CN215120563U - 一种增流降压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种降压增流电路；所述降压增流电路包括：降压子电路、增流整流子电路、交流电输入端、接地端和输出端；其中，所述降压子电路连接所述交流电输入端，用于将输入的交流电进行降压后输出至所述降增流整流子电路；所述增流整流子电路连接所述降压子电路以及所述接地端，用于对降压后的交流电进行增流和整流，以形成直流电通过所述输出端输出；本实用新型不仅可以实现降压和增流输出，还可以避免因电流变化所引起的电磁干扰。

Description

一种增流降压电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其是一种增流降压电路。

背景技术

随着科技的发展，越来越多的电子设备进入社会，在推动社会进步给人们带来便利的同时，电子设备应用产生的电磁干扰也给人们带来了诸多不便。

目前，电子式电能表中常用的电源降压电路主要包括变压器降压电源电路、开关降压电源电路和阻容降压电源电路。当电能表设备所需要的供电电流增加时，如果采用降压电源电路，往往需要在电路后端增加DC/DC变换器，然而，DC/DC变换器作为一种直流斩波电路，主要利用开关器件来实现通断控制，通过控制通断时间来改变负载上的直流电流平均值，将固定的直流电源变成平均值可调的直流电源；而DC/DC中的开关状态变化，使得DC/DC为大功率振荡器，从而引起较大的电磁干扰；而较大的电磁干扰不仅会影响信号接收，还会造成电子仪器和设备的工作失常、失效甚至损坏。

因此，如何实现电源降压电路供电电流增加的同时，降低电磁干扰已成为本领域所需要解决的技术问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种更加安全可靠的降压增流电路，用于实现降压增流的同时，解决现有的降压增流电路易产生较大电磁干扰等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种降压增流电路，具有交流电输入端、接地端和输出端，所述降压整流电路还包括降压子电路和增流整流子电路；所述降压子电路，连接所述交流电输入端，用于将输入的交流电进行降压后输出至所述降压子电路；所述增流整流子电路连接所述降压子电路以及所述接地端，用于对降压后的交流电进行增流和整流，以形成直流电通过所述输出端输出。

于本实用新型一实施例中，输出端输出的直流电包括第一直流电和第二直流电，所述增流整流子电路包括至少一级正向增流整流单元和至少两级负向增流整流单元，所述正向增流整流单元包括正向增流子单元和正向整流子单元，所述负向增流整流单元包括负向增流子单元和负向整流子单元；所述正向整流子单元用以在交流电处于正半周期时将交流电导向所述正向增流子单元，并在交流电处于负半周期时阻止交流电流入所述正向增流子单元；所述正向增流子单元用以在交流电处于正半周期时存储由所述正向整流子单元导向而来的交流电，并在交流电处于负半周期时通过所述正向整流子单元输出所述第一直流电；所述负向整流子单元用以在交流电处于负半周期时将交流电导向所述负向增流子单元，并在交流电处于正半周期时阻止交流电流入所述负向增流子单元；所述负向增流子单元用以在交流电处于负半周期时存储由所述负向整流子单元导向而来的交流电，并在交流电处于正半周期时通过所述负向整流子单元输出所述第二直流电。

于本实用新型一实施例中，所述正向整流子单元包括第一二极管、第一开关管、第一电阻和第二二极管，所述正向增流子单元包括第一电解电容；所述第一二极管的阳极连接所述降压子电路，阴极连接所述第一电解电容的正极，所述第一电解电容的负极连接所述第二二极管的阴极，所述第二二极管的阳极连接所述接地端；所述第一开关管的控制端通过所述第一电阻连接于所述第一二极管的阳极，所述第一开关管的第一端连接于所述第一二极管和第一电解电容之间，所述第一开关管的第二端连接所述输出端；所述正向增流整流单元还包括第五二极管，所述第五二极管的阴极连接所述输出端和所述第一开关管的第二端，所述第五二极管的阳极连接所述第一电解电容和所述第二二极管之间。

