CN103280981A - 一种用于高压电流降压的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高压电流降压的装置，由高压晶体管、储能电容、V-1变换电路，电压基准、及迟滞比较器构成，其特征在于：电压基准输入迟滞比较器正相输入端，储能电容上的低压输出输入迟滞比较器的反相输入端，迟滞比较器输出控制由V-1变换电路和高压晶体管构成恒流源电路的通断，从而可以实现降压的目的。本发明还公开了一种用于高压电流降压的方法。本发明结构简单，输出电流最在值可以根据需求设定，并可以随着输出电流的变化自动调节恒流电路和通断，从而降低了功耗。输出电压也可以根据需求来设定，输出电压的稳定度高，不受输出负载影响，具有稳压功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压电源电路，尤其是一种用于高压电流降压的装置和方法。
背景技术
交流电容降压装置想获得大的转出电流则需要在容量的高压电容。由于高压电容在价格和工艺上的限制，约束了交流电容降压装置的使用的推广。对一定频率的交流输入电压，电容的是固定的，所以加一降压电容两端的电压和渡过电容的电流成正比，交流电容降压装置虽然实现了降压功能，但是些装置得到的电压不稳定，交流电容降压装置仅适用于高压交流电源的降压，不适用于直流高压的降压。由于交流电容降压装置利用的是电容的交流等效阻抗。所以于直流高压电源来说，电容的阻抗无穷大，从而直接将直流输入电源的直流输出隔离开了，以致于电路无法正常工作。
发明内容
本发明实施例提供一种用于高压电流降压的装置。
本发明实施例提供的的一种用于高压电流降压的装置，由高压晶体管、储能电容、V-1变换电路，电压基准、及迟滞比较器构成，其特征在于：电压基准输入迟滞比较器正相输入端，储能电容上的低压输出输入迟滞比较器的反相输入端，迟滞比较器输出控制由V-1变换电路和高压晶体管构成恒流源电路的通断，从而可以实现降压的目的。
优选的，一种用于高压电流降压的装置，V-1变换电路和高压晶体管构成恒流源电路，所述恒流电路的作用是限制储能电容的充电电流，防止储能电容因为电压过高而损坏，迟滞比较器通过将储能电容上的输出电压采样，并将其与电压基准进行迟滞比较，来确定恒流源电路的导通和判断，以及控制高压电源是否对储能电容恒流充电，从而实现对储能电容输出电压的控制。
优选的，输出电压由迟滞比较器的上、下限门限电压决定，储能电容上的输出电压经过采样输入到迟滞比较器的反相输入端，和迟滞比较器的正相输入电压基准进行比较，构成了一个负反馈回路来控制高压电源是否对储能电容充电，系统上电后，储能电容上的输出电压初始状态为零，高压电源通过恒流电路对储能电容充电并给后端电路供电，此时储能电容上的输出电压逐渐增高，当输出电压超过迟滞比较器的上门限电压后，迟滞比较器输出低电平，从而关断恒流电路，电压电源停止对储能电容充电，由储能电容单独对后端电路供电，储能电容上的电压逐渐降低，当储能电容上的输出电压低于迟滞比较器的下门限电压后，迟滞比较器输出高电平，打开恒流电路，对储能电容，周而复始，从而实现高压电源的降压稳压过程。
优选的，电路正常工作时，输出电流应小于恒流设定值，储能电容的充电速度大于放电速度；储能电容上的输出电压经过采样输入到迟滞比较器的反相输入端，与迟滞比较器的正相输入电压基准进行比较，通过迟滞比较器的输出来控制恒流电路的通断，使得高压电源仅在部分时间对储能电容恒充电。
优选的，储能电容上输出电压的最高电压为迟滞比较器的下门限电压，输出低压的波动范围为迟滞比较器的回差。
本发明实施例还提供了一种用于高压电流降压的方法。包括以下步骤：电压基准输入迟滞比较器正相输入端，储能电容上的低压输出输入迟滞比较器的反相输入端，迟滞比较器输出控制由V-1变换电路和高压晶体管构成恒流源电路的通断，从而可以实现降压的目的。
具体的，输出电压由迟滞比较器的上、下限门限电压决定，储能电容上的输出电压经过采样输入到迟滞比较器的反相输入端，和迟滞比较器的正相输入电压基准进行比较，构成了一个负反馈回路来控制高压电源是否对储能电容充电，系统上电后，储能电容上的输出电压初始状态为零，高压电源通过恒流电路对储能电容充电并给后端电路供电，此时储能电容上的输出电压逐渐增高，当输出电压超过迟滞比较器的上门限电压后，迟滞比较器输出低电平，从而关断恒流电路，电压电源停止对储能电容充电，由储能电容单独对后端电路供电，储能电容上的电压逐渐降低，当储能电容上的输出电压低于迟滞比较器的下门限电压后，迟滞比较器输出高电平，打开恒流电路，对储能电容，周而复始，从而实现高压电源的降压稳压过程。
