CN110034695A - 可改善交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可改善交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片，至少设有两半波交流电源输入接脚、一工作电压输出接脚、一直流负电压输出接脚，外部电路的第一储能电容和第二储能电容正级端与电源输入端中性线相连接：该芯片包括第一启动充电电路、第二启动充电电路以及第三启动充电电路。由于无需使用电感，且无EMI/EMC问题，故具有高安全性、加工容易、节省成本、维修容易、减少体积等优点，且可在超高宽电压工作。

Description

可改善交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片
技术领域
本发明涉及一种可改善交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片。
背景技术
在家电控制板领域，TRIAC可控硅是不可或缺的驱动元器件，尤其在大功率可控硅组件下要使可控硅正确无误的驱动，必须让可控硅工作在Ⅱ、Ⅲ象限内，才能确保以最小的触发电流取得对可控硅完全的触发。
传统电路设计将交流电源转成直流电源时，往往采用的方式如下：
a.变压器降压方式：
优点：成本高，无EMI/EMC问题，取出电流大。
缺点：重量重，体积大，效率低，硅钢片发热不符合欧盟ERP标准。
b.开关式电源降压方式：
优点：体积小重量轻，效率高，取出电流大。
缺点：有EMI/EMC问题，成本适中，周边元器件多，MOS管发热大。
c.电阻式降压方式：
优点：体积小重量轻，无EMI/EMC问题，成本低。
缺点：效率低，取出电流小，电阻发烫严重，不符合欧盟ERP标准。
d.阻容式降压方式:
优点：重量轻，无EMI/EMC问题，成本适中。
缺点：体积大，效率低，电容寿命易老化及受温度影响，不符合欧盟ERP标准，限流电阻易击穿燃烧烧毁。
而上述将交流电源转成直流电源的方式中，又以阻容式降压方式为目前最常采用的方式，如图1所示，其为以阻容式降压做为可控硅电源的电路图，该电路的输入端包含有一交流电源，该交流电源与一电阻及一电容形成串并联，使交流电源由该电容及电阻限制其最大电流，另外再连接两个二极体所构成的整流电路，将交流电流整流为直流电流，再由一齐纳二极体及一电解电容，输出稳压的直流电源，作为多个可控硅的闸极直流触发信号的电流，由于该电容体积大，故造成组装上的困扰，加上电容容易老化，故有使用寿命的限制，甚至电阻有被击穿烧毁的危险。
然而，市面上所提供的一种可交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片中，采用了多次的电容能量转换才能将正电压输出转成负电压输出，如图2所示，这将造成能量转换效率过低、外部零件过多、成本高等诸多缺点。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于：提供一种可交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片，综合上述各种降压方式的缺点，设计一款体积小、取出电流适中、无EMI/EMC干扰、不发热、成本低的芯片为首要设计解决目标，此芯片除了可提供家电控制板的供电以外还可完全满足大功率可控硅负电压驱动的需求，使本发明可提供各种小家电产品交流转直流供电用。
本发明的技术解决方案是：可改善交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片，至少设有两半波交流电源输入接脚、一工作电压输出接脚、一直流负电压输出接脚，外部电路的第一储能电容和第二储能电容正级端与电源输入端中性线相连接：该芯片包括：
一第一启动充电电路，其与半波交流电源输入接脚相连接，其包含有一第一软开关、一恒流源，当芯片上电时，电流经第一储能电容、恒流源、第一软开关，对第一储能电容以负半波下行低压区进行预先充电，当达到第一启动判别电路上限参考电压时，第一软开关关闭对第一储能电容的充电路径，并开启一第二软开关继续提供第一储能电容较大电流充电路径；
一第二启动充电电路，其包含有一交流过零检测电路、一窗口检测电路、一第二启动判别电路、一与门电路、一第二软开关，第二软开关与交流电源输入接脚相连接，当窗口检测电路检测到低压工作区电位时，即开启第二软开关，继续对第一储能电容以负半波下行低压区进行低频非连续性脉冲继续充电；当第一储能电容电压高于稳压电路输入调节电压时，自动将第一储能电容储存能量经第二储能电容以及一第三启动充电电路中的稳压电路，转换到第二储能电容上进行能量转换输出。
进一步地，该半波交流电源输入接脚所输入的半波交流电流利用一二极体，将全波的交流电流转成半波的交流电流。
进一步地，第一软开关、第二软开关皆为金属氧化物半导体场效电晶体。
进一步地，第二启动充电电路在与门电路的输入端连接过热保护电路、半波下行识别电路、第二启动判别电路，与门电路的输出端连接一驱动电路对第二软开关进行控制。
进一步地，第三启动充电电路内设有一稳压电路，稳压电路的输入端与第一储能电容负极相连接，输出端与第二储能电容负极相连接。
应用本发明所提供的可交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片，其有益效果是：由于无需使用电感，且无EMI/EMC问题，故具有高安全性、加工容易、节省成本、维修容易、减少体积等优点，且可在超高宽电压工作。
附图说明
图1为现有技术以阻容式降压作为可控硅电源的电路图；
图2为现有技术的负电压输出供电稳压芯片数次转换波形图；
图3为本发明的集成模块外观图；
图4为本发明的芯片连接可控硅电路图；
图5为本发明的芯片内部的电路方块图；
图6为本发明充电电流动作图；
图7为本发明以电压波形显示其低压工作区的示意图；
图8为本发明的可控硅四象限示意图。
图中所示：100—芯片，1—半波交流电源输入接脚，2—工作电压输出接脚，3—直流负电压输出接脚，4—第一储能电容，5—第二储能电容，6—第一启动充电电路，7—第一软开关，8—恒流源，9—第二软开关，10—第二启动充电电路，11—交流过零检测电路，12—窗口检测电路，13—与门电路，14—第三启动充电电路，15—稳压电路，16—过热保护电路，17—半波下行识别电路，18—第二启动判别电路，19—驱动电路，20—第一启动判别电路。
具体实施方式
为比较直观、完整地理解本发明的技术方案，现就结合本发明附图进行非限制性的特征说明如下：
如图3—图8所示，可改善交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片，至少设有两半波交流电源输入接脚1、一工作电压输出接脚2、一直流负电压输出接脚3，外部电路的第一储能电容4和第二储能电容5正级端与电源输入端中性线相连接：该芯片100包括：
一第一启动充电电路6，其与半波交流电源输入接脚1相连接，其包含有一第一软开关7、一恒流源8，当芯片100上电时，电流经第一储能电容4、恒流源8、第一软开关7，对第一储能电容4以负半波下行低压区进行预先充电，当达到第一启动判别电路20上限参考电压时，第一软开关7关闭对第一储能电容4的充电路径，并开启一第二软开关9继续提供第一储能电容4较大电流充电路径；
一第二启动充电电路10，其包含有一交流过零检测电路11、一窗口检测电路12、一第二启动判别电路18、一与门电路13、一第二软开关9，第二软开关9与交流电源输入接脚相连接，当窗口检测电路12检测到低压工作区电位时，即开启第二软开关9，继续对第一储能电容4以负半波下行低压区进行低频非连续性脉冲继续充电；当第一储能电容4电压高于稳压电路15输入调节电压时，自动将第一储能电容4储存能量经第二储能电容5以及一第三启动充电电路14中的稳压电路15，转换到第二储能电容5上进行能量转换输出。
该半波交流电源输入接脚1所输入的半波交流电流利用一二极体，将全波的交流电流转成半波的交流电流。
第一软开关7、第二软开关9皆为金属氧化物半导体场效电晶体。
第二启动充电电路10在与门电路13的输入端连接过热保护电路16、半波下行识别电路17、第二启动判别电路18，与门电路13的输出端连接一驱动电路19对第二软开关9进行控制。
第三启动充电电路14内设有一稳压电路15，稳压电路15的输入端与第一储能电容4负极相连接，输出端与第二储能电容5负极相连接。
当然，以上仅为本发明的较佳实施例而已，非因此即局限本发明的专利范围，凡运用本发明说明书及图式内容所为之简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利保护范围之内。

