CN203491910U - 电源电路 - Google Patents
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Abstract
一种电源电路，其包括：主电源单元，其包括：电容降压子单元，其用于对交流电网进行降压以提供第一电流供给；整流滤波子单元，其连接电容降压子单元，其具有第一支路和第二支路；稳压输出子单元，其设置在整流滤波子单元的第一支路上，用以提供主电源输出；开关单元，其设置在主电源单元的整流滤波单元的第二支路上；以及控制电路，其用于控制的开关单元处于导通/断开状态以使电容降压子单元在电路中导通或者断开。本实用新型能够降低待机功耗，符合绿色能源的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路，尤其涉及一种电源电路。
背景技术
在很多电器设备中常常需要对各种部件进行控制，例如控制发热管的加热、控制风扇的转动、控制电机的运行等等，这时往往需要使用控制电路控制继电器或可控硅的开通与关闭，继电器或可控硅在工作时需要较大的驱动电流，其所需电流可能达到50mA，因此在现有技术中常常使用一个廉价的阻容降压电路为控制系统进行供电，实现较好的成本效益。请参阅图1和图3，图1和图3为现有技术的电路结构图，其中，图1为整流滤波子单元为半波整流电路的现有技术电路结构图，图3为整流滤波子单元为全波整流电路的现有技术电路结构图。从图1可以看到，电容降压子单元11＇的电压泄放电阻R1与降压电容C3并联在电路中；整流滤波子单元12＇的泄放二极管的阴极连接该电容降压子单元11＇，泄放二极管D5的阳极连接该交流电网的另一端；整流二极管D6的阳极连接电容降压子单元，整流二极管D6的阴极连接稳压子单元；稳压子单元13＇的滤波电容、第一稳压管以及负载并联。
但随着世界各国对于电器设备节能的要求不断提高，传统的阻容降压电路已不能满足人们的要求，图1或者图3的电容降压子单元11＇在负载不连接时依然消耗最大的设计功率，系统待机时其输入功耗依然很大，通常或高于1W，甚至会高达3W以上。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于克服上述现有技术中的问题，而提出一种电源电路，能够解决使用阻容降压的电源电路在待机时存在较大的系统功耗的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提出一种电源电路，其包括：主电源单元，其包括：电容降压子单元，其用于对交流电网进行降压以提供第一电流供给；整流滤波子单元，其连接电容降压子单元，其具有第一支路和第二支路；稳压输出子单元，其设置在整流滤波子单元的第一支路上，用以提供主电源输出；开关单元，其设置在主电源单元的整流滤波单元的第二支路上；以及控制电路，其用于控制的开关单元处于导通/断开状态以使电容降压子单元在电路中导通或者断开。
优选地，电源电路还包括：辅助电源单元，其用于对交流电网进行降压以提供第二电流供给，该第二电流小于该第一电流，其为控制电路提供工作电源；辅助电源单元提供一个相对于参考地的正极性电压，主电源单元提供一个相对于参考地的负极性电压。
优选地，辅助电源单元包括辅助电源整流二极管、降压电阻、第一滤波电容以及第一稳压管；辅助电源整流二极管的阳极连接交流电网的一端，辅助电源二极管的阴极连接降压电阻、第一滤波电容后接地，第一稳压管的阴极连接降压电阻以及第一滤波电容的连接处，第一稳压管的阳极接地，第一稳压管的阴极连接控制电路。
优选地，整流滤波子单元的第一支路包括整流二极管，整流滤波子单元的第二支路包括泄放二极管；整流二极管的阴极连接电容降压子单元，整流二极管的阳极连接稳压输出子单元，泄放二极管的阳极连接电容降压子单元，泄放二极管的阴极连接开关单元。
优选地，整流滤波子单元的第一支路包括第一整流二极管以及第二整流二极管，整流滤波子单元的第二支路包括第三整流二极管以及第四整流二极管；电容降压子单元的一端连接交流电网的一端，电容降压子单元的另一端连接第一整流二极管的阴极，第一整流二极管的阳极连接稳压输出子单元，第二整流二极管的阴极连接交流电网的另一端，第二整流二极管的阳极连接稳压输出子单元，第三整流二极管的阳极连接电容降压子单元的一端，第三整流二极管的阴极连接开关单元，第四整流二极管的阳极连接交流电网的另一端，第四整流二极管的阴极连接开关单元。
