照明燈具通用功率調節器的製作方法

2023-06-08 05:02:21 2

專利名稱：：照明燈具通用功率調節器的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種照明燈用的通用功率調節器，屬於開關電源領域。
背景技術：
：隨著國家節能減排政策的穩步推進，照明燈的功率調節器也越來越多地由檯燈普及到一般的照明燈具，但目前的調節器為可控矽的移相式或斬波式調節，其輸出的為交流電，只可用於白熾燈的功率調節，而不可用於節能燈和日光燈的功率調節，使用範圍受到限制，再加之傳統功率調節器的成本高、自身損耗較大，很難做到大功率，目前國內的照明燈功率調節器還不能普及推廣應用。
發明內容為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種成本低、性能穩定、使用範圍廣、節能的照明燈具通用功率調節器。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種照明燈具通用功率調節器，其特徵在於它由三端電源晶片及其外圍電路構成，所述外圍電路包括連接在三端電源晶片漏極端的輸入整流濾波電路、連接在三端電源晶片源極端的振蕩電路、連接在三端電源晶片控制輸入端的可調反饋電路，所述振蕩電路的輸出端接有輸出濾波電路。進一步，所述三端電源晶片的型號為TOPSwitch-IIT0P22XY。本實用新型的有益效果是本實用新型的照明燈具通用功率調節器由三端電源晶片及其外圍電路構成，其能將220V的交流市電轉換成高達300V左右的直流電輸出，轉換效率高達90%以上，並具有輸出功率範圍大、成本低、集成化程度高、電路設計簡單等優點，在具體的形式上，可以做成可連續調節的功率調節器，也可以做成可選擇的多電壓等級輸出功率調節器，可廣泛適用於白熾燈、節能燈、日光燈照明燈具的功率調節。以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖1是本實用新型的電路原理圖。具體實施方式一種照明燈具通用功率調節器，由美國PowerIntegrationInc公司推出的TOPSwitch-IIT0P22XY系列三端電源晶片IC1及其外圍電路構成，這裡的X為晶片型號1—7，Y為裝封為晶片的裝封形式，5所述外圍電路包括連接在三端電源晶片IC1漏極端Vin的輸入整流濾波電路1、連接在三端電源晶片IC1源極端Vout的振蕩電路3、連接在三端電源晶片IC1控制輸入端的可調反饋電路2，所述振蕩電路3的輸出端接有輸出濾波電路4。TOPSwitch-IIT0P22XY是美國功率集成公司(PowerIntegrationInc，簡稱PI公司)推出三端單片電源系列，具體的型號有T0P221Y、T0P222Y、T0P223Y、T0P224Y、T0P225Y、T0P226Y、和T0P227Y，其具體參數如下tableseeoriginaldocumentpage6TOPSwitch-IIT0P22XY系列的優點有:(1)將脈寬調製(PWM)控制系統的全部功能集成到三端晶片中。內含脈寬調製器、功率開關場效應管(MOSFET)、自動偏值電路、保護電路、高壓啟動電路和環路補償電路，通過高頻變壓器使輸出端與電網完全隔離，真正實現了無工頻變壓器、隔離、反激式開關電源的單片集成化，使用安全可靠。由於採用CMOS電路，使器件功耗顯著降低，它不需要外接大功率的過流檢測電阻，外部也不必擔供啟動時的偏值電流。(2)它屬於漏極開路輸出並且利用電流來線性調節佔空比的AC/DC電源變換器，即電流控制型開關電源。(3)輸入交流電壓和頻率的範圍極寬。作固定電壓輸入時可選110V/115V/230V交流電，允許變化±15%;在寬範圍電壓輸入時，適配85—265V交流電，但P0M值要比前者降低40y。