CN103501121B - 电容器式分压整流稳压电路 - Google Patents

电容器式分压整流稳压电路 Download PDF

Info

Publication number
CN103501121B
CN103501121B CN201310495460.1A CN201310495460A CN103501121B CN 103501121 B CN103501121 B CN 103501121B CN 201310495460 A CN201310495460 A CN 201310495460A CN 103501121 B CN103501121 B CN 103501121B
Authority
CN
China
Prior art keywords
diode
capacitor
circuit
resistance
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310495460.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103501121A (zh
Inventor
张炜
王鼎华
张玉洁
李香龙
孟凡斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei University of Technology
Original Assignee
Hebei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei University of Technology filed Critical Hebei University of Technology
Priority to CN201310495460.1A priority Critical patent/CN103501121B/zh
Publication of CN103501121A publication Critical patent/CN103501121A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103501121B publication Critical patent/CN103501121B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电容器式分压整流稳压电路，在交流电整流过程中，利用一只自关断器件可控特性和二极管单向导电特性，将两只电容器串联充电后，由自关断器件控制第一只电容器对第二只电容器进行放电，第二只电容器的端电压作为输出电压；当输出电压高于预定电压时，由另一只自关断器件控制第三只容量较小的电容器经限流电感与第二只电容器并联，以达到对直流电输出值的调整。本发明简化了从交流电到直流电的稳压变换过程，突破性地利用并联电容器达到分压整流稳压的目的。用本发明设计的电路具有结构简单、成本低，使用寿命长等优点。

