CN212231331U - 一种电源电路及过欠压保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种电源电路及过欠压保护器，电源电路包括：整流模块(11)，用于将三相输入端输入的交流电整流为直流电；第一滤波模块(12)，与所述整流模块(11)相连接，用于对整流输出进行滤波处理；降压模块(13)，与所述第一滤波模块(12)相连接，用于进行降压处理；第二滤波模块(14)，与所述降压模块(13)相连接，用于对降压模块输出进行滤波处理；电源输出模块(15)，与所述第二滤波模块(14)相连接，用于进行DC‑DC降压处理。本实用新型在较宽范围的电压输入下，经过降压模块(13)后能输出稳定的电压给电源输出模块(15)，保证供电稳定。

Description

一种电源电路及过欠压保护器

技术领域

本实用新型涉及电子元器件技术领域，特别是一种电源电路及过欠压保护器。

背景技术

现有的自恢复式过欠压保护器的电源电路，一般采用电阻降压、阻容降压或者经变压器后由二极管组成的整流桥(或者集成整流桥)进行整流，然后再进行滤波后转化为相应的平整的直流电压。现有的采用电阻降压的方式，由于电阻本身发热大，从而导致功耗也大，使得电路中的大部分电能转化成热能而被白白浪费。而采用阻容的方式，如果把电容做到所需容量，那么电容本身的体积会比较大，从而占用产品空间，不利于产品的小型化，从功率因数的角度说，采用阻容降压会影响电力系统的功率因数。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种功耗小、体积小、供电稳定的电源电路及过欠压保护器。

本实用新型采用如下技术方案：

一方面，本实用新型一种电源电路，包括：

整流模块，用于将三相输入端输入的交流电整流为直流电；

第一滤波模块，与所述整流模块相连接，用于对整流输出进行滤波处理；

降压模块，与所述第一滤波模块相连接，用于进行降压处理；

第二滤波模块，与所述降压模块相连接，用于对降压模块输出进行滤波处理；

电源输出模块，与所述第二滤波模块相连接，用于进行DC-DC降压处理。

优选的，所述的电源电路，还包括：设置在所述第一滤波模块与所述降压模块之间的浪涌保护模块；所述浪涌保护模块包括压敏电阻RV1。

优选的，所述整流模块包括由第一整流二极管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、第五整流二极管D5、第六整流二极管D6、第七整流二极管D7和第八整流二极管D8构成的整流桥；所述第一整流二极管D1的阳极和所述第二整流二极管D2的阴极均通过第一限流电阻R1与A相端相连接；所述第三整流二极管D3的阳极和所述第四整流二极管D4的阴极均通过第二限流电阻R2与B相端相连接；所述第五整流二极管D5的阳极和所述第六整流二极管D6的阴极均通过第三限流电阻R3与C相端相连接；所述第七整流二极管D7的阳极和第八整流二极管D8的阴极均通过保险丝F1与零线端N相连接；所述第一整流二极管D1的阴极、第三整流二极管D3的阴极、第五整流二极管D5的阴极和第七整流二极管D7的阴极均与所述第一滤波模块的一端相连接；所述第二整流二极管D2的阳极、第四整流二极管D4的阳极、第六整流二极管D6的阳极和第八整流二极管D8的阳极均与所述第一滤波模块的另一端相连接。

优选的，所述第一滤波模块包括一无极性电容，或者，所述第一滤波模块包括串联的第一无极性电容C1和第二无极性电容C2。

优选的，所述降压模块包括：

串联的第四电阻R4和第五电阻R5；

串联的第一稳压管Z1和第二稳压管Z2；所述第一稳压管Z1的阴极与所述第五电阻R5相连接；所述第一稳压管Z1的阳极与所述第二稳压管Z2的阴极相连接；所述第二稳压管Z2的阳极接地；

绝缘栅双极型晶体管Q1；所述绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与所述第一滤波模块和所述第四电阻R4分别相连接；所述绝缘栅双极型晶体管Q1的栅极与所述第五电阻R5和所述第一稳压管Z1的阴极分别相连接；所述绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极与所述第二滤波模块相连接。

优选的，所述降压模块还包括：串联的第三稳压管Z3和第四稳压管Z4；所述第三稳压管Z3的阳极与所述绝缘栅双极型晶体管Q1的栅极相连接；所述第三稳压管Z3的阴极与所述第四稳压管Z4的阴极相连接；所述第四稳压管Z4的阳极与所述绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极相连接。

