开关管的工作电流过大时，电阻R7压降增大，驱动器从电阻R6采集信号后，将使MOS开关管关断，保护了MOS开关管。开关变压器T的副边线圈L3、限流电阻R2和整流二极管D1，向驱动器供给工作电流，维持驱动器正常工作。

经开关变压器T的副边线圈L2和肖特基二极管D2的脉动低电压直流电，由电容C3、C4和电感L4滤波后输出，供负载使用。

由电阻R3、R4、R5、集成电路Z1和光电耦合器U2组成反馈电路，当输出电压高于电阻R4、R5设置的基准电压时，集成电路Z1导通，进而使光电耦合器U2也导通，其输出信号将使驱动器减少MOS开关管工作的“占空比”；当输出电压低于电阻R4、R5设置的基准电压时，集成电路Z1和光电耦合器U2关闭，其输出信号将使驱动器增加MOS开关管工作的“占空比”；如此周而复始地使开关电源的输出电压稳定在预定范围，实现了“稳压”。

单管恒流开关电源的电路原理图见图2所示。其电路与单管稳压开关电源的电路比较，只是输出电路和反馈电路不同。在单管恒流开关电源的电路中，经由开关变压器T的副边线圈L2、肖特基二极管D2的低压直流电，经后电容C3、C4和电感L4滤波后，负载串接电流采样电阻R5。反馈电路由放大器U3、电阻R3、R4、R5、R8、R9、R11、稳压二极管Z2和光电耦合器U2组成，由电阻R11和稳压二极管Z2提供给放大器U3稳定电压，由电阻R8、R9分压，预置放大器U3正端的基准电压，输出电流流过采样电阻R5，其电流信号经电阻R4输入放大器U3的负端。当输出电流过大时，电流信号大于基准电压，放大器U3导通，进而使光电耦合器U2也导通，光电耦合器U2的输出，减少了MOS开关管开关占空比；使输出电流减少；当输出电流过小时，电流信号小于基准电压，放大器U3不通，光电耦合器U2关闭，增加了MOS开关管开关占空比，使输出电流增大；如此周而复始，使输出电流限定在预置范围，实现了“恒流”。

在上述单管开关电源电路中，由于使用了隔离式开关变压器，使得单管开关电源电路效率较低，体积较大；缓冲电路消耗了一部分能量，也是单管开关电源电路效率较低的原因之一。另外，单管开关电源的驱动器的工作供电回路中，限流电阻R2，在宽电压(80～260VAC市电)工作条件下，损耗较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种用自耦开关变压器的单管开关电源，提高电路的工作效率，减少电路体积，并使在宽电压(80～260VAC市电)工作条件下提高效率。

本实用新型采用的技术方案是，包括整流电路、驱动器电路、MOS开关管电路、开关变压器、缓冲电路、输出电路和反馈电路等，其特征是：其开关变压器采用自耦开关变压器，原边线圈L1与副边线圈L2串接在一起，或者副边线圈L2从原边线圈L1抽头而成。

所述自耦开关变压器的原边线圈L1通过二极管与输出负载形成回路。

在输出电路中并联储能电容器。

所述自耦开关变压器的副边线圈L3的输出端连接三端稳压电路。