于本实用新型一实施例中，当所述正向增流整流单元具有两级及两级以上时，在后一级正向增流整流单元中正向整流子单元的第一二极管的阳极连接在前一级正向增流整流单元中正向增流子单元的第一电解电容的负极；所述第五二极管的阴极连接于最后一级正向增流整流单元中第一开关管的第二端，所述第五二极管的阳极连接最后一级正向增流整流单元中第一电解电容的负极。

于本实用新型一实施例中，所述第一开关管为PNP型三极管或P沟道场效应管，当所述第一开关管为PNP型三极管时，控制端为基极，第一端为发射极，第二端为集电极，当所述第一开关管为P沟道场效应管时，控制端为栅极，第一端为源极，第二端为漏极。

于本实用新型一实施例中，所述负向整流子单元包括第三二极管、第二开关管、第二电阻和第四二极管，所述负向增流子单元包括第二电解电容；所述第三二极管的阳极连接所述第二电解电容的负极，所述第二电解电容的正极连接所述第四二极管的阳极，所述第四二极管的阴极连接所述输出端；所述第二开关管的控制端通过所述第二电阻连接所述第三二极管的阴极，第二开关管的第一端连接于第三二极管和第二电解电容之间，第二开关管的第二端连接所述接地端；每一级所述负向增流整流单元相同，第一级所述负向增流整流单元中负向整流子单元的第三二极管的阴极连接所述降压子电路；在后一级所述负向增流整流单元中负向整流子单元的第三二极管的阴极连接在前一级所述负向增流整流单元中负向整流子单元的第二电解电容的正极；所述负向增流整流单元还包括第六二极管，所述第六二极管的阴极连接于最后一级负向增流整流单元中的第二电解电容和第四二极管之间，所述第六二极管的阳极连接所述接地端。

于本实用新型一实施例中，所述第二开关管为NPN型三极管或N沟道场效应管，当所述第二开关管为NPN型三极管时，控制端为基极，第一端为发射极，第二端为集电极，当所述第二开关管为N沟道场效应管时，控制端为栅极，第一端为源极，第二端为漏极。

于本实用新型一实施例中，所述增流整流子电路还包括平衡单元，用于在交流电处于负半周期时使所述第一直流电的增量与所述第二直流电的增量相同；所述平衡单元包括第三电解电容，所述第三电解电容的正极连接输出端和所述第五二极管的阴极，所述第三电解电容的负极连接所述接地端以及所述第六二极管的阳极。

于本实用新型一实施例中，所述降压子电路包括阻容电容和降压电阻，所述阻容电容的一端连接所述交流电输入端，另一端连接所述降压电阻，所述降压电阻连接所述增流整流子电路。

于本实用新型一实施例中，所述降压增流电路还包括稳压管，所述稳压管的一端连接于所述降压子电路和所述增流整流子电路之间，另一端连接所述接地端。

如上所述，本实用新型提供的所述降压增流电路，在实现降压增流的同时，可以减少因电流增流所产生的电磁感应量，以降低电磁感应的干扰和影响。

附图说明

图1显示为本实用新型提供的所述降压增流电路于一实施例中的结构框架图；

图2显示为本实用新型提供的所述降压增流电路于一实施例中的结构示意图；

图3显示为所述增流整流子电路于一实施例中的具体连接结构图；

图4显示为所述平衡单元于一实施例中的具体连接结构图；

图5显示为所述增流降压电路于一具体实施方式中的电路连接示意图；

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

为解决现有的降压增流电路中存在电磁干扰等问题，本实用新型于本实施例中提供一种降压增流电路，用于对输入的交流电进行降压和增流处理，以获得降压和增流后的直流电，并输出该直流电。

请参阅图1，示出为本实用新型提供的一种降压增流电路于本实施例中的结构框架图。如图1所示，所述降压增流电路1包括降压子电路11、增流整流子电路12、交流电输入端13、接地端14和输出端15。