Description

电容器式分压整流稳压电路
技术领域
本发明涉及到一种电容器式分压整流稳压电路，特别涉及到利用电力电子技术控制电容器对交流电进行分压整流的稳压电路。
背景技术
随着电子技术的发展，电子产品不断普及，作为电子产品必不可少的供电电源的直流稳压电源，应用越来越广泛。现有的交流电转换到直流电的方式大体分为两种，一种是交流电先经变压器变压至所需的电压，进而经整流滤波后，再进行稳压；另一种是交流电整流后，进行开关变换成较高频率的交流电，再依次经变换频率较高的变压器或电感器变换、二次整流滤波、稳压后，输出所需的直流电。第一种转换方式虽然结构简单，但变压器体积大、效率和功率因数低，给使用带来不便；第二种转换方式虽然采用了变换频率高的变压器和电感器，减小了电路体积，但存在高频变换产生电磁谐波和污染，且该方式采用了二次整流，降低了转换效率。因此，寻找一种无变压器且体积小、效率和功率因数高的整流稳压电路，以满足电子市场快速增长的需求，是研究人员多年来一直努力解决的难题。
发明内容
针对现有交流电转换直流电的不足，本发明要解决的技术问题是，提供一种电容器式分压整流稳压电路。本发明发挥了电解电容器体积小和容量大的优势，其工作原理是：在交流电整流过程中，利用自关断器件可控特性和二极管单向导电特性，经一只充电二极管对两只串联电容器充电后，由一只自关断器件控制第一只电容器经一只放电二极管对第二只电容器进行放电控制；第二只电容器的两端直流电压作为输出电压，当输出电压高于预定电压时，由稳压电路控制另一只自关断器件控制第三只容量较小的电容器经限流电感与第二只电容器并联，以达到对直流电输出值的调整，实现直流电的稳压输出。本发明简化了从交流电到直流电的稳压变换过程，达到了利用电容器稳压的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种电容器式分压整流稳压电路由输入端L和N、整流电路、驱动电路、开关电路、调压电路，稳压控制电路、输出端E-、E+和负载Rfz构成。该电路的工作步骤和物理过程是：交流电经共模电感滤波，由整流桥整流成脉动直流电，经隔离二极管和充电二极管对两只串联电容器进行充电；当输入交流电压低于第二只电容器的输出电压，隔离二极管的负极电压为正时，第一只自关断器件导通，控制第一只电容器经放电二极管和第一只限流电感对第二只电容器进行放电；当隔离二极管的反向电压降到低于第一只自关断器件关断电压时，第一只自关断器件，第二只电容器的两端电压作为输出电压；当输出电压因输入交流电压波动大于正常值时，调压电路内阴阳极反向并联有续流二极管的第二只自关断器件控制第三只电容器经第二只限流电感与第二只电容器并联，第三只电容器放电由续流二极管实现，达到降低第二只电容器端电压的目的，进而实现了电容器分压整流的稳压输出；存储在第一只电感的电磁能经第一只回能二极管释放到第二只电容器中，第二只限流电感内的电磁能经第二只回能二极管释放回第三只电容器。
所述的整流电路由共模电感L1和整流桥DQ构成；所述的驱动电路由驱动电阻R1、释放电阻R2、稳压二极管DW1、隔离二极管D1构成；所述的开关电路由第一只电容器C1和第二只电容器C2、放电二极管D2和充电二极管D3、第一只限流电感L2、第一只回能二极管D4和第一只自关断器件V1构成；所述的调压电路由第二只回能二极管D5、反向并联有续流二极管D6的第二只自关断器件V2、第三只电容器C3和第二只限流电感L3构成；所述的稳压控制电路由电压比较器B、电阻R3、R4、R5和R6、稳压二极管dw2和dw3构成。所述的第一只和第二只自关断器件V1和V2可以采用功率三极管，功率场效应管，IGBT或GTO具有可控制关断属性的半导体功率器件。
一种电容器式分压整流稳压电路的各电路连接关系如下，输入端L连接至所述的整流电路内共模电感L1的一个绕组，该绕组的另一端与所述的整流电路内的整流桥DQ的交流输入的一端相连，输入端N与共模电感L1的另一个绕组的一端相连，该绕组的另一端与整流桥DQ的交流输入的另一端相连；所述的整流电路内的整流桥DQ的输出正电位与输出端的E+相连，整流桥DQ的输出负电位与所述的驱动电路内的隔离二极管D1的负极相连；所述的驱动电路内的驱动电阻R1的一端与输出端E+相连，驱动电阻R1的另一端与驱动电路内的稳压二极管DW1的负极和释放电阻R2的一端以及所述的开关电路内的第一只自关断器件V1的驱动极相连；释放电阻R2的另一端与稳压二极管DW1的正极和隔离二极管D1的正极相连接；所述的开关电路内的第一只电容器C1的负极与第一只自关断器件V1的阴极和所述的驱动电路内的隔离二极管D1的正极相连，第一只电容器C1的正极与放电二极管D2的正极和充电二极管D3的负极相连接，放电二极管D2的负极与输出端E+相连，充电二极管D3的正极与第二只电容器C2的负极和输出端的E-相连，第一只自关断器件V1的阳极与第一只限流电感L2的一端和第一只回能二极管D4的正极相连，第一只限流电感L2的另一端与第二只电容器C2的负极相连，第一只回能二极管D4的负极与第二只电容器C2的正极和输出端E+相连接；所述的稳压控制电路内的电压比较器B的供电正端与稳压二极管dw2的负极、电阻R5的一端和电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与输出端E+、电阻R4的一端和电阻R4的中心端相连，电阻R5的另一端与稳压二极管dw3的负极和电压比较器B的一个输入端相连，电阻R4的另一端与电压比较器B的另一个输入端和电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端与稳压二极管dw2和dw3的正极、电压比较器B的供电负端相连；所述的稳压控制电路内的电压比较器B的输出端与所述的调压电路内的第二只自关断器件V2的驱动极相连；调压电路内的第三只电容器C3的正极与第二只回能二极管D5的负极和输出端E+相连，第三只电容器C3的负极与第二只限流电感L3的一端相连，第二只限流电感L3的另一端与第二只回能二极管D5的正极、续流二极管D6的负极和第二只自关断器件V2的阳极相连接，续流二极管D6的正极与第二只自管断器件V2的阴极和输出端E-相连，负载Rfz的正负极分别与输出端E+和E-相连接。
