CN209375489U - 电源电路和驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电源电路和驱动电路，其中，驱动电路包括正电源输入端、负电源输入端、限流电容、放电电阻、整流电路、第一储能电容、第一电阻、稳压二极管和第二储能电容，在负载增加导致需要输出的电流增加时，第一储能电容输出直流电为第二储能电容充电，从而保证第二储能电容的端电压保持稳定，以控制流经稳压二极管的电流大小在较小范围内变化，从而实现减小电压纹波的目的，并且可以减小限流电容的容量，降低设计成本。

Description

电源电路和驱动电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，特别涉及一种电源电路和驱动电路。

背景技术

小家电控制电路上经常采用阻容降压来提供控制单元的直流低压电源。现在常用的阻容降压方法是：先根据产品功能要求，计算出所需总电流，然后根据阻容降压原理，考虑降压后的直流电源的稳定性需要预留下足够的余量，以免电源纹波过大而影响电路工作的稳定性和抗干扰能力，需要阻容降压的限流电容的容值较大。但限流电容容值越大，它的尺寸也大，价格也越高。而对于小家电产品来说，电路板的空间有限，不利于产品设计。

如图1所示，图1为现有技术电源电路的电路结构示意图，从图1可知，由于控制负载的数量及种类不同，I_O(I_O＝I1+I2+I3+单片机MCU所需电流)也将变化。由于I_O的变化，从而导致流经稳压二极管的电流I_ZD1的大小了跟着变化。 I_ZD1变化也将直接导致VCC电压波动，造成VCC的纹波较大，从而降低了控制电路的稳定性和抗干扰能力。而为了降低电源VCC的纹波，限流电容的容值需要选用更大的电容，导致限流电容尺寸过大，不利于产品设计。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种电源电路，旨在解决输出电压纹波大以及限流电容尺寸过大的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种电源电路，用于输出直流电源至控制电路和负载，所述控制电路用于控制所述负载工作，电源电路包括正电源输入端、负电源输入端、限流电容、放电电阻、整流电路、第一储能电容、第一电阻、稳压二极管和第二储能电容；

所述正电源输入端、所述放电电阻的第一端及所述限流电容的第一端互连，所述放电电阻的第二端、所述限流电容的第二端及所述整流电路的第一电源输入端互连，所述负电源输入端与所述整流电路的第二电源输入端连接，所述整流电路的第一电源输出端、所述第一储能电容的第一端连及所述第一电阻的第一端互连，所述第一电阻的第二端、所述稳压二极管的负极及所述第二储能电容的第一端互连，其连接节点为所述电源电路的第一电源输出端，所述整流电路的第二电源输出端、所述稳压二极管的正极、所述第一储能电容的第二端及所述第二储能电容的第二端均接地，其连接节点为所述电源电路的第二电源输出端；

所述正电源输入端和所述负电源输入端，用于输入第一交流电源；

所述限流电容和所述放电电阻，用于对所述交流电源进行降压，并输出第二交流电源；

所述整流电路，用于对所述第二交流电源进行整流并输出第一直流电源，并为所述第一储能电容和所述第二储能电容进行充电；

所述稳压二极管，用于对所述电源电路输出的直流电进行稳压；

所述第一储能电容，用于在所述负载数量增加时输出直流电为所述第二储能电容充电，以使所述稳压二极管的端电压保持恒定。

优选地，所述整流电路为半桥整流电路。

优选地，所述电源电路还包括输入滤波电容，所述输入滤波电容的两端分别与所述正电源输入端和所述负电源输入端连接。

优选地，所述电源电路还包括输出滤波电容，所述输出滤波电容的两端分别与所述第二储能电容的两端对应连接。

本实用新型还提出一种驱动电路，包括控制电路和如上所述的电源电路，所述电源电路的电源输出端、所述控制电路的电源端及所述负载的电源输入端互连，所述控制电路的控制端与所述负载的受控端连接。

