專利名稱：用于燈的直流電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種直流電源，通過(guò)電流反饋使得電源輸出等于預(yù)定值的恒定直流電 流，使燈發(fā)出恒定亮度燈光，無(wú)頻閃，無(wú)電磁輻射，具有防止眼睛疲勞近視和防止電磁輻射 的保健功能。
背景技術(shù)：
目前使用的照明電源分為三大類(1)低頻(50赫茲或60赫茲)電壓，例如220伏交流電直接加在白熾燈或鹵族燈 上，或者與電感振流器加在熒光燈上。(2)高頻(例如大于10千赫茲)電壓，例如220伏交流電經(jīng)過(guò)整流，功率因數(shù)調(diào) 節(jié)器，轉(zhuǎn)換為直流電壓，加在直流熒光燈上，直流熒光燈內(nèi)的開(kāi)關(guān)電源諧振電路會(huì)產(chǎn)生高頻 電壓加在熒光燈上；或與開(kāi)關(guān)電源諧振電路加在一般熒光燈上。(3)輸出高頻電壓包含于低頻包絡(luò)中，例如輸入為交流電，沒(méi)有功率因數(shù)調(diào)節(jié)電 路，只有開(kāi)關(guān)諧振電路變頻實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。由于燈的亮度與所加電壓有關(guān)，發(fā)光二極管，白熾燈，鹵族燈當(dāng)電壓越高則亮度越 高，熒光燈當(dāng)電壓越高則亮度越低。低頻電壓造成低頻光，高頻電壓造成高頻光，第三類電 源既有高頻光又有低頻光。第一類電源低頻頻閃現(xiàn)象嚴(yán)重，人眼晶狀體和瞳孔隨著亮度調(diào)節(jié)，眼肌十分疲勞， 長(zhǎng)時(shí)間眼肌就會(huì)松弛而不能準(zhǔn)確調(diào)節(jié)收縮晶狀體看遠(yuǎn)處，造成近視眼。第二類電源高頻頻閃超過(guò)一定頻率，人眼晶狀體和瞳孔不能跟隨高頻亮度調(diào)節(jié)， 交流峰值電壓產(chǎn)生的強(qiáng)光不斷刺激視網(wǎng)膜，長(zhǎng)期會(huì)對(duì)視力造成損害，角膜變干，晶狀體渾 濁，而且輸出高頻電壓造成電磁輻射會(huì)危害人體健康。第三類電源既會(huì)影響視力，又會(huì)造成電磁輻射。傳統(tǒng)反饋方式通常采用電壓反饋，通過(guò)采樣輸出電壓與參考電壓比較改變開(kāi)關(guān)電 路的導(dǎo)通時(shí)間，占空比或頻率等來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓保持恒定，對(duì)于有些燈恒定電壓輸出恒定 亮度，對(duì)于某些燈電壓微小變化將弓I起亮度變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種無(wú)頻閃的恒定電流直流燈電源，既沒(méi)有低頻輸出電壓，又沒(méi)有高頻 輸出電壓，燈亮度恒定，既不造成眼睛疲勞近視，又不造成電磁輻射影響健康。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種直流電源，包括輸出為恒定直流電流轉(zhuǎn)換器 140，反饋130實(shí)現(xiàn)電流反饋，可以有或沒(méi)有電壓反饋；輸入電源110可以是交流或直流，燈 120可以是任何一種燈，例如發(fā)光二極管，白熾燈，鹵族燈，熒光燈等。


圖1是本發(fā)明直流電源框圖。
圖2是本發(fā)明直流電源一種實(shí)現(xiàn)方式電路圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明直流電源一種實(shí)現(xiàn)方式中，電源110來(lái)自交流電；熔斷器Fl作為輸入過(guò) 電流保護(hù)電路，暫態(tài)電壓吸收器Vl作為輸入過(guò)電壓保護(hù)電路；電感Ll和電容Cl構(gòu)成輸入 濾波電路，消除電磁輻射，阻止高頻電流進(jìn)入輸入電源；二極管Dl，D2，D3，D4構(gòu)成整流電 路，將交流電轉(zhuǎn)換為直流；電容C2構(gòu)成穩(wěn)壓電路；變壓器Tl，三極管Q1，二極管D9構(gòu)成反 激拓?fù)潆娐纷鳛檩敵鰹楹愣ㄖ绷麟娏鬓D(zhuǎn)換器140 ；電感L2，L3，電容C10，C9，構(gòu)成輸出濾波 電路，過(guò)濾掉電流高頻分量，消除電磁輻射，使得直流電流通過(guò)電燈；變壓器Tl的輔助繞組 TlC,電阻R13，R15和變阻器R14構(gòu)成電壓反饋電路；集成電路控制器作為控制電路；電阻 R5，R6，電容C6構(gòu)成啟動(dòng)電路；輔助繞組T1C，二極管D8，電阻R16，電容C7構(gòu)成偏置電路， 給控制電路供電；燈120可用任何一種燈；變壓器Tl，電阻R19構(gòu)成電流反饋電路和過(guò)電流 保護(hù)電路；電容C5，電阻R3，R4構(gòu)成輸入監(jiān)測(cè)電路；開(kāi)關(guān)V2構(gòu)成燈啟動(dòng)電路；實(shí)際應(yīng)用中， 可用不同的電路或不同的元件實(shí)現(xiàn)以上各個(gè)模塊的功能，元件可多于，同于或少于以上功 能模塊，只要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，元件命名可與上述元件不同。