電容式開關(guān)安全隔離程控電源電路制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開一種電容式開關(guān)安全隔離程控電源電路，包括橋式整流電路，單片機(jī)，電容式程控降壓電路，開關(guān)電路，橋式整流電路由三極管Q1、Q3和二極管D2、D3組成，三極管的基極連接單片機(jī)，電容式程控降壓電路包括電容C2、C3、C4和三極管Q4、Q5，構(gòu)成直流逐級(jí)降壓，三極管Q4、Q5的基極連接單片機(jī)，開關(guān)電路包括兩組程控同步開關(guān)，第一組開關(guān)連接橋式整流電路的輸出端、電容C2與三極管Q4的輸入端，第二組開關(guān)連接電容C2與三極管Q4的輸出端、電容C3與三極管Q5的輸入端，兩組程控同步開關(guān)不同時(shí)閉合。本實(shí)用新型專利技術(shù)以電容式程控降壓電路替代了笨重的電源變壓器，提高了市電的功率因素，節(jié)約大量電能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及電源電路
，更具體地說，是涉及一種電容式開關(guān)安全隔離程控電源電路。
技術(shù)介紹
傳統(tǒng)的電源電路都離不開安全隔離變壓器，在降壓的同時(shí)并能防止后級(jí)電路觸電風(fēng)險(xiǎn)。變壓器屬感抗元件。社會(huì)上各行各業(yè)都大量使用感抗電器，比如:電機(jī)、注塑機(jī)、保溫箱、電熱水器、電暖器、電磁爐、電熱壺等等。大量使用感抗電器會(huì)給國家的市電電源造成巨大的能源浪費(fèi)，因?yàn)楦行噪娐窌?huì)使市電的無功功率增加，功率因素降低。如果用容性電路去補(bǔ)償(中和)感性電路中多余的感性，從理論上絕對(duì)可以增加市電的有功功率，減少無功功率，從而提高市電電源的功率因素。然而，目前還沒有見有關(guān)文獻(xiàn)公開報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)目前安全隔離變壓器存在降低功率因素的問題，提供一種電容式開關(guān)安全隔離程控電源電路，取消了安全隔離變壓器，采用了電容器進(jìn)行降壓，橋式開關(guān)電路進(jìn)行安全隔離，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:電容式開關(guān)安全隔離程控電源電路，包括橋式整流電路，單片機(jī)，還包括電容式程控降壓電路，開關(guān)電路，所述橋式整流電路由三極管Q1、Q3和二極管D2、D3組成，三極管Q1、Q3的基極連接單片機(jī)，所述電容式程控降壓電路包括電容C2、C3、C4和三極管Q4、Q5，由電容C2、C3、C4構(gòu)成直流逐級(jí)降壓，三極管Q4、Q5的基極連接所述單片機(jī)，所述開關(guān)電路包括兩組程控同步開關(guān)，第一組程控同步開關(guān)K1、K2連接所述橋式整流電路的輸出端、電容C2與三極管Q4的輸入端，從而使橋式整流電路與后級(jí)電路可由第一組程控同步開關(guān)斷開，第二組程控同步開關(guān)Κ3、Κ4連接電容C2與三極管Q4的輸出端、電容C3與三極管Q5的輸入端，兩組程控同步開關(guān)不同時(shí)閉合。在所述第一組程控同步開關(guān)的輸入端連接第一輸出電壓檢測(cè)電路，所述輸出電壓檢測(cè)電路由電阻R7、R8、R9組成，電阻R8連接所述單片機(jī)。還包括備用電源電路，所述備用電源電路由三極管Q2、電容C1組成，三極管Q2的基極連接所述單片機(jī)。在電容C4的輸出端連接第二輸出電壓檢測(cè)電路，所述第二輸出電壓檢測(cè)電路由電阻R12、R13、R14組成，電阻R13同時(shí)連接所述單片機(jī)。