CN105094191A - 一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源，包括由M个恒流模块和N个稳压模块依次串联组成，其首端和尾端分别接直流电源正端HV+和直流电源负端HV-，其中，M＝{1，2，...，i，...，m}，N＝{1，2，...，j，...，n}，m≥n≥1，在设计和使用时，由于所述的任一个恒流模块都有一个恒流的工作电压范围，任一个稳压模块都有一个稳压的工作电压范围，故M个恒流模块和N个稳压模块具体数量的确定都有一个动态范围，其产生的累计电压差之和不能超过直流电源正端HV+与直流电源负端HV-的电压差。本发明设计简单、结构合理、构建方便、通用性好，不但能够克服现有的直流辅助电源高压适应性的不足，而且能有效地实现高低压直流电源的直接转换。

Description

一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源

技术领域

本发明涉及直流辅助电源，更具体地说，是涉及一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源。

背景技术

当前，直流辅助电源多用于低压领域，而且技术比较成熟。但是，受制于器件的特性和电路结构耐压性能的不足，若直接应用于高压电路当中，必定会存在结构复杂、制作成本高、通用性差的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源，不但能够克服现有的直流辅助电源高压适应性的不足，而且能有效地实现高低压直流电源的直接转换。

为了实现上述发明的目的，本发明具体提供了一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源，其特征是：

包括由M个恒流模块和N个稳压模块依次串联组成，其首端和尾端分别接直流电源输入的正端HV+和直流电源输入的负端HV-，其中，M＝{1，2，...，i，...，m}，N＝{1，2，...，j，...，n}，m≥n≥1，即M个恒流模块包含恒流模块1，恒流模块2，...，恒流模块i，...，恒流模块m，而N个稳压模块包含稳压模块1，稳压模块2，...，稳压模块j，...，稳压模块n，在设计和使用时，由于所述的任一个恒流模块都有一个恒流的工作电压范围，任一个稳压模块都有一个稳压的工作电压范围，故M个恒流模块和N个稳压模块具体数量的确定都有一个动态范围，由此产生的累计电压差之和不能超过直流电源正端HV+与直流电源负端HV-的电压差。

(1)所述的任一个恒流模块i其外部端口包含恒流输入端I_{in_i}、恒流输出端I_{out_i}，而内部由H组恒流子模块并联组成，其中，H＝{1，2，...，e，...，h}，h≥2，即H组恒流子模块包含恒流子模块1，恒流子模块2，...，恒流子模块e，...，恒流子模块h，其中任意一组恒流子模块e由一个常规稳压芯片ConstantVoltageIC、一个调整电阻R_{t_e}、一个滤波电容器C_{t_e}、一个均压电阻R_{jy_e}和一个均压电容器C_{jy_e}组成，其中调整电阻R_{t_e}和滤波电容器C_{t_e}并联，均压电阻R_{jy_e}和均压电容器C_{jy_e}并联，

而常规稳压芯片ConstantVoltageIC设有输入端V_in、输出端V_out和调整端ADJ，其输入端V_in与所述恒流模块i外部端口的恒流输入端I_{in_i}以及与并联的均压电阻R_{jy_i}和均压电容器C_{jy_i}的一端相连，其输出端V_out与并联的调整电阻R_{t_i}和滤波电容器C_{t_i}的一端相连，而调整端ADJ与并联的调整电阻R_{t_i}和滤波电容器C_{t_i}的另一端相连，进一步还与并联的均压电阻R_{jy_i}和均压电容器C_{jy_i}的另一端，以及与所述恒流模块i外部端口的恒流输出端I_{out_i}相连。

(2)所述的任一个稳压模块j包含稳压输入端Vin_j，稳压输出端Vout_j、稳压工作地Dgnd_j和稳压电路j，而稳压电路j是由常规的稳压电路组成，其输入端口、输出端口和工作地端口分别对应所述稳压输入端Vin_j，稳压输出端Vout_j和稳压工作地Dgnd_j。

优选的，所述的一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源是用N个稳压模块和M个恒流模块依次串联组成。

优选的，所述的一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源是用M个恒流模块和N个稳压模块无序串联组成。

