一种自适应特定LED低压灯带电压的开关电源的制作方法

本发明涉及开关电源设计和led应用领域，具体是指一种自适应特定led低压灯带电压的开关电源。

背景技术：

1、led低压灯带以其种类多样、裁剪灵活、低压安全的特点越来越多的应用在家装及工装领域，为led低压灯带配套供电的开关电源也随之蓬勃发展。不同的使用场景，led灯珠的串并数也经常不同，市场上常用的led低压灯带供电电压有dc12v、dc24v、dc48v三种，因此需要给不同供电电压的led低压灯带匹配对应电压的开关电源，这对电源厂家而言无疑增加了产品类目，对于经销商而言则是要准备多种电压规格的库存，对于终端使用者而言，多电压规格增加了出错的概率。我们去现场处理客诉，经常发现开关电源电压与led低压灯带电压不匹配的情形：电压高的led低压灯带配错成了电压低的开关电源——点不亮灯；电压低的led低压灯带配了输出电压高的开关电源损坏灯带。第一种情形容易发现，施工过程中就能解决；第二种情形则不易发现，配错电源的的灯带也能亮一段时间，但是这种情形很危险：过高的电压导致灯带发热量巨大，密闭空间有失火的风险。

2、在现有方案中，有的厂家在开关电源壳子上面加了led数码管或者液晶屏来指示其输出电压，有的厂家在显示的基础上又加了按键，让客户可以用按键来切换不同的输出电压。这些做法都需要人工去识别、去干预，增加了使用者的工作量，并不能从根本上解决接错电压的问题，甚至会引入新的风险：如果客人接上了12v的灯带，不小心用按键把输出电压调成了48v，灯带就有瞬间烧毁的风险。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提供一种自适应特定led低压灯带电压的开关电源。

2、本发明的技术方案如下：本发明是一种自适应特定led低压灯带电压的开关电源，包括高压整流及控制电路(w1)、隔离变压器及低压整流电路(w2)和led灯带电压自适应电路(w3)，所述高压整流及控制电路(w1)连接于交流电源主线上，所述隔离变压器及低压整流电路(w2)连接于高压整流及控制电路(w1)上，所述led灯带电压自适应电路(w3)连接于隔离变压器及低压整流电路(w2)上，所述led灯带电压自适应电路(w3)与高压整流及控制电路(w1)相连接。

3、进一步地，所述led灯带电压自适应电路(w3)包括输入正极vinput、电源负极gnd、电压采样及ldo电路(w301)、mcu控制单元(w302)、电流采样电路(w303)、光电隔离程控反馈电路(w304)、pmos换线电路(w305)、fb信号、高压gnd、灯条接口led+和灯条接口led-。

4、进一步地，所述mcu控制单元(w302)依次连接于所述电压采样及ldo电路(w301)，电流采样电路(w303)，程控光电隔离反馈电路(w304)和pmos换线电路(w305)，所述电流采样电路(w303)与所述灯条接口led-相连接，所述程控光电隔离反馈电路(w304)与所述高压整流及控制电路(w1)相连接，所述pmos换线电路(w305)与所述灯条接口led+相连接，所述电压采样及ldo电路(w301)，所述程控光电隔离反馈电路(w304)及所述pmos换线电路(w305)共同连接于所述输入正极vinput，所述电压采样及ldo电路(w301)、所述mcu控制单元(w302)、所述电流采样电路(w303)、所述光电隔离程控反馈电路(w304)及所述pmos换线电路(w305)共同连接于电源负极gnd。

