CN101009470A - 一种计量装置的电源电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种计量装置的电源电路，MOSFET的漏极接整流电路的正极性输出端，源极接功率变换电路的脉冲变压器输入端，电阻器接于MOSFET的漏极与栅极之间，二极管的正极接于MOSFET的源极且其负极接于MOSFET的漏极，二极管的正极接于MOSFET的源极且其负极接于MOSFET的栅极，二极管的负极接于MOSFET的栅极且其正极接于整流电路的负极性输出端和功率变换电路的负极性输入端的连接线上。本发明扩展了开关电源的允许输入电压范围，使得专为低电压等级设计的高集成度的开关电源集成电路能够应用于高电压等级，达到了简化开关电源设计，降低成本，提高可靠性的目的。

Description

一种计量装置的电源电路
技术领域  本发明涉及一种计量装置的电源电路。
背景技术  目前，开关电源技术已经非常成熟，高度集成化的开关电源芯片品种多，成本低，应用非常广泛，这些电路基本上都是为110V/220V/230Vac电力系统设计的，无法直接在更高的电压等级上直接应用。有些应用于特定场合的电子设备需要较高的输入电压范围，如电子式电能表，因其需要考虑电网单相接地短路造成另外两相电压升高的情况，使得电子设备的电源电压可能达到430Vac以上，普通的开关电源将无法正常工作。该类设备目前有两种供电方式，一是采用传统工频变压器降压的模拟电源，二是采用开关电源控制器和高压开关管等多个分立构成开关电源。前一种方案缺点是工频变压器体积大，笨重，后一种方案缺点是增加了开关电源的设计难度，增加了成本，降低了可靠性。
发明内容  本发明的目的是设计一种限压电路，使得采用该电路后原只能在低电压等级工作的高度集成化、低成本的开关电源芯片能够工作于较高的电压等级。
本发明一种计量装置的电源电路，由MOSFET(金属-氧化物-半导体型场效应管)、电阻器和二极管组成，它安装于开关电源的交流输入整流电路与功率变
换电路之间，MOSFET的漏极接整流电路的正极性输出端，源极接功变换电路的脉冲变压器输入端，电阻器接于MOSFET的漏极与栅极之间，二极管的正极接于MOSFET的源极且其负极接于MOSFET的漏极，二极管的正极接于MOSFET的源极且其负极接于MOSFET的栅极，二极管的负极接于MOSFET的栅极且其正极接于整流电路的负极性输出端和功率变换电路的负极性输入端的连接线上。
其中三个二极管均是TVS瞬变电压抑制二极管。
在小功率开关电源的整流电路与功率变换电路之间安装本发明，扩展了开关电源的允许输入电压范围，使得专为低电压等级设计的高集成度的开关电源集成电路能够应用于高电压等级，达到了简化开关电源设计，降低成本，提高可靠性的目的。
附图说明  图1是本发明的电路图。
具体实施方式  如图1所示：一种计量装置的电源电路19，由MOSFET1(金属-氧化物-半导体型场效应管)、电阻器8和二极管组成，安装于开关电源的交流输入整流电路20与功率变换电路21之间，该电路的一个MOSFET1的漏极2接整流电路20的正极性输出端18，源极3接功率变换电路21的脉冲变压器输入端11，一个电阻器8接于MOSFET1的漏极2与栅极6之间，一个二极管4的正极10接于MOSFET1的源极3且其负极9接于MOSFET1的漏极2，一个二极管5的正极13接于MOSFET1的源极3且其负极14接于MOSFET1的栅极6，一个二极管7的负极16接于MOSFET1的栅极6且其正极15接于整流电路20的负极性输出端17和功率变换电路21的负极性输入端12的连接线上。
其中三个二极管均是TVS瞬变电压抑制二极管。
以下是功率变换电路采用85～265Vac智能开关电源芯片(TOP232P)时扩展输入电压范围到530Vac的一个具体实例。
由图1可以看出，MOSFET1(型号IRF830)、电阻器8(阻值120KΩ)、二极管7(型号1.5KE400A)构成了一个基本的限压电路器，当输入电压小于二极管7的嵌位电压(400Vdc左右)时，输出电压为输入电压减MOSFET1的栅极一源极电压(3～5Vdc)，当输入电压大于二极管7的嵌位电压时，输出电压为二极管7的嵌位电压减去MOSFET1的栅极-源极电压，因此二极管7的嵌位电压决定了MOSFET1的最大输出电压。电阻器8用于为二极管7和MOSFET1提供偏置。超过二极管7嵌位电压部分的输入电压将主要降在MOSFET1上。二极管5(型号SA12)正常状态下提供MOSFET1的栅极保护。二极管4(型号1.5KE400A)提供MOSFET1的漏极-源极保护，当加在MOSFET1的漏极-源极之间的电压超过二极管4的折转电压(400Vdc左右)时，二极管4导通，限制电压的升高，保护MOSFET1的漏极-源极不被击穿。二极管4、二极管5、二极管7同时还构成了浪涌电压限制回路，当输入电压超过二极管4、二极管5、二极管7的嵌位电压时，二极管4、二极管5、二极管7导通，将输入浪涌电压限制在一定的范围内，最大输出电压限制在二极管5、二极管7的最大嵌位电压之和的范围内，从而保证在正常过电压情况下或大于530Vac的浪涌电压(12/50uS，10/700uS)情况下，输出电压不超过智能开关电源正常工作的输入电压范围(450Vdc)。

Claims (2)

1、一种计量装置的电源电路，由MOSFET(1)(金属-氧化物-半导体型场效应管)、电阻器(8)和二极管组成，它安装于开关电源的交流输入整流电路(20)与功率变换电路(21)之间，其特征是：MOSFET(1)的漏极(2)接整流电路(20)的正极性输出端(18)，源极(3)接功率变换电路(21)的脉冲变压器输入端(11)，电阻器(8)接于MOSFET(1)的漏极(2)与栅极(6)之间，二极管(4)的正极(10)接于MOSFET(1)的源极(3)且其负极(9)接于MOSFET(1)的漏极(2)，二极管(5)的正极(13)接于MOSFET(1)的源极(3)且其负极(14)接于MOSFET(1)的栅极(6)，二极管(7)的负极(16)接于MOSFET(1)的栅极(6)且其正极(15)接于整流电路(20)的负极性输出端(17)和功率变换电路(21)的负极性输入端(12)的连接线上。
2、如权利要求1所述的一种计量装置的电源电路，其特征在于：接于MOSFET(1)的漏极(2)与源极(3)之间的二极管(4)是TVS瞬变电压抑制二极管。
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