如此實(shí)施例的工作原理是下面將圍繞所用Flyback拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)討論本直流電源中，反激拓?fù)潆娐纷鳛檗D(zhuǎn)換器140，包括原邊繞組，副邊繞組，輔助饒 組，它們耦合在變壓器磁芯上，磁芯可有空隙。主開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，能量?jī)?chǔ)存于變壓器原邊繞組， 主開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，能量傳送到副邊繞組和燈。變流器用原邊繞組實(shí)現(xiàn)電流反饋，輔助繞組實(shí)現(xiàn) 電壓反饋。變壓器原邊繞組匝數(shù)Np，副邊匝數(shù)Ns。定義輸出二極管D9的導(dǎo)通時(shí)間為T(mén)ons，關(guān) 斷時(shí)間為T(mén)offs，輸出電流峰值為Ips，在恒流輸出工作模式下，集成電路控制器控制開(kāi)關(guān) 占空比，保持輸出二極管D9的導(dǎo)通時(shí)間Tons和關(guān)斷時(shí)間Toffs比例恒定，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期 內(nèi)，輸出電流的平均值為=Iout = Ips · Tons/(Tons+Toffs)/2輸出二極管D9剛導(dǎo)通時(shí)輸出電流峰值Ips與變壓器原邊電流峰值Ipp關(guān)系為 Ips = Np · Ipp/Ns輸出恒定電流值為:Iout= (Np/Ns) · Ipp · Tons/(Tons+Toffs)/2電阻 R19 上的峰值電壓 Vrl9 = R19 · Ipp, lout = (Np/Ns) · (Vrl9/R19) · Tons/ (Tons+Toffs)/2通過(guò)檢測(cè)電阻R19上的峰值電壓，控制原邊電流峰值恒定，同時(shí)控制開(kāi)關(guān)占空比， 保持輸出二極管D9的導(dǎo)通時(shí)間Tons和關(guān)斷時(shí)間Toffs比例恒定，實(shí)現(xiàn)了輸出電流的恒定。可以通過(guò)光耦合器實(shí)現(xiàn)電流反饋，副邊側(cè)電流Iso與通過(guò)燈的電流相等或成比 例，，原邊側(cè)電流為Ipo，Ipo = k · Iso，將Ipo采樣送入控制電路，與參考值比較，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān) 占空比，導(dǎo)通時(shí)間，頻率等參數(shù)使得輸出恒定直流電流等于預(yù)先設(shè)定值?？梢酝ㄟ^(guò)輔助繞組實(shí)現(xiàn)電流反饋，原理與原邊繞組類似，lout = (Naux/Ns) · (Vr/ r) ·Τοη8/(Tons+Toffs)/2，通過(guò)檢測(cè)采樣電阻r上的峰值電壓，控制原邊電流峰值恒定，同 時(shí)控制開(kāi)關(guān)占空比，保持輸出二極管D9的導(dǎo)通時(shí)間Tons和關(guān)斷時(shí)間Toffs比例恒定，實(shí)現(xiàn) 了輸出電流的恒定。
電壓反饋是由分壓電阻R13，R14和R15的阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)。Naux是輔助繞組匝數(shù)，Ns 是副邊繞組匝數(shù)，根據(jù)實(shí)施例電路圖2，Vsense = Vo · R15 · Naux/((R13+R14+R15) · Ns).控制器保持Vsense等于一個(gè)參考電壓Vref。Vo = Vref · (R13+R14+R15) .Ns/(R15 .Naux) = Vref · (1+(R13+R14)/R15) .Ns/ NauxNs, Naux, Vref為定值，電壓就由電阻R13，R14, R15設(shè)定。該電源還可以如下方式實(shí)施，濾波電路可用共模，差模，LC, CLC濾波電路構(gòu)成； 整流可用全橋整流，半橋整流；轉(zhuǎn)換器140可以用任何一種拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)，例如降壓，升 壓，降升壓，非反相降升壓，H-橋，Watkins-Johnson,電流供給橋，反相Watkins-Johnson， Cuk, SEPIC，反相SEPIC，平方降壓，全橋，半橋，正激，雙三極管正激，推_拉，反激，基于 Watkins-Johnson推-拉，隔離SEPIC，隔離反向SEPIC，隔離Cuk，雙三極管反激等。