优选的，所述第二滤波模块包括高频滤波单元和/或低频滤波单元。

优选的，所述高频滤波单元包括：第三无极性电容C3；所述第三无极性电容C3与所述降压模块相连接；

所述低频滤波单元包括：第四有极性电容C4、第五有极性电容C5、第电六电阻R6和第一电感L1；所述第四有极性电容C4的阳极和所述第五有极性电容C5的阳极均与所述降压模块相连接；所述第四有极性电容C4的阴极与所述第电六电阻R6的一端、所述第一电感L1的一端分别相连接；所述第五有极性电容C5的阴极与所述第电六电阻R6的另一端、所述第一电感L1的另一端分别相连接。

优选的，所述电源输出模块包括一开关电源芯片U1；所述开关电源芯片U1的电源输入端与所述第二滤波模块相连接。

另一方面，本实用新型一种过欠压保护器，包括磁保持继电器、电压采集电路和控制电路；还包括所述的电源电路，所述电源电路与所述磁保持继电器、电压采集电路和控制电路分别相连以供电。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型的电源电路通过整流模块从三相输入端取电整流，通过第一滤波模块对整流输出进行滤波处理，通过降压模块进行线性降压处理，通过第二滤波模块对降压模块输出进行滤波处理，通过电源输出模块进行DC-DC降压处理后获得平稳的直流电压；本实用新型在保证一个比较宽的电压(大致50V-1000V)输入的情况下，经过降压模块处理后依然保持一个稳定的电压给电源输出模块，从而保证降降压模块与电源输出模块之间的电压相适配；

(2)本实用新型由于从三相输入端取电，因此能够起到断相保护、断零保护和错接保护，即在出现断相、断零或错接时，所述电源电路仍然可以输出稳定的直流电压给过欠压保护器的其他电路(磁保持继电器、电压采集电路和控制电路)使用，使过欠压保护器能正常工作；

(3)本实用新型通过降压模块进行线性降压处理，可以解决采用电阻降压导致的功耗大、发热大的问题，也可以解决采用阻容降压导致的体积大、功率因数低的问题。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本实用新型的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举本实用新型的具体实施方式。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述及其他目的、优点和特征。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构框图；

图2为本实用新型实施例的电路图一；

图3为本实用新型实施例的电路图二；

图4为本实用新型实施例的电路图三。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，

对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以阐述性说明本实用新型，并不用于限定本实用新型的保护范围。

为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本实用新型的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本实用新型的方案。但是很明显，本实用新型的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本实用新型的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

参见图1所示，一方面，本实用新型一种电源电路，包括：

整流模块11，用于将三相输入端输入的交流电整流为直流电；

第一滤波模块12，与所述整流模块11相连接，用于对整流输出进行滤波处理；

降压模块13，与所述第一滤波模块12相连接，用于进行线性降压处理；

第二滤波模块14，与所述降压模块13相连接，用于对降压模块输出进行滤波处理；

电源输出模块15，与所述第二滤波模块14相连接，用于进行DC-DC降压处理。

本实用新型的电源电路通过整流模块从三相输入端取电整流，通过第一滤波模块对整流输出进行滤波处理，通过降压模块进行线性降压处理，通过第二滤波模块对降压模块输出进行滤波处理，通过电源输出模块进行DC-DC降压处理后获得平稳的直流电压；本实用新型在保证一个比较宽的电压(大致100V-1000V)输入的情况下，经过降压模块处理后依然保持一个稳定的电压给电源输出模块，从而保证降降压模块与电源输出模块之间的电压相适配。

本实施例中，所述的电源电路，还包括：设置在所述第一滤波模块12与所述降压模块13之间的浪涌保护模块16。所述浪涌保护模块16用于实现浪涌保护。

具体的，参见图2所示，所述整流模块11包括由第一整流二极管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、第五整流二极管D5、第六整流二极管D6、第七整流二极管D7和第八整流二极管D8构成的整流桥；所述第一整流二极管D1的阳极和所述第二整流二极管D2的阴极均通过第一限流电阻R1与A相PA端相连接；所述第三整流二极管D3的阳极和所述第四整流二极管D4的阴极均通过第二限流电阻R2与B相PB端相连接；所述第五整流二极管D5的阳极和所述第六整流二极管D6的阴极均通过第三限流电阻R3与C相端PC相连接；所述第七整流二极管D7的阳极和第八整流二极管D8的阴极均通过保险丝F1与零线端N相端PN连接；所述第一整流二极管D1的阴极、第三整流二极管D3的阴极、第五整流二极管D5的阴极和第七整流二极管D7的阴极均与所述第一滤波模块的一端相连接；所述第二整流二极管D2的阳极、第四整流二极管D4的阳极、第六整流二极管D6的阳极和第八整流二极管D8的阳极均与所述第一滤波模块12的另一端相连接。

