CN210120497U - 一种阻容降压供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阻容降压供电电路，本实用新型通过浪涌电流吸收模块和稳压管保护模块为稳压模块提供安全保护，有效防止在拔插电或雷击情况下的瞬间浪涌电流过大导致的对稳压模块的过流冲击，以及待机情况下稳压模块负载过大造成的过热损坏，本实用新型结构简单，成本低，可应用于小家电领域。

Description

一种阻容降压供电电路

技术领域

本实用新型涉及小家电领域，尤其是一种阻容降压供电电路。

背景技术

阻容降压供电电路是将交流电转为低压直流电的常用低成本电源电路，广泛应用于小家电产品，主要用于给单片机、显示器件、继电器、可控硅等控制器件供电，而稳压管是阻容降压供电电路的核心器件之一，一旦稳压管损坏，则阻容降压供电电路将没有输出电压，导致无法开机或继电器、负载无法工作。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的是提供一种可以为稳压管提供保护的阻容降压供电电路。

本实用新型所采用的技术方案是：

第一方面，本实用新型提供一种阻容降压供电电路，用于将供电交流电源输出的交流电压转换成直流稳压电压为主控模块供电，包括：滤波模块、降压模块、整流模块、稳压模块、浪涌电流吸收模块和稳压管保护模块，所述供电交流电源的输出端连接所述滤波模块的输入端，所述滤波模块的输出端连接所述降压模块的输入端，所述降压模块的输出端连接所述整流模块的输入端，所述整流模块的输出端连接所述稳压模块的输入端，所述浪涌电流吸收模块与所述稳压模块并联，所述稳压管保护模块与所述稳压模块并联。

进一步地，所述稳压模块包括第一稳压单元和第二稳压单元，所述第一稳压单元与所述第二稳压单元串联。

进一步地，所述第一稳压单元包括第一稳压管和第二稳压管，所述第二稳压单元包括第三稳压管，所述第一稳压管的正极连接所述稳压模块的一端，所述第一稳压管的负极连接所述第二稳压管的正极，所述第二稳压单元包括第三稳压管，所述第三稳压管的正极连接所述第二稳压管的负极，所述第三稳压管的负极连接所述稳压模块的另一端。

进一步地，所述浪涌电流吸收模块包括第一电流吸收单元、第二电流吸收单元和第三电流吸收单元，所述第一电流吸收单元与所述稳压模块并联，所述第二电流吸收单元与所述第一稳压单元并联，所述第三电流吸收单元与所述第二稳压单元并联。

进一步地，所述第一电流吸收单元包括第一滤波电容和第三电阻，所述第一滤波电容的正极连接所第三稳压管的负极，所述第一滤波电容的负极连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述第一稳压管的正极，所述第二电流吸收单元包括第二滤波电容和第四电阻，所述第二滤波电容的负极与所述第一稳压管的正极连接，所述第二滤波电容的正极与所述第二稳压管的负极连接，所述第四电阻的一端与所述第二滤波电容的负极连接，所述第四电阻的另一端与所述第二滤波电容的正极连接，所述第三电流吸收单元包括第三滤波电容和第五电阻，所述第三滤波电容的负极与所述第三稳压管的正极连接，所述第三滤波电容的正极与所述第三稳压管的负极连接，所述第五电阻的一端与所述第三滤波电容的负极连接，所述第五电阻的另一端与所述第三滤波电容的正极连接。

进一步地，所述稳压管保护模块包括第一三极管、第二三级管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻，所述第七电阻的一端连接所述第一稳压管的正极，所述第七电阻的另一端连接第八电阻，所述第八电阻的另一端第二三极管的集电极，所述第二三级管的发射极连接所述第三稳压管的负极，所述第二三极管的基极连接第九电阻，所述第九电阻的另一端连接第十电阻的一端，所述第十电阻的另一端接地，所述主控模块的供电端口连接所述第九电阻和第十电阻的中间节点，所述第一三极管的发射极连接所述第一稳压管的正极，所述第一三极管的集电极连接所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接所述第二稳压管的负极，所述第一三极管的基极连接所述第七电阻和第八电阻的中间节点。

进一步地，所述降压模块包括第一电阻、第二电阻和第二电容，所述第一电阻的一端连接供电交流电源的零线，所述第一电阻的另一端连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接所述整流模块，所述第二电阻和所述第二电容并联。