优选地，开关单元包括场效应管，场效应管包括输入端、输出端以及控制端，场效应管的输入端连接整流滤波子单元，场效应管的输出端接地，场效应管的控制端连接控制电路。
优选地，场效应管为MOS管，场效应管的输入端为MOS管的源极，场效应管的输出端为MOS管的漏极，场效应管的控制端为MOS管的栅极，MOS管的耐压范围在100V到1000V之间。
优选地，稳压输出子单元包括限流电阻、第二滤波电容以及第二稳压管，限流电阻的一端连接整流滤波子单元，另一端连接第二滤波电容至地，第二稳压管的阳极连接限流电阻以及第二滤波电容的连接处，第二稳压管的阴极接地。
优选地，开关单元与控制电路是封装在一个集成电路中。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：本实用新型通过在待机时通过技术手段将阻容降压电路从电网中脱离，可使系统功耗从1-3W的水平下降到0.5W以下，甚至下降到0.25W以下，从而大幅降低系统待机功耗，节约电能，降低碳排放。
附图说明
图1为现有技术的整流滤波子单元为半波整流电路的电路结构图。
图2为本实用新型电源电路的整流滤波子单元为半波整流电路的电路结构图。
图3为现有技术的整流滤波子单元为全波整流电路的电路结构图。
图4为本实用新型电源电路的整流滤波子单元为全波整流电路的电路结构图。
其中，附图标记说明如下：主电源单元1 电容降压子单元11 电压泄放电阻R1 降压电容C3 整流滤波子单元12 第一整流二极管D1 第二整流二极管D2 第三整流二极管D3 第四整流二极管D4 泄放二极管D5 整流二极管D6 稳压输出子单元13 限流电阻R2 第二滤波电容C2 第二稳压管W2 开关单元2 控制电路3 辅助电源单元4 辅助电源整流二极管D7 降压电阻R3 第一滤波电容C1 第一稳压管W1。
具体实施方式
为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。
请参阅图2和图4，本实用新型提出一种电源电路，其包括：主电源单元1、开关单元2、控制电路3以及辅助电源单元4。
主电源单元1以及辅助电源单元4均连接交流电网，开关单元2连接在主电源单元1以及地之间，控制电路3连接开关电源2。
该主电源单元1包括：电容降压子单元11、整流滤波子单元12以及稳压输出子单元13。电容降压子单元11用于对交流电网进行降压以提供第一电流供给。整流滤波子单元12连接电容降压子单元11，其具有第一支路和第二支路。稳压输出子单元13，其设置在整流滤波子单元12的第一支路上，用以提供主电源输出。
开关单元2设置在主电源单元1的整流滤波单元的第二支路上。控制电路3，其用于控制的开关单元2处于导通/断开状态以使电容降压子单元11在电路中导通或者断开。辅助电源单元4，其用于对交流电网进行降压以提供第二电流供给，该第二电流小于该第一电流，其为控制电路3提供工作电源。其中辅助电源单元4提供一个相对于参考地的正极性电压，主电源单元1提供一个相对于参考地的负极性电压。
电容降压子单元1包括电压泄放电阻R1以及降压电容C3。电压泄放电阻R1以及降压电容C3并联。
请参阅图2，整流滤波子单元12的第一支路包括整流二极管D6，整流滤波子单元12的第二支路包括泄放二极管D5。整流二极管D6的阴极连接电容降压子单元11，整流二极管D6的阳极连接稳压输出子单元13。泄放二极管D5的阳极连接电容降压子单元11，泄放二极管D5的阴极连接开关单元2。
请一并参阅图1和图2，对比两图可以看到，图2比图1多了一个开关单元4，并且整流二极管D1以及泄放二极管D5在电路中的方向是相反的。这样设置的理由如下：为了降低电容降压子单元1在待机时的功耗，故在电路中设置开关单元4，该开关单元4能够控制电容降压子单元1在电源电路待机时断开与后级电路的连接，这样电容降压子单元1就没有损耗了。但是，如果按照图2中的泄放二极管D5的方向，而开关单元4一般采用MOS管，MOS管中的二极管的方向需要与其相反才能配合使用，则MOS管的摆放方式使得驱动电压的方向不是对地，这样就比较难以实现。因此，需要把泄放二极管D5的方向反转过来。同时，需要改变整流二极管D1的方向，这样才能使得电路正常运作。
