CN207782677U - 阻容全波整流电路 - Google Patents
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Abstract
阻容全波整流电路，包括依次连接的阻容降压电路、全波整流电路、稳压滤波电路，所述全波整流电路包括二极管D4、电容EC1、二极管D7、二极管D8和三极管Q3，所述二极管D4正极、所述电容EC1负极之间的节点与所述三极管Q3发射极连接，所述电容EC1的正极与二极管D7正极、二极管D8负极之间的节点连接，所述三极管Q3基极与二极管D4负极之间的节点接火线L，所述三极管Q3集电极、二极管D8正极之间的节点接地，所述二极管D7负极接输出端HVCC。采用本阻容全波整流电路提高了电源的输出能力、电源输出电压的稳定性、电源的安全性和可靠性，有效降低了使用该电路产品的成本，提高了产品质量和竞争力。
Description
技术领域
本实用新型属于电子电路技术领域，具体涉及一种用于单相电子式有功电能表的阻容全波整流电路。
背景技术
单相电子式有功电能表，适应于计量额定频率为50hz60hz的单相交流有功电能的电表，因具有功耗低、负载范围宽、无机械磨损的优点，被广泛使用。在这种电能表中都存在这电源电路，而电源电路中基本都需要进行降压处理，而现有的降压处理往往是采用线性变压器和阻容两种降压方式。电能表在制造使用过程中，尤其是出口外贸型的单相电子式有功电能表，因出厂价格低，如采用价格较高的线性变压器，就会增加单个电能表的制造成本，因而制造时普遍选择采用阻容降压的方式来设计电能表电源电路。
在电能表的电源电路采用阻容降压的方式时，通常采用以下两种方式：半波整流方式和全波整流方式，其对应参见图1及图2，图1利用电源输入通过电容C1、电阻R1、稳压二极管VD1、二极管VD2、电容C2形成的电路输出VOUT，但这种半波输出方式存在一个缺点:电路的阻容降压输出能力有限；而图2中电源输入通过电容C1、电阻R1、二极管VD1-VD4、稳压二极管VD5及电容C2形成的电路输出输出VOUT，这种全波输出方式同样也存在缺点:电路的阻容降压上稳定性和安全性都比较差。
因此，需要研究一种更加稳定及安全可靠的电路。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，提供一种阻容全波整流电路，能提高电源输出能力、稳定性和安全性，相比于传统整流方式具有更大优势，主要应用于单相电子式电能表的前端电源电路。
为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：
阻容全波整流电路，包括依次连接的阻容降压电路、全波整流电路、稳压滤波电路，所述全波整流电路包括二极管D4、电容EC1、二极管D7、二极管D8和三极管Q3，所述二极管D4正极、所述电容EC1负极之间的节点与所述三极管Q3发射极连接，所述电容EC1的正极与二极管D7正极、二极管D8负极之间的节点连接，所述三极管Q3基极与二极管D4负极之间的节点接火线L，所述三极管Q3集电极、二极管D8正极之间的节点接地，所述二极管D7负极接输出端HVCC。
进一步，还包括电阻R60，所述电阻R60两端分别与所述三极管Q3基极、所述二极管D4负极连接。
进一步，所述电容EC1采用电解电容。
进一步，所述三极管Q3采用LBC817型号。
更进一步，所述全波整流电路包括二极管D1，所述二极管D1正极、负极分别接火线L与二极管D4负极之间的节点、接电源输出端HVCC与二极管D7负极之间的节点。
进一步，所述稳压滤波电路包括电阻R28和稳压二极管D9，所述电阻R28、稳压二极管D9负极之间的节点与所述二极管D1负极连接，所述稳压二极管D9正极接零线N的同时也接地。
更进一步，还包括电容EC3，所述电容EC3正极接电源输出端HVCC，电容EC3负极接地。
进一步，所述阻容降压电路包括电容C17、电阻R21，所述电容C17一端接电源火线L，所述电容C17另一端、电阻R21与二极管D1正极依次连接。
更进一步，所述电容C17采用0.22μF或0.33μF的安规电容，和/或，所述电阻R21采用限流功率电阻。
进一步，还包括电源保护电路，所述电源保护电路采用压敏电阻RV1，所述压敏电阻RV1两端分别与输入电源的火线L、零线N连接。
本实用新型与现有技术相比，有益效果是：
1.相比于传统半波整流电路，本实用新型电路的电源输出能力强；
2.相比于传统全波整流电路，本实用新型电路通过电容充放电补全负半轴波形的方法，其稳定性和安全性更高；
3.电源输出能力强，针对后端需要相同输出能力时，本实用新型电路比比半波整流电路消耗的能量小，视在功耗比半波整流电路小；
4.本实用新型电路结构简单，具有防雷、浪涌、谐波、高压保护及降压稳压功能，应用于单相电子式电能表前端电源电路安全可靠，实用性大；
5.本实用新型提高了电源的输出能力、电源输出电压的稳定性、电源的安全性和可靠性，有效降低了使用该电路产品的成本，提高了产品质量和竞争力。
附图说明
图1是现有技术中的半波整流方式的电源电路；
图2是现有技术中的全波整流方式的电源电路；
图3是本实用新型的阻容全波整流电路图；
图4是本实用新型的半波整流波形图；
图5是本实用新型的全波整流波形图；
图6是本实用新型的实现原理框图；
图7是现有的半波整流电路图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述说明。
如图3所示，本实施例公开了一种阻容全波整流电路，电源火线L、零线N之间接压敏电阻RV1，电源火线L、电容C17、电阻R21、二极管D1、电阻R28、输出端HVCC依次连接，电阻R21、二极管D1之间的节点与二极管D4负极、电阻R60连接，二极管D4正极、电容EC1负极之间的节点与三极管Q3发射极连接，电阻R60与三极管Q3基极连接，三极管Q3集电极、二极管D8正极、稳压二极管D9正极同时接地与火线N，稳压二极管D9正极与电容EC3负极连接，稳压二极管D9负极接电阻R28，电容EC3正极接输出端HVCC，二极管D7正极与二极管负极、电阻R28之间的节点连接。