另外，所述一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源的另一种结构，其特征是：

包括由W个恒流模块并联后再与N个稳压模块依次串联组成，其首端和尾端分别接直流电源输入的正端HV+和直流电源输入的负端HV-，其中，W＝{1，2，...，p，...，w}，N＝{1，2，...，j，...，n}，w≥2，n≥1，即并联的W个恒流模块包含恒流模块1，恒流模块2，...，恒流模块p，...，恒流模块w，其汇集点首端为I_{in_∑}，尾端为I_{out_∑}，而N个稳压模块包含稳压模块1，稳压模块2，...，稳压模块j，...，稳压模块n，任意一个恒流模块或稳压模块都有一个固有的工作电压范围，因此，在设计和使用时，应保证所述的任一个恒流模块都在其恒流的固有工作电压范围内，同时也应保证任一个稳压模块都在其稳压的固有工作电压范围内。

(1)所述的任一个恒流模块p其外部端口包含恒流输入端I_{in_p}和恒流输出端I_{out_p}，而内部由V组恒流子模块串联组成，其中，V＝{1，2，...，f，...，v}，v≥1即V组恒流子模块包含恒流子模块1，恒流子模块2，...，恒流子模块f，...，恒流子模块v，其中任意一组恒流子模块f外部设有恒流输入端I_{in_sf}和恒流输出端I_{out_sf}，其内部由一个常规稳压芯片ConstantVoltageIC、一个调整电阻R_{t_f}、一个滤波电容器C_{t_f}、一个均压电阻R_{jy_f}和一个均压电容器C_{jy_f}组成，其中调整电阻R_{t_f}和滤波电容器C_{t_f}并联，均压电阻R_{jy_f}和均压电容器C_{jy_f}并联，而常规稳压芯片ConstantVoltageIC设有输入端V_in、输出端V_out和调整端ADJ，其输入端V_in与所述恒流子模块f外部端口的恒流输入端I_{in_sf}以及与并联的均压电阻R_{jy_f}和均压电容器C_{jy_f}的一端相连，其输出端V_out与并联的调整电阻R_{t_f}和滤波电容器C_{t_f}的一端相连，而调整端ADJ与并联的调整电阻R_{t_f}和滤波电容器C_{t_f}的另一端相连，进一步还与并联的均压电阻R_{jy_f}和均压电容器C_{jy_f}的另一端，以及与所述恒流模块f外部端口的恒流输出端I_{out_sf}相连；

(2)所述的任一个稳压模块j包含稳压输入端V_{in_j}，稳压输出端V_{out_j}、稳压工作地D_{gnd_j}和稳压电路j，而稳压电路j是由常规的稳压电路组成，其输入端口、输出端口和工作地端口分别对应所述稳压输入端V_{in_j}，稳压输出端V_{out_j}和稳压工作地D_{gnd_j}。

优选的，所述的扩流型恒流电路分压的直流辅助电源另一种方案是用N个稳压模块依次串联后，再与W个恒流模块所组成的并联电路串联组成。

优选的，所述的扩流型恒流电路分压的直流辅助电源另一种方案是用W个恒流模块组成并联电路后，再与N个稳压模块无序串联组成。

本发明的有益效果是，提供一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源，设计简单、结构合理、构建方便、通用性好，不但能够克服现有的直流辅助电源高压适应性的不足，而且能有效地实现高低压直流电源的直接转换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或技术方案，下面将对实施例或技术方案描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的较典型实施例或电路结构组成的说明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源一种典型示意图。

图2是本发明一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源第i个恒流模块的一种典型示意图。

图3是本发明一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源另一种典型示意图。

图4是本发明一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源再一种典型示意图。

图5是本发明一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源另一种方案的一种典型示意图。

图6是本发明一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源另一种方案的第p个恒流模块一种典型示意图。

图7是本发明一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源另一种方案的又一种典型示意图。

图8是本发明一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源另一种方案的再一种典型示意图。

图9是本发明一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源一个具体实施例示意图。

图10是本发明一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源第一个恒流模块的具体实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明技术组成、技术方案和实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源一种典型示意图，以及本发明一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源的第i个恒流模块的一种典型示意图，分别如附图1和附图2所示，其特征是：

包括由M个恒流模块和N个稳压模块依次串联组成，其首端和尾端分别接直流电源输入的正端HV+和直流电源输入的负端HV-，其中，M＝{1，2，...，i，...，m}，N＝{1，2，...，j，...，n}，m≥n≥1，即M个恒流模块包含恒流模块1，恒流模块2，...，恒流模块i，...，恒流模块m，而N个稳压模块包含稳压模块1，稳压模块2，...，稳压模块j，...，稳压模块n。