，這是因為後者的工作條件更為苛刻，必須對輸出功率加以限制，輸入頻率範圍是47一440HZ。以由T0P223Y構成的開關電源模塊為例，其電壓調整率(又稱線性調整率)sv二士o.7y。，負載調整率(亦稱電流調整率)S1二士1.1%(均為典型值)。(4)T0PSwitch-II只有三個引出端，能以最簡方式構成無工頻變壓器的反激式開關電源，為完成多種控制、偏值及保護功能，其控制端屬於多功能引出端，實現了一腳多用，它具有連續和不連續兩種工作模式，能構成各種普通型或精密型開關電源。(5)開關頻率的典型值為100KHZ，允許範圍是90—110KHZ，佔空比調節範圍是1.7%—67%。(6)外圍電路簡單，成本低廉。外部僅需整流濾波器、高頻變壓器、漏極鉗位保護電路、反饋電路和輸出電路。由TOPSwitch-II構成5W以上的開關電源，在成本上可與相同功率的線性集成穩壓電源相競爭。(7)電源效率高。由於晶片本身功耗很低，電源效率可達80%左右，最高能達到90%以上，因此被譽為"綠色"(節能型)電源。(8)若將它配以低壓差線性集成穩壓器，則可構成一種新型複合式開關電源，既保留了開關電源體積小、效率高之優點，又具有線性穩壓電源穩定性好、紋波電壓低等優良特性。此外，它還適配L4960/L4970A系列可調式單片關式集成穩壓器，組成電壓連續可調、大電流輸出的複合式開關電源。(9)採用這種晶片能夠降低開關電源所產生的電磁幹擾(EMI)。(10)其工作溫度範圍是0—7(TC，晶片最高結溫TJM二135t:由於T0P22XY系列晶片的原理和接線方式相同，在本實施例中以T0P224Y為例來說明其具體接線方式。參照圖1，所述輸入整流濾波電路包括由整流二極體D1—D4組成的整流橋和並聯在整流橋輸出端的電容Cl;所述振蕩電路為一具有中間抽頭的電感L1;所述輸出濾波電路包括並聯在輸出端的電阻R4和電解電容C4，所述可調反饋電路包括一三極體Q和與三極體Q集電極相連、帶開關的電位器WR1，三極體Q的發射極一路接三端電源晶片的控制輸入端，另一路通過串聯的電解電容C3、電阻R1接三端電源晶片源極端與電感L1的接點，電位器WR1的另一端一路通過濾波電容C2接三端電源晶片源極端與電感L1的接點，另一路通過二極體D6接電感Ll的中間抽頭；在三端電源晶片源極端與電感Ll的接點之間連接有串接的電阻R2和穩壓二極體ZD1，所述三極體Q的基極接電阻R2與穩壓二極體ZD1的接點。用戶可通過調節電位器WR1，調節三端電源晶片輸出的佔空比，從而調節輸出電壓，其能將220V的交流市電轉換成高達300V左右的直流電輸出，轉換效率高達90%以上，並具有輸出功率範圍大、成本低、集成化程度高、電路設計簡單等優點，在具體的形式上，可以做成可連續調節的功率調節器，也可以做成可選擇的多電壓等級輸出功率調節器，可廣泛適用於白熾燈、節能燈、日光燈照明燈具的功率調節。下面，通過實驗數據來說明本實用新型的節能效果。按照圖1接線，其中，圖1中的器件參數如下整流二極體D1—D4型號為IN4007;二極體D5、D6為快速恢復二極體，型號為FR107;三極體Q型號為A92;電容C1型號為400V/104P;電容C2為400V/3.3uF;電容C3為50V/4.7uF;電容C4為400V/3.3uF;電阻R1、R2、R3、R4為1/4W碳膜電阻或金屬膜電阻；穩壓二極體ZD1為1/2W、5.IV;實驗儀器為電子整流器、節能燈輸入特性分析儀(PF9801A)。