專利名稱：一種阻容降壓裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子設備領域，更具體地說，涉及一種阻容降壓裝置。
背景技術：
隨著歐盟的EUP (Energy-using Products,能耗產品)指令的限制要求日期的臨近，很多產品出口到歐洲都需要強制達到歐盟的EUP指令要求，這就對電子產品研發人員提出了更高的要求；尤其是家電類產品，由于對成本比較敏感，對其要求比較嚴格，但卻又必須滿足EUP指令的要求，所以家用電器類產品技術方案的設計要求比較高。通常對于成本不是太敏感，對其要求不是很嚴格且電流消耗比較大的產品，大多數可能會選擇開關電源，然而開關電源的成本較高，對EMC的要求也比較高；傳統技術中選用電阻或阻容降壓時，由于其電路的電流都是恒定的，其待機功耗達不到歐盟EUP指令的要求；也有一些技術方案通過降低待機電壓來使整個電路的待機功耗降低，從而達到EUP指令的要求，但此造成能源的浪費，不環保。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述成本較高、待機功耗不滿足EUP指令要求、浪費能源的缺陷，提供一種成本較低、待機功耗滿足EUP指令要求、節省能源的阻容降壓裝置。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種阻容降壓裝置，包括控制模塊和與所述控制模塊連接的電源模塊；所述電源模塊包括阻容降壓單元和第二降壓單元，所述阻容降壓單元包括第一電容，所述第二降壓單元包括第二電容和受控開關，所述第二電容通過所述受控開關與所述第一電容并聯，所述阻容降壓單元對輸入的第一交流電壓進行降壓后對所述控制模塊供電，所述控制模塊通過控制所述受控開關的導通及斷開以調節系統在不同狀態時的供電電流的大小。在本發明所述的阻容降壓裝置中，所述第二降壓單元還包括第五電阻，所述受控開關為光I禹雙向可控娃，所述光I禹雙向可控娃的兩個輸出端分別與所述第一電容和第二電容的一端連接，所述光稱雙向可控娃的一個輸入端通過所述第五電阻與所述控制模塊連接，另一個輸入端由所述阻容降壓單元對輸入的第一交流電壓進行降壓后進行供電。在本發明所述的阻容降壓裝置中，所述受控開關為晶體管、可控硅或繼電器。在本發明所述的阻容降壓裝置中，所述阻容降壓單元包括用于將所述第一交流電壓降為第二交流電壓的第一電路，與所述第一電路連接、將所述第二交流電壓轉換成第一直流電壓并對其進行濾波穩壓得到第二直流電壓的第二電路。在本發明所述的阻容降壓裝置中，所述第一電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻和所述第一電容；所述第一電阻的一端接火線，其另一端分別與所述第一電容的一端和第二電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端與所述第三電阻的一端連接，所述第三電阻的另一端與所述第一電容的另一端連接。
在本發明所述的阻容降壓裝置中，所述第一電路還包括第一壓敏電阻，所述第一壓敏電阻的一端與所述第一電容的一端連接，其另一端接零線；所述第二電路包括用于對所述第二交流電壓進行整流、并將其轉換為所述第一直流電壓的整流電路，與所述整流電路連接、并將所述第一直流電壓進行濾波穩壓后輸出第二直流電壓的濾波穩壓電路。在本發明所述的阻容降壓裝置中，所述整流電路為橋式整流電路，所述橋式整流電路的第一端與所述第一電容的另一端連接，第二端接所述零線，第三端與所述濾波穩壓電路的一端連接，第四端接地。在本發明所述的阻容降壓裝置中，所述整流電路為半波整流電路，所述半波整流電路包括第一二極管和第二二極管；所述第一二極管的陽極分別與所述第一電容的另一端和第二二極管的陰極連接，陰極與所述濾波穩壓電路的一端連接，所述第二二極管的陽極接地。在本發明所述的阻容降壓裝置中，所述濾波穩壓電路包括第三電容、第一穩壓二極管和第五電容；所述第三電容、第一穩壓二極管和第五電容并聯。在本發明所述的阻容降壓裝置中，所述第一交流電壓為96V-264V之間任意電壓，所述第二直流電壓為3V-30V之間任意電壓。實施本發明的阻容降壓裝置，具有以下有益效果:由于阻容降壓單元包括第一電容，第二降壓單元包括第二電容和受控開關，第二電容通過受控開關與所述第一電容并聯，控制模塊通過控制受控開關的導通及斷開以調節系統在不同狀態時的供電電流的大小，待機時，控制模塊控制受控開關斷開，從而使第二電容不能進行供電，以減小待機時的供電電流，而不需要降低待機電壓既能使待機功耗滿足EUP要求，又能節省能源；由于電路結構簡單，使用的元器件較少，降低了成本；所以其成本較低、待機功耗滿足EUP要求、節省能源。
