CN205787994U - 基于晶体管的交流预调压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源预调压技术领域，公开了一种基于晶体管的交流预调压电路，它包括了桥式整流电路、辅助电源电路、高压调整管截压电路；桥式整流电路将交流电压变换成直流脉动电压，然后采用高电压大电流的NPN型三极管Q1作为调整管串联在主回路中，并引入比较器U2对桥式整流电路输出的脉动直流电压做判断，当脉动直流电压数值超过设定的电压阈值时，三极管Q1断开，当脉动直流电压数值小于设定的电压阈值时，三极管Q1开启，直流脉动电压再经过输出滤波电容C1的滤波后输出。本实用新型输出的电压幅度即使在空载时也会容易控制，从而实现了交流输入电压的预调压。本实用新型结构简单，安全性能高，提高了输出电源的可靠性。

Description

基于晶体管的交流预调压电路

技术领域

本实用新型涉及电源预调压技术领域，具体的说是一种根据交流输入电压控制高压调整管导通与断开的基于晶体管的交流预调压电路。

背景技术

在电子设备电源预调压技术领域，通常采用可控硅进行调压。可控硅预调压技术存在对电子设备的电磁干扰大的问题，可控硅是半控型器件，对交流电压的调相控制只是截取了交流电压波形的一部分，存在将输入电压的峰值截取了的现象，出现预调压之后的输出电压在空载时电压较高且不易控制的问题，负载电路如果对电压敏感，有可能因为电压问题而造成损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于晶体管的交流预调压电路，以解决采用可控硅对电源预调压时存在预调压之后输出电压在空载是电压不易控制的问题。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案为：

一种基于晶体管的交流预调压电路，它包括桥式整流电路、辅助电源电路、高压调整管截压电路；所述桥式整流电路的输入端与交流电压电源相连接，所述桥式整流电路的输出端与辅助电源电路、高压调整管截压电路相连接，所述高压调整管截压电路包括由高电压大电流晶体管作为调整管的三极管Q1、稳压基准电路、光电耦合器U4、比较器U2、滤波输出电容C1、相互串联的电阻R4、电位器R9，电阻R4的一端与桥式整流电路的输出端相连接，另一端与比较器U2的同向输入端相连接，比较器U2的反向输入端与稳压基准电路相连接，电阻R10连接在比较器U2的同相输入端与输出端之间，用以引入滞回特性提高比较器的抗干扰特性；比较器U2的输出端与电阻R7相连接，电阻R7的另一端与辅助电源电路的输出端相连接，比较器U2的输出端与驱动三极管Q2的基极相连接，驱动三极管Q2的发射极接地，驱动三极管Q2的集电极依次与点去R3、光电耦合器U4的输入端相串联，光电耦合器U4的输出端与三极管Q1的基极、发射极相连接，三极管Q1的集电极与桥式整流电路的输出端相连接，三极管Q1的发射极还与电阻R1、滤波电容C3的正极相连接；桥式整流电路将交流电压信号转换为脉动直流电压，传输给辅助电源电路，辅助电源电路输出+5V单路电源，给稳压基准电路、光电耦合器U4、比较器U2供电；比较器U2的输出端通过驱动三极管Q2来控制光电耦合电器U4进而控制三极管Q1的导通与断开；当桥式整流电路输出的脉动直流电压值较大，超过稳压基准电路设定的电压阈值时，比较器U2同相输入端的电压大于反相输入端的电压，比较器U2输出高电平，使三极管Q2导通，光电耦合器U4输入端的电流增大，光电耦合器U4输出端的电流经三极管Q1的基极迅速分流，三极管Q1截止；当桥式整流电路输出的脉动直流电压值低于设定的电压阈值时，比较器U2反相输入端的电压大于同相输入端的电压，比较器U2输出低电平，三极管Q2截止，光电耦合器U4不能发挥作用，三极管Q1导通，经过输出滤波电容C1的滤波，本电路的输出电压与输入电压相同，实现交流输入电压的预调压。

作为本实用新型的进一步改进，所述稳压基准电路包括稳压基准U3、电阻R5、电容C4，为本电路设定电压阈值；

作为本实用新型的更进一步改进，所述桥式整流电路由整流二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6组成，桥式整流电路将输入的交流电压变换成高低起伏的脉动直流电压。

作为本实用新型的更进一步改进，所述辅助电源电路包括线性稳压芯片U1、二极管D7、电容C3、电阻R6、电阻R8、电容C2，二极管D7的正极与桥式整流电路的输出端相连接，负极与电容C3的正极、线性稳压芯片U1的输入端相连接，线性稳压芯片U1的输出端与电阻R6、电阻R8相连接，输出+5V单路电源，为比较器U2、光电耦合器U4和稳压基准U3供电。

