一種電容器式整流降壓型穩壓電路制造技術

本實用新型專利技術公開了一種電容器式整流降壓型穩壓電路，在交流電整流過程中，利用自關斷器件可控特性和二極管單向導電特性，第一只電容器經一只充電二極管和第二只電容器組成串聯充電。當交流電壓低于第二只電容器端電壓時，阻斷二極管兩端產生自關斷器件的驅動電壓，驅動自關斷器件導通，第一只電容器對第二只電容器進行并聯式放電；當輸出電壓達到要求值時，穩壓控制電路控制自關斷器件關斷，以獲得穩定的直流電壓輸出，供用電負載使用。進而簡化了從交流電到直流電穩壓變換過程，達到了利用電容器整流降壓型穩壓的目的。本實用新型專利技術具有結構簡單，成本低，效率和功率因數高等優點，突破了電感開關電源因開關頻率高導致的使用壽命短的瓶頸。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及到一種電容器式整流降壓型穩壓電路，特別涉及到利用電力電子技術控制電容器對交流電進行整流降壓型穩壓電路。
技術介紹
隨著電子技術的發展，電子產品不斷普及，作為電子產品必不可少的供電電源的直流穩壓電源，應用越來越廣泛。現有的交流電轉換到直流電的方式大體分為兩種，一種是交流電先經變壓器變壓至所需的電壓，進而經整流濾波后，再進行穩壓；另一種是交流電整流后，進行開關變換成較高頻率的交流電，再依次經變換頻率較高的變壓器或電感器變換、二次整流濾波、穩壓后，輸出所需的直流電。第一種轉換方式雖然結構簡單，但變壓器體積大、效率和功率因數低，給使用帶來不便；第二種轉換方式雖然采用了變換頻率高的變壓器和電感器，減小了電路體積，但存在高頻變換產生電磁諧波和污染，且該方式采用了二次整流，降低了轉換效率。因此，尋找一種無變壓器且體積小、效率和功率因數高的整流穩壓電路，以滿足電子市場快速增長的需求，是研究人員多年來一直努力解決的難題。
技術實現思路
針對現有交流電轉換直流電的不足，本技術要解決的技術問題是，提供一種電容器式整流降壓型穩壓電路。該穩壓電路發揮了電解電容器體積小和容量大的優勢，在交流電整流過程中，利用自關斷器件可控特性和二極管單向導電特性，將交流電整流后得到的單向電流，經一只阻斷二極管阻斷反向電壓，第一只電容器經一只充電二極管和第二只電容器組成串聯充電。當輸入的交流電壓低于第二只電容器的端電壓時，阻斷二極管兩端產生反向電壓為自關斷器件的驅動電壓，驅動自關斷器件導通，第一只電容器經放電二極管對第二只電容器進行放電；當輸出電壓達到要求值時，穩壓控制電路控制自關斷器件關斷，以獲得穩定的直流電壓輸出，供用電負載使用。進而簡化了從交流電到直流電的穩壓變換過程，達到了利用電容器整流、降壓和穩壓的目的。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是，一種電容器式整流降壓型穩壓電路由輸入端L和N、整流電路、驅動電路、開關電路、穩壓控制電路、輸出端E-、E+和負載Rfz構成。該電路的工作步驟和物理過程是：交流電經共模電感和濾波電容濾波后，由整流橋整流成脈動直流電，經阻斷二極管和充電二極管對兩只電容器進行串聯式充電；當輸入交流電壓低于輸出直流電壓且達到預定控制值時，阻斷二極管產生驅動電壓驅動自關斷器件導通，經放電二極管和限流電感實現第一只電容器對第二只并聯式放電；當輸出電壓達到要求值時，穩壓控制電路內的電壓比較器控制光電耦合器內的發光二極管工作，經光電耦合使驅動電路內的光電耦合器內的接收三極管導通，控制自關斷器件關斷，實現對第二只電容器端電壓的控制，進而達到控制穩壓輸出的目的；當自關斷器件關斷時，存儲在限流電感內的電磁能經回能二極管釋放到第二只電容器中。所述的整流電路由共模電感L1、濾波電容器CL和整流橋DQ構成；所述的驅動電路由驅動電阻R1、釋放電阻R2、穩壓二極管DW1、阻斷二極管D1、光電耦合器內的接收管DG構成；所述的開關電路由第一只充電電容器C1和第二只充電電容器C2、放電二極管D2和充電二極管D3、限流電感L2、回能二極管D4和自關斷器件V構成；所述的穩壓控制電路由光電耦合器的發光管FG和電壓比較器B構成。所述的自關斷器件可以采用功率三極管，功率場效應管，IGBT和GTO等具有可控制關斷屬性的半導體功率器件。一種電容器式整流降壓型穩壓電路各電路內部和之間的連接關系是，交流電的輸入端N與所述的整流電路內共模電感L1的一繞組的一端相連，該繞組的另一端連接到濾波電容器CL的一端和整流橋DQ的交流輸入的一端；交流電的輸入端L與所述的整流電路的共模電感L1另一繞組的一端相連，該繞組的另一端連接到濾波電容器CL的另一端和整流橋DQ的交流輸入的另一端；整流橋DQ輸出的正電位與所述的驅動電路內的驅動電阻R1的一端、所述的開關電路內的放電二極管D2的負極和直流輸出端的E+相連接；所述的整流電路內的整流橋DQ輸出的負電位與所述的驅動電路內的阻斷二極管D1的負極相連接；所述的開關電路內的第一只充電電容器C1的負極和自關斷器件V的陰極與所述的驅動電路內的阻斷二極管D1的正極相