本实用新型的从三相输入端取电整流方式，能够在其中一相或者两相电断开的时候，仍然能够为降压模块13提供一定输入电压，使得降压模块13能够正常工作，进一步通过电源输出模块15的处理，能够输出稳定的直流电源，以使过欠压保护器或其他使用该电源电路的设备正常工作。

本实用新型的从三相输入端取电整流方式，还能够在零线断开时，三相火线仍然通过整流方式为降压模块13提供输入电压，使得降压模块13能够正常工作，进一步通过电源输出模块15的处理，能够输出稳定的直流电源，以使过欠压保护器或其他使用该电源电路的设备正常工作。

本实用新型的从三相输入端取电整流方式，还能够在其中一相与零线反接时，其他相电源仍然通过整流方式为降压模块13提供输入电压，使得降压模块13能够正常工作，进一步通过电源输出模块15的处理，能够输出稳定的直流电源，以使过欠压保护器或其他使用该电源电路的设备正常工作。

本实施例中，所述浪涌保护模块16包括压敏电阻RV1。通过第一限流电阻R1、第二限流电阻R2、第三限流电阻R3、第四限流电阻R4和压敏电阻RV1的配合，能够对所述整流模块11输出的浪涌电源进行降压。

本实施例中，所述第一滤波模块12包括串联的第一无极性电容C1和第二无极性电容C2。在整流模块11的输出端采用电容滤波的方式，可以滤去整流的脉动部分和杂波干扰部分，使其更接近纯净直流电。将两个电容串联进行滤波，能够增加电容的耐压。

参见图3所示，另一实施例中，在电容选择合适时，也可以只使用一个无极性电容C10实现需要的耐压。具体实现时，可根据需要选择一个电容或两个串联的电容进行滤波，具体本实用新型不做限制。

本实施例中，所述降压模块13包括：

串联的第四电阻R4和第五电阻R5；

串联的第一稳压管Z1和第二稳压管Z2；所述第一稳压管Z1的阴极与所述第五电阻R5相连接；所述第一稳压管Z1的阳极与所述第二稳压管Z2的阴极相连接；所述第二稳压管Z2的阳极接地；

绝缘栅双极型晶体管Q1；所述绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与所述第一滤波模块12和所述第四电阻R4分别相连接；所述绝缘栅双极型晶体管Q1的栅极与所述第五电阻R5和所述第一稳压管Z1的阴极分别相连接；所述绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极与所述第二滤波模块14相连接。

本实施例中，所述第一稳压管Z1和所述第二稳压管Z2的稳压值均为160V，所述绝缘栅双极型晶体管Q1的耐压值等于1200V。

参见图4所示，另一实施例中，所述降压模块13也可以包括：

第十电阻R10；

第五稳压管Z5；所述第五稳压管Z5的阴极与所述第十电阻R10相连接；所述第五稳压管Z5的阳极接地；

绝缘栅双极型晶体管Q1；所述绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与所述第一滤波模块12和所述第十电阻R10分别相连接；所述绝缘栅双极型晶体管Q1的栅极与所述第十电阻R10和所述第五稳压管Z5的阴极分别相连接；所述绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极与所述第二滤波模块14相连接。

具体实现时，所述第十电阻R10的阻值可以等于或不等于第四电阻R4和第五电阻R5串联的阻值，所述第五稳压管Z5的稳压值可以等于或不等于第一稳压管Z1和第二稳压管Z2串联的稳压值，本实用新型不做限制。

所述降压模块13采用具有高耐压值的开关元器件(绝缘栅双极型晶体管Q1)与稳压管(至少一颗)组合的方案，可以得到即使U_C的电压高于U_G的电压(即稳压管的稳压值，此情况成立的条件需要同时满足U_C-U_E＜Q1的耐压值)，U_E的输出电压依然是U_G-U_GE，绝缘栅双极型晶体管Q1上的管压降为U_GE，所以U_E的输出电压约等于稳压管的稳压值减U_GE(U_GE略大于Q1开启电压U_GE(th))。需要说明的是，稳压管的稳压值(如果是一颗稳压管，则为一颗稳压管的稳压值，如果是串联的稳压管，则为稳压管串联后的稳压值)与所述电源输出模块15的输入电压相关，因此应该满足稳压管的稳压值不超过所述电源输出模块15的最大输入电压，以保证所述电源输出模块15中不至于因输入电压过高而被烧毁。