作为本实用新型的更进一步改进，所述线性稳压芯片U1的型号是VB408，所述比较器U2的型号是TS331，所述稳压基准U3的型号是TL431，所述三极管Q1的型号是2SC2979，所述光电耦合器的型号是TLP521-1。

为了能够对输入的交流电压进行预调压，本实用新型采用桥式整流电路将交流电压变换成直流脉动电压，然后采用高电压大电流的NPN型三极管Q1作为调整管串联在主回路中，并引入比较器U2对桥式整流电路输出的脉动直流电压做判断，当脉动直流电压数值超过设定的电压阈值时，三极管Q1断开，当脉动直流电压数值小于设定的电压阈值时，三极管Q1开启，直流脉动电压再经过输出滤波电容C1的滤波后输出。本实用新型输出的电压幅度即使在空载时也会容易控制，从而实现了交流输入电压的预调压。

所述桥式整流电路由整流二极管D3，D4，D5，D6组成，该电路使得输入的交流电压变换成高低起伏的脉动直流电压；由于桥式整流电路的目的是为了获取输入电压的绝对值变换波形，该波形以正弦电压的半波为周期，以最小值接近于零，最大值为输入交流电压振幅的幅度而脉动，可以看作其有过零点，而加入滤波电容之后将会使得波形变得平缓，失去过零点，因此本桥式整流电路并未使用滤波电容。

本实用新型采用电压比较器U2根据输入电压的高低来判断调整管的闭合、断开，从而使得输出电压即使在空载时也能低于设定的电压值。

本实用新型具有如下优点：

（1）本实用新型采用高压调整管截压电路，通过比较器U2、光电耦合器U4来控制调整管的闭合、开启，通过调节电位器R9的阻值设定电路的电压阈值，进而控制输出电压的值，本实用新型结构简单，安全性能高，即使空载时输出电压也被限制在一定幅度之内，提高了输出电源的可靠性；

（2）本实用新型所采用的元器件除调整管需要使用高耐压大电流的元器件外，其余元器件均可使用常规元器件，大大降低了本实用新型的体积和制造成本。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明。

如图1所示的一种基于晶体管的交流预调压电路，它包括桥式整流电路、辅助电源电路、高压调整管截压电路；桥式整流电路的输入端与交流电压电源相连接，桥式整流电路的输出端与辅助电源电路、高压调整管截压电路相连接，高压调整管截压电路包括由高电压大电流晶体管作为调整管的三极管Q1、稳压基准电路、光电耦合器U4、比较器U2、滤波输出电容C1、相互串联的电阻R4、电位器R9，电阻R4的一端与桥式整流电路的输出端相连接，另一端与比较器U2的同向输入端相连接，比较器U2的反向输入端与稳压基准电路相连接，电阻R10连接在比较器U2的同相输入端与输出端之间，用以引入滞回特性提高比较器的抗干扰特性；比较器U2的输出端与电阻R7相连接，电阻R7的另一端与辅助电源电路的输出端相连接，比较器U2的输出端与驱动三极管Q2的基极相连接，驱动三极管Q2的发射极接地，驱动三极管Q2的集电极依次与点去R3、光电耦合器U4的输入端相串联，光电耦合器U4的输出端与三极管Q1的基极、发射极相连接，三极管Q1的集电极与桥式整流电路的输出端相连接，三极管Q1的发射极还与电阻R1、滤波电容C3的正极相连接；桥式整流电路将交流电压信号转换为脉动直流电压，传输给辅助电源电路，辅助电源电路输出+5V单路电源，给稳压基准电路、光电耦合器U4、比较器U2供电；比较器U2的输出端通过驱动三极管Q2来控制光电耦合电器U4进而控制三极管Q1的导通与断开；当桥式整流电路输出的脉动直流电压值较大，超过稳压基准电路设定的电压阈值时，比较器U2同相输入端的电压大于反相输入端的电压，比较器U2输出高电平，使三极管Q2导通，光电耦合器U4输入端的电流增大，光电耦合器U4输出端的电流经三极管Q1的基极迅速分流，三极管Q1截止；当桥式整流电路输出的脉动直流电压值低于设定的电压阈值时，比较器U2反相输入端的电压大于同相输入端的电压，比较器U2输出低电平，三极管Q2截止，光电耦合器U4不能发挥作用，三极管Q1导通，经过输出滤波电容C1的滤波，本电路的输出电压与输入电压相同，实现交流输入电压的预调压。

稳压基准电路包括稳压基准U3、电阻R5、电容C4，为本电路设定电压阈值；

桥式整流电路由整流二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6组成，桥式整流电路将输入的交流电压变换成高低起伏的脉动直流电压。