5、进一步地，所述电压采样及ldo电路(w301)包括输入正极vinput，灯条接口led+，电源负极gnd，电阻r1、r2、r3、r4、r5、r27、r28、r29，瓷片电容c1、c2、c3、c4、c5、c6、c11，采样电压端口adc1，采样电压端口adc2，dcdc电路(w30101)，ldo直流稳压器u4，电解电容ce1，单片机电源正极vcc和运放电源正极vdd。所述电阻r1的第一端与所述dcdc电路(w30101)的vin端共同连接于所述输入正极vinput，所述电阻r1的第二端，所述电阻r2的第一端与所述电阻r3的第一端相连接，所述电阻r2的第二端及所述电容c1的第一端共同连接于所述采样电压端口adc1，所述dcdc电路(w30101)的vo端与所述电阻r4的第一端相连接，所述电阻r4的第二端，所述电容c2的第一端及所述电容c3的第一端共同连接于所述ldo直流稳压器u4的vin端，所述ldo直流稳压器u4的vo端，所述电容c4的第一端，所述电容c5的第一端及所述电阻r5的第一端共同连接于所述单片机电源正极vcc，所述电阻r5的第二端，所述电容c6的第一端与所述电解ce1的正极共同连接于所述运放电源正极vdd，所述电阻r27的第一端与所述灯条接口led+相连接，所述电阻r27的第二端，所述电阻r28的第一端与所述电阻r29的第一端相连接，所述电阻r28的第二端及所述电容c11的第一端共同连接于所述采样电压端口adc2，所述电阻r3、r29的第二端，所述电容c1、c2、c3、c4、c5、c6、c11的第二端，所述dcdc电路(w30101)的vss端，所述ldo直流稳压器u4的vss端及所述电解ce1的负极共同连接于电源负极gnd。

6、进一步地，所述电流采样电路(w303)包括运放电源正极vdd，电源负极gnd，电阻r6、r7、r8、r9，运算放大器u5，灯条接口led-和采样电压端口adc3。所述运算放大器u5的vin+依次连接于所述电阻r7与所述电阻r9的第一端，所述运算放大器u5的vin-依次连接于所述电阻r6、r8的第一端，所述电阻r9的第二端与所述采样电阻rcs1的第一端共同连接于所述灯条接口led-，所述电阻r7的第二端与所述运算放大器u5的v+端共同连接于所述运放电源正极vdd，所述电阻r8的第二端，所述采样电阻rcs1的第二端与所述运算放大器u5的v-端共同连接于所述电源负极gnd，所述电阻r6的第二端与所述运算放大器u5的vo端共同连接于所述采样电压端口adc3。

7、进一步地，所述程控光电隔离反馈电路(w304)包括输入正极vinput，电源负极gnd，单片机端口pwm，运放电源正极vdd，fb信号，高压gnd，电阻r10、r11、r12、r13、r14、r15、r16、r17、r18、r19、r20，电容c7、c8、c9、c10，运算放大器u1，npn型三极管q1，电阻rcs2，光电隔离器u2和基准源u3，所述运算放大器u1的vin+端依次连接于所述电阻r11的第一端，所述电阻r12的第一端和所述电容c8的第一端，所述运算放大器u1的vin-端与所述电阻r14的第一端相连接，所述运算放大器u1的vo端与所述电阻r13的第一端相连接，所述运算放大器u1的v+端与所述运放电源正极vdd相连接，所述npn型三极管q1的基极b端与所述电阻r13的第二端相连接，所述npn型三极管q1的集电极c端依次连接于所述电阻r15的第一端及所述电阻r18的第一端，所述npn型三极管q1的发射极e端依次连接于所述电阻r14的第二端及所述电阻rcs2的第一端，所述光电隔离器u2的1端依次连接于所述电阻r16的第一端及所述电阻r17的第一端，所述光电隔离器u2的2端依次连接于所述电阻r17的第二端，所述电阻r19的第一端，所述电容c10的第一端及所述基准源u3的k端，所述光电隔离器u2的3端与所述高压gnd相连接，所述光电隔离器u2的4端与所述fb信号相连接，所述基准源u3的ref端依次连接于所述电阻r18的第二端，所述电阻r20的第一端，所述电容c9的第一端及所述电容c10的第二端，所述电阻r19的第二端与所述电容c9的第二端相连接，所述单片机端口pwm与所述电阻r10的第一端相连接，所述电阻r10的第二端与所述电阻r11的第二端及所述电容c7的第一端相连接，所述电阻r15的第二端与所述电阻r16的第二端共同连接于输入正极vinput，所述电容c7的第二端，所述电容c8的第二端，所述电阻r12的第二端，所述运算放大器u1的v-端，所述电阻rcs2的第二端，所述电阻r20的第二端及所述基准源u3的a端共同连接于所述电源负极gnd。