当输入端N和L接入220V50Hz交流电时，经由共模电感L1滤波后，由整流桥DQ整流成脉动直流电，经隔离二极管D1和充电电容器D3对电容器C1和C2进行串联式充电，同时对负载Rfz供电。当交流电电压低于输出直流电压时，直流电流经驱动电路内的驱动电阻R1，在稳压二极管dw1两端有电压产生，驱动自关断器件V1导通，将存储在电容器C1内的电荷经放电二极管D2释放到电容器C2；当输入交流电压高于输出直流电压时，稳压二极管dw1两端无电压，自关断器件V1的驱动极因释放电阻R2放电而关断。输出电压即电容器C2的端电压的高低由电容器C1和C2的容量比值决定的；当E1为输入电压，E2为输出电压时，当因负载的变换或输入电压的波动造成电压升高时，稳压控制电路内的电阻R6和R4将输出电压变化量分压给电压比较器B的一个比较端，与电压比较器B另一端的由稳压二极管dw3和电阻R3设定的电压值进行比较，控制自关断器件V2导通，第三只电容器C3经限流电感L3投入与电容器C2成并联，将输出电压降低；当输出电压降低时，电压比较器B控制自关断器件V2关断，存储在限流电感L3的电荷经续流二极管D6释放到第三只电容器C3，第三只电容器C3存储的电荷经回能二极管D5释放到负载Rfz和电容器C3中，达到自动稳压输出的目的。
本发明有益效果在于，由于采用了分压整流，简化现有的整流电路，提高了效率，缩小了电源的体积。利用电容器与输出电容器并联，调整输出电压，实现稳压输出，提高了输出直流电的质量。
附图说明
图1电容器式分压整流稳压电路原理图
图中标号：
1整流电路
2驱动电路
3开关电路
4调压电路
5稳压控制电路
图2利用电容器式分压整流稳压电路原理图制作的排烟罩无刷直流电动机驱动电源
图中标号：
1整流电路
2驱动电路
3开关电路
4调压电路
5稳压控制电路
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明做进一步详细说明。
本发明是一种电容器式分压整流稳压电路，图1为电容器式分压整流稳压电路原理图。该电路由输入端L和N、整流电路1、驱动电路2、开关电路3、调压电路4，稳压控制电路5、输出端E-、E+和负载Rfz构成。所述的整流电路1由共模电感L1、整流桥DQ构成；所述的驱动电路2由驱动电阻R1、释放电阻R2、稳压二极管dw1、隔离二极管D1构成；所述的开关电路3由第一只电容器C1和第二只电容器C2、放电二极管D2和充电二极管D3、限流电感L2、第一只回能二极管D4和自关断器件V1构成；所述的调压电路4由第二只回能二极管D5、反向并联有续流二极管D6的第二只自关断器件V2、第三只电容器C3和限流电感L3构成；所述的稳压控制电路5由电压比较器B、电阻R3、R4、R5和R6、稳压二极管dw2和dw3构成。
一种电容器式分压整流稳压电路的各电路连接关系如下，所述的整流电路内的整流桥DQ的输出负电位与所述的驱动电路2内的隔离二极管D1的负极相连；所述的驱动电路2内的稳压二极管dw1的负极和释放电阻R2的一端以及所述的开关电路3内的自关断器件V1的驱动极相连接；所述的开关电路3内的第一只电容器C1的负极与自关断器件V1的阴极和所述的驱动电路2内的隔离二极管D1的正极相连，所述的稳压控制电路5内的电压比较器B的输出端连接到所述的调压电路内的自关断器件V2的驱动极。
工作时，输入端L和N接入市电交流电，交流电经共模电感L1滤波后，由整流桥DQ整流成脉动直流电，经隔离二极管D1和充电电容器D3对电容器C1和C2进行串联式充电，同时对负载Rfz供电。当交流电电压低于输出直流电压时，直流电流经驱动电路2内的驱动电阻R1，稳压二极管dw1两端有电压产生，驱动自关断器件V1导通，将存储在电容器C1内的电荷经放电二极管D2释放到电容器C2；当输入交流电压高于输出直流电压时，稳压二极管dw1两端无电压，自关断器件V1的驱动极因释放电阻R2放电而关断。当因负载的变换或输入电压的波动造成电压升高时，稳压控制电路5内的电阻R6和R4将输出电压变化量分压给电压比较器B的一个比较端，与电压比较器B另一端的由稳压二极管dw3和电阻R3设定的电压值进行比较，控制自关断器件V2导通，电容器C3经限流电感L3投入与输出电容器C2成并联，将输出直流电压自动稳定在一定范围。
图2是利用电容器式分压整流稳压电路原理图制作的排烟罩无刷直流电动机驱动电源，该驱动电压与图1的不同点是将稳压控制电路内的电阻R4改为可调电阻，以实现无刷电机的调速，满足无刷电机的要求。在相同条件下，无刷直流电机较现有的排烟罩交流电机转速高，普通交流电阻转速只能达到2800转/分，无刷直流电机转速可达12000转/分，进而提高了排风吸力。用本发明制成的排烟罩无刷直流电动机驱动电源具有体积小、效率和功率因数高、可调速且可制作各种接口、便于控制等优点。