辅助电源电路包括线性稳压芯片U1、二极管D7、电容C3、电阻R6、电阻R8、电容C2，二极管D7的正极与桥式整流电路的输出端相连接，负极与电容C3的正极、线性稳压芯片U1的输入端相连接，线性稳压芯片U1的输出端与电阻R6、电阻R8相连接，输出+5V单路电源，为比较器U2、光电耦合器U4和稳压基准U3供电。

线性稳压芯片U1的型号是VB408，比较器U2的型号是TS331，稳压基准U3的型号是TL431，三极管Q1的型号是2SC2979，光电耦合器的型号是TLP521-1。

可根据实际工作的需要给三极管Q1适当增加散热器，或者使用风冷、水冷以达到降温目的。

在图1中较粗的线代表功率线，表示其上流过大电流。

本实用新型采用高压调整管截压电路，通过比较器U2、光电耦合器U4来控制调整管的闭合、开启，通过调节电位器R9的阻值设定电路的电压阈值，进而控制输出电压的值，本实用新型结构简单，安全性能高，即使空载时输出电压也被限制在一定幅度之内，提高了输出电源的可靠性；本实用新型所采用的元器件除调整管需要使用高耐压大电流的元器件外，其余元器件均可使用常规元器件，大大降低了本实用新型的体积和制造成本。

Claims (5)

1.一种基于晶体管的交流预调压电路，其特征在于：它包括桥式整流电路、辅助电源电路、高压调整管截压电路；所述桥式整流电路的输入端与交流电压电源相连接，所述桥式整流电路的输出端与辅助电源电路、高压调整管截压电路相连接，所述高压调整管截压电路包括由高电压大电流晶体管作为调整管的三极管Q1、稳压基准电路、光电耦合器U4、比较器U2、滤波输出电容C1、相互串联的电阻R4、电位器R9，电阻R4的一端与桥式整流电路的输出端相连接，另一端与比较器U2的同向输入端相连接，比较器U2的反向输入端与稳压基准电路相连接，电阻R10连接在比较器U2的同相输入端与输出端之间，用以引入滞回特性提高比较器的抗干扰特性；比较器U2的输出端与电阻R7相连接，电阻R7的另一端与辅助电源电路的输出端相连接，比较器U2的输出端与驱动三极管Q2的基极相连接，驱动三极管Q2的发射极接地，驱动三极管Q2的集电极依次与点去R3、光电耦合器U4的输入端相串联，光电耦合器U4的输出端与三极管Q1的基极、发射极相连接，三极管Q1的集电极与桥式整流电路的输出端相连接，三极管Q1的发射极还与电阻R1、滤波电容C3的正极相连接；桥式整流电路将交流电压信号转换为脉动直流电压，传输给辅助电源电路，辅助电源电路输出+5V单路电源，给稳压基准电路、光电耦合器U4、比较器U2供电；比较器U2的输出端通过驱动三极管Q2来控制光电耦合电器U4进而控制三极管Q1的导通与断开；当桥式整流电路输出的脉动直流电压值较大，超过稳压基准电路设定的电压阈值时，比较器U2同相输入端的电压大于反相输入端的电压，比较器U2输出高电平，使三极管Q2导通，光电耦合器U4输入端的电流增大，光电耦合器U4输出端的电流经三极管Q1的基极迅速分流，三极管Q1截止；当桥式整流电路输出的脉动直流电压值低于设定的电压阈值时，比较器U2反相输入端的电压大于同相输入端的电压，比较器U2输出低电平，三极管Q2截止，光电耦合器U4不能发挥作用，三极管Q1导通，经过输出滤波电容C1的滤波，本电路的输出电压与输入电压相同，实现交流输入电压的预调压。

2.根据权利要求1所述的基于晶体管的交流预调压电路，其特征在于：所述稳压基准电路包括稳压基准U3、电阻R5、电容C4，为本电路设定电压阈值。

3.根据权利要求1或2所述的基于晶体管的交流预调压电路，其特征在于：所述桥式整流电路由整流二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6组成，桥式整流电路将输入的交流电压变换成高低起伏的脉动直流电压。

4.根据权利要求1或2所述的基于晶体管的交流预调压电路，其特征在于：所述辅助电源电路包括线性稳压芯片U1、二极管D7、电容C3、电阻R6、电阻R8、电容C2，二极管D7的正极与桥式整流电路的输出端相连接，负极与电容C3的正极、线性稳压芯片U1的输入端相连接，线性稳压芯片U1的输出端与电阻R6、电阻R8相连接，输出+5V单路电源，为比较器U2、光电耦合器U4和稳压基准U3供电。

5.根据权利要求4所述的基于晶体管的交流预调压电路，其特征在于：所述线性稳压芯片U1的型号是VB408，所述比较器U2的型号是TS331，所述稳压基准U3的型号是TL431，所述三极管Q1的型号是2SC2979，所述光电耦合器的型号是TLP521-1。