进一步地，所述整流模块包括第一二极管和第二二极管，所述第二二极管的正极连接所述第二电容的一端，所述第二二极管的负极连接所述供电交流电源的火线，所述第一二极管的负极连接所述第二二极管的正极，所述第一二极管的正极为所述整流模块的输出端。

进一步地，还包括安全保护模块，所述安全保护模块的输入端与所述供电交流电源的输出端连接，所述安全保护模块的输出端与所述滤波模块的输入端连接，所述安全保护模块包括压敏电阻和保险管，所述保险管的一端与所述供电交流电源的火线连接，所述保险管的另一端与所述压敏电阻的一端连接，所述压敏电阻的另一端与所述供电交流电源的零线连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过浪涌电流吸收模块和稳压管保护模块为稳压模块提供安全保护，有效防止在拔插电或雷击情况下的瞬间浪涌电流过大导致的对稳压模块的过流冲击，以及待机情况下稳压模块流经电流增加造成的过热损坏，本实用新型结构简单，成本低，可应用于小家电领域。

附图说明

图1是本实用新型一种阻容降压供电电路一具体实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一种阻容降压供电电路又一具体实施例的结构示意图；

图3是本实用新型一种阻容降压供电电路一具体实施例的电路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，图1示出了本实用新型一种阻容压降供电电路的一具体实施例的结构示意图，阻容降压电路用于供电交流电源输出的交流电压转换成直流稳压电压为主控模块供电，包括滤波模块2、降压模块3、整流模块4、稳压模块6、浪涌电流吸收模块5和稳压管保护模块，所述供电交流电源的输出端连接所述滤波模块2的输入端，所述滤波模块2的输出端连接所述降压模块3的输入端，所述降压模块3的输出端连接所述整流模块4的输入端，所述整流模块4的输出端连接所述稳压模块6的输入端，所述浪涌电流吸收模块5与所述稳压模块6并联，所述稳压管保护模块与所述稳压模块6并联。

本实施例中稳压模块包括第一稳压单元和第二稳压单元，所述第一稳压单元与所述第二稳压单元串联。

所述浪涌电流吸收模块5包括第一电流吸收单元、第二电流吸收单元和第三电流吸收单元，所述第一电流吸收单元与所述稳压模块并联，所述第二电流吸收单元与所述第一稳压单元并联，所述第三电流吸收单元与所述第二稳压单元并联。

本实施例中可通过第一稳压单元和第二稳压单元输出两种直流电压，第一电流吸收单元用于保护稳压模块，在浪涌电流过大时对稳压模块进行分流，第二电流吸收单元和第三电流吸收单元分别进一步保护第一稳压单元和第二稳压单元，进一步对第一稳压单元和第二稳压单元的浪涌电流进行分流。

稳压管保护模块在待机模式下，将第一稳压单元短路，防止待机模式下第一稳压单元一直导通引起的过热损坏。

如图2所示，图2示出了本实用新型一种阻容压降供电电路的一具体实施例的结构示意图，还包括安全保护模块1，所述安全保护模块1的输入端与所述供电交流电源的输出端连接，所述安全保护模块的输出端与所述滤波模块2的输入端连接。

如图3所示，图3为上述一种阻容压降供电电路的具体电路图，安全保护模块1包括压敏电阻VR1和保险管FUSE，所述保险管FUSE的一端与所述供电交流电源的火线ACL连接，所述保险管FUSE的另一端与所述压敏电阻VR1的一端连接，所述压敏电阻VR1的另一端与所述供电交流电源的零线ACN连接，当零线ACN、火线ACL之间出现雷击或其他过高电压输入时，压敏电阻VR1负责将供电电压钳定在规定的电压范围，当超过压敏电阻 VR1自身承受能力时，通过压敏电阻VR1的电流急剧增大并引发保险管FUSE瞬间烧断，保护后面电路不至损坏。

滤波模块2包括第一电容C1，所述第一电容C1与所述压敏电阻VR1并联，所述滤波模块用于滤除负载的杂波，起到改善EMC的作用。

降压模块3包括第一电阻R1、第二电阻R2和第二电容C2，所述第一电阻R1的一端连接供电交流电源的零线ACN，所述第一电阻R1的另一端连接所述第二电容C2的一端，所述第二电容C2的另一端连接所述整流模块，所述第二电阻R2和所述第二电容C2并联。