其中，所述降压子电路11连接所述交流电输入端13，用于将所述交流电输入端13输入的交流电进行降压后输出至所述增流整流子电路12中；所述增流整流子电路12连接所述降压子电路11以及所述接地端14，用于对输入的降压后的交流电进行增流和整流，以形成直流电并通过所述输出端15输出。

请参阅图2，示出为所述降压增流电路1于本实施例中的结构示意图。

如图2所示，所述增流整流子电路12包括至少一级正向增流整流单元121和至少两级负向增流整流单元122。

具体的，各所述正向增流整流单元121依次连接于所述降压子电路11和所述输出端15之间，且各所述正向增流整流单元121的结构相同，均包括正向增流子单元和正向整流子单元；所述正向整流子单元用以在交流电处于正半周期时将交流电导向所述正向增流子单元，并在交流电处于负半周期时阻止交流电流入所述正向增流子单元；所述正向增流子单元用以在交流电处于正半周期时存储由所述正向整流子单元导向而来的交流电，并在交流电处于负半周期时通过所述正向整流子单元输出第一直流电；所述第一直流电的电流值大于交流电的有效电流值。

各所述负向增流整流单元122依次连接于所述输出端15和所述接地端14之间，且各所述负向增流整流单元122的结构相同，均包括负向增流子单元和负向整流子单元；其中，所述负向整流子单元用以在交流电处于负半周期时将交流电导向所述负向增流子单元，并在交流电处于正半周期时阻止交流电流入所述负向增流子单元；所述负向增流子单元用以在交流电处于负半周期时存储由所述负向整流子单元导向而来的交流电，并在交流电处于正半周期时通过所述负向整流子单元输出第二直流电；所述第一直流电的电流值大于交流电的有效电流值。

第一直流电和第二直流电共同构成输出端输出的直流电。

请参阅图3，示出为所述增流整流子电路12于本实施例中的具体连接结构图。

如图3所示，单级所述正向增流整流单元中的所述正向增流整流子单元包括第一二极管D1、第一开关管K1、第一电阻R1和第二二极管D2；单级所述正向增流整流单元中的所述正向增流子单元包括第一电解电容C1；所述第一二极管D1的阳极连接所述降压子电路11，阴极连接所述第一电解电容C1的正极，所述第一电解电容C1的负极连接所述第二二极管D2的阴极，所述第二二极管D2的阳极连接所述接地端14；所述第一开关管K1的控制端通过第一电阻R1连接于所述第一二极管D1的阳极，所述第一开关管K1的第一端连接于所述第一二极管D1和第一电解电容C1之间，所述第一开关管K1的第二端连接所述输出端15；所述第一开关管K1可以为PNP型三极管或P沟道场效应管，在此不作限定，本实施例优选采用PNP型三极管；当所述第一开关管K1为PNP型三极管时，控制端为基极，第一端为发射极，第二端为集电极；当所述第一开关管K1为P沟道场效应管时，控制端为栅极，第一端为源极，第二端为漏极。

所述正向增流整流单元还包括第五二极管D5，所述第五二极管D5的阴极连接输出端15和所述第一开关管K1的第二端，所述第五二极管D5的阳极连接所述第一电解电容C1和所述第二二极管D2之间。

需要注意的是，当所述正向增流整流单元121包括两级及两级以上时，各所述正向增流整流单元121中的第一级所述正向增流整流单元中，所述正向整流子单元的第一二极管D1的阳极连接所述降压子电路11，则后一级所述正向增流整流单元中所述正向整流子单元的第一二极管D1的阳极连接在前一级所述正向增流整流单元中所述正向增流子单元的第一电解电容C1的负极；所述第五二极管D5的阴极连接于最后一级正向增流整流单元中第一开关管K1的第二端，所述第五二极管D5的阳极连接最后一级正向增流整流单元中第一电解电容C1的负极。

