一種電容降壓電路的制作方法
【專利摘要】本發明涉及電子電路技術，具體的說是涉及一種電容降壓電路。本發明的一種電容降壓電路，包括泄放電阻、降壓電容、整流濾波模塊、交替輸出模塊、輸出反饋模塊和控制器；所述泄放電阻與降壓電容并聯后與整流濾波模塊的輸入端連接，所述整流濾波模塊的輸出端與交替輸出模塊的輸入端連接，所述交替輸出模塊的輸出端分別與輸出反饋模塊和控制器連接。本發明的有益效果為，提高了輸出電流，增強了帶負載能力，實現了電壓轉換通路上信號的隔離，克服了帶容性負載時影響輸出電壓的缺點，并進一步提高輸出電壓的穩定性。本發明尤其適用于電容降壓電路。
【專利說明】—種電容降壓電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子電路技術，具體的說是涉及一種電容降壓電路。
【背景技術】
[0002]電容降壓的工作原理是利用電容在一定頻率的交流信號下產生的容抗來限制最大工作電流，并降低輸出電壓的結構。電容器在分壓衰減信號幅度的同時對交流信號的能量損耗小。對于理想的電容器，電流流經時并不產生功耗，流過電容的電流為虛部電流，它所作的功為無功功率。因而能夠實現較高效率的電壓轉換。
[0003]電容降壓電路的成本低廉，但傳統的電容降壓電路有它固有的缺點。由于輸入端與輸出端直接相連，對于容性負載和感性負載將直接影響輸出電壓，限制了電容降壓電路的應用環境。同時，傳統的電容降壓電路不適合用在動態負載的情況，此外傳統的電容降壓電路只能輸出固定電壓。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的，就是針對上述傳統的電容降壓電路存在的問題，提出一種能適應動態負載的電容降壓電路。
[0005]如圖1所示，本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是:一種電容降壓電路，包括泄放電阻、降壓電容、整流濾波模塊、交替輸出模塊、輸出反饋模塊和控制器；所述泄放電阻與降壓電容并聯后與整流濾波模塊的輸入端連接，所述整流濾波模塊的輸出端與交替輸出模塊的輸入端連接，所述交替輸出模塊的輸出端分別與輸出反饋模塊和控制器連接。
[0006]如圖8所示，所述泄放電阻包括第一電阻Rl，降壓電容包括第一電容Cl，所述整流濾波模塊包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管和第二電容C2，所述交替輸出模塊包括第一雙擲開關、第二雙擲開關、第三電容C3和第四電容C4，所述第一雙擲開關和第二雙擲開關由第一 PMOS管MP1、第二 PMOS管M2、第三PMOS管MP3和第
四PMOS管MP4組成，所述控制器包括第二反向器、第三反向器、第四反向器、第五反向器、第五電容C5、第六電容C6和第七電容C7,所述輸出反饋模塊包括比較器、第五PMOS管MP5、第二電阻R2和第三電阻R3 ;其中，
[0007]第一電阻Rl和第一電容Cl并聯后與由第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管組成的橋式全波整流器的正輸入端連接，橋式全波整流器的負輸入端與交流電負極連接，第五二極管和第二電容C2并聯在橋式全波整流器的兩個輸出端之間，橋式全波整流器的正輸出端為電源端、負輸出端為地端，第五二極管的正極接地，橋式全波整流器的正輸出端與第一 PMOS管MPl的源極和第二 PMOS管M2的源極連接，第一 PMOS管MPl的漏極與第三PMOS管MP3的源極連接后通過第三電容C3接地、第二 PMOS管M2的漏極與第四PMOS管MP4的源極連接后通過第四電容C4接地，第二反向器、第三反向器、第四反向器、第五反向器、第五電容C5、第六電容C6和第七電容C7組成環形振蕩器，環形振蕩器的輸出端與第一 PMOS管MPl和第四PMOS管M4的柵極連接，環形振蕩器的輸出端通過第一反相器與第二PMOS管MP2和第三PMOS管MP3的柵極連接，第三PMOS管MP3和第四PMOS管MP4的漏極連接后與第五PMOS管MP5的源極連接，第五PMOS管MP5的柵極與比較器的輸出端連接，比較器的正向輸入端與第二電容R2和第三電阻R3連接后的公共端連接，第二電阻R2的另一端與第五PMOS管MP5的漏極連接，第三電阻R3的另一端接地。