Claims (5)

1.可改善交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片，至少设有两半波交流电源输入接脚、一工作电压输出接脚、一直流负电压输出接脚，其特征在于：外部电路的第一储能电容和第二储能电容正级端与电源输入端中性线相连接：该芯片包括：
一第一启动充电电路，其与半波交流电源输入接脚相连接，其包含有一第一软开关、一恒流源，当芯片上电时，电流经第一储能电容、恒流源、第一软开关，对第一储能电容以负半波下行低压区进行预先充电，当达到第一启动判别电路上限参考电压时，第一软开关关闭对第一储能电容的充电路径，并开启一第二软开关继续提供第一储能电容较大电流充电路径；
一第二启动充电电路，其包含有一交流过零检测电路、一窗口检测电路、一第二启动判别电路、一与门电路、一第二软开关，第二软开关与交流电源输入接脚相连接，当窗口检测电路检测到低压工作区电位时，即开启第二软开关，继续对第一储能电容以负半波下行低压区进行低频非连续性脉冲继续充电；当第一储能电容电压高于稳压电路输入调节电压时，自动将第一储能电容储存能量经第二储能电容以及一第三启动充电电路中的稳压电路，转换到第二储能电容上进行能量转换输出。
2.根据权利要求1所述的可改善交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片，其特征在于：该半波交流电源输入接脚所输入的半波交流电流利用一二极体，将全波的交流电流转成半波的交流电流。
3.根据权利要求1所述的可改善交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片，其特征在于：第一软开关、第二软开关皆为金属氧化物半导体场效电晶体。
4.根据权利要求1所述的可改善交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片，其特征在于：第二启动充电电路在与门电路的输入端连接过热保护电路、半波下行识别电路、第二启动判别电路，与门电路的输出端连接一驱动电路对第二软开关进行控制。
5.根据权利要求1所述的可改善交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片，其特征在于：第三启动充电电路内设有一稳压电路，稳压电路的输入端与第一储能电容负极相连接，输出端与第二储能电容负极相连接。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109347342A (zh) * 2018-11-22 2019-02-15 浙江奥科半导体有限公司 一种可交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109347342A (zh) * 2018-11-22 2019-02-15 浙江奥科半导体有限公司 一种可交流宽电压输入直流负电压输出供电稳压芯片

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