优选地，所述驱动电路还包括N个用于提供不同阻抗的阻抗支路，每一所述阻抗支路的电源输入端与所述第一储能电容的第一端连接，每一所述阻抗支路的电源输出端与所述第二储能电容的第一端连接，每一所述阻抗支路的受控端与所述控制电路的控制端对应连接。

优选地，每一所述阻抗支路包括开关管和第二电阻；

所述第二电阻的第一端为所述阻抗支路的电源输入端，所述第二电阻的第二端与所述开关管的输入端连接，所述开关管的输出端为所述阻抗支路的电源输出端，所述开关管的受控端为所述阻抗支路的受控端。

优选地，所述控制电路包括MCU和M路开关电路；

每一所述开关电路的受控端均与所述MCU的信号端对应连接，每一所述开关电路的电源输入端均与所述负载的电源输出端连接，每一所述开关电路的电源输出端接地。

本实用新型技术方案通过采用正电源输入端、负电源输入端、限流电容、放电电阻、整流电路、第一储能电容、第一电阻、稳压二极管和第二储能电容组成了电源电路，电源电路用于输出直流电源驱动负载以及控制电路工作，限流电容和放电电阻对所述交流电源进行降压，降压后的直流电源经整流电路整流后输出第一直流电源并为第一储能电容和第二储能电容充电，在负载增加导致需要输出的电流增加时，第一储能电容输出直流电为第二储能电容充电，从而保证第二储能电容的端电压保持稳定，以控制流经稳压二极管的电流大小在较小范围内变化，从而实现减小电压纹波的目的，并且可以减小限流电容的容量，降低设计成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为现有技术电源电路的电路结构示意图；

图2为本实用新型电源电路一实施例的电路结构示意图；

图3为本实用新型电源电路另一实施例的电路结构示意图；

图4为本实用新型驱动电路第一实施例的电路结构示意图；

图5为本实用新型驱动电路第二实施例的电路结构示意图；

图6为本实用新型驱动电路第三实施例的电路结构示意图；

图7为本实用新型驱动电路第四实施例的电路结构示意图；

图8为本实用新型驱动电路第五实施例的电路结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为：包括三个并列的方案，以“A/B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案，另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出的一种电源电路，用于输出直流电源至控制电路和负载，所述控制电路用于控制所述负载工作。

如图2所示，图2为本实用新型电源电路一实施例的电路结构示意图，电源电路包括正电源输入端L、负电源输入端N、限流电容Cr、放电电阻Rr、整流电路10、第一储能电容C1、第一电阻R1、稳压二极管ZD1和第二储能电容C2；

所述正电源输入端L、所述放电电阻Rr的第一端及所述限流电容Cr的第一端互连，所述放电电阻Rr的第二端、所述限流电容Cr的第二端及所述整流电路10的第一电源输入端互连，所述负电源输入端N与所述整流电路10 的第二电源输入端连接，在一可选实施例中，负电源输入端N与所述整流电路10的第二电源输入端之间还串接一限流电阻R3，所述整流电路10的第一电源输出端、所述第一储能电容C1的第一端连及所述第一电阻R1的第一端互连，所述第一电阻R1的第二端、所述稳压二极管ZD1的负极及所述第二储能电容C2的第一端互连，其连接节点为所述电源电路的第一电源输出端，所述整流电路10的第二电源输出端、所述稳压二极管ZD1的正极、所述第一储能电容C1的第二端及所述第二储能电容C2的第二端均接地，其连接节点为所述电源电路的第二电源输出端；