(1)所述的任一个恒流模块p其外部端口包含恒流输入端I_{in_p}和恒流输出端I_{out_p}，而内部由V组恒流子模块串联组成，其中，V＝{1，2，...，f，...，v}，v≥2，即V组恒流子模块包含恒流子模块1，恒流子模块2，...，恒流子模块f，...，恒流子模块v，其中任意一组恒流子模块f外部设有恒流输入端I_{in_sf}和恒流输出端I_{out_sf}，其内部由一个常规稳压芯片ConstantVoltageIC、一个调整电阻R_{t_f}、一个滤波电容器C_{t_f}、一个均压电阻R_{jy_f}和一个均压电容器C_{jy_f}组成，其中调整电阻R_{t_f}和滤波电容器C_{t_f}并联，均压电阻R_{jy_f}和均压电容器C_{jy_f}并联，而常规稳压芯片ConstantVoltageIC设有输入端V_in、输出端V_out和调整端ADJ，其输入端V_in与所述恒流子模块f外部端口的恒流输入端I_{in_sf}以及与并联的均压电阻R_{jy_f}和均压电容器C_{jy_f}的一端相连，其输出端V_out与并联的调整电阻R_{t_f}和滤波电容器C_{t_f}的一端相连，而调整端ADJ与并联的调整电阻R_{t_f}和滤波电容器C_{t_f}的另一端相连，进一步还与并联的均压电阻R_{jy_f}和均压电容器C_{jy_f}的另一端，以及与所述恒流模块f外部端口的恒流输出端I_{out_sf}相连；

(2)所述的任一个稳压模块j包含稳压输入端V_{in_j}，稳压输出端V_{out_j}、稳压工作地D_{gnd_j}和稳压电路j，而稳压电路j是由常规的稳压电路组成，其输入端口、输出端口和工作地端口分别对应所述稳压输入端V_{in_j}，稳压输出端V_{out_j}和稳压工作地D_{gnd_j}。

如附图3所示，是作为另一种典型的实施例，本发明可用N个稳压模块和M个恒流模块依次串联组成。

如附图4所示，是作为再一种典型的实施例，本发明可用M个恒流模块和N个稳压模块无序串联组成。

如附图5和附图6所示，是本发明另一种方案的一种典型示意图，其特征是：

包括由W个恒流模块并联后再与N个稳压模块依次串联组成，其首端和尾端分别接直流电源输入的正端HV+和直流电源输入的负端HV-，其中，W＝{1，2，...，p，...，w}，N＝{1，2，...，j，...，n}，w≥2，n≥1，即并联的W个恒流模块包含恒流模块1，恒流模块2，...，恒流模块p，...，恒流模块w，其汇集点首端为I_{in_∑}，尾端为I_{out_∑}，而N个稳压模块包含稳压模块1，稳压模块2，...，稳压模块j，...，稳压模块n。

(1)所述的任一个恒流模块p其外部端口包含恒流输入端I_{in_p}和恒流输出端I_{out_p}，而内部由V组恒流子模块串联组成，其中，V＝{1，2，...，f，...，v}，v≥2，即V组恒流子模块包含恒流子模块1，恒流子模块2，...，恒流子模块f，...，恒流子模块v，其中任意一组恒流子模块f外部设有恒流输入端I_{in_sf}和恒流输出端I_{out_sf}，其内部由一个常规稳压芯片ConstantVoltageIC、一个调整电阻R_{t_f}、一个滤波电容器C_{t_f}、一个均压电阻R_{jy_f}和一个均压电容器C_{jy_f}组成，其中调整电阻R_{t_f}和滤波电容器C_{t_f}并联，均压电阻R_{jy_f}和均压电容器C_{jy_f}并联，而常规稳压芯片ConstantVoltageIC设有输入端V_in、输出端V_out和调整端ADJ，其输入端V_in与所述恒流子模块f外部端口的恒流输入端I_{in_sf}以及与并联的均压电阻R_{jy_f}和均压电容器C_{jy_f}的一端相连，其输出端V_out与并联的调整电阻R_{t_f}和滤波电容器C_{t_f}的一端相连，而调整端ADJ与并联的调整电阻R_{t_f}和滤波电容器C_{t_f}的另一端相连，进一步还与并联的均压电阻R_{jy_f}和均压电容器C_{jy_f}的另一端，以及与所述恒流模块f外部端口的恒流输出端I_{out_sf}相连；