降压模块3用于将供电交流电源输出端的电压降压限流后传输给整流模块整流。

所述整流模块4包括第一二极管D1和第二二极管D2，所述第二二极管D2的正极连接所述第二电容C2的一端，所述第二二极管D2的负极连接所述保险管FUSE的一端，所述第一二极管D1的负极连接所述第二二极管D2的正极，所述第一二极管D1的正极为所述整流模块的输出端。

所述整流模块4用于交流电压转换为直流电压。

稳压模块6包括第一稳压单元和第二稳压单元，第一稳压单元包括第一稳压管ZD1和第二稳压管ZD2，所述第二稳压单元包括第三稳压管ZD3，所述第一稳压管ZD1的正极为所述稳压模块的输出端，所述第一稳压管ZD1的负极连接所述第二稳压管ZD2的正极，所述第二稳压单元包括第三稳压管ZD3，所述第三稳压管ZD3的正极连接所述第二稳压管ZD2 的负极并与地连接，所述第三稳压管ZD3的负极为所述稳压模块的另一个输出端。

第一电流吸收单元包括第一滤波电容EC1和第三电阻R3，所述第一滤波电容EC1的正极连接所第三稳压管ZD3的负极，所述第一滤波电容EC1的负极连接所述第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端连接所述第一稳压管ZD1的正极，所述第二电流吸收单元包括第二滤波电容EC2和第四电阻R4，所述第二滤波电容EC2的负极与所述第一稳压管 ZD1的正极连接，所述第二滤波电容EC2的正极与所述第二稳压管ZD2的负极连接，所述第四电阻R4与所述第二滤波电容EC2并联，所述第三电流吸收单元包括第三滤波电容EC3 和第五电阻R5，所述第三滤波电容EC3的负极与所述第三稳压管ZD3的正极连接，所述第三滤波电容EC3的正极与所述第三稳压管ZD3的负极连接，所述第五电阻R5与所述第三滤波电容EC3并联

第一滤波电容EC1为第一级浪涌电流吸收器件，第三电阻R3、第二滤波电容EC2、第三滤波电容EC3组成第二级浪涌电流吸收回路，第四电阻R4、第五电阻R5分别为第二滤波电容EC2和第三滤波EC3电容的残留电压泄放电阻，并起到分流稳压管电流的调节作用，以适当降低工作模式时的稳压管温升。第一滤波电容EC1通过第三电阻R3、第四电阻R4 和第五电阻R5串联电阻通道来泄放残留电压。

第一滤波电容EC1、第二滤波电容EC2和第三滤波电容EC3具有瞬间充电时通过的电流大、充电内阻低的特性，可以对稳压模块起到很好的分流及缓冲作用，从而使稳压模块免受浪涌电流的冲击，但前提是电解电容在上电前必须处于残留电荷已经处于基本泄空的状态，否则将无法实现充电分流作用，第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5正是为第一滤波电容EC1、第二滤波电容EC2和第三滤波电容EC3提供了残留电压的泄放通道，同时第三电阻R3可进一步对流经第二滤波电容EC2和第三滤波电容EC3的第二级浪涌电流吸收回路提供限流。第二滤波电容EC2和第三滤波电容EC3还起到储能滤波作用，使直流负载电流出现较大波动变化时仍保持第一稳压单元和第二稳压单元输出电压稳定。

稳压管保护模块5包括第一三极管Q1、第二三级管Q2、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10，所述第七电阻R7的一端连接所述第一稳压管 ZD1的正极，所述第七电阻R7的另一端连接第八电阻R8，所述第八电阻R8的另一端第二三极管Q2的集电极，所述第二三级管Q2的发射极与第三稳压管Q3的负极连接，所述第二三极管Q2的基极连接第九电阻R9，所述第九电阻R9的另一端连接第十电阻R10的一端，所述第十电阻R10的另一端接地，所述主控模块的供电端口POWER连接所述第九电阻R9 和第十电阻R10的中间节点，所述第一三极管Q1的发射极连接所述第一稳压管ZD1的正极，所述第一三极管Q1的集电极连接第六电阻R6的一端，所述第六电阻R6的另一端连接所述第二稳压管ZD1的负极，所述第一三极管Q1的基极连接所述第七电阻R7和第八电阻R8 的中间节点。