具体的，所述降压模块13的工作原理为：当U_C低于稳压管的稳压值时，稳压管呈现出高阻抗，不起稳压作用，所以U_G＝U_C，根据Q1本身的特性，达到动态平衡，此时U_E约为(U_G-U_GE)V(因为需要减去Q1上GE的管压降)，即Q1依然正常工作。而当U_C高于稳压管的稳压值时，稳压管开始工作，从而导致U_G相对于地稳定在稳压值，进一步由于U_E＝U_G-U_GE(U_GE等于Q1管压降)，所以U_E可以稳定输出。

本实施例中，所述降压模块13还包括：串联的第三稳压管Z3和第四稳压管Z4；所述第三稳压管Z3的阳极与所述绝缘栅双极型晶体管Q1的栅极相连接；所述第三稳压管Z3的阴极与所述第四稳压管Z4的阴极相连接；所述第四稳压管Z4的阳极与所述绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极相连接。

所述第三稳压管Z3和第四稳压管Z4均可以取12V稳压管，以保证正负电压不超过12V，从而保护所述绝缘栅双极型晶体管Q1的CE脚。

本实施例中，所述第二滤波模块14包括高频滤波单元和/或低频滤波单元。所述高频滤波单元可以滤除高频信号，所述低频滤波单元可以滤除高频信号。具体实现时，所述第二滤波模块14可以既包括高频滤波单元，又包括低频滤波单元，当既包括高频滤波单元，又包括低频滤波单元时，可以高频滤波单元在前，也可以低频滤波单元在前。当然，也可以只包括高频滤波单元或只包括低频滤波单元。

具体的，所述高频滤波单元包括：第三无极性电容C3；所述第三无极性电容C3与所述降压模块13相连接。

所述低频滤波单元包括：第四有极性电容C4、第五有极性电容C5、第电六电阻R6和第一电感L1；所述第四有极性电容C4的阳极和所述第五有极性电容C5的阳极均与所述降压模块13相连接；所述第四有极性电容C4的阴极与所述第电六电阻R6的一端、所述第一电感L1的一端分别相连接；所述第五有极性电容C5的阴极与所述第电六电阻R6的另一端、所述第一电感L1的另一端分别相连接。

需要说明的是，所述低频滤波单元还可以是由RC/LC组成的π型滤波电路，或者，由RC/LC组成的滤波电路，只要能够实现低频滤波即可，本发明不做具体限制。

本实施例中，所述电源输出模块15包括一开关电源芯片U1；所述开关电源芯片U1的电源输入端与所述第二滤波模块14相连接。当然，所述电源输出模块15还包括一些周边电路，具体参见图1。

另一方面，本实用新型一种过欠压保护器，包括磁保持继电器、电压采集电路和控制电路；还包括所述的电源电路，所述电源电路与所述磁保持继电器、电压采集电路和控制电路分别相连以供电。

所述过欠压保护器的电源电路从三相输入端取电整流方式，能够在其中一相或者两相电断开的时候，仍然能够为降压模块13提供一定输入电压，使得降压模块13能够正常工作，进一步通过电源输出模块15的处理，能够输出稳定的直流电源，以使过欠压保护器的磁保持继电器、电压采集电路和控制电路正常工作。此时所述电源采集电路采集到电力系统中的一相或者两相电压为零并发送给所述控制电路，所述控制电路判断出当前电力系统为欠压状态，进一步控制磁保持继电器断开。

所述过欠压保护器的电源电路从三相输入端取电整流方式，还能够在零线断开时，三相火线仍然通过整流方式为降压模块13提供输入电压，使得降压模块13能够正常工作，进一步通过电源输出模块15的处理，能够输出稳定的直流电源，以使过欠压保护器的磁保持继电器、电压采集电路和控制电路正常工作。零线断开时，所述电压采集电路会采样到异常电压值，所述控制电路根据所述异常电压值可判断出断零故障，进一步控制磁保持继电器断开。

本实用新型的从三相输入端取电整流方式，还能够在其中一相与零线反接时，其他相电源仍然通过整流方式为降压模块13提供输入电压，使得降压模块13能够正常工作，进一步通过电源输出模块15的处理，能够输出稳定的直流电源，以使过欠压保护器的磁保持继电器、电压采集电路和控制电路正常工作。线错接时，所述电压采集电路会采样到异常电压值，所述控制电路根据所述异常电压值可判断出相线上出现过压或欠压信息，进一步控制磁保持继电器断开。

进一步的，当所述控制电路判断出所述电压采集电路采样到电压正常时，控制磁保持继电器闭合。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种电源电路，其特征在于，包括：