圖1是本發明阻容降壓裝置的結構示意圖；圖2是本發明阻容降壓裝置第一實施例中的電路原理圖；圖3是本發明阻容降壓裝置第二實施例中的電路原理圖。
具體實施例方式為了便于本領域的普通技術人員能夠理解并實施本發明，下面將結合附圖對本發明實施例作進一步說明。圖1為本發明阻容降壓裝置的結構示意圖，圖1中，該裝置包括控制模塊I和電源模塊2 ;其中，電源模塊2與控制模塊I連接，電源模塊2包括阻容降壓單元21和第二降壓單元22，阻容降壓單元21包括第一電容(圖1中未示出)，第二降壓單元22包括第二電容和受控開關(圖1中未示出)，第二電容通過受控開關與第一電容并聯，阻容降壓單元21對輸入的第一交流電壓進行降壓后對控制模塊I供電，控制模塊I通過控制受控開關的導通及斷開以調節系統在不同狀態時的供電電流的大小。具體就是，當系統待機時，控制模塊I控制使受控開關斷開，只有第一電容供電，供電電流較小，從而使待機功耗較低；系統在正常工作時，控制模塊I控制使受控開關導通，第一電容和第二電容同時供電，供電電流增大，使其滿足正常工作的需要。
圖2是本發明阻容降壓裝置第一實施例中的電路原理圖，本第一實施例中，上述第二降壓單元還包括第五電阻R5，受控開關為光耦雙向可控硅0ΡΤ，光耦雙向可控硅OPT的兩個輸出端分別與第一電容Cl和第二電容C2的一端連接,光I禹雙向可控娃OPT的一個輸入端通過第五電阻R5與控制模塊I連接，另一個輸入端由阻容降壓單元對輸入的第一交流電壓進行降壓后進行供電。第一交流電壓取值范圍為96V-264V (頻率50/60HZ)，本第一實施例中，第一交流電壓為230V (頻率50Hz)。當然，在本第一實施例的一些情況下，第一交流電壓也可以取交流96V-264V中的其他值，例如:交流120V。值得一提的是，在本第一實施例的一些情況下，受控開關也可以為其他具有受控制的開關，例如:晶體管、可控硅或繼
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電^^寸O具體來講,本第一實施例中，光f禹雙向可控娃OPT的兩個輸出端即光I禹雙向可控娃OPT中的雙向可控娃的兩端分別與第一電容Cl和第二電容C2的一端連接；光|禹雙向可控娃OPT的一個輸入端與控制模塊I連接，即光稱雙向可控娃OPT中的發光二級管的陰極與控制模塊I連接；光1禹雙向可控娃opt的另一個輸入端即光I禹雙向可控娃opt中的發光二級管的陽極。本第一實施例中，控制模塊I包括單片機(MCU) U1。上述發光二極管的陰極通過第五電阻R5與單片機Ul的一端連接，具體是與單片機Ul的第5引腳連接。單片機Ul的第I引腳通過第四電容C4與第8引腳連接，值得一提的是，單片機Ul的第I引腳還接地，第8引腳還接電源，該電源的電壓為第二直流電壓5V。本第一實施例中，阻容降壓單元21包括第一電路211和第二電路212 ;其中，第一電路211用于將第一交流電壓降為第二交流電壓，第二電路212與第一電路211連接，第二電路212將第二交流電壓轉換成第一直流電壓并對其進行濾波穩壓得到第二直流電壓，也就是說，第二電路212將第二交流電壓轉換成第一直流電壓后，并將第一直流電壓進行濾波穩壓得到第二直流電壓。第二直流電壓的取值范圍為3V-30V，本第一實施例中，第二直流電壓為5V，當然，在本第一實施例的另外一些情況下，第二直流電壓可為直流3V-30V中的其他值，例如:3V或12V。本第一實施例中，第一電路211包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第一電容Cl ;其中，第一電阻Rl的一端接火線J2(火線即L線)，其另一端分別與第一電容Cl的一端和第二電阻R2的一端連接，第二電阻R2的另一端與第三電阻R3的一端連接，第三電阻R3的另一端與第一電容Cl的另一端連接。換句話說，第二電阻R2和第三電阻R3串聯后與第一電容Cl并聯,并聯后與第一電阻Rl串聯。值得一提的是，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第一電容Cl組成阻容降壓電路。