优选的，电路正常工作时，输出电流应小于恒流设定值，储能电容的充电速度大于放电速度；储能电容上的输出电压经过采样输入到迟滞比较器的反相输入端，与迟滞比较器的正相输入电压基准进行比较，通过迟滞比较器的输出来控制恒流电路的通断，使得高压电源仅在部分时间对储能电容恒充电。
本发明实施例相对于现有技术有以下特点：
本发明结构简单，输出电流最在值可以根据需求设定，并可以随着输出电流的变化自动调节恒流电路和通断，从而降低了功耗。输出电压也可以根据需求来设定，输出电压的稳定度高，不受输出负载影响，具有稳压功能。本发明可以实现对直流高压电源的降压功能，具有十分重要的推广意义。
附图说明
图1是本发明实施例的方法图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种高压电流降压装置，由以下部分构成：
如图1所示，高压电源降压装置由高压晶体管、储能电容、V-1变换电路，电压基准、及迟滞比较器五部分组成。其中，电压基准输入迟滞比较品质正相输入端，储能电容上的低压输出输入迟滞比较器的反相输入端，迟滞比较器输出控制由V-1变换电路和高压晶体管构成恒流源电路的通断，从而可以实现降压的目的。
本发明的核心电路是由V-1变换电路和高压晶体管构成的恒流源电路，该恒流电路的作用是限制储能电容的充电电流，防止储能电容因为电压过高而损坏，迟滞比较器通过将储能电容上的输出电压采样，并将其与电压基准进行迟滞比较，来确定恒流源电路的导通和判断，以及控制高压电源是否对储能电容恒流充电，从而实现对储能电容输出电压的控制，达到降压、稳压的目的。储能电容上输出电压的最高电压为迟滞比较器的下门限电压，输出低压的波动范围为迟滞比较器的回差，本发明具有输出电压稳定度市的特点。
首先，本发明的最在输出电流由V-1变换电路和高压晶体管构成的恒流源电路的电路设置决定。设计者可以根据不同的需求设置不同的恒流电流。本发明的电路正常工作时，输出电流应小于恒流设定值，储能电容的充电速度大于放电速度。储能电容上的输出电压经过采样输入到迟滞比较器的反相输入端，与迟滞比较器的正相输入电压基准进行比较，通过迟滞比较器的输出来控制恒流电路的通断，使得高压电源仅在部分时间对储能电容恒充电，从而降低本发明的功耗，提高了整个系统的效率。
其次，本发明的输出电压由迟滞比较器的上、下限门限电压决定，储能电容上的输出电压经过采样输入到迟滞比较器的反相输入端，和迟滞比较器的正相输入电压基准进行比较，构成了一个负反馈回路来控制高压电源是否对储能电容充电。系统上电后，储能电容上的输出电压初始状态为零，高压电源通过恒流电路对储能电容充电并给后端电路供电，此时储能电容上的输出电压逐渐增高，当输出电压超过迟滞比较器的上门限电压后，迟滞比较器输出低电平，从而关断恒流电路，电压电源停止对储能电容充电，由储能电容单独对后端电路供电，储能电容上的电压逐渐降低，当储能电容上的输出电压低于迟滞比较器的下门限电压后，迟滞比较器输出高电平，打开恒流电路，对储能电容，周而复始，从而实现了高压电源的降压稳压过程。
最后，即使对于高压直流电源，本发明也可以通过控制恒流电路的通断来实现降压目的。
本发明的核心电路是由V-1变换电路和高压晶体管构成的恒流源电路。由于正常工作时，高压晶体管工作在线形放大区，所以回到高压晶体管上的电压较高，消耗在晶体管上的功耗较大，所以设计时需要注意该高压晶体管的耐压和散热问题。
本发明结构简单，输出电流最在值可以根据需求设定，并可以随着输出电流的变化自动调节恒流电路和通断，从而降低了功耗。输出电压也可以根据需求来设定，输出电压的稳定度高，不受输出负载影响，具有稳压功能。本发明可以实现对直流高压电源的降压功能，具有十分重要的推广意义。
相应的，本发明实施例还提供了一种高压电流降压方法，由以下部分构成：
包括以下步骤：电压基准输入迟滞比较器正相输入端，储能电容上的低压输出输入迟滞比较器的反相输入端，迟滞比较器输出控制由V-1变换电路和高压晶体管构成恒流源电路的通断，从而可以实现降压的目的。
具体的，输出电压由迟滞比较器的上、下限门限电压决定，储能电容上的输出电压经过采样输入到迟滞比较器的反相输入端，和迟滞比较器的正相输入电压基准进行比较，构成了一个负反馈回路来控制高压电源是否对储能电容充电，系统上电后，储能电容上的输出电压初始状态为零，高压电源通过恒流电路对储能电容充电并给后端电路供电，此时储能电容上的输出电压逐渐增高，当输出电压超过迟滞比较器的上门限电压后，迟滞比较器输出低电平，从而关断恒流电路，电压电源停止对储能电容充电，由储能电容单独对后端电路供电，储能电容上的电压逐渐降低，当储能电容上的输出电压低于迟滞比较器的下门限电压后，迟滞比较器输出高电平，打开恒流电路，对储能电容，周而复始，从而实现高压电源的降压稳压过程。