(2)所述的任一个稳压模块j包含稳压输入端V_{in_j}、稳压输出端V_{out_j}、稳压工作地D_{gnd_j}和稳压电路j，而稳压电路j是由常规的稳压电路组成，其输入端口、输出端口和工作地端口分别对应所述稳压输入端V_{in_j}、稳压输出端V_{out_j}和稳压工作地D_{gnd_j}。

如附图7所示，是作为另一种方案的又一种典型的实施例，本发明可用N个稳压模块依次串联后，再与W个恒流模块所组成的并联电路串联组成。

如附图8所示，是作为另一种方案的再一种典型的实施例，本发明可用W个恒流模块组成并联电路后，再与N个稳压模块无序串联组成。

如附图9和附图10所示，是作为一种典型的具体实施例，包括两个恒流模块和一个稳压模块，依次串联连接，恒流模块1的恒流输入端I_{in_1}与直流电源输入的正端HV+相连，恒流模块1的恒流输出端I_{out_1}与恒流模块2的恒流输入端I_{in_2}相连，恒流模块2的恒流输出端I_{out_2}与稳压模块1的稳压输入端V_{in_1}相连，稳压模块1的稳压输出端D_{gnd_1}直流电源输入的负端HV-相连。

如附图10所示，是恒流模块1的具体实例示意图，所述的恒流模块1与恒流模块2电路结构相同，恒流模块1由两个恒流子模块组成，恒流子模块1由稳压芯片IC1-1、均压电阻R_{jy_11}、调整电阻R_{t_11}、滤波电容器C_{t_11}和均压电容器C_{jy_11}组成，同理，所述的恒流模块2由稳压芯片IC1-2、均压电阻R_{jy_12}、调整电阻R_{t_12}、滤波电容器C_{t_12}和均压电容器C_{jy_12}组成，其中稳压芯片IC1-1和稳压芯片IC1-2的型号均为LR8，滤波电容器C_{t_11}和滤波电容器C_{t_12}的参数均为1微法，恒流模块1和恒流模块2的调整电阻R_{t_11}和R_{t_12}，其阻值均为120Ω，恒流模块1和恒流模块2的均压电阻分别为R_{jy_11}和R_{jy_12}，其阻值均为18kΩ，恒流模块1和恒流模块2的均压电容器C_{jy_11}和均压电容器C_{jy_12}的参数均为0.1微法。

另外，稳压模块由稳压芯片U₁、偏置电阻R₁、偏置电阻R₂和分压电阻R₃构成，其中，U₁的型号为TL431ACD，R₁的阻值为10kΩ，R₂的阻值为38kΩ，R₃的阻值为200Ω，另外稳压模块的稳压输出端V_{out_1}与直流电源输入的负端HV-之间用于外接负载电阻R_L。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。倘若对本发明实施方式进行各种变形和修改，但尚在本发明的精神和原则之内，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源，其特征是：

包括由M个恒流模块和N个稳压模块依次串联组成，其首端和尾端分别接直流电源正端HV+和直流电源负端HV-，其中，M＝{1，2，...，i，...，m}，N＝{1，2，...，j，...，n}，m≥n≥1，即M个恒流模块包含恒流模块1，恒流模块2，...，恒流模块i，...，恒流模块m，而N个稳压模块包含稳压模块1，稳压模块2，...，稳压模块j，...，稳压模块n。

2.根据权利要求1所述的一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源，其特征是：

(1)所述的任一个恒流模块i其外部端口包含恒流输入端I_{in_i}、恒流输出端I_{out_i}，而内部由H组恒流子模块并联组成，其中，H＝{1，2，...，e，...，h}，h≥2，即H组恒流子模块包含恒流子模块1，恒流子模块2，...，恒流子模块e，...，恒流子模块h，其中任意一组恒流子模块e由一个常规稳压芯片ConstantVoltageIC、一个调整电阻R_{t_e}、一个滤波电容器C_{t_e}、一个均压电阻R_{jy_e}和一个均压电容器C_{jy_e}组成，其中调整电阻R_{t_e}和滤波电容器C_{t_e}并联，均压电阻R_{jy_e}和均压电容器C_{jy_e}并联，而常规稳压芯片ConstantVoltageIC设有输入端V_in、输出端V_out和调整端ADJ，其输入端V_in与所述恒流模块i外部端口的恒流输入端I_{in_i}以及与并联的均压电阻R_{jy_i}和均压电容器C_{jy_i}的一端相连，其输出端V_out与并联的调整电阻R_{t_i}和滤波电容器C_{t_i}的一端相连，而调整端ADJ与并联的调整电阻R_{t_i}和滤波电容器C_{t_i}的另一端相连，进一步还与并联的均压电阻R_{jy_i}和均压电容器C_{jy_i}的另一端，以及与所述恒流模块i外部端口的恒流输出端I_{out_i}相连；