主控模块的两端与第三稳压管ZD3并联，在待机模式时，主控模块的POWER脚输出低电平，第二三极管Q2管导通，因而第一三极管Q1管也导通，由于第六电阻R6阻值很小 (仅22欧姆)、第二二极管Q2导通内阻也很小，可近似认为第一稳压管ZD1和第二稳压管 ZD2被第二三极管Q2和第六电阻R6短路，此时只有很小的电流通过第一稳压管ZD1和第二稳压管ZD2，因而待机模式时，第一稳压管ZD1和第二稳压管ZD2不发热。在工作模式时，主控模块的POWER脚输出高电平，第二三极管Q2管截止，因而第一三极管Q1管也关断，第一稳压管ZD1和第二稳压管ZD2串联回路恢复正常工作，通过调节第四电阻R4 和第五电阻R5电阻值大小，即可适当调节流过稳压管的电流，以避免稳压管过热损坏。为了防止上电瞬间因为主控模块存在上电启动延时而导致POWER脚没有低电平输出使第二三极管Q2和第一三极管Q1无法及时导通(以短路稳压管免受瞬间上电浪涌冲击)问题，将第二三极管Q2管的基极驱动电阻通过第十电阻R10下拉到地，在主控模块的上电启动前自动使第二三极管Q2和第一三极管Q1处于导通状态。

本电路中，第一三极管Q1应选耐压大于30V、耐电流不小于200mA的NPN三极管，可选2N3904、2N5551等，第二三极管Q2可选2N3906、S9015等耐压大于30V、小电流的 PNP三极管，第六电阻R6可选1/4W的22欧姆，以限制在Q1导通瞬间(由工作模式切换到待机模式时)第二滤波电容EC2的放电电流避免烧坏第一三极管Q1，第七电阻R7取1/8W、 2K欧姆，第八电阻R8取1/4W、22K欧姆，第九欧姆R9取1/8W、4.7K欧姆，第十电阻 R10取1/8W、10K欧姆。第一稳压管ZD1、第二稳压管ZD2可选1N4742(12V/1W)稳压管，第三稳压管ZD3可选1N4733(5.1V/1W)稳压管。第一滤波电容EC1选100uF～220uF/50V 的电解电容，第二滤波电容EC2选220uF～470uF/35V的电解电容，第三滤波电容EC3选 220uF～470uF/16V的电解电容，第四电阻R4为泄放兼分流电阻可取1/8W的8.2K～22K欧姆，第五电阻R5可取1/8W的4.7K～10K，第四电阻R4、第五电阻R5不可取值过小，以免分流过大影响稳压管的带负载能力，但也不可取值过大，否则会导致第二滤波电容EC2、第三滤波电容EC3、第一滤波电容EC1残留电压泄放过慢而减弱了再次上电时的抗瞬间浪涌能力，其取值大小还要结合考虑工作模式时是否需要替稳压管适当分流以免过热的需要。抗浪涌限流电阻第一电阻R1可选阻燃的22欧姆～47欧姆/3W金属氧化膜电阻，第三电阻 R3可选阻燃的1/2W的33欧姆～100欧姆金属氧化膜电阻，泄放电阻第二电阻R2取值应与降压电容第二电容C2匹配，通常取1/4W的220K～470K欧姆，以在掉电后1秒时间内将降压电容第二电容C2两端的残留电压泄放到安全电压范围内。降压电容第二电容C2可选X2安规电容或CBB降压电容，其具体取值应根据电网电压及24V及5.1V稳压管所需的负载电流大小计算而定。第一二极管D1、第二D2可选1N4007，第一电容C1为消EMC的 X2安规电容，应根据实际负载的特性选择，如大于0.1uF/AC275V，应在第一电容C1两端再并联泄放电阻以符合安规对于掉电1秒内第一电容C1两端电压必须降低到安全电压的要求。压敏电阻VR1的选型根据电网电压而定，对于AC100V～AC120V供电的可选10D271，对于AC220V～AC240V供电的可选10D471或10D561，这里的保险管FUSE仅用以保护阻容降压供电电路，可选慢断型1.25A～1.6A/250V。

对于采用DC12V继电器或直流负载的使用场合，第一稳压管ZD1、第二稳压管ZD2可去掉一个，只需要1个1N4742(12V/1W)或12V/2W稳压管即可(根据DC12V继电器个数及直流负载的电流情况而定)，由于DC12V继电器所需的吸合电流比DC24V继电器差不多大一倍，相应的要求增大降压第二电容C2容量以使12V稳压管输出端可以提供更大的供电电流，第八电阻R8取值为1/4W、10K。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种阻容降压供电电路，用于将供电交流电源输出的交流电压转换成直流稳压电压为主控模块供电，其特征在于，包括：滤波模块、降压模块、整流模块、稳压模块、浪涌电流吸收模块和稳压管保护模块，所述供电交流电源的输出端连接所述滤波模块的输入端，所述滤波模块的输出端连接所述降压模块的输入端，所述降压模块的输出端连接所述整流模块的输入端，所述整流模块的输出端连接所述稳压模块的输入端，所述浪涌电流吸收模块与所述稳压模块并联，所述稳压管保护模块与所述稳压模块并联。