8、进一步地，所述pmos换线电路(w305)包括输入pmos通道1电路(w30501)、pmos通道2电路(w30502)、宽压小电流恒流电路(w30503)、输入正极vinput、电源负极gnd、控制端口pg1、控制端口pg2和灯条接口led+，所述pmos通道1电路(w30501)与所述pmos通道2电路(w30502)共同连接于所述输入正极vinput，所述pmos通道1电路(w30501)与所述宽压小电流恒流电路(w30503)共同连接于所述灯条接口led+，所述pmos通道2电路(w30502)与所述宽压小电流恒流电路(w30503)相连接，所述控制端口pg1与所述pmos通道1电路(w30501)相连接，所述控制端口pg2与所述pmos通道2电路(w30502)相连接，所述pmos通道1电路(w30501)、所述pmos通道2电路(w30502)和所述宽压小电流恒流电路(w30503)共同连接于所述电源负极gnd。

9、进一步地，所述pmos通道1电路(w30501)包括输入正极vinput，电源负极gnd，电阻r21、r22、r23，电容c11，齐纳二极管d1，pmos管q2，nmos管q3，控制端口pg1和灯条接口led+，所述电阻r21的第一端，所述电容c11的第一端，所述齐纳二极管d1的负极和所述pmos管q2的s端共同连接于所述输入正极vinput，所述电阻r21的第二端，所述电容c11的第二端，所述齐纳二极管的正极和所述pmos管q2的g端共同连接于所述电阻r22的第一端，所述pmos管q2的d端与所述灯条接口led+相连接，所述电阻r22的第二端与所述nmos管q3的d端相连接，所述nmos管q3的g端和所述电阻r23的第一端共同连接于所述控制端口pg1，所述nmos管q3的s端与所述电阻r23的第二端共同连接于所述电源负极gnd。

10、进一步地，所述pmos通道2电路(w30502)包括输入正极vinput，电源负极gnd，电阻r24、r25、r26，齐纳二极管d2，pmos管q4，nmos管q5，控制端口pg2和小电流恒流电路输入端口pout，所述电阻r24的第一端，所述齐纳二极管d2的负极和所述pmos管q4的s端共同连接于输入正极vinput，所述电阻r24的第二端，所述齐纳二极管d2的正极和所述pmos管q4的g端共同连接于所述电阻r25的第一端，所述pmos管q4的d端与所述小电流恒流电路输入端口pout相连接，所述电阻r25的第二端与所述nmos管q5的d端相连接，所述nmos管q5的g端和所述电阻r26的第一端共同连接于所述控制端口pg2，所述nmos管q5的s端与所述电阻r26的第二端共同连接于所述电源负极gnd。

11、采用上述结构的本发明实现过程如下：对电路参数进行调整，使得pmos换线电路(w305)上电初始处于断开状态，本开关电源通电后，输入正极vinput有电压输出，电压采样及ldo电路(w301)首先开始工作并启动mcu控制单元(w302)，mcu控制单元(302)控制pg1保持断开状态，pg2导通，使得pmos通道2电路(w30502)工作，于是pout有输出，宽压小电流恒流电路(w30503)开始工作，此时，灯条接口led+与led-对外输出是恒流模式，不论接入的led低压灯条工作电压是多少，都不会损坏，然后mcu控制单元(w302)通过电流采样电路(w303)的adc3端口采集灯条接口led+的电压，从而计算出当前led低压灯条的小电流工作电压，mcu控制单元(w302)内部通过算法比对可以推算出led低压灯条的工作电压，mcu控制单元(w302)通过pwm端口控制程控光电隔离反馈电路(w304)，使得输入正极vinput的电压调整至此电压，然后mcu控制单元(w302)控制pg2关断，控制pg1导通，使得pmos通道1电路(w30501)工作，至此，灯条接口led+与led-对外输出是恒压模式，其输出电压就是此led低压灯条的工作电压。