(2)所述的任一个稳压模块j包含稳压输入端V_{in_j}，稳压输出端V_{out_j}、稳压工作地D_{gnd_j}和稳压电路j，而稳压电路j是由常规的稳压电路组成，其输入端口、输出端口和工作地端口分别对应所述稳压输入端V_{in_j}，稳压输出端V_{out_j}和稳压工作地D_{gnd_j}。

3.根据权利要求1和2所述的一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源，其特征是：

所述的一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源是用N个稳压模块和M个恒流模块依次串联组成。

4.根据权利要求1和2所述的一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源，其特征是：

所述的一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源是用M个恒流模块和N个稳压模块无序串联组成。

5.根据权利要求1所述一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源的另一种结构，其特征是：包括由W个恒流模块并联后再与N个稳压模块依次串联组成，其首端和尾端分别接直流电源输入的正端HV+和直流电源输入的负端HV-，其中，W＝{1，2，...，p，...，w}，N＝{1，2，...，j，...，n}，w≥2，n≥1，即并联的W个恒流模块包含恒流模块1，恒流模块2，...，恒流模块p，...，恒流模块w，其汇集点首端为I_{in_∑}，尾端为I_{out_∑}，而N个稳压模块包含稳压模块1，稳压模块2，...，稳压模块j，...，稳压模块n。

6.根据权利要求5所述的一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源，其特征是：

(1)所述的任一个恒流模块p其外部端口包含恒流输入端I_{in_p}和恒流输出端I_{out_p}，而内部由V组恒流子模块串联组成，其中，V＝{1，2，...，f，...，v}，v≥1，即V组恒流子模块包含恒流子模块1，恒流子模块2，...，恒流子模块f，...，恒流子模块v，其中任意一组恒流子模块f外部设有恒流输入端I_{in_sf}和恒流输出端I_{out_sf}，其内部由一个常规稳压芯片ConstantVoltageIC、一个调整电阻R_{t_f}、一个滤波电容器C_{t_f}、一个均压电阻R_{jy_f}和一个均压电容器C_{jy_f}组成，其中调整电阻R_{t_f}和滤波电容器C_{t_f}并联，均压电阻R_{jy_f}和均压电容器C_{jy_f}并联，而常规稳压芯片ConstantVoltageIC设有输入端V_in、输出端V_out和调整端ADJ，其输入端V_in与所述恒流子模块f外部端口的恒流输入端I_{in_sf}以及与并联的均压电阻R_{jy_f}和均压电容器C_{jy_f}的一端相连，其输出端V_out与并联的调整电阻R_{t_f}和滤波电容器C_{t_f}的一端相连，而调整端ADJ与并联的调整电阻R_{t_f}和滤波电容器C_{t_f}的另一端相连，进一步还与并联的均压电阻R_{jy_f}和均压电容器C_{jy_f}的另一端，以及与所述恒流模块f外部端口的恒流输出端I_{out_sf}相连；

(2)所述的任一个稳压模块j包含稳压输入端V_{in_j}，稳压输出端V_{out_j}、稳压工作地D_{gnd_j}和稳压电路j，而稳压电路j是由常规的稳压电路组成，其输入端口、输出端口和工作地端口分别对应所述稳压输入端V_{in_j}，稳压输出端V_{out_j}和稳压工作地D_{gnd_j}。

7.根据权利要求5和6所述的一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源，其特征是：

所述的一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源是用N个稳压模块依次串联后，再与W个恒流模块所组成的并联电路串联组成。

8.根据权利要求5和6所述的一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源，其特征是：

所述的一种扩流型恒流电路分压的直流辅助电源是由W个恒流模块组成并联电路后，再与N个稳压模块无序串联组成。