请参阅图4，整流滤波子单元12的第一支路包括第一整流二极管D1以及第二整流二极管D2。整流滤波子单元12的第二支路包括第三整流二极管D3以及第四整流二极管D4。电容降压子单元11的一端连接交流电网的一端，电容降压子单元11的另一端连接第一整流二极管D1的阴极，第一整流二极管D1的阳极连接稳压输出子单元13，第二整流二极管D2的阴极连接交流电网的另一端，第二整流二极管D2的阳极连接稳压输出子单元13，第三整流二极管D3的阳极连接电容降压子单元11的一端，第三整流二极管D3的阴极连接开关单元2，第四整流二极管D4的阳极连接交流电网的另一端，第四整流二极管D4的阴极连接开关单元2。
请一并参阅图3和图4，对比两图可以看到，图4比图3多了一个开关单元4，因为其整流滤波子单元2本身就具有泄放功能，所以没有设置泄放二极管。同时要注意该开关单元2的设置必须是连接第三整流二极管D3以及第四整流二极管D4的阴极，在其它位置无法实现控制功能。这样设置的理由与图2的理由大致相同，主要是考虑到增加开关单元后的MOS管内的二极管的方向。
稳压输出子单元13包括限流电阻R2、第二滤波电容C2以及第二稳压管W2。限流电阻R2的一端连接整流滤波子单元12，另一端连接第二滤波电容C2至地，第二稳压管W2的阳极连接限流电阻R2以及第二滤波电容C2的连接处，第二稳压管W2的阴极接地，第二稳压管W2的阳极连接负载。其中，限流电阻R2用于防止交流电网所产生的浪涌。
开关单元2包括场效应管，场效应管包括输入端、输出端以及控制端。场效应管的输入端连接整流滤波子单元12，场效应管的输出端接地，场效应管的控制端连接控制电路3。
场效应管为MOS管，场效应管的输入端为MOS管的源极，场效应管的输出端为MOS管的漏极，场效应管的控制端为MOS管的栅极。本实施例中，MOS管的耐压范围在100V到1000V之间。值得注意的是，该MOS管为N沟道MOS管。在其它实施例中，场效应管也可以为三极管。当场效应管为三极管的时候，电路结构需要进行相应的调整。
本实施例中，开关单元2与的控制电路3是封装在一个集成电路中。
辅助电源单元4包括辅助电源整流二极管D7、降压电阻R3、第一滤波电容C1以及第一稳压管W1。辅助电源整流二极管D7的阳极连接交流电网的一端，辅助电源二极管的阴极连接降压电阻R3、第一滤波电容C1后接地，第一稳压管W1的阴极连接降压电阻R3以及第一滤波电容C1的连接处，第一稳压管W1的阳极接地，第一稳压管W1的阴极连接控制电路3。
本实用新型还提出一种电源电路的构建方法，其包括：构建主电源单元1，其包括：电容降压子单元11，其用于对交流电网进行降压以提供第一电流供给；整流滤波子单元12，其连接电容降压子单元11，其具有第一支路和第二支路；稳压输出子单元13，其设置在整流滤波子单元12的第一支路上，用以提供主电源输出；构建辅助电源单元4，其用于对交流电网进行降压以提供第二电流供给，该第二电流小于该第一电流；构建开关单元2，其设置在主电源单元1的整流滤波单元的第二支路上；以及构建控制电路3，其用于控制的开关电路处于导通/断开状态以使电容降压子单元11在电路中导通或者断开。
值得注意的是，该电源电路的输出端的输出电压Vout为相对于参考地的负极性电压，后级电路相对作出调整使其符合输入电压为反向电压。辅助电源供电电路5的输出端的输出电压Vaux为相对于参考地的正极性电压。
下面结合图1至图4来详细描述本实用新型的工作原理。
上电时，交流电经过辅助电源整流二极管D7、降压电阻R3整流降压后并经过第一稳压管W1稳压、滤波电容C1滤波形成的辅助电源Vaux，为控制电路3供电。在系统处于待机状态时，控制电路3使开关Q1处于断开状态，降压电容C3因无法放电而无法耦合电流到输出端，主输出电压仅通过电压泄放电阻R1提供极小的电流，其消耗的功率非常小，系统整机产生的功耗不足0.5W。在系统处于工作状态时，控制电路3使开关单元2处于接通状态，降压电容C3耦合电流到主电源输出端为负载提供所需的电流。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：本实用新型通过在电路上增加一个开关单元，在系统待机时能够将电容降压子单元从电网中脱开，可使系统功耗从1-3W的水平下降到0.5W以下，甚至下降到0.25W以下，从而大幅降低待机功耗，节约电能，降低碳排放。