如图3所示，单级所述负向增流整流单元中的所述负向增流整流子单元122包括第三二极管D3、第二开关管K2、第二电阻R2和第四二极管D4；单级所述负向增流整流单元中的所述负向增流单元122包括第二电解电容C2；所述第三二极管D3的阳极连接所述第二电解电容C2的负极，所述第二电解电容C2的正极连接所述第四二极管D4的阳极，所述第四二极管D4的阴极连接所述输出端15；所述第二开关管K2的控制端通过所述第二电阻R2连接所述第三二极管D3的阴极，第二开关管K2的第一端连接于第三二极管D3和第二电解电容C2之间，第二开关管K2的第二端连接所述接地端14；所述第二开关管K2可以为NPN型三极管或N沟道场效应管，在此不作限定，本实施例优选采用NPN型三极管；当所述第二开关管K2为NPN型三极管时，控制端为基极，第一端为发射极，第二端为集电极；当所述第二开关管K2为N沟道场效应管时，控制端为栅极，第一端为源极，第二端为漏极。

需要注意的是，于各所述负向增流整流单元122中的第一级所述负向增流整流单元中，负向整流子单元的第三二极管D3的阴极连接所述降压子电路11；在后一级所述负向增流整流单元中负向整流子单元的第三二极管D3的阴极连接在前一级所述负向增流整流单元122中负向整流子单元的第二电解电容C2的正极。

所述负向增流整流单元还包括第六二极管D6，所述第六二极管D6的阴极连接于最后一级负向增流整流单元中的第二电解电容C2和第四二极管D4之间，阳极接地。

可选的，如图4所示，所述增流整流子电路12还包括平衡单元123，用于在交流电处于负半周期时使所述第一直流电的增量与所述第二直流电的增量相同。其中，所述第一直流电的增量为所述第一直流电的电流大小与输入交流电的电流有效值之间的差值；所述第二直流电的增量为所述第二直流电的电流大小与输入交流电的电流有效值之间的差值。

具体的，所述平衡单元123包括第三电解电容C3，所述第三电解电容C3的正极连接所述输出端15和所述第五二极管D5的阴极，所述第三电解电容C3的负极连接所述接地端14以及所述第六二极管D6的阳极。

可选的，所述降压子电路11包括阻容电容C0和降压电阻R0，所述阻容电容C0的一端连接交流电输入端13，另一端连接所述降压电阻R0，所述降压电阻R0连接所述增流整流子电路12

可选的，所述增流降压电路还包括保护子电路，并联连接于所述增流整流子电路12的两端；所述保护单元包括稳压二极管、TVS二极管或其他可以实现稳压保护的元器件，在此不做限定，本实施例优选采用TVS二极管。具体到本实施例中，TVS二极管的一端连接于所述降压子电路11和增流整流子电路12之间，另一端连接接地端14。

以便于理解，以下将结合一具体实施例详细介绍所述增流降压电路的工作原理。

请参阅图5，示出为所述增流降压电路于一具体实施方式中的电路连接示意图。于该增流降压电路中，所述正向增流整流单元的个数为2和所述负向增流整流单元的个数为4，即所述正向增流整流单元包括第一正向增流整流单元和第二正向增流整流单元；所述负向增流整流单元包括第一负向增流整流单元至第四负向增流整流单元。

如图5所示，其中，D11、K11、R11、C11和D21分别为所述第一正向增流整流单元中的第一二极管、第一开关管、第一电阻、第一电解电容和第二二极管；D12、K12、R12、C12和D22分别为所述第二正向增流整流单元中的第一二极管、第一开关管、第一电阻、第一电解电容和第二二极管；D31、K21、R21、C21和D41分别为所述第一负向增流整流单元中的第三二极管、第二开关管、第二电阻、第二电解电容和第四二极管；D32、K22、R22、C22和D42分别为所述第二负向增流整流单元中的第三二极管、第二开关管、第二电阻、第二电解电容和第四二极管；D33、K23、R323、C23和D43分别为所述第三负向增流整流单元中的第三二极管、第二开关管、第二电阻、第二电解电容和第四二极管；D34、K24、R24、C24和D44分别为所述第四负向增流整流单元中的第三二极管、第二开关管、第二电阻、第二电解电容和第四二极管。