优选的，电路正常工作时，输出电流应小于恒流设定值，储能电容的充电速度大于放电速度；储能电容上的输出电压经过采样输入到迟滞比较器的反相输入端，与迟滞比较器的正相输入电压基准进行比较，通过迟滞比较器的输出来控制恒流电路的通断，使得高压电源仅在部分时间对储能电容恒充电。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于高压电流降压的装置，由高压晶体管、储能电容、V-1变换电路，电压基准、及迟滞比较器构成，其特征在于：电压基准输入迟滞比较器正相输入端，储能电容上的低压输出输入迟滞比较器的反相输入端，迟滞比较器输出控制由V-1变换电路和高压晶体管构成恒流源电路的通断，从而可以实现降压的目的。
2.如权利要求1所述的一种用于高压电流降压的装置，其特征在于：V-1变换电路和高压晶体管构成恒流源电路，所述恒流电路的作用是限制储能电容的充电电流，防止储能电容因为电压过高而损坏，迟滞比较器通过将储能电容上的输出电压采样，并将其与电压基准进行迟滞比较，来确定恒流源电路的导通和判断，以及控制高压电源是否对储能电容恒流充电，从而实现对储能电容输出电压的控制。
3.如权利要求1或2所述的一种用于高压电流降压的装置，其特征在于：输出电压由迟滞比较器的上、下限门限电压决定，储能电容上的输出电压经过采样输入到迟滞比较器的反相输入端，和迟滞比较器的正相输入电压基准进行比较，构成了一个负反馈回路来控制高压电源是否对储能电容充电，系统上电后，储能电容上的输出电压初始状态为零，高压电源通过恒流电路对储能电容充电并给后端电路供电，此时储能电容上的输出电压逐渐增高，当输出电压超过迟滞比较器的上门限电压后，迟滞比较器输出低电平，从而关断恒流电路，电压电源停止对储能电容充电，由储能电容单独对后端电路供电，储能电容上的电压逐渐降低，当储能电容上的输出电压低于迟滞比较器的下门限电压后，迟滞比较器输出高电平，打开恒流电路，对储能电容，周而复始，从而实现高压电源的降压稳压过程。
4.如权利要求3所述的一种用于高压电流降压的装置，其特征在于：电路正常工作时，输出电流应小于恒流设定值，储能电容的充电速度大于放电速度；储能电容上的输出电压经过采样输入到迟滞比较器的反相输入端，与迟滞比较器的正相输入电压基准进行比较，通过迟滞比较器的输出来控制恒流电路的通断，使得高压电源仅在部分时间对储能电容恒充电。
5.如权利要求1所述的一种用于高压电流降压的装置，其特征在于：储能电容上输出电压的最高电压为迟滞比较器的下门限电压，输出低压的波动范围为迟滞比较器的回差。
6.一种用于高压电流降压的方法，其特征在于，包括以下步骤：电压基准输入迟滞比较器正相输入端，储能电容上的低压输出输入迟滞比较器的反相输入端，迟滞比较器输出控制由V-1变换电路和高压晶体管构成恒流源电路的通断，从而可以实现降压的目的。
7.如权利要求6所述的一种用于高压电流降压的方法，其特征在于：输出电压由迟滞比较器的上、下限门限电压决定，储能电容上的输出电压经过采样输入到迟滞比较器的反相输入端，和迟滞比较器的正相输入电压基准进行比较，构成了一个负反馈回路来控制高压电源是否对储能电容充电，系统上电后，储能电容上的输出电压初始状态为零，高压电源通过恒流电路对储能电容充电并给后端电路供电，此时储能电容上的输出电压逐渐增高，当输出电压超过迟滞比较器的上门限电压后，迟滞比较器输出低电平，从而关断恒流电路，电压电源停止对储能电容充电，由储能电容单独对后端电路供电，储能电容上的电压逐渐降低，当储能电容上的输出电压低于迟滞比较器的下门限电压后，迟滞比较器输出高电平，打开恒流电路，对储能电容，周而复始，从而实现高压电源的降压稳压过程。
8.如权利要求6所述的一种用于高压电流降压的方法，其特征在于：电路正常工作时，输出电流应小于恒流设定值，储能电容的充电速度大于放电速度；储能电容上的输出电压经过采样输入到迟滞比较器的反相输入端，与迟滞比较器的正相输入电压基准进行比较，通过迟滞比较器的输出来控制恒流电路的通断，使得高压电源仅在部分时间对储能电容恒充电。
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