實驗數據如下表:自帶電子整流器節能燈標稱功率輸入電壓測量電流功率因數測量功率第一組未裝11W220V0.072A0.6039.6W裝後iiw220V0.049A0.8289.6W半功率時220V0.029A0.9336.2W第二組未裝13W220V0.079A0.62110.8W裝後13W220V0.058A0.81210.2W半功率時220V0.032A0.9336.8W第三組未裝15W220V0.103A0.60113.6W裝後15W220V0.083A0.72613.5W半功率時220V0.037A0.9408.0W第四組未裝20W220V0.141A0.60419.0W裝後20W220V0.118A0.72319.0W半功率時220V0.050A0.94611.0W第五組未裝25W220V0.168A0.59421.9W裝後25W220V0.134A0.74221.9W10半功率時220V0.059A0.94912.5W第六組未裝36W220V0,163A0.62122.3W裝後36W220V0.139A0.74222.3W半功率時220V0.073A0.94516.OW自帶電子整流器螢光燈標稱功率輸入電壓測量電流功率因數測量功率第一組未裝55WH220V0.225A0.64733.OW裝後55WH220V0.191A0.77533.OW半功率時220V0.137A0.91218.OW第二組未裝27WH220V0.182A0.57423.1W裝後27WH220V0.136A0.73923.OW20W時220V0.106A0.84220.OW13W時220V0.064A0.92813.OW由以上的八組實驗數據可知，未安裝本實用新型的功率調節器時平均功率因數為0.645，而安裝後功率因數提高了25%，提高了效率，節省了電能。ii權利要求1、一種照明燈具通用功率調節器，其特徵在於它由三端電源晶片及其外圍電路構成，所述外圍電路包括連接在三端電源晶片漏極端的輸入整流濾波電路、連接在三端電源晶片源極端的振蕩電路、連接在三端電源晶片控制輸入端的可調反饋電路，所述振蕩電路的輸出端接有輸出濾波電路。2、根據權利要求1所述的照明燈具通用功率調節器，其特徵在於所述輸入整流濾波電路包括由整流二極體D1—D4組成的整流橋和並聯在整流橋輸出端的電容Cl。3、根據權利要求1所述的照明燈具通用功率調節器，其特徵在於所述振蕩電路為一具有中間抽頭的電感Ll。4、根據權利要求1所述的照明燈具通用功率調節器，其特徵在於所述輸出濾波電路包括並聯在輸出端的電阻R4和電解電容C4。5、根據權利要求1或3所述的照明燈具通用功率調節器，其特徵在於所述可調反饋電路包括一三極體Q和與三極體Q集電極相連、帶開關的電位器WR1，三極體Q的發射極一路接三端電源晶片的控制輸入端，另一路通過串聯的電解電容C3、電阻R1接三端電源晶片源極端與電感L1的接點，電位器WR1的另一端一路通過濾波電容C2接三端電源晶片源極端與電感Ll的接點，另一路通過二極體D6接電感L1的中間抽頭；在三端電源晶片源極端與電感Ll的接點之間連接有串接的電阻R2和穩壓二極體ZD1，所述三極體Q的基極接電阻R2與穩壓二極體ZD1的接點。6、根據根據權利要求1所述的照明燈具通用功率調節器，其特徵在於所述三端電源晶片的型號為TOPSwitch-IIT0P22XY。專利摘要本實用新型公開了一種照明燈具通用功率調節器，它由三端電源晶片及其外圍電路構成，所述外圍電路包括連接在三端電源晶片漏極端的輸入整流濾波電路、連接在三端電源晶片源極端的振蕩電路、連接在三端電源晶片控制輸入端的可調反饋電路，所述振蕩電路的輸出端接有輸出濾波電路。其能將220V的交流市電轉換成高達300V左右的直流電輸出，轉換效率高達90％以上，並具有輸出功率範圍大、成本低、集成化程度高、電路設計簡單等優點，在具體的形式上，可以做成可連續調節的功率調節器，也可以做成可選擇的多電壓等級輸出功率調節器，可廣泛適用於白熾燈、節能燈、日光燈照明燈具的功率調節。文檔編號H05B37/02GK201345756SQ200820203519公開日2009年11月11日申請日期2008年11月14日優先權日2008年11月14日發明者朱保華申請人:朱保華