還包括用于時(shí)間同步校正的電源電壓檢測(cè)電路，所述電源電壓檢測(cè)電路由二極管D1、電阻R3、R4、R5組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果是:本技術(shù)依據(jù)電容儲(chǔ)能的特點(diǎn)，采用橋式開關(guān)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)輸出安全隔離電源的目的。以電容式程控降壓電路替代了傳統(tǒng)的變壓器降壓電路，取消了笨重的電源變壓器，既節(jié)省了成本，又提高了市電的功率因素，為國家節(jié)約大量的電能，還為電源電路節(jié)省了硬件空間。本技術(shù)通過橋式開關(guān)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用軟件編程技術(shù)輕易就實(shí)現(xiàn)了電源安全隔離的目的。【附圖說明】圖1為本技術(shù)電容式開關(guān)安全隔離程控電源電路的電路圖。圖2為本技術(shù)電容式開關(guān)安全隔離程控電源電路的單片機(jī)端口結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本技術(shù)的開關(guān)電路實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本技術(shù)的開關(guān)電路實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本技術(shù)整流電路波形圖。【具體實(shí)施方式】下面詳細(xì)描述本技術(shù)的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本技術(shù)，而不能理解為對(duì)本技術(shù)的限制。參見圖1-5，本技術(shù)的電容式開關(guān)安全隔離程控電源電路，包括橋式整流電路1，單片機(jī)，還包括電容式程控降壓電路，開關(guān)電路3，所述橋式整流電路由三極管Ql、Q3和二極管D2、D3組成，三極管Ql、Q3的基極連接單片機(jī)，所述電容式程控降壓電路包括電容C2、C3、C4和三極管Q4、Q5，由電容C2、C3、C4構(gòu)成直流逐級(jí)降壓，三極管Q4、Q5的基極連接所述單片機(jī)，所述開關(guān)電路包括兩組程控同步開關(guān)，第一組程控同步開關(guān)K1、K2連接所述橋式整流電路的輸出端、電容C2與三極管Q4的輸入端，從而使橋式整流電路與后級(jí)電路可由第一組程控同步開關(guān)斷開，第二組程控同步開關(guān)Κ3、Κ4連接電容C2與三極管Q4的輸出端、電容C3與三極管Q5的輸入端，兩組程控同步開關(guān)不同時(shí)閉合。傳統(tǒng)的橋式整流電路是由二極管組成的，本技術(shù)打破常規(guī)，通過三極管與D2、D3構(gòu)成橋式整流，由單片機(jī)程序控制。在所述第一組程控同步開關(guān)的輸入端連接第一輸出電壓檢測(cè)電路2，所述輸出電壓檢測(cè)電路由電阻R7、R8、R9組成，電阻R8連接所述單片機(jī)。本技術(shù)還包括備用電源電路，所述備用電源電路由三極管Q2、電容C1組成，三極管Q2的基極連接所述單片機(jī)。當(dāng)橋式整流電路1輸出的電壓不足時(shí)，程控系統(tǒng)啟動(dòng)備用電源電路，以補(bǔ)充橋式整流電路的不足，使電壓輸出更加穩(wěn)定。在電容C4的輸出端連接第二輸出電壓檢測(cè)電路4，所述第二輸出電壓檢測(cè)電路由電阻R12、R13、R14組成，電阻R13同時(shí)連接所述單片機(jī)。本技術(shù)還包括用于時(shí)間同步校正的電源電壓檢測(cè)電路，所述電源電壓檢測(cè)電路由二極管D1、電阻R3、R4、R5組成。本技術(shù)通過單片機(jī)芯片控制程序、高壓晶體管程控整流電路、電容降壓式程控電路、程控橋式開關(guān)安全隔離電路、低頻穩(wěn)壓程控電路、PWM脈寬調(diào)制電路等多個(gè)功能電路來實(shí)現(xiàn)程控開關(guān)安全隔離電源的作用。