2.根据权利要求1所述的一种阻容降压供电电路，其特征在于，所述稳压模块包括第一稳压单元和第二稳压单元，所述第一稳压单元与所述第二稳压单元串联。

3.根据权利要求2所述的一种阻容降压供电电路，其特征在于，所述第一稳压单元包括第一稳压管和第二稳压管，所述第一稳压管的正极连接所述稳压模块的一端，所述第一稳压管的负极连接所述第二稳压管的正极，所述第二稳压单元包括第三稳压管，所述第三稳压管的正极连接所述第二稳压管的负极，所述第三稳压管的负极连接所述稳压模块的另一端。

4.根据权利要求3所述的一种阻容降压供电电路，其特征在于，所述浪涌电流吸收模块包括第一电流吸收单元、第二电流吸收单元和第三电流吸收单元，所述第一电流吸收单元与所述稳压模块并联，所述第二电流吸收单元与所述第一稳压单元并联，所述第三电流吸收单元与所述第二稳压单元并联。

5.根据权利要求4所述的一种阻容降压供电电路，其特征在于，所述第一电流吸收单元包括第一滤波电容和第三电阻，所述第一滤波电容的正极连接所述的第三稳压管的负极，所述第一滤波电容的负极连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述第一稳压管的正极，所述第二电流吸收单元包括第二滤波电容和第四电阻，所述第二滤波电容的负极与所述第一稳压管的正极连接，所述第二滤波电容的正极与所述第二稳压管的负极连接，所述第四电阻的一端与所述第二滤波电容的负极连接，所述第四电阻的另一端与所述第二滤波电容的正极连接，所述第三电流吸收单元包括第三滤波电容和第五电阻，所述第三滤波电容的负极与所述第三稳压管的正极连接，所述第三滤波电容的正极与所述第三稳压管的负极连接，所述第五电阻的一端与所述第三滤波电容的负极连接，所述第五电阻的另一端与所述第三滤波电容的正极连接。

6.根据权利要求3所述的一种阻容降压供电电路，其特征在于，所述稳压管保护模块包括第一三极管、第二三级管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻，所述第七电阻的一端连接所述第一稳压管的正极，所述第七电阻的另一端连接第八电阻，所述第八电阻的另一端第二三极管的集电极，所述第二三级管的发射极连接所述第三稳压管的负极，所述第二三极管的基极连接第九电阻，所述第九电阻的另一端连接第十电阻的一端，所述第十电阻的另一端接地，所述主控模块的供电端口连接所述第九电阻和第十电阻的中间节点，所述第一三极管的发射极连接所述第一稳压管的正极，所述第一三极管的集电极连接所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接所述第二稳压管的负极，所述第一三极管的基极连接所述第七电阻和第八电阻的中间节点。

7.根据权利要求1至6任一项所述的阻容降压供电电路，其特征在于，所述降压模块包括第一电阻、第二电阻和第二电容，所述第一电阻的一端连接供电交流电源的零线，所述第一电阻的另一端连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接所述整流模块，所述第二电阻和所述第二电容并联。

8.根据权利要求7所述的阻容降压供电电路，其特征在于，所述整流模块包括第一二极管和第二二极管，所述第二二极管的正极连接所述第二电容的一端，所述第二二极管的负极连接所述供电交流电源的火线，所述第一二极管的负极连接所述第二二极管的正极，所述第一二极管的正极为所述整流模块的输出端。

9.根据权利要求1所述的阻容降压供电电路，其特征在于，还包括安全保护模块，所述安全保护模块的输入端与所述供电交流电源的输出端连接，所述安全保护模块的输出端与所述滤波模块的输入端连接，所述安全保护模块包括压敏电阻和保险管，所述保险管的一端与所述供电交流电源的火线连接，所述保险管的另一端与所述压敏电阻的一端连接，所述压敏电阻的另一端与所述供电交流电源的零线连接。

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