所述增流降压电路电路的具体工作实现方式如下：

于所述供电电路输入的交流电为正半周时，则电流流向是：

C0→R0→D11→C11→D12→C12→C3，此时，第二开关管K21至K24均导通，同时，第一开关管K11和K12均关断，因此，第三电解电容C3以及第一电解电容C11和C12串联充电；同时，第二电解电容C21和第四二极管D41、第三电解电容C3、第二三极管K21形成通路，同理，第二电解电容C22和第四二极管D42、第三电解电容C3、第二三极管K22形成通路，第二电解电容C23和第四二极管D43、第三电解电容C3、第二三极管K23形成通路，第二电解电容C24和第四二极管D44、第三电解电容C3、第二三极管K24形成通路，则第二电解电容C21至C24均分别对负载端供电，即第二电解电容C21至C24并联输出直流电，且输出的最大电流大小为输入电流的4倍，从而实现了交流电为正半周时，输出电流的增流。

于所述供电电路输入的交流电为负半周时，则电流流向是：

D6→C24→D34→C23→D33→C22→D32→C21→D31→R0→C0，此时，第一开关管K11和K12均导通，第二开关管K21至K24均关断，因此，第二电解电容C24至C21串联充电；同时，第一电解电容C11和第一开关管K11、第三电解电容C3、第二开关管D21之间形成通路，第一电解电容C12和第一开关管K12、第三电解电容C3、第二开关管D22之间形成通路，则第一电解电容C11、第一电解电容C12以及第三电解电容C3同时对负载端放电，即第一电解电容C11、第一电解电容C12和第三电解电容C3并联输出直流电，且输出的最大电流大小为输入电流的3倍，从而实现了交流电为负半周时，输出电流的增流。

综上所述，本实用新型提供的所述降压增流电路，通过设置正向增流整流单元和负向增流整流单元，可以于输入的交流电为不同周期时，实现正、负增流整流单元中电容的交替充电，同时结合各开关管的控制，实现了正、负增流整流单元中电容的交替放电，从而实现了多个电容的交替充电和交替放电的循环过程，从而成倍地提升了最大输出电流的大小，并且有效地克服了现有的DC/DC电路于负载端电流变化时，易产生电磁干扰等问题，实现了降压电路的多倍电流输出。因此，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种降压增流电路，具有交流电输入端、接地端和输出端，其特征在于，所述降压整流电路还包括降压子电路和增流整流子电路；

所述降压子电路，连接所述交流电输入端，用于将输入的交流电进行降压后输出至所述降压子电路；

所述增流整流子电路连接所述降压子电路以及所述接地端，用于对降压后的交流电进行增流和整流，以形成直流电通过所述输出端输出。

2.根据权利要求1所述的降压增流电路，其特征在于，输出端输出的直流电包括第一直流电和第二直流电，所述增流整流子电路包括至少一级正向增流整流单元和至少两级负向增流整流单元，所述正向增流整流单元包括正向增流子单元和正向整流子单元，所述负向增流整流单元包括负向增流子单元和负向整流子单元；

所述正向整流子单元用以在交流电处于正半周期时将交流电导向所述正向增流子单元，并在交流电处于负半周期时阻止交流电流入所述正向增流子单元；所述正向增流子单元用以在交流电处于正半周期时存储由所述正向整流子单元导向而来的交流电，并在交流电处于负半周期时通过所述正向整流子单元输出所述第一直流电；

所述负向整流子单元用以在交流电处于负半周期时将交流电导向所述负向增流子单元，并在交流电处于正半周期时阻止交流电流入所述负向增流子单元；所述负向增流子单元用以在交流电处于负半周期时存储由所述负向整流子单元导向而来的交流电，并在交流电处于正半周期时通过所述负向整流子单元输出所述第二直流电。