三極管Q1、Q3和二極管D2、D3四個(gè)晶體管組成程控整流電路。其程控整流的工作過程如下:Q1、Q3、D2和D3在原理上與傳統(tǒng)的橋式全波整流電路相同，所不同的是，Q1和Q3是由單片機(jī)程序控制的。而傳統(tǒng)的橋式整流電路是四個(gè)二極管組成開放式整流，不受控制。野心家C2、C3、C4和三極管Q4、Q5組成電容式直流降壓電路、低頻穩(wěn)壓程控電路和PWM脈寬調(diào)制電路。開關(guān)K1-K4組成的是橋式開關(guān)安全隔離程控電路。工作過程描述如下:經(jīng)過前面的整流電路整流以后，電路不定時(shí)地給電容C2充電，C2上的電壓一般可設(shè)計(jì)較高，比如:100-300VDC。具體電壓值根據(jù)負(fù)載的大小通過計(jì)算來確定。電容C2、C3和三極管Q4組成的是直流降壓電路，通過PWM脈寬調(diào)制原理進(jìn)行降壓。其脈沖寬度也是受程序由B4、B5進(jìn)行控制的。K1-K4四個(gè)開關(guān)的工作過程是:當(dāng)K1和K2接通時(shí)，K3和K4必須關(guān)閉，此時(shí)，整流電路給電容C2充電；當(dāng)K1和K2關(guān)閉時(shí)，K3和K4可閉合，也可以關(guān)閉，一般是處于閉合狀態(tài)。此時(shí)，整流電路停止給C2充電，啟動(dòng)三極管Q4和Q5，通過程序由端口 B4和B5控制三極管Q4和Q5的開和關(guān)，以PWM脈寬調(diào)制的方式分別給電容C3和C4充電。由于此時(shí)，K1和K2是關(guān)閉的，所以前面的交流電源電路完全隔離了，所以后面的直流電源電路是安全隔離的。開關(guān)K1和K2，K3和K4是兩組功能不同的開關(guān)，兩組開關(guān)在任何時(shí)候都不能同時(shí)閉合。K1-K4開關(guān)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的需要可以選擇光藕、光電開關(guān)或繼電器等。如果選擇繼電器則要考慮繼電器的壽命與工作頻率的諧調(diào)問題。參見圖3-4，Κ1-Κ4四個(gè)開關(guān)也都是由單片機(jī)程序控制的，分別受VK1-VK4進(jìn)行控制。四個(gè)開關(guān)可采用繼電器式控制開關(guān)(見圖3)，也可采用光藕開關(guān)(見圖4)。從圖5可以看出，Ql、Q3兩個(gè)三極管是根據(jù)設(shè)計(jì)負(fù)載的需要，通過程序由端口 Β1和Β3來控制兩個(gè)三極管的導(dǎo)通和關(guān)閉。其中，三極管Q2和電容C1組成備用電源電路，也是受程序通過端口 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
電容式開關(guān)安全隔離程控電源電路，包括橋式整流電路，單片機(jī)，其特征在于：還包括電容式程控降壓電路，開關(guān)電路，所述橋式整流電路由三極管Q1、Q3和二極管D2、D3組成，三極管Q1、Q3的基極連接單片機(jī)，所述電容式程控降壓電路包括電容C2、C3、C4和三極管Q4、Q5，由電容C2、C3、C4構(gòu)成直流逐級(jí)降壓，三極管Q4、Q5的基極連接所述單片機(jī)，所述開關(guān)電路包括兩組程控同步開關(guān)，第一組程控同步開關(guān)K1、K2連接所述橋式整流電路的輸出端、電容C2與三極管Q4的輸入端，從而使橋式整流電路與后級(jí)電路可由第一組程控同步開關(guān)斷開，第二組程控同步開關(guān)K3、K4連接電容C2與三極管Q4的輸出端、電容C3與三極管Q5的輸入端，兩組程控同步開關(guān)不同時(shí)閉合。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅恒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院，
類型：新型
國別省市：廣東;44