連接；所述的穩壓控制電路內光電耦合器的發光管FG光電耦合到所述的驅動電路內的光電耦合器接收管DG；所述的開關電路內的驅動電阻R1的一端連接到脈動直流電的正電位，驅動電阻R1的另一端連接到脈動直流電的負電位，并與所述的驅動電路內的穩壓二極管DW1的負極、釋放電阻R2的一端連接，阻斷二極管D1的正極與穩壓二極管DW1的正極、釋放電阻R2的另一端、光電耦合器接收管DG的發射極、所述的開關電路內的自關斷器件V的陰極和第一只充電電容器C1的負極相連接；所述的開關電路內的第一只充電電容器C1的正極與放電二極管D2的正極和充電二極管D3的負極相連接，放電二極管D2的負極與輸出端E+相連接，充電二極管D3的正極與第二只充電電容器C2的負極和輸出端E-相連接；第二只充電電容器C2的正極和回能二極管D4的負極與輸出端E+相連接；所述的開關電路內的自關斷器件V的驅動極與所述的驅動電路2內的光電耦合器接收管DG的集電極相連接；所述的開關電路內的自關斷器件V的陽極與限流電感L2的一端和回能二極管D4的正極相連接，限流電感L2的另一端與第二只充電電容器C2的負極和輸出端E-相連接。所述的穩壓控制電路的V+與輸出端E+相接，穩壓控制電路的V-與輸出端E-相接，所述的穩壓控制電路內的電壓比較器B的輸出端控制光電耦合器的發光管FG經光電耦合到所述的驅動電路內的光電耦合器內的接收管DG。本技術有益效果在于，由于采用50周控制電容器充放電電壓進行整流穩壓，減少了變換環節，增大了交流整流導通角度，提高了電路的功率因數和轉換效率，降低了電容器的開關損耗，延遲了電容器的使用壽命，進而提高電路的使用壽命；由于沒有使用變壓器或開關變換用的電感，因此縮小了電路體積，進而降低了制作成本；設置了回能二極管，降低了自關斷器件的耐壓值，同時回收了限流電感內的能量，提高了轉換效率。附圖說明圖1電容器式整流降壓型穩壓電路原理圖圖中標號：1整流電路2驅動電路3開關電路4穩壓控制電路圖2利用電容器式整流降壓型穩壓電路制作的LED恒流恒壓驅動電源原理圖圖中標號：1整流電路2驅動電路3開關電路4穩壓控制電路5恒流控制電路具體實施方式下面結合實施例及其附圖對本技術做進一步詳細說明。本技術是一種電容器式整流降壓型穩壓電路。圖1是電容器式整流降壓型穩壓本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電容器式整流降壓型穩壓電路，其特征在于：一種電容器式整流降壓型穩壓電路由輸入端L和N、整流電路(1)、驅動電路(2)、開關電路(3)、穩壓控制電路(4)、輸出端E?、E+和負載Rfz構成；所述的整流電路(1)由共模電感L1、濾波電容器CL和整流橋DQ構成；所述的驅動電路(2)由驅動電阻R1、釋放電阻R2、穩壓二極管DW1、阻斷二極管D1、光電耦合器內的接收管DG構成；所述的開關電路(3)由第一只充電電容器C1和第二只充電電容器C2、放電二極管D2和充電二極管D3、限流電感L2、回能二極管D4和自關斷器件V構成；所述的穩壓控制電路(4)由光電耦合器的發光管FG和電壓比較器B構成。

【技術特征摘要】
1.一種電容器式整流降壓型穩壓電路，其特征在于：一種電容器式整流降壓型穩壓電路由輸入端L和N、整流電路(1)、驅動電路(2)、開關電路(3)、穩壓控制電路(4)、輸出端E-、E+和負載Rfz構成；所述的整流電路(1)由共模電感L1、濾波電容器CL和整流橋DQ構成；所述的驅動電路(2)由驅動電阻R1、釋放電阻R2、穩壓二極管DW1、阻斷二極管D1、光電耦合器內的接收管DG構成；所述的開關電路(3)由第一只充電電容器C1和第二只充電電容器C2、放電二極管D2和充電二極管D3、限流電感L2、回能二極管D4和自關斷器件V構成；所述的穩壓控制電路(4)由光電耦合器的發光管FG和電壓比較器B構成。?
2.根據權利要求1所述的一種電容器式整流降壓型穩壓電路，其特征在于：所述的自關斷器件可以采用功率三極管、功率場效應管、IGBT和GTO等具有可控制關斷屬性的半導體功率器件。?
3.根據權利要求1所述的一種電容器式整流降壓型穩壓電路，其特征在于：交流電的輸入端N與所述的整流電路(1)內共模電感L1的一繞組的一端相連，該繞組的另一端連接到濾波電容器CL的一端和整流橋DQ的交流輸入的一端；交流電的輸入端L與所述的整流電路(1)的共模電感L1另一繞組的一端相連，該繞組的另一端連接到濾波電容器CL的另一端和整流橋DQ的交流輸入的另一端；整流橋DQ輸出的正電位與所述的驅動電路(2)內的驅動電阻R1的一端、所述的開關電路(3)內的放電二極管D2的負極和直流輸出端的E+相連接；所述的整流電路(1)內的整流橋DQ輸出的負電位與所述的驅動電路(2)內的阻斷二極管D1的負極相連接；所述的開關電路(3)內的第一只充電電容器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李香龍，張煒，
申請(專利權)人：李香龍，
類型：實用新型
國別省市：