3.根据权利要求2所述的降压增流电路，其特征在于，所述正向整流子单元包括第一二极管、第一开关管、第一电阻和第二二极管，所述正向增流子单元包括第一电解电容；所述第一二极管的阳极连接所述降压子电路，阴极连接所述第一电解电容的正极，所述第一电解电容的负极连接所述第二二极管的阴极，所述第二二极管的阳极连接所述接地端；所述第一开关管的控制端通过所述第一电阻连接于所述第一二极管的阳极，所述第一开关管的第一端连接于所述第一二极管和第一电解电容之间，所述第一开关管的第二端连接所述输出端；

所述正向增流整流单元还包括第五二极管，所述第五二极管的阴极连接所述输出端和所述第一开关管的第二端，所述第五二极管的阳极连接所述第一电解电容和所述第二二极管之间。

4.根据权利要求3所述的降压增流电路，其特征在于，当所述正向增流整流单元具有两级及两级以上时，在后一级正向增流整流单元中正向整流子单元的第一二极管的阳极连接在前一级正向增流整流单元中正向增流子单元的第一电解电容的负极；所述第五二极管的阴极连接于最后一级正向增流整流单元中第一开关管的第二端，所述第五二极管的阳极连接最后一级正向增流整流单元中第一电解电容的负极。

5.根据权利要求3所述的降压增流电路，其特征在于，所述第一开关管为PNP型三极管或P沟道场效应管，当所述第一开关管为PNP型三极管时，控制端为基极，第一端为发射极，第二端为集电极，当所述第一开关管为P沟道场效应管时，控制端为栅极，第一端为源极，第二端为漏极。

6.根据权利要求4所述的降压增流电路，其特征在于，所述负向整流子单元包括第三二极管、第二开关管、第二电阻和第四二极管，所述负向增流子单元包括第二电解电容；所述第三二极管的阳极连接所述第二电解电容的负极，所述第二电解电容的正极连接所述第四二极管的阳极，所述第四二极管的阴极连接所述输出端；所述第二开关管的控制端通过所述第二电阻连接所述第三二极管的阴极，第二开关管的第一端连接于第三二极管和第二电解电容之间，第二开关管的第二端连接所述接地端；

每一级所述负向增流整流单元相同，第一级所述负向增流整流单元中负向整流子单元的第三二极管的阴极连接所述降压子电路；在后一级所述负向增流整流单元中负向整流子单元的第三二极管的阴极连接在前一级所述负向增流整流单元中负向整流子单元的第二电解电容的正极；

所述负向增流整流单元还包括第六二极管，所述第六二极管的阴极连接于最后一级负向增流整流单元中的第二电解电容和第四二极管之间，所述第六二极管的阳极连接所述接地端。

7.根据权利要求6所述的降压增流电路，其特征在于，所述第二开关管为NPN型三极管或N沟道场效应管，当所述第二开关管为NPN型三极管时，控制端为基极，第一端为发射极，第二端为集电极，当所述第二开关管为N沟道场效应管时，控制端为栅极，第一端为源极，第二端为漏极。

8.根据权利要求6所述的降压增流电路，其特征在于，所述增流整流子电路还包括平衡单元，用于在交流电处于负半周期时使所述第一直流电的增量与所述第二直流电的增量相同；

所述平衡单元包括第三电解电容，所述第三电解电容的正极连接输出端和所述第五二极管的阴极，所述第三电解电容的负极连接所述接地端以及所述第六二极管的阳极。

9.根据权利要求1至8之一所述的降压增流电路，其特征在于，所述降压子电路包括阻容电容和降压电阻，所述阻容电容的一端连接所述交流电输入端，另一端连接所述降压电阻，所述降压电阻连接所述增流整流子电路。

10.根据权利要求1至8之一所述的降压增流电路，其特征在于，所述降压增流电路还包括稳压管，所述稳压管的一端连接于所述降压子电路和所述增流整流子电路之间，另一端连接所述接地端。

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