[發明專利]BUCK變換電路、本安開關電源及燈具

在審

• 申請號: 201310400484.4
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN104426369A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 周明杰;張飛
• 申請（專利權）人: 深圳市海洋王照明工程有限公司;海洋王照明科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 深圳市隆天聯鼎知識產權代理有限公司 44232
• 代理人: 周惠來;徐恕

技術領域

本發明涉及照明領域，尤其涉及BUCK變換電路、本安開關電源及燈具。

背景技術

隨著礦井照明智能化的不斷推進及照明安全級別的不斷提高，本質安全型電氣電設備正被越來越多的礦區使用，電源控制芯片的電壓越來越低，低壓本安電源的需求越來越大。而現有技術中，大多數開關電源使用傳統的BUCK型降壓變換器。

請參閱圖1，現有技術的BUCK變換器電路主要由開關管S＇，續流二極管D＇，儲能電感L＇以及第一濾波電容C＇組成，下面在一個開關周期內分析其工作原理：當開關管S＇導通時，續流二極管D＇因承受反向電壓而截止，流過電感L＇上的電流iL逐漸增大，負載RL上的電流為Io，RL兩端的輸出電壓為Vo。當iL>Io時，第一濾波電容C＇充電。當開關管S＇斷開時，續流二極管D＇因承受正向電壓而導通，iL逐漸減小，在iL<Io時，電容C＇處于放電狀態，維持輸出電流Io和輸出電壓Vo不變。

隨著對大功率低電壓本安電源的需求增大，基本本安Buck變換器就需要進一步提高輸出功率。但是要想提高輸出功率，增大輸出電流，可以使變換器輸出端電感以及電容的容量增加，但是這樣很容易引燃爆炸型環境的易爆物質，降低本質安全性能；再者可以通過提高開關頻率來實現，一方面能夠減小為滿足輸出紋波電壓要求所需的電感和電容取值，因此也有利于本質安全，但另一方面提高開關頻率卻降低了變換器的效率，導致電感中電流增大而不利于本質安全。此外提高開關頻率還會導致電容器的實際工作有效容量顯著下降而影響濾波效果，這樣就無法滿足電氣性能方面的要求，并且過高的開關頻率不僅不易實現，而且電路抗干擾能力下降，對周圍環境的干擾也增強。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服上述現有技術存在的不足，而提出一種BUCK變換電路、本安開關電源及燈具，能夠解決無法同時兼顧電路的電氣性能指標以及本質安全性指標的問題。

為解決上述技術問題，本發明提出一種BUCK變換電路，其包括：BUCK變換模塊，其用于對輸入電源進行變換，其包括：輸入端、第一輸出端以及第二輸出端，BUCK變換模塊的輸入端連接電源的正極，BUCK變換模塊的第二輸出端連接電源的負極，BUCK變換模塊的第一輸出端輸出第一級電壓；以及LC模塊，其用于對第一級電壓進行濾波，其包括：輸入端、第一輸出端以及第二輸出端，LC模塊的輸入端連接BUCK變換模塊的第一輸出端，LC模塊的第一輸出端連接負載，LC模塊的第二輸出端連接BUCK變換模塊的第二輸出端，LC模塊的第一輸出端輸出第二級電壓。

優選地，BUCK變換模塊包括控制器、受控于控制器的開關管、續流二極管、儲能電感以及第一輸出濾波電容；開關管包括輸入端、控制端以及輸出端，開關管的輸入端連接BUCK變換模塊的輸入端，開關管的控制端連接控制器，開關管的輸出端連接續流二極管的陰極，續流二極管的陽極連接BUCK變換模塊的第二輸出端，儲能電感的一端連接續流二極管的陰極，儲能電感的另一端連接BUCK變換模塊的第一輸出端，第一輸出濾波電容連接在BUCK變換模塊的第一輸出端以及第二輸出端之間。

優選地，控制器為PWM控制器。

優選地，開關管為MOS管，MOS管的柵極為開關管的控制端，MOS管的源極為開關管的輸入端，MOS管的漏極為開關管的輸出端。

優選地，LC模塊包括輸出濾波電感以及第二輸出濾波電容，輸出濾波電感的一端連接LC模塊的輸入端，其另一端連接LC模塊的第一輸出端，第二輸出濾波電容連接在LC模塊的第一輸出端以及第二輸出端之間。

為解決上述技術問題，本發明還提出一種本安開關電源，其包括如上所述的BUCK變換電路。

為解決上述技術問題，本發明還提出一種燈具，其包括如上所述的本安開關電源。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：本發明的BUCK變換電路、本安開關電源以及燈具，通過LC模塊能夠在小電感、小電容的情況下工作，既滿足電氣性能指標，又能滿足本質安全性能指標，還能有效提高輸出功率。

附圖說明

圖1為現有技術的BUCK變換電路的電路結構圖。

圖2為本發明的BUCK變換電路的電路結構圖。

其中，附圖標記說明如下：BUCK變換模塊1??開關管S??續流二極管D??儲能電感L??第一輸出濾波電容C1???LC模塊2??輸出濾波電感L1??第二輸出濾波電容C2。

具體實施方式

為了進一步說明本發明的原理和結構，現結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明。