[0008]本發明的有益效果為，提高了輸出電流，增強了帶負載能力，實現了電壓轉換通路上信號的隔離，克服了帶容性負載時影響輸出電壓的缺點，并進一步提高輸出電壓的穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的電容降壓電路的原理示意框圖；
[0010]圖2是降壓電容與泄放電阻的結構示意圖；
[0011]圖3是整流濾波模塊的結構示意圖；
[0012]圖4是交替輸出模塊的結構示意圖；
[0013]圖5是交替輸出模塊的一種電路結構不意圖；
[0014]圖6是控制器的結構示意圖；
[0015]圖7是輸出反饋模塊的結構示意圖；
[0016]圖8是本發明的電容降壓電路的具體電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖，詳細描述本發明的技術方案:
[0018]本發明的電容降壓電路，如圖1所示，包括泄放電阻、降壓電容、整流濾波模塊、交替輸出模塊、輸出反饋模塊和控制器；所述泄放電阻與降壓電容并聯后與整流濾波模塊的輸入端連接，所述整流濾波模塊的輸出端與交替輸出模塊的輸入端連接，所述交替輸出模塊的輸出端分別與輸出反饋模塊和控制器連接。
[0019]如圖2所示，降壓電容與泄放電阻并聯，一端接交流電源輸入，另一端接至整流濾波模塊，當輸入一定頻率的交流電壓時，降壓電容Cl表現為一定阻抗，產生一定壓降，得到一定交流低電壓輸入整流濾波模塊。
[0020]如圖3所示，整流濾波模塊包括由第一至第四二極管Dl?D4構成的整流橋和電壓保護二極管(穩壓二極管D5)，整流橋輸出電流經穩壓二極管D5及濾波電容C2后進入交替輸出模塊。
[0021]如圖4所示，交替輸出模塊包括雙擲開關Kl，K2，第三電容C3，第四電容C4，電容C3，C4分別連接于地與觸點P1，地與觸點P2之間，在電容C3，C4上交替產生穩定的直流電壓。如圖5所示，其中雙擲開關K1，K2由MPl和ΜΡ2、ΜΡ3和MP4實現，其中MPl與MP4的柵極由控制器的方波輸出信號直接控制，ΜΡ2和MP3的柵極由控制器輸出的方波信號經由第一反相器后進行控制。控制器輸出的信號作用下，Kl將交替連接至電容C3側的觸點Pl和電容C4側的觸點Ρ2處，而輸出側的Κ2則對應連至電容C4側的觸點Ρ2處和電容C3側的觸點Pl處。從而有效的實現輸入與輸出信號的隔離。
[0022]如圖6所示，為控制器的一種實施方式:環形振蕩器，包括第二反相器，第三反相器，第四反相器，第五反相器，以及連接所述第二反相器輸出端與地的第六電容C6，連接所述第三反相器輸出端與地的第七電容C7，連接所述第四反相器輸出端與地的第八電容CS。當然，控制器可以是其他任意結構的方波發生器。
[0023]如圖7所示，輸出反饋模塊包括比較器、第五PMOS管MP5、第二電阻R2和第三電阻R3，它實現輸出電壓Vrat采樣并穩定輸出電壓。輸出電壓經電阻R2與R3分壓后得采樣電壓進入比較器負端，與一已知的基準電壓Vref作比較，比較器輸出端驅動開關管MP5的柵
極。當輸出電壓Vtjut下降使Iat ^^低于V,ef時，比較器(CMP)輸出為低，MP5開啟。此時
C3或C4給電容C5充電，C5為輸出穩壓電容。當輸出電壓Vtjut上升使Iai 高于V,ef時，比較器輸出為高，MP5將關斷。由此實現輸出電壓的穩定。
[0024]本發明具體的電路結構如圖8所示，包括第一電阻Rl，降壓電容包括第一電容Cl、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管和第二電容C2、第一雙擲開關、第二雙擲開關、第三電容C3和第四電容C4，所述第一雙擲開關和第二雙擲開關由第一PMOS管MP1、第二 PMOS管M2、第三PMOS管MP3和第四PMOS管MP4組成，還包括第二反向器、第三反向器、第四反向器、第五反向器、第五電容C5、第六電容C6和第七電容C7、比較器、第五PMOS管MP5、第二電阻R2和第三電阻R3 ;其中，
