[发明专利]一种将220VAC市电转变为低压直流电的电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路，特别是涉及一种将220VAC市电转变为低压直流电的电路。

背景技术

本领域的技术人员知道，目前采用较广泛的传统的降压方式主要有：电阻降压，变压器降压，电容降压，开关降压电路等方式实现降压的目的，这些方式或是功耗大、电网适应能力差，或是电路复杂、成本较高，在应用或电路设计上都存在一定的局限性，比如：电阻降压功耗较大，不适合电流超过5mA的电路，变压器降压效率低且成本较高，电容降压方式电网适应能力较差，开关电源方式降压则电路设计比较复杂等。

本发明即提供了一种通用且稳定的降压方式，经发明者反复实践证明，它对于264V以下的交流电压转换成1.5V以上的直流电压均适用。

发明内容

本发明解决了现有降压方式中功耗大、电网适应能力差或电路复杂、成本较高的缺点，采用一个场效应管后加一个“储能电容”的方式得到所需的直流电压，这种方式能够适应全球任何国家的电网电压(电路无需任何改动)，输出电压的慢启动方式不会对负载造成脉冲冲击，能耗比高达95％以上，能够长时间待机而本身耗电极小，体积小，重量轻，成本低、便于集成化和模块化。

本发明的实现电路比较简单，主要由四级电路构成：整流级，控制反馈级，开关级和储能级。

整流级：将输入的交流电转变为脉动直流电。

控制反馈级：把电路输出电压引入到输入端，控制“开关管”的导通和截止。

开关级：通过“开关管”的导通和截止对“储能电容”进行充电。

储能级：通过“储能电容”的充放电为负载提供直流电压。

在上述实现电路中，整流级主要通过一二极管对输入电压进行整流，通常再增加一保险管保证电路安全。

在上述实现电路中，控制反馈级由电阻和三极管组成，通过电阻之间的分压比控制三极管的的导通和截止。

在上述实现电路中，开关级主要由一场效应管(即“开关管”)组成，因P-MOS价格偏高且不易购买，所以本发明采用N-MOS来实现。

在上述实现电路中，储能级主要由一电解电容(即“储能电容”)组成，通常额外加一瓷片电容进行高频滤波，滤除电路中的高频成分。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是市电加“开关”的示意图。

图2是市电加“开关”后得到的波形图。

图3是市电加“开关”和储能电容后的等效图，包括每一步的波形变化演示。

图4是本发明的具体实现电路。R1，R2，R3，R4，R5为电阻，下面的符号为其电阻值，F1为1A的保险管，D1是二极管，下面的符号为其型号，Q1，Q2为三极管，下面的符号为其型号，Q3作为“开关管”为N-MOS场效应管，1N60为其型号，C1为作为“储能电容”的电解电容，下面的数字分别为其值和耐压值，C2为瓷片电容，104为其值，220VAC为输入电压，6VDC为输出电压，L端接火线，N端接零线，，A、B两端接负载。

具体实施方式

我们以得到6VDC的直流电压为例进行说明。

市电是一种正弦波，电压由0V升到峰值或由峰值降到0V时有一定时间。如果有这样一个“开关”(这个开关的设计我们在后面介绍)，在电压由0V上升到6V时间段内导通，高于6V时截止，电压下降到6V时又导通。如图1所示，我们就会得到如图2所示波形，若把220VAC市电整流后接上这样一个“开关”后再加一个储能电容如图3所示，这样就会在负载两端得到6VDC的直流电压。从图3可以看出，220VAC市电即a点的波形为正弦波，经整流二极管整流后到b点滤去了负半程的波形，变为脉动直流，再经这样一个“开关”，到c点波形被“斩削”，连接储能电容后，在d点的波形经平稳上升后变为稳定，也就是我们需要的直流电，在负载RL两端的电压为6VDC的直流电压。

根据上述原理本发明设计的电路如图4所示，上面说到的“开关”本发明采用场效应管来实现，因P-MOS价格偏高且不易购买，所以采用了N-MOS(1N60)来实现。

工作原理：Q1是输出电压的反馈和控制级，Q2是倒相级，Q3是“开关管”。220VAC市电经R4加到Q3的栅极，漏极、源极导通，储能电容C1开始充电。当C1两端的电压升到6V时，R1、R5的分压比会促使Q1导通，源电压经R3限流后加到Q2的基极，Q2导通将Q3栅极电压短路到地，Q3截止，C1开始放电，当C1两端的电压降到低于6V时，R1、R5的分压比会促使Q1截止，Q2因其基极失去电压也截止，源电压经R4加到Q3的栅极，Q3导通，市电又开始给C1充电，如此周而复始使得C1两端的电压稳定在6V。