所述正电源输入端L和所述负电源输入端L，用于输入第一交流电源；

所述限流电容Cr和所述放电电阻Rr，用于对所述交流电源进行降压，并输出第二交流电源；

所述整流电路10，用于对所述第二交流电源进行整流并输出第一直流电源，并为所述第一储能电容C1和所述第二储能电容C2进行充电；

所述稳压二极管ZD1，用于对所述电源电路输出的直流电进行稳压；

所述第一储能电容C1，用于在所述负载200数量增加时输出直流电为所述第二储能电容C2充电，以使所述稳压二极管ZD1的端电压保持恒定。

本实施例中，限流电容Cr和放电电阻Rr组成阻容降压电路，根据阻压降压原理可知，阻容降压是一个近似恒流源，只要限流电容Cr的容量确认下来了，输出的总电流大小基本上不变，放电电阻Rr为限流电容Cr提供泄流回路。

电源电路的电源输出端与负载200的电源端和控制电路20的电源端分别连接，控制电路20的控制端可与负载200连接，或者不与负载200连接，具体根据情况进行选择，本实施例中，负载200与控制电路20连接，控制电路 20控制负载200的工作状态，例如控制电机工作。

整流电路10用于对输入的第二交流电源进行整流，整流电路10可采用全桥整流电路10或者半桥整流电路10，为了简化电路结构，本实施例中，整流电路10采用半桥整流电路10，半桥整流电路10包括第一二极管D1和第二二极管D2。

当正电源输入端L及负电源输入端N接入交流电源时，交流电通过限流电容Cr和整流电路10转换后对第一储能电容C1充电，同时直电流经过第一电阻R1对第二储能电容C2充电，当第二储能电容C2达到稳压二极管ZD1 的稳压值时，输出电压VCC2电压值将基本稳定下来，这时对第二储能电容 C2的充电结束，而此时第一储能电容C1仍可继续充电，第一储能电容C1两端的电压最大可以充到36V左右(具体可以通过实际电路测算出来)，当交流电源在负半波期间，根据整流电路10可知，交流电源不再为整流电路10 输出端的电路供电，也即交流电源停止了对第一储能电容C1及和第二储能电容C2充电，此时由于第一电阻R1的存在，第一储能电容C1两端的电压大于第二储能电容C2两端的电压，所以通过第一储能电容C1放电，可以继续为第二储能电容C2提供充电，从而基本维持了输出电压VCC2的电压不变。具体电路工作原理如下：

当控制电路20在待机或轻负载200时，所需电流较小，为了防止过多的电流通过稳压二极管ZD1而流失，加入第一电阻R1，并限制了过多的电流经过稳压二极管ZD1而损耗掉，而把在待机时过多的电量储存在第一储能电容 C1，同时由于流经过稳压二极管ZD1的电流限定在一定范围内，输出电压 VCC2电压值保持稳定。

当控制电路20需要增加负载200时，这时电源电路输出电流增加，此时第一储能电容C1的端电压大于第二储能电容C2的端电压，在第二储能电容 C2输出更大的电流时，第一储能电容C1同时输出电流至第二储能电容C2，以保证第二储能电容C2的输出电流保持不变，进而保证流过稳压二极管 ZD1ZD1的电流基本不变或变化很小，从而实现了输出电压VCC2电压基本维持不变，因此限流电容Cr的容量无需选择过大，达到降低成本以及简化电路板尺寸的目的。

本实用新型技术方案通过采用正电源输入端L、负电源输入端N、限流电容Cr、放电电阻Rr、整流电路10、第一储能电容C1、第一电阻R1、稳压二极管ZD1和第二储能电容C2组成了电源电路，电源电路用于输出直流电源驱动负载200以及控制电路20工作，限流电容Cr和放电电阻Rr对所述交流电源进行降压，降压后的直流电源经整流电路10整流后输出第一直流电源并为第一储能电容C1和第二储能电容C2充电，在负载200增加导致需要输出的电流增加时，第一储能电容C1输出直流电为第二储能电容C2充电，从而保证第二储能电容C2的端电压保持稳定，以控制流经稳压二极管ZD1的电流大小在较小范围内变化，从而实现减小电压纹波的目的，并且可以减小限流电容Cr的容量，降低设计成本。