结合图6原理图可知，本实施例的阻容全波整流电路主要由电源保护电路、阻容降压电路、全波整流电路和稳压滤波电路这几个功能电路串联而成。电容EC1、电容EC3采用电解电容,。阻容降压电路中,降压用的电容C17选用0.22μF或0.33μF的安规电容，电阻R21采用限流功率电阻。
针对本实施例的阻容全波整流电路，其原理为：当交流电处于第一个正半轴时，通过D1整流成不连续的半波，输出到后端负载；当交流电处于第一个负半轴时，Q3截止，通过D8给电容充电，过D4后形成回路；当交流电处于下一个周期的负半轴时，电容EC1通过D7放电，同时进行充电，开始补全半波整流的负半轴波形，其形成的半波整流波形见图4；随着电容放电，电压逐渐降低，补全电压呈曲线下降，其补全波形图见图5所示。
为了使得本实施例的效果体现的更加清楚明白，本实施例采用图7所述的一种半波整流电路图作为比较，根据图7的半波整流电路图，在实际测量后得到的视在功耗为3.69VA，而采用本实施例即图3所示的全波阻容整流电路，补全波形的电路实际测得的视在功耗为3.30VA；将安规电容(即图7中的C19和图3中的C17)换成0.33uf后，图7的半波测得视在功耗为：5.18VA；图3的补全波形的电路测得为：4.89VA。明显，采用本实施例的电路其测得的视在功耗低于图7的半波的视在功耗，。
本实施例的输出能力的计算：
输出能力为半波整流输出能力+补全波形输出能力，其中半波整流输出能力为：
I(AV)＝0.44*V/Zc＝0.44*220*2*Pi*f*C
＝0.44*220*2*3.14*50*C＝30395C
＝30395*0.00000022≈0.0067A＝6.7mA
补全波形用积分算面积太复杂，这里近似看成电容放电为线性下降，面积是三角形面积，输出能力是半波整流的一半为3.35mA。
所以总的输出能力为10.05mA。大约是半波整流的1.5倍。本实施例的电源输出能力相对于半波整流电路的输出能力更强。
本实施例中元器件的型号类型选择：
1.三极管选型：放电时集电极-发射极电压最大为电容两端电压，由于后端稳压管的存在，电压为15V，所以集电极-发射极最大电压为15V，最大电流为阻容降压能提供的最大电流为10.05mA.LBC817完全足够。
2、电解电容选型：电解电容起到充放电作用，需要充电半个周期，半个周期时间为0.01s，充电电流为3.35mA，Q＝It＝0.0335库伦，C＝Q/U＝0.0335/15＝0.00223F＝220uf。
以上为本实用新型的优选实施方式，并不限定本实用新型的保护范围，对于本领域技术人员根据本实用新型的设计思路做出的变形及改进，都应当视为本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.阻容全波整流电路，其特征在于，包括依次连接的阻容降压电路、全波整流电路、稳压滤波电路，所述全波整流电路包括二极管D4、电容EC1、二极管D7、二极管D8和三极管Q3，所述二极管D4正极、所述电容EC1负极之间的节点与所述三极管Q3发射极连接，所述电容EC1的正极与二极管D7正极、二极管D8负极之间的节点连接，所述三极管Q3基极与二极管D4负极之间的节点接火线L，所述三极管Q3集电极、二极管D8正极之间的节点接地，所述二极管D7负极接输出端HVCC。
2.根据权利要求1所述的阻容全波整流电路，其特征在于，还包括电阻R60，所述电阻R60两端分别与所述三极管Q3基极、所述二极管D4负极连接。
3.根据权利要求1或2所述的阻容全波整流电路，其特征在于，所述电容EC1采用电解电容。
4.根据权利要求1或2所述的阻容全波整流电路，其特征在于，所述三极管Q3采用LBC817型号。
5.根据权利要求1或2所述的阻容全波整流电路，其特征在于，所述全波整流电路包括二极管D1，所述二极管D1正极、负极分别接火线L与二极管D4负极之间的节点、接电源输出端HVCC与二极管D7负极之间的节点。
6.根据权利要求5所述的阻容全波整流电路，其特征在于，所述稳压滤波电路包括电阻R28和稳压二极管D9，所述电阻R28、稳压二极管D9负极之间的节点与所述二极管D1负极连接，所述稳压二极管D9正极接零线N的同时也接地。
7.根据权利要求6所述的阻容全波整流电路，其特征在于，还包括电容EC3，所述电容EC3正极接电源输出端HVCC，电容EC3负极接地。
8.根据权利要求1或2所述的阻容全波整流电路，其特征在于，所述阻容降压电路包括电容C17、电阻R21，所述电容C17一端接电源火线L，所述电容C17另一端、电阻R21与二极管D1正极依次连接。
9.根据权利要求8所述的阻容全波整流电路，其特征在于，所述电容C17采用0.22µF或0.33µF的安规电容，和/或，所述电阻R21采用限流功率电阻。
10.根据权利要求1或2所述的阻容全波整流电路，其特征在于，还包括电源保护电路，所述电源保护电路采用压敏电阻RV1，所述压敏电阻RV1两端分别与输入电源的火线L、零线N连接。
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| CN108039828A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-15 | 浙江恒业电子有限公司 | 阻容全波整流电路 |
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- 2017-12-27 CN CN201721860733.8U patent/CN207782677U/zh active Active
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