電容器式分壓整流穩壓電路制造技術

本發明專利技術公開了一種電容器式分壓整流穩壓電路，在交流電整流過程中，利用一只自關斷器件可控特性和二極管單向導電特性，將兩只電容器串聯充電后，由自關斷器件控制第一只電容器對第二只電容器進行放電，第二只電容器的端電壓作為輸出電壓；當輸出電壓高于預定電壓時，由另一只自關斷器件控制第三只容量較小的電容器經限流電感與第二只電容器并聯，以達到對直流電輸出值的調整。本發明專利技術簡化了從交流電到直流電的穩壓變換過程，突破性地利用并聯電容器達到分壓整流穩壓的目的。用本發明專利技術設計的電路具有結構簡單、成本低，使用壽命長等優點。

【技術實現步驟摘要】
電容器式分壓整流穩壓電路
本專利技術涉及到一種電容器式分壓整流穩壓電路，特別涉及到利用電力電子技術控制電容器對交流電進行分壓整流的穩壓電路。
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，本專利技術要解決的技術問題是，提供一種電容器式分壓整流穩壓電路。本專利技術發揮了電解電容器體積小和容量大的優勢，其工作原理是: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，經一只充電二極管對兩只串聯電容器充電后，由一只自關斷器件控制第一只電容器經一只放電二極管對第二只電容器進行放電控制；第二只電容器的兩端直流電壓作為輸出電壓，當輸出電壓高于預定電壓時，由穩壓電路控制另一只自關斷器件控制第三只容量較小的電容器經限流電感與第二只電容器并聯，以達到對直流電輸出值的調整，實現直流電的穩壓輸出。本專利技術簡化了從交流電到直流電的穩壓變換過程，達到了利用電容器穩壓的目的。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是，一種電容器式分壓整流穩壓電路由輸入端L和N、整流電路、驅動電路、開關電路、調壓電路，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，經隔離二極管和充電二極管對兩只串聯電容器進行充電；當輸入交流電壓低于第二只電容器的輸出電壓，隔離二極管的負極電壓為正時，第一只自關斷器件導通，控制第一只電容器經放電二極管和第一只限流電感對第二只電容器進行放電；當隔離二極管的反向電壓降到低于第一只自關斷器件關斷電壓時，第一只自關斷器件關斷，第二只電容器的兩端電壓作為輸出電壓；當輸出電壓因輸入交流電壓波動大于正常值時，調壓電路內陰陽極反向并聯有續流二極管的第二只自關斷器件控制第三只電容器經第二只限流電感與第二只電容器并聯，第三只電容器放電由續流二極管實現，達到降低第二只電容器端電壓的目的，進而實現了電容器分壓整流的穩壓輸出；存儲在第一只電感的電磁能經第一只回能二極管釋放到第二只電容器中，第二只限流電感內的電磁能經第二只回能二極管釋放回第三只電容器。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dwl、隔離二極管Dl構成；所述的開關電路由第一只電容器Cl和第二只電容器C2、放電二極管D2和充電二極管D3、限流電感L2、第一只回能二極管D4和自關斷器件Vl構成；所述的調壓電路由第二只回能二極管D5、反向并聯有續流二極管D6的第二只自關斷器件V2、第三只電容器C3和限流電感L3構成；所述的穩壓控制電路由電壓比較器B、電阻R3、R4、R5和R6、穩壓二極管dw2和dw3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。一種電容器式分壓整流穩壓電路的各電路連接關系如下，輸入端L連接至所述的整流電路內共模電感LI的一個繞組，該繞組的另一端與所述的整流電路內的整流橋DQ的交流輸入的一端相連，輸入端N與共模電感LI的另一個繞組的一端相連，該繞組的另一端與整流橋DQ的交流輸入的另一端相連；所述的整流電路內的整流橋DQ的輸出正電位與輸出端的E+相連，整流橋DQ的輸出負電位與所述的驅動電路內的隔離二極管Dl的負極相連；所述的驅動電路內的驅動電阻Rl的一端與輸出端E+相連，驅動電阻Rl的另一端與驅動電路內的穩壓二極管dwl的負極和釋放電阻R2的一端以及所述的開關電路內的自關斷器件Vl的驅動極相連；釋放電阻R2的另一端與穩壓二極管dwl的正極和隔離二極管Dl的正極相連接；所述的開關電路內的第一只電容器Cl的負極與自關斷器件Vl的陰極和所述的驅動電路內的隔離二極管Dl的正極相連，第一只電容器Cl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的負極與輸出端的E+相連，充電二極管D3的正極與第二只電容器C2的負極和輸出端的E-相連，自關斷器件Vl的陽極與限流電感LI的一端和回能二極管D4的正極相連，限流電感LI的另一端與第二只電容器C2的負極相連，回能二極管D4的負極與輸出端E+相連接；所述的穩壓控制電路內的電壓比較器B的輸出端連接到所述的調壓電路內的自關斷器件V2的驅動極；輸出端E+和E-分別連接負載Rfz的正負極。`當輸入端N和L接入220V50HZ交流電時，經由共模電感LI和濾波電容器CL組成的濾波電路濾波后，由整流橋DQ整流成脈動直流電，經隔離二極管Dl和充電電容器D3對電容器Cl和C2進行串聯式充電，同時對負載Rfz供電。當交流電電壓低于輸出直流電壓時，直流電流經驅動電路內的驅動電阻R1，在穩壓二極管dwl兩端有電壓產生，驅動自關斷器件Vl導通，將存儲在電容器Cl內的電荷經放電二極管D2釋放到電容器C2 ;當輸入交流電壓高于輸出直流電壓時，穩壓二極管dwl兩端無電壓，自關斷器件Vl的驅動極因釋放電阻R2放電而關斷。輸出電壓即電容器C2的端電壓的高低由電容器Cl和C2的容量比值決定的；當El為輸入電壓，E2為輸出電壓時，五2 = (1- c iC+2cy)^ I，當因負載的變換或輸入電壓的波動造成電壓升高時，穩壓控制電路內的電阻R6和R4將輸出電壓變化量分壓給電壓比較器B的一個比較端，與電壓比較器B另一端的由穩壓二極管dw3和電阻R3設定的電壓值進行比較，控制自關斷器件V2導通，第三只電容器C3經限流電感L3投入與電容器C2成并聯，將輸出電壓降低；當輸出電壓降低時，電壓比較器B控制自關斷器件V2關斷，存儲在限流電感L3的電荷經續流二極管D6釋放到第三只電容器C3，第三只電容器C3存儲的電荷經回能二極管D5釋放到負載Rfz和電容器C3中，達到自動穩壓輸出的目的。本專利技術有益效果在于，由于采用了分壓整流，簡化現有的整流電路，提高了效率，縮小了電源的體積。利用電容器與輸出電容器并聯，調整輸出電壓，實現穩壓輸出，提高了輸出直流電的質量。【附圖說明】圖1電容器式分壓整流穩壓電路原理圖圖中標號:I整流電路2驅動電路3開關電路4調壓電路5穩壓控制電路圖2利用電容器式分壓整流穩壓電路原理圖制作的排煙罩無刷直流電動機驅動電源圖中標號:I整流電路2驅動電路3開關電路4調壓電路 5穩壓控制電路【具體實施方式】下面結合實施例及其附圖對本專利技術做進一步詳細說明。本專利技術是一種電容器式分壓整流穩壓電路，圖1為電容器式分壓整流穩壓電路原理圖。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電容器式分壓整流穩壓電路，其特征在于：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，經一只充電二極管對兩只串聯電容器充電后，由一只自關斷器件控制第一只電容器經一只放電二極管對第二只電容器進行放電控制；第二只電容器的兩端直流電壓作為輸出電壓，當輸出電壓高于預定電壓時，由穩壓電路控制另一只自關斷器件控制第三只容量較小的電容器經限流電感與第二只電容器并聯，以達到對直流電輸出值的調整，實現直流電的穩壓輸出。