整流模块(11)，用于将三相输入端输入的交流电整流为直流电；

第一滤波模块(12)，与所述整流模块(11)相连接，用于对整流输出进行滤波处理；

降压模块(13)，与所述第一滤波模块(12)相连接，用于进行降压处理；

第二滤波模块(14)，与所述降压模块(13)相连接，用于对降压模块输出进行滤波处理；

电源输出模块(15)，与所述第二滤波模块(14)相连接，用于进行DC-DC降压处理。

2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，还包括：设置在所述第一滤波模块(12)与所述降压模块(13)之间的浪涌保护模块(16)；所述浪涌保护模块(16)包括压敏电阻(RV1)。

3.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述整流模块(11)包括由第一整流二极管(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)、第五整流二极管(D5)、第六整流二极管(D6)、第七整流二极管(D7)和第八整流二极管(D8)构成的整流桥；所述第一整流二极管(D1)的阳极和所述第二整流二极管(D2)的阴极均通过第一限流电阻(R1)与A相端相连接；所述第三整流二极管(D3)的阳极和所述第四整流二极管(D4)的阴极均通过第二限流电阻(R2)与B相端相连接；所述第五整流二极管(D5)的阳极和所述第六整流二极管(D6)的阴极均通过第三限流电阻(R3)与C相端相连接；所述第七整流二极管(D7)的阳极和第八整流二极管(D8)的阴极均通过保险丝F1与零线端N相连接；所述第一整流二极管(D1)的阴极、第三整流二极管(D3)的阴极、第五整流二极管(D5)的阴极和第七整流二极管(D7)的阴极均与所述第一滤波模块的一端相连接；所述第二整流二极管(D2)的阳极、第四整流二极管(D4)的阳极、第六整流二极管(D6)的阳极和第八整流二极管(D8)的阳极均与所述第一滤波模块(12)的另一端相连接。

4.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述第一滤波模块(12)包括一无极性电容，或者，所述第一滤波模块(12)包括串联的第一无极性电容(C1)和第二无极性电容(C2)。

5.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述降压模块(13)包括：

串联的第四电阻(R4)和第五电阻(R5)；

串联的第一稳压管(Z1)和第二稳压管(Z2)；所述第一稳压管(Z1)的阴极与所述第五电阻(R5)相连接；所述第一稳压管(Z1)的阳极与所述第二稳压管(Z2)的阴极相连接；所述第二稳压管(Z2)的阳极接地；

绝缘栅双极型晶体管(Q1)；所述绝缘栅双极型晶体管(Q1)的集电极与所述第一滤波模块(12)和所述第四电阻(R4)分别相连接；所述绝缘栅双极型晶体管(Q1)的栅极与所述第五电阻(R5)和所述第一稳压管(Z1)的阴极分别相连接；所述绝缘栅双极型晶体管(Q1)的发射极与所述第二滤波模块(14)相连接。

6.根据权利要求5所述的电源电路，其特征在于，所述降压模块(13)还包括：串联的第三稳压管(Z3)和第四稳压管(Z4)；所述第三稳压管(Z3)的阳极与所述绝缘栅双极型晶体管(Q1)的栅极相连接；所述第三稳压管(Z3)的阴极与所述第四稳压管(Z4)的阴极相连接；所述第四稳压管(Z4)的阳极与所述绝缘栅双极型晶体管(Q1)的发射极相连接。

7.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述第二滤波模块(14)包括高频滤波单元和/或低频滤波单元。

8.根据权利要求7所述的电源电路，其特征在于，

所述高频滤波单元包括：第三无极性电容(C3)；所述第三无极性电容(C3)与所述降压模块(13)相连接；

所述低频滤波单元包括：第四有极性电容(C4)、第五有极性电容(C5)、第电六电阻(R6)和第一电感(L1)；所述第四有极性电容(C4)的阳极和所述第五有极性电容(C5)的阳极均与所述降压模块(13)相连接；所述第四有极性电容(C4)的阴极与所述第电六电阻(R6)的一端、所述第一电感(L1)的一端分别相连接；所述第五有极性电容(C5)的阴极与所述第电六电阻(R6)的另一端、所述第一电感(L1)的另一端分别相连接。

9.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电源输出模块(15)包括一开关电源芯片(U1)；所述开关电源芯片(U1)的电源输入端与所述第二滤波模块(14)相连接。

10.一种过欠压保护器，包括磁保持继电器、电压采集电路和控制电路；其特征在于，还包括如权利要求1至9中任意一项所述的电源电路，所述电源电路与所述磁保持继电器、电压采集电路和控制电路分别相连以供电。

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