第一電路211還包括第一壓敏電阻ZNRl，第一壓敏電阻ZNRl的一端與第一電容Cl的一端連接，其另一端接零線J2 (零線即N線)。第一壓敏電阻ZNRl用于抑制電路中的浪涌現象。本第一實施例中，第二電路212包括整流電路和濾波穩壓電路，其中，整流電路用于對第二交流電壓進行整流、并將其轉換為第一直流電壓，濾波穩壓電路與整流電路連接、并將第一直流電壓進行濾波穩壓后輸出第二直流電壓。值得一提的是，本第一實施例中，整流電路為橋式整流電路DB1，為了方便描述，將橋式整流電路DBl的四個連接端分別稱為第一端、第二端、第三端和第四端，橋式整流電路DBl的第一端與第一電容Cl的另一端連接，第二端接零線J1，第三端與濾波穩 壓電路的一端連接，第四端接地。橋式整流電路是利用二極管的單向導通性進行整流的，用以將交流電變換為單方向的脈動的直流電，本第一實施例中，也即整流電路用以將第二交流電壓變換為脈動的第一直流電壓。本第一實施例中，濾波穩壓電路包括第三電容C3、第一穩壓二極管ZDl和第五電容C5 ;其中，第三電容C3、第一穩壓二極管ZDl和第五電容C5并聯。值得一提的是，第三電容C3為電解電容，由于第一直流電壓為單方向的脈動電壓，含有較大的交流成分，第三電容C3用以濾除第一直流電壓中的交流分量，從而使第一直流電壓變得平滑一些。由于第一直流電壓經過濾波后的電壓是不穩壓的，在電網電壓或負載變化時，該濾波后的電壓都會產生變化，而且紋波電壓又大。所以，增加了第一穩壓二極管ZD1，用以使輸出電壓在一定的范圍內穩定不變，經過第一穩壓二極管ZDl穩壓后的輸出電壓為第二直流電壓。第五電容C5為濾波電容，用以濾除交流分量。圖3是本發明阻容降壓裝置第二實施例中的電路原理圖，本第二實施例與第一實施例不同的是，第二電路213中的整流電路為半波整流電路，該半波整流電路包括第一二極管Dl和第二二極管D2 ;第一二極管Dl的陽極分別與第一電容Cl的另一端和第二二極管D2的陰極連接，第一二極管Dl的陰極與濾波穩壓電路的一端連接，第二二極管D2的陽極接地。本第二實施例中，第一二極管Dl和第二二極管D2的型號為1N4007，當然，在本第二實施例的另外一些情況下，第一二極管Dl和第二二極管D2也可以選用其他型號，第二交流電壓的正負半波構成一個回路，即正半波時第一二極管Dl導通，負半波時第二二極管D2導通，導通后的電流直接流回交流電源(該交流電源的電壓為第一交流電壓)，與橋式整流相比可能會浪費一些電能。值得一提的是，5V電源浮于交流電源的火線J2 (L線)或零線Jl (N線)上。總之，在上述實施例中，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第一電容Cl構成阻容降壓電路，阻容降壓單元21降壓后為電路提供電源，第二電容、光藕雙向可控硅OPT以及第五電阻R5組成備用電源，第一交流電壓230V經過第一電路211后將電壓降為第二交流電壓，第二交流電壓經過第二電路212的整流、濾波和穩壓后輸出第二直流電壓5V為光耦雙向可控硅OPT及Ul供電。具體就是，系統上電進入待機狀態，控制模塊1(具體是單片機UI)控制使光I禹雙向可控娃OPT斷開,此時系統僅由一小容量的第一電容Cl供電,且供電電壓為5V，這樣整個系統在待機時僅有一點維持單片機Ul工作和光藕雙向可控硅OPT工作的電流，光藕雙向可控硅OPT中的發光二級管的工作電流通常幾個毫安(通常為3mA)，單片機Ul待機時為毫安級(通常為2mA)，第一電容Cl的容值為0.1UF,整個電路在待機時所提供的電流為 1=2* *f*U*C=2*3.14*50Hz*230V*0.1UF=7.2mA,即功耗為 7.2mA*5V=0.036W,其中，f為第一交流電壓的頻率，U為第一交流電壓，C為第一電容Cl的電容量；前端交流上的第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第五電阻R5以及整流電路中的二極管的功耗約0.066W,即整個電路待機總功耗約為0.1W，所以整個電路的待機電流遠可以滿足EUP待機功耗0.5W的要求。當系統(控制板)需要工作驅動負載時，單片機Ul控制使光耦雙向可控娃OPT導通,第二電容C2通過光藕雙向可控娃OPT與第一電容Cl并聯,這樣可加大供電電容的容量(根據需要可調整第一電容Cl和第二電容C2的電容量的大小)，使系統的供電電流增大，單片機Ul根據需要驅動相關負載電路，例如:驅動繼電器吸合或驅動可控硅，這樣達到控制負載的目的；如果系統需要再次進入待機狀態，單片機Ul控制使光藕雙向可控硅OPT斷開，此時，第二電容C2從與第一電容Cl構成的回路中斷開，又恢復到只有第一電容Cl供電的狀態，以減小系統的供電電流，從而達到系統在待機時符合EUP指令要求的目的。