電流反 饋電路可用輔助繞組或光耦合器或直接來(lái)自燈電流；電壓反饋調(diào)光電路可用電阻與變阻器 構(gòu)成的分壓器或變阻器與參考電壓構(gòu)成的分壓器；該電源中控制電路控制適用的拓?fù)潆娐?結(jié)構(gòu)，將交流或直流輸入電壓轉(zhuǎn)換成預(yù)定值的恒定直流電流輸出，使用其他控制器或其他 拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)時(shí)，電路會(huì)與實(shí)施例圖2的電路有所不同，可用任何一種控制器，集成電路控 制器或分離元件控制器。啟動(dòng)電路可用線性調(diào)節(jié)器-linear regulator或填谷電路-valley-filled circuit等任何一種電路；偏置電路可用輔助繞組或齊納二極管；燈120可用任何一種燈； 電源110可以是交流或直流。輸出保護(hù)電路可以有過(guò)電壓保護(hù)，過(guò)電流保護(hù)，過(guò)溫度保護(hù)和 其他保護(hù)，可以用不同電路實(shí)現(xiàn)，也可以只有其中一種或幾種保護(hù)電路。很多種實(shí)現(xiàn)方法已經(jīng)描述。然而，所有的變化沒(méi)有脫離本發(fā)明的中心思想。把低 頻線電壓變成恒定直流電流輸出，不含低頻分量，不含高頻分量，不會(huì)造成眼睛疲勞近視， 不危害人體健康。不會(huì)造成電磁輻射，最大限度的保護(hù)人視力與健康?？芍苯佑糜诓恍桄?zhèn)流器各種電壓各種功率的各種類型燈?？膳c鎮(zhèn)流器結(jié)合用于需 鎮(zhèn)流器各種電壓各種功率的各種類型燈。
權(quán)利要求
一種用于燈的直流電源，包括輸出為恒定直流電流轉(zhuǎn)換器140，反饋130，輸入電源110可以是交流或直流，燈120；其特征是該電源把輸入電源110轉(zhuǎn)換為預(yù)定值恒定直流電流通過(guò)燈120，使燈發(fā)出恒定亮光，減少眼睛疲勞，不含電磁輻射，最大限度地保護(hù)視力和人體健康。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述用于燈的直流電源，其特征是該電源的一個(gè)實(shí)施例圖2中， 電源110來(lái)自交流電；熔斷器Fl作為輸入過(guò)電流保護(hù)電路，暫態(tài)電壓吸收器Vl作為輸入過(guò) 電壓保護(hù)電路；電感Ll和電容Cl構(gòu)成輸入濾波電路，消除電磁輻射，阻止高頻電流進(jìn)入輸 入電源；二極管D1，D2，D3，D4構(gòu)成整流電路，將交流電轉(zhuǎn)換為直流；電容C2構(gòu)成穩(wěn)壓電路； 變壓器Tl，三極管Q1，二極管D9構(gòu)成反激拓?fù)潆娐纷鳛檩敵鰹楹愣ㄖ绷麟娏鬓D(zhuǎn)換器140; 電感L2，L3，電容C10，C9，構(gòu)成輸出濾波電路，過(guò)濾掉電流高頻分量，消除電磁輻射，使得直 流電流通過(guò)電燈；變壓器Tl的輔助繞組T1C，電阻R13，R15和變阻器R14構(gòu)成電壓反饋電 路；集成電路控制器作為控制電路；電阻R5，R6，電容C6構(gòu)成啟動(dòng)電路；輔助繞組T1C，二極 管D8，電阻R16，電容C7構(gòu)成偏置電路，給控制電路供電；燈120可用任何一種燈；變壓器 Tl，電阻R19構(gòu)成電流反饋電路和過(guò)電流保護(hù)電路；電容C5，電阻R3，R4構(gòu)成輸入監(jiān)測(cè)電 路；開(kāi)關(guān)V2構(gòu)成燈啟動(dòng)電路；實(shí)際應(yīng)用中，可用不同的電路或不同的元件實(shí)現(xiàn)以上各個(gè)模 塊的功能，元件可多于，同于或少于以上功能模塊，只要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，元件命名可與上 述元件不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于燈的直流電源，其特征是電流反饋使得副邊側(cè)輸出電流 通過(guò)變壓器，電阻等原件反饋到原邊側(cè)的控制電路與控制電路內(nèi)部參考值作比較，從而調(diào) 節(jié)開(kāi)關(guān)電路的占空比，導(dǎo)通時(shí)間，頻率等，從而調(diào)節(jié)輸出電流保持設(shè)定的恒定值，也可用光 耦合器，輔助繞組或直接從燈反饋?zhàn)鲭娏鞣答仭?