如图3所示，图3为本实用新型电源电路另一实施例的电路结构示意图，所述电源电路还包括输入滤波电容C3和输出滤波电容C4，所述输入滤波电容C3的两端分别与所述正电源输入端L和所述负电源输入端N连接，所述输出滤波电容C4的两端分别与所述第二储能电容C2的两端对应连接。

本实施例中，为了减少输入谐波和输出谐波干扰，在电源电路的电源输入端和电源输出端分别设置了输入滤波电容C3和输出滤波电容C4，输入滤波电容C3用于对输入的交流电源进行滤波，输出滤波电容C4用于对输出的直流电源进行滤波。

如图4所示，图4为本实用新型驱动电路第一实施例的电路结构示意图，本实用新型还提出一种驱动电路，该驱动电路包括控制电路20和电源电路，该电源电路的具体结构参照上述实施例，由于本驱动电路采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述电源电路的电源输出端、所述控制电路20的电源端及所述负载200的电源输入端互连，所述控制电路20的控制端与所述负载200的受控端连接。

本实施例中，负载200与控制电路20连接，控制电路20控制负载200 的工作状态，例如控制电机工作。

如图5和图6所示，图5为本实用新型驱动电路第二实施例的电路结构示意图，图6为本实用新型驱动电路第三实施例的电路结构示意图，所述驱动电路还包括N个用于提供不同阻抗的阻抗支路30，每一所述阻抗支路30 的电源输入端与所述第一储能电容C1的第一端连接，每一所述阻抗支路30 的电源输出端与所述第二储能电容C2的第一端连接，每一所述阻抗支路30 的受控端与所述控制电路20的控制端对应连接。

本实施例中，当控制电路20需要增加负载200时，这时电源电路输出电流增加，此时第一储能电容C1的端电压大于第二储能电容C2的端电压，在第二储能电容C2输出更大的电流时，控制电路20可控制阻抗支路30对应导通，从而阻抗支路30中的电阻和第一电阻R1并联连接，等效限流电阻变小，第一储能电容C1输出的电流更大，第一储能电容C1同时通过第一电阻R1 和阻抗支路30输出电流为第二储能电容C2充电，以保证第二储能电容C2 的输出电流保持不变，进而保证流过稳压二极管ZD1的电流基本不变或变化很小，从而实现了VCC电压基本维持不变，因此限流电容Cr的容量无需选择过大，达到降低成本以及简化电路板尺寸的目的。

如图5所示，阻抗支路30的受控端和负载200的受控端可分别与控制电路20的不同控制端连接，在负载200增加时，控制电路20可对应控制不同阻抗支路30导通或者关断，从而与第一电阻R1并联出不同等效电阻，进而改变第一储能电容C1的输出电流大小，控制电路20可控制其中一个或者多个阻抗支路30对应导通，具体根据负载200电流需求进行设置，在此不做具体限制。

如图6所示，阻抗支路30的受控端还可以与负载200的受控端一一对应连接，在控制电路20控制其中一个负载200工作的同时，控制对应的阻抗支路30导通，从而使第一储能电容C1输出对应的电流至第二储能电容C2，因此，阻抗支路30与负载200的数量可相等或者不等。

如图7所示，图7为本实用新型驱动电路第四实施例的电路结构示意图，本实施例中，每一所述阻抗支路30包括开关管Q1和第二电阻R2；

所述第二电阻R2的第一端为所述阻抗支路30的电源输入端，所述第二电阻R2的第二端与所述开关管Q1的输入端连接，所述开关管Q1的输出端为所述阻抗支路30的电源输出端，所述开关管Q1的受控端为所述阻抗支路 30的受控端。

本实施例中，开关管Q1根据控制电路20输出的开关控制信号对应导通或者关断，在开关管Q1导通时，与开关管Q1连接的第二电阻R2接入回路中并与第一电阻R1共同输出电流至第二储能电容C2，可根据后面负载200 实际需要多少电流，第一储能电容C1通过选择对应的阻抗支路30提供供电电流，从而达到减小传统的阻容降压过多的无用损耗，可以减小限流电容Cr 的容量，从而降低成本，同时还可以解决因纹波变化导致控制电路20工作不稳定的问题。