Claims (1)

1.一种电容器式分压整流稳压电路，其特征在于：由输入端L和N、整流电路(1)、驱动电路(2)、开关电路(3)、调压电路(4)，稳压控制电路(5)、输出端E-、E+和负载Rfz构成；所述的整流电路(1)由共模电感L1、滤波电容器CL和整流桥DQ构成；所述的驱动电路(2)由驱动电阻R1、释放电阻R2、稳压二极管DW1、隔离二极管D1构成；所述的开关电路(3)由第一只电容器C1和第二只电容器C2、放电二极管D2和充电二极管D3、第一只限流电感L2、第一只回能二极管D4和第一只自关断器件V1构成；所述的调压电路(4)由第二只回能二极管D5、反向并联有续流二极管D6的第二只自关断器件V2、第三只电容器C3和第二只限流电感L3构成；所述的稳压控制电路(5)由电压比较器B、电阻R3、R4、R5和R6、稳压二极管dw2和dw3构成；一种电容器式分压整流稳压电路的各电路连接关系如下，输入端L连接至所述的整流电路(1)内共模电感L1的一个绕组，该绕组的另一端与所述的整流电路(1)内的整流桥DQ的交流输入的一端相连，输入端N与共模电感L1的另一个绕组的一端相连，该绕组的另一端与整流桥DQ的交流输入的另一端相连；所述的整流电路(1)内的整流桥DQ的输出正电位与输出端的E+相连，整流桥DQ的输出负电位与所述的驱动电路(2)内的隔离二极管D1的负极相连；所述的驱动电路(2)内的驱动电阻R1的一端与输出端E+相连，驱动电阻R1的另一端与驱动电路(2)内的稳压二极管DW1的负极和释放电阻R2的一端以及所述的开关电路(3)内的第一只自关断器件V1的驱动极相连；释放电阻R2的另一端与稳压二极管DW1的正极和隔离二极管D1的正极相连接；所述的开关电路(3)内的第一只电容器C1的负极与第一只自关断器件V1的阴极和所述的驱动电路(2)内的隔离二极管D1的正极相连，第一只电容器C1的正极与放电二极管D2的正极和充电二极管D3的负极相连接，放电二极管D2的负极与输出端E+相连，充电二极管D3的正极与第二只电容器C2的负极和输出端E-相连，第一只自关断器件V1的阳极与第一只限流电感L2的一端和第一只回能二极管D4的正极相连，第一只限流电感L2的另一端与第二只电容器C2的负极相连，第一只回能二极管D4的负极与第二只电容器C2的正极和输出端E+相连接；所述的稳压控制电路(5)内的电压比较器B的供电正端与稳压二极管dw2的负极、电阻R5的一端和电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与输出端E+、电阻R4的一端和电阻R4的中心端相连，电阻R5的另一端与稳压二极管dw3的负极和电压比较器B的一个输入端相连，电阻R4的另一端与电压比较器B的另一个输入端和电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端与稳压二极管dw2和dw3的正极、电压比较器B的供电负端相连；所述的稳压控制电路(5)内的电压比较器B的输出端与所述的调压电路(4)内的第二只自关断器件V2的驱动极相连；调压电路(4)内的第三只电容器C3的正极与第二只回能二极管D5的负极和输出端E+相连，第三只电容器C3的负极与第二只限流电感L3的一端相连，第二只限流电感L3的另一端与第二只回能二极管D5的正极、续流二极管D6的负极和第二只自关断器件V2的阳极相连接，续流二极管D6的正极与第二只自管断器件V2的阴极和输出端E-相连，负载Rfz的正负极分别与输出端E+和E-相连接。
CN201310495460.1A 2013-10-18 2013-10-18 电容器式分压整流稳压电路 Expired - Fee Related CN103501121B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310495460.1A CN103501121B (zh) 2013-10-18 2013-10-18 电容器式分压整流稳压电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310495460.1A CN103501121B (zh) 2013-10-18 2013-10-18 电容器式分压整流稳压电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103501121A CN103501121A (zh) 2014-01-08
CN103501121B true CN103501121B (zh) 2016-08-03