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于燈的直流電源，其特征是電燈120可用任何一種燈，發(fā)光 二極管燈LED，節(jié)能燈，鹵族燈Halogen，白熾燈Incandescent，熒光燈；用途可以作為臺(tái)燈， 手術(shù)燈，車(chē)燈，機(jī)床操作燈，裝飾燈等等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燈的直流電源，其特征是該電源中的轉(zhuǎn)換器140將輸 入電源110轉(zhuǎn)換成預(yù)定值的恒定直流電流，可以用以下任何一種拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)，降壓，升 壓，降升壓，非反相降升壓，H-橋，Watkins-Johnson,電流供給橋，反相Watkins-Johnson， Cuk, SEPIC，反相SEPIC，平方降壓，全橋，半橋，正激，雙三極管正激，推_拉，反激，基于 Watkins-Johnson推-拉，隔離SEPIC，隔離反向SEPIC，隔離Cuk，雙三極管反激等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燈的直流電源，其特征是該電源中控制電路Ul控制適 用的拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)，將交流或直流輸入電壓轉(zhuǎn)換成預(yù)定值的恒定直流電流輸出，使用其他 控制器或其他拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)時(shí)，電路會(huì)與實(shí)施例圖2電路有所不同，其他應(yīng)用中控制電路 接線腳可多于，等于或少于本實(shí)施例電路中的控制電路Ul ；與控制電路接線腳所接功能模 塊可多于，等于，少于本實(shí)施例電路；其他應(yīng)用中控制電路接線腳位置可與本實(shí)施例電路中 的控制電路Ul相同或不同；可用任何一種控制器，集成電路控制器或分離元件控制器，可 以具有也可以不具有功率因數(shù)調(diào)整功能，可以用模擬方式，數(shù)字方式或模擬數(shù)字混合方式 實(shí)現(xiàn)控制電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燈的直流電源，其特征是電源濾波電路濾掉高頻信號(hào)， 使得高頻信號(hào)不能進(jìn)入輸入電源或電力系統(tǒng)，也不能進(jìn)入輸出電路的燈120，消除輸入輸出電磁輻射，保護(hù)人體健康，可用任何一種濾波電路LC濾波，CLCji型濾波，共模濾波，差模 濾波等電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燈的直流電源，其特征是電路放在金屬燈座內(nèi)，電磁干 擾完全屏蔽，也可放在其他材料的燈座內(nèi)，金屬燈座接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燈的直流電源，其特征是可以有電壓反饋也可以沒(méi)有 電壓反饋，在有電壓反饋時(shí)，輸出電壓通過(guò)變壓器輔助繞組，原邊繞組，光耦合器等原件反 饋到原邊側(cè)的控制電路與控制電路內(nèi)部參考值作比較，從而調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)電路的占空比，導(dǎo)通 時(shí)間，頻率，從而調(diào)節(jié)輸出電壓為設(shè)定值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燈的直流電源，其特征是開(kāi)關(guān)V2構(gòu)成燈啟動(dòng)電路，可 以在任何一個(gè)位置，可以在輸入端，也可以在輸出端，可以是任何一種開(kāi)關(guān)，可以是簡(jiǎn)單開(kāi) 關(guān)，可以是調(diào)光開(kāi)關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明是用作燈的直流電源，通過(guò)電流反饋將交流或直流輸入轉(zhuǎn)換成等于預(yù)定值的恒定直流電流輸出。主要包括輸入電源、輸出為恒定直流電流轉(zhuǎn)換器、反饋、燈。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是輸出為恒定直流電流通過(guò)燈，使燈發(fā)出恒定亮度燈光，沒(méi)有低頻燈光，減少眼睛疲勞；沒(méi)有高頻燈光，不含電磁輻射；具有反饋亮度調(diào)節(jié)功能，最大限度地保護(hù)視力和人體健康。
文檔編號(hào)F21S2/00GK101893167SQ200910022570
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者趙娓 申請(qǐng)人:趙娓