以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非限制本实用新型的保护范围。凡运用本实用新型说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种电源电路，其特征在于，其包括：
主电源单元，其包括：
电容降压子单元，其用于对交流电网进行降压以提供第一电流供给；
整流滤波子单元，其连接所述电容降压子单元，其具有第一支路和第二支路；
稳压输出子单元，其设置在所述整流滤波子单元的第一支路上，用以提供主电源输出；
开关单元，其设置在所述主电源单元的整流滤波单元的第二支路上；以及
控制电路，其用于控制所述的开关单元处于导通/断开状态以使所述电容降压子单元在电路中导通或者断开。
2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路还包括：辅助电源单元，其用于对所述交流电网进行降压以提供第二电流供给，该第二电流小于该第一电流，其为所述控制电路提供工作电源；所述辅助电源单元提供一个相对于参考地的正极性电压，所述主电源单元提供一个相对于参考地的负极性电压。
3.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述辅助电源单元包括辅助电源整流二极管、降压电阻、第一滤波电容以及第一稳压管；所述辅助电源整流二极管的阳极连接所述交流电网的一端，所述辅助电源二极管的阴极连接所述降压电阻、第一滤波电容后接地，所述第一稳压管的阴极连接所述降压电阻以及第一滤波电容的连接处，所述第一稳压管的阳极接地，所述第一稳压管的阴极连接所述控制电路。
4.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述整流滤波子单元的第一支路包括整流二极管，所述整流滤波子单元的第二支路包括泄放二极管；所述整流二极管的阴极连接所述电容降压子单元，所述整流二极管的阳极连接所述稳压输出子单元，所述泄放二极管的阳极连接所述电容降压子单元，所述泄放二极管的阴极连接所述开关单元。
5.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述整流滤波子单元的第一支路包括第一整流二极管以及第二整流二极管，所述整流滤波子单元的第二支路包括第三整流二极管以及第四整流二极管；所述电容降压子单元的一端连接所述交流电网的一端，所述电容降压子单元的另一端连接所述第一整流二极管的阴极，所述第一整流二极管的阳极连接所述稳压输出子单元，所述第二整流二极管的阴极连接所述交流电网的另一端，所述第二整流二极管的阳极连接所述稳压输出子单元，所述第三整流二极管的阳极连接所述电容降压子单元的一端，所述第三整流二极管的阴极连接所述开关单元，所述第四整流二极管的阳极连接所述交流电网的另一端，所述第四整流二极管的阴极连接所述开关单元。
6.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述开关单元包括场效应管，所述场效应管包括输入端、输出端以及控制端，所述场效应管的输入端连接所述整流滤波子单元，所述场效应管的输出端接地，所述场效应管的控制端连接所述控制电路。
7.如权利要求6所述的电源电路，其特征在于，所述场效应管为MOS管，所述场效应管的输入端为所述MOS管的源极，所述场效应管的输出端为所述MOS管的漏极，所述场效应管的控制端为所述MOS管的栅极，所述MOS管的耐压范围在100V到1000V之间。
8.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述稳压输出子单元包括限流电阻、第二滤波电容以及第二稳压管，所述限流电阻的一端连接所述整流滤波子单元，另一端连接所述第二滤波电容至地，所述第二稳压管的阳极连接所述限流电阻以及第二滤波电容的连接处，所述第二稳压管的阴极接地。
9.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述开关单元与所述控制电路是封装在一个集成电路中。
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