本实施例中，开关管Q1可为MOS管、三极管等等，在此不做具体限制。

如图8所示，图8为本实用新型驱动电路第五实施例的电路结构示意图，所述控制电路20包括MCU 21和M路开关电路22；

每一所述开关电路22的受控端均与所述MCU 21的信号端对应连接，每一所述开关电路22的电源输入端均与所述负载200的电源输出端连接，每一所述开关电路22的电源输出端接地。

本实施例中，负载200接入直流电，并与对应的开关电路22形成回路，开关电路22根据MCU 21输出的控制信号对应导通或者关断，从而实现负载 200的增加和减少，开关电路22可采用具有通断能力的开关元器件，例如MOS 管，三极管等等，在此不做具体限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电源电路，用于输出直流电源至控制电路和负载，所述控制电路用于控制所述负载工作，其特征在于，包括正电源输入端、负电源输入端、限流电容、放电电阻、整流电路、第一储能电容、第一电阻、稳压二极管和第二储能电容；

所述正电源输入端、所述放电电阻的第一端及所述限流电容的第一端互连，所述放电电阻的第二端、所述限流电容的第二端及所述整流电路的第一电源输入端互连，所述负电源输入端与所述整流电路的第二电源输入端连接，所述整流电路的第一电源输出端、所述第一储能电容的第一端连及所述第一电阻的第一端互连，所述第一电阻的第二端、所述稳压二极管的负极及所述第二储能电容的第一端互连，其连接节点为所述电源电路的第一电源输出端，所述整流电路的第二电源输出端、所述稳压二极管的正极、所述第一储能电容的第二端及所述第二储能电容的第二端均接地，其连接节点为所述电源电路的第二电源输出端；

所述正电源输入端和所述负电源输入端，用于输入第一交流电源；

所述限流电容和所述放电电阻，用于对所述交流电源进行降压，并输出第二交流电源；

所述整流电路，用于对所述第二交流电源进行整流并输出第一直流电源，并为所述第一储能电容和所述第二储能电容进行充电；

所述稳压二极管，用于对所述电源电路输出的直流电进行稳压；

所述第一储能电容，用于在所述负载数量增加时输出直流电为所述第二储能电容充电，以使所述稳压二极管的端电压保持恒定。

2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述整流电路为半桥整流电路。

3.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输入滤波电容，所述输入滤波电容的两端分别与所述正电源输入端和所述负电源输入端连接。

4.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输出滤波电容，所述输出滤波电容的两端分别与所述第二储能电容的两端对应连接。

5.一种驱动电路，其特征在于，包括控制电路和如权利要求1-4任意一项所述的电源电路，所述电源电路的电源输出端、所述控制电路的电源端及所述负载的电源输入端互连，所述控制电路的控制端与所述负载的受控端连接。

6.如权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括N个用于提供不同阻抗的阻抗支路，每一所述阻抗支路的电源输入端与所述第一储能电容的第一端连接，每一所述阻抗支路的电源输出端与所述第二储能电容的第一端连接，每一所述阻抗支路的受控端与所述控制电路的控制端对应连接。

7.如权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，每一所述阻抗支路包括开关管和第二电阻；

所述第二电阻的第一端为所述阻抗支路的电源输入端，所述第二电阻的第二端与所述开关管的输入端连接，所述开关管的输出端为所述阻抗支路的电源输出端，所述开关管的受控端为所述阻抗支路的受控端。

8.如权利要求7所述的驱动电路，其特征在于，所述控制电路包括MCU和M路开关电路；

每一所述开关电路的受控端均与所述MCU的信号端对应连接，每一所述开关电路的电源输入端均与所述负载的电源输出端连接，每一所述开关电路的电源输出端接地。