此外，由于不需要降低待機電壓就能使待機功耗滿足EUP要求，所以不會造成能源的浪費，節省了能源；同時由于電路結構簡單，使用的元器件較少，降低了成本。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種阻容降壓裝置，其特征在于，包括控制模塊和與所述控制模塊連接的電源模塊；所述電源模塊包括阻容降壓單元和第二降壓單元，所述阻容降壓單元包括第一電容，所述第二降壓單元包括第二電容和受控開關，所述第二電容通過所述受控開關與所述第一電容并聯，所述阻容降壓單元對輸入的第一交流電壓進行降壓后對所述控制模塊供電，所述控制模塊通過控制所述受控開關的導通及斷開以調節系統在不同狀態時的供電電流的大小。
2.根據權利要求1所述的阻容降壓裝置，其特征在于，所述第二降壓單元還包括第五電阻，所述受控開關為光耦雙向可控硅，所述光耦雙向可控硅的兩個輸出端分別與所述第一電容和第二電容的一端連接，所述光稱雙向可控娃的一個輸入端通過所述第五電阻與所述控制模塊連接，另一個輸入端由所述阻容降壓單元對輸入的第一交流電壓進行降壓后進行供電。
3.根據權利要求1所述的阻容降壓裝置，其特征在于，所述受控開關為晶體管、可控硅或繼電器。
4.根據權利要求2所述的阻容降壓裝置，其特征在于，所述阻容降壓單元包括用于將所述第一交流電壓降為第二交流電壓的第一電路，與所述第一電路連接、將所述第二交流電壓轉換成第一直流電壓并對其進行濾波穩壓得到第二直流電壓的第二電路。
5.根據權利要求4所述的阻容降壓裝置，其特征在于，所述第一電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻和所述第一電容；所述第一電阻的一端接火線，其另一端分別與所述第一電容的一端和第二電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端與所述第三電阻的一端連接，所述第三電阻的另一端與所述第一電容的另一端連接。
6.根據權利要求5所述的阻容降壓裝置，其特征在于，所述第一電路還包括第一壓敏電阻，所述第一壓敏電阻的一端與所述第一電容的一端連接，其另一端接零線；所述第二電路包括用于對所述第二交流電壓進行整流、并將其轉換為所述第一直流電壓的整流電路，與所述整流電路連接、并將所述第一直流電壓進行濾波穩壓后輸出第二直流電壓的濾波穩壓電路。
7.根據權利要求6所述的阻容降壓裝置，其特征在于，所述整流電路為橋式整流電路，所述橋式整流電路的第一端與所述第一電容的另一端連接，第二端接所述零線，第三端與所述濾波穩壓電路的一端連接，第四端接地。
8.根據權利要求6所述的阻容降壓裝置，其特征在于，所述整流電路為半波整流電路，所述半波整流電路包括第一二極管和第二二極管；所述第一二極管的陽極分別與所述第一電容的另一端和第二二極管的陰極連接，陰極與所述濾波穩壓電路的一端連接，所述第二二極管的陽極接地。
9.根據權利要求7或8所述的阻容降壓裝置，其特征在于，所述濾波穩壓電路包括第三電容、第一穩壓二極管和第五電容；所述第三電容、第一穩壓二極管和第五電容并聯。
10.根據權利要求9所述的阻容降壓裝置，其特征在于，所述第一交流電壓為96V-264V之間任意電壓，所述第二直流電壓為3V-30V之間任意電壓。
全文摘要
本發明涉及一種阻容降壓裝置，包括控制模塊和與所述控制模塊連接的電源模塊；所述電源模塊包括阻容降壓單元和第二降壓單元，所述阻容降壓單元包括第一電容，所述第二降壓單元包括第二電容和受控開關，所述第二電容通過所述受控開關與所述第一電容并聯，所述阻容降壓單元對輸入的第一交流電壓進行降壓后對所述控制模塊供電，所述控制模塊通過控制所述受控開關的導通及斷開以調節系統在不同狀態時的供電電流的大小。實施本發明的阻容降壓裝置，具有以下有益效果成本較低、待機功耗滿足EUP指令要求、節省能源。
文檔編號H02M7/12GK103107716SQ20131003088
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月25日 優先權日2013年1月25日
發明者龍逸 申請人:深圳和而泰智能控制股份有限公司