【技術特征摘要】
1.一種電容器式分壓整流穩壓電路，其特征在于: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，經一只充電二極管對兩只串聯電容器充電后，由一只自關斷器件控制第一只電容器經一只放電二極管對第二只電容器進行放電控制；第二只電容器的兩端直流電壓作為輸出電壓，當輸出電壓高于預定電壓時，由穩壓電路控制另一只自關斷器件控制第三只容量較小的電容器經限流電感與第二只電容器并聯，以達到對直流電輸出值的調整，實現直流電的穩壓輸出。2.根據權利要求1所述的一種電容器式分壓整流穩壓電路，其特征在于:該電路由輸入端L和N、整流電路(I)、驅動電路(2)、開關電路(3)、調壓電路(4)，穩壓控制電路(5)、輸出端E-、E+和負載Rfz構成。3.根據權利要求1和2所述的一種電容器式分壓整流穩壓電路，其特征在于:所述的整流電路(I)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dwl、隔離二極管Dl構成；所述的開關電路(3)由第一只電容器Cl和第二只電容器C2、放電二極管D2和充電二極管D3、限流電感L2、第一只回能二極管D4和自關斷器件Vl構成；所述的調壓電路(4)由第二只回能二極管D5、反向并聯有續流二極管D6的第二只自關斷器件V2、第三只電容器C3和限流電感L3構成；所述的穩壓控制電路(5)由電壓比較器B、電阻R3、R4、R5和R6、穩壓二極管dw2和dw3構成。4.根據權利要求1、2和3所述的一種電容器式分壓整流穩壓電路，其特征在于:輸入端L連接至所述的整流電路(I)內共模電感LI的一個繞...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張煒，李香龍，
申請(專利權)人：河北工業大學，
類型：發明
國別省市：