Family

ID=49866302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310495460.1A Expired - Fee Related CN103501121B (zh) 2013-10-18 2013-10-18 电容器式分压整流稳压电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103501121B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109407000B (zh) * 2017-08-17 2024-03-15 中国航发商用航空发动机有限责任公司 交流发电机故障检测电路和方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203206128U (zh) * 2012-12-18 2013-09-18 河北工业大学 一种三相变换单相交流电装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2738262B2 (ja) * 1993-05-17 1998-04-08 三菱電機株式会社 サイリスタスイッチ装置
KR20130063809A (ko) * 2011-12-07 2013-06-17 삼성전기주식회사 공진 및 ｐｆｃ 제어 통합 ｉｃ, 및 파워 컨버터

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203206128U (zh) * 2012-12-18 2013-09-18 河北工业大学 一种三相变换单相交流电装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LED照明灯调光电路的特点及实现方案;沙占友等;《电源技术应用》;20110331;第14卷(第3期);第57-61页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103501121A (zh) 2014-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103762693B (zh) 一种用于钒电池充放电的电路结构及其控制方法
CN105471238A (zh) 一种直流母线电压纹波补偿方法和光伏逆变器
CN102163871B (zh) 一种多电源供电系统及方法
CN203313438U (zh) 电磁炉及其控制电路
WO2012093538A1 (ja) 直流給電システム
WO2013000185A1 (zh) 并网逆变装置
CN104578253B (zh) 一种具有高频三角变技术的电动汽车电机驱动dc/dc变换装置
CN102097849B (zh) 直流电机电动车用感应器电能量回收装置
CN103887864A (zh) 一种起重电磁铁配套蓄电池专用充电机
CN103501121B (zh) 电容器式分压整流稳压电路
CN202906730U (zh) 一种用于led反激驱动电源的自关断启动控制电路
CN102361341B (zh) 一种逆变脉动程控式充电设备
CN110034590A (zh) 动力型蓄电池可变隔离型均衡充电单元
JP2014110680A (ja) 充電器
CN109494841B (zh) 一种蓄电池充电装置主电路结构
CN102843047A (zh) 一种利用微处理器控制电容器串并联转换的变压器
CN202206177U (zh) 一种逆变脉动程控式充电设备
CN208986675U (zh) Ups装置
CN202508704U (zh) 一种电梯能量回馈装置
CN208723785U (zh) 一种具备高低电压穿越功能的变频器
CN201781454U (zh) 用于远离电源设备启动的节能装置
CN103501120A (zh) 一种电容器式整流降压型稳压电路
CN211859687U (zh) 一种1140v的矿用三电平开关电源式充电机
CN216056441U (zh) 一种直流发电机组
CN205195385U (zh) 风力发电控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Wei

Inventor after: Wang Dinghua

Inventor after: Zhang Yujie

Inventor after: Li Xianglong

Inventor after: Meng Fanbin

Inventor before: Zhang Wei

Inventor before: Li Xianglong

COR Change of bibliographic data
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160803

Termination date: 20161018