[0025]第一電阻Rl和第一電容Cl并聯后與由第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管組成的橋式全波整流器的正輸入端連接，橋式全波整流器的負輸入端與交流電負極連接，第五二極管和第二電容C2并聯在橋式全波整流器的兩個輸出端之間，橋式全波整流器的正輸出端為電源端、負輸出端為地端，第五二極管的正極接地，橋式全波整流器的正輸出端與第一 PMOS管MPl的源極和第二 PMOS管M2的源極連接，第一 PMOS管MPl的漏極與第三PMOS管MP3的源極 連接后通過第三電容C3接地、第二 PMOS管M2的漏極與第四PMOS管MP4的源極連接后通過第四電容C4接地，第二反向器、第三反向器、第四反向器、第五反向器、第五電容C5、第六電容C6和第七電容C7組成環形振蕩器，環形振蕩器的輸出端與第
一PMOS管MPl和第四PMOS管M4的柵極連接，環形振蕩器的輸出端通過第一反相器與第二PMOS管MP2和第三PMOS管MP3的柵極連接，第三PMOS管MP3和第四PMOS管MP4的漏極連接后與第五PMOS管MP5的源極連接，第五PMOS管MP5的柵極與比較器的輸出端連接，比較器的正向輸入端與第二電容R2和第三電阻R3連接后的公共端連接，第二電阻R2的另一端與第五PMOS管MP5的漏極連接，第三電阻R3的另一端接地，C5為輸出穩壓電容，RL為負載。
【權利要求】
1.一種電容降壓電路,包括泄放電阻、降壓電容、整流濾波模塊、交替輸出模塊、輸出反饋模塊和控制器；所述泄放電阻與降壓電容并聯后與整流濾波模塊的輸入端連接，所述整流濾波模塊的輸出端與交替輸出模塊的輸入端連接，所述交替輸出模塊的輸出端分別與輸出反饋模塊和控制器連接。
2.根據權利要求1所述的一種電容降壓電路，其特征在于，所述泄放電阻包括第一電阻R1，降壓電容包括第一電容Cl，所述整流濾波模塊包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管和第二電容C2，所述交替輸出模塊包括第一雙擲開關、第二雙擲開關、第三電容C3和第四電容C4，所述第一雙擲開關和第二雙擲開關由第一 PMOS管MPl、第二 PMOS管M2、第三PMOS管MP3和第四PMOS管MP4組成，所述控制器包括第二反向器、第三反向器、第四反向器、第五反向器、第五電容C5、第六電容C6和第七電容C7,所述輸出反饋模塊包括比較器、第五PMOS管MP5、第二電阻R2和第三電阻R3 ;其中， 第一電阻Rl和第一電容Cl并聯后與由第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管組成的橋式全波整流器的正輸入端連接，橋式全波整流器的負輸入端與交流電負極連接，第五二極管和第二電容C2并聯在橋式全波整流器的兩個輸出端之間，橋式全波整流器的正輸出端為電源端、負輸出端為地端，第五二極管的正極接地，橋式全波整流器的正輸出端與第一 PMOS管MPl的源極和第二 PMOS管M2的源極連接，第一 PMOS管MPl的漏極與第三PMOS管MP3的源極連接后通過第三電容C3接地、第二 PMOS管M2的漏極與第四PMOS管MP4的源極連接后通過第四電容C4接地，第二反向器、第三反向器、第四反向器、第五反向器、第五電容C5、第六電容C6和第七電容C7組成環形振蕩器，環形振蕩器的輸出端與第一PMOS管MPl和第四PMOS管MP4的柵極連接，環形振蕩器的輸出端通過第一反相器與第二PMOS管MP2和第三PMOS管MP3的柵極連接，第三PMOS管MP3和第四PMOS管MP4的漏極連接后與第五PMOS管MP5的源極連接，第五PMOS管MP5的柵極與比較器的輸出端連接，比較器的正向輸入端與第二電容R2和第三電阻R3連接后的公共端連接，第二電阻R2的另一端與第五PMOS管MP5的漏極連接，第三電阻R3的另一端接地。
【文檔編號】H02M7/217GK103715917SQ201410024194
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月20日 優先權日:2014年1月20日
【發明者】李澤宏, 弋才敏, 肖栩, 張建剛, 李蜀一 申請人:電子科技大學