專利名稱：電容分壓型直流穩(wěn)壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于直流穩(wěn)壓電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種采用電容分壓型超低 待機功耗高效率直流穩(wěn)壓電源。
背景技術(shù)：
全球能源面臨危機，如何盡量減少能源的消耗已成為一個迫切的課題。電 器從交流電源處獲得低壓直流電源是一種經(jīng)濟的直流能源來源，常用的方法有 變壓器降壓型直流穩(wěn)壓電源和開關(guān)電源型直流穩(wěn)壓電源，但對于低耗能要求來說，這兩種方法都是有缺陷的變壓器降壓型直流穩(wěn)壓電源中，工頻變壓器存 在鐵損和銅損，本身還會發(fā)熱，效率很低，空載時單單變壓器耗電就會達到好 幾瓦；而開關(guān)電源型直流穩(wěn)壓電源雖然省去了工頻變壓器，但在輕載或者待機 狀態(tài)下，因開關(guān)脈沖的占空比很低，又必須從交流電源整流濾波的高電壓下取 得工作電源，此時只要有一點點的靜態(tài)電流和開關(guān)損耗就會消耗不少功率，交 流220V整流濾波后直流電壓有310V，此時開關(guān)電路哪怕只有10mA電流，空載 功耗就已超過3瓦，其效率也很低，事實上開關(guān)電源的高效率是在額定功率下 測得的。輕載或者待機狀態(tài)下效率急劇下降是現(xiàn)有電源設備的通病，但輕載或 者待機狀態(tài)又是電器很常用的工作狀態(tài)，如手機充電器由交流220V處取得電源 降壓來給3. 6V的鋰電池充電是輕載狀態(tài)，如家電的紅外遙控待機狀態(tài)等等；降 低電器輕載或者待機能耗不僅意味著消費者節(jié)省用電開支，對緩解日趨緊張的 能源壓力有積極作用，更直接的是減少了能源浪費和環(huán)保壓力。鑒于以上原因， 本發(fā)明在現(xiàn)有的變壓器降壓型直流穩(wěn)壓電源和開關(guān)電源型直流穩(wěn)壓電源之外， 提出了一種從交流電源處獲得低壓直流電源的新方法電容分壓型直流穩(wěn)壓電 源，克服了前兩種方法輕載或者待機狀態(tài)下效率急劇下降的問題，同時具有功 率因數(shù)補償?shù)淖饔茫云趯p少能源的消耗作出有益的貢獻。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種從交流電源處高效率獲得低壓直流電源的新方法電容分壓型直流穩(wěn)壓電源。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 交流市電先用電容分壓得到一個較為合適的低壓交流電，再經(jīng)過整流濾波穩(wěn)壓 而獲得所需要的直流穩(wěn)壓電源。在此之前，使用電容從交流市電獲得穩(wěn)壓電源的方法是采用電容限流，經(jīng) 整流濾波后再由穩(wěn)壓管或并聯(lián)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，其缺點之一是當負載較輕或空載 時，其電流大部分或全部由穩(wěn)壓管或并聯(lián)穩(wěn)壓電路吸收，效率很低，空載時效 率最低，而且其功率做不大；其缺點之二是整流濾波后原本很高的直流電壓 實際上是由穩(wěn)壓管承受著，當穩(wěn)壓管一旦失效，則該直流電壓將直接加在負載 上，很可能立即擊壞電路。所以這種電源既不符合高效率的節(jié)能要求，也不能 用來取代普通的穩(wěn)壓電源。本發(fā)明將打破傳統(tǒng)，推出新的應用方法。圖1是本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源中電容分壓整流濾波示意圖。電容 分壓整流濾波是本發(fā)明的核心部分，它由電容C1C2、整流橋BR1、穩(wěn)壓管DZ1、 電解電容C3組成。交流市電ACin經(jīng)C1C2分壓，所得交流電壓有效值為AC1 = [Cl/ (Cl+C2) ] xACin (公式一)，其中ACin為交流輸入電壓有效值；AC1經(jīng) BR1全橋整流，C3濾波，得到未經(jīng)穩(wěn)壓且沒和電網(wǎng)隔離的直流電壓Vo,空載時 Vo 1.414 AC1 = 1.414[ Cl/ ( Cl+C2 ) ] x ACin (公式二 )。在這里圖1中穩(wěn)壓 管DZ1不是用于穩(wěn)壓，DZ1的取值比Vo的最大值略高，是用來吸收交流市電經(jīng) C1C2分壓再經(jīng)整流濾波后可能出現(xiàn)的脈沖電壓或本電源電路在極端情況下如剛 斷電又立刻通電時所可能出現(xiàn)的瞬態(tài)電壓，以保護穩(wěn)壓IC, DZ1在正常工作時 并不耗電。該直流電壓Vo由于是電容分壓整流濾波后所得，其特點是它近似恒流源， 內(nèi)阻較大，輸出電壓特性較差。該特點看來是缺點，其實它包含有三個很重要 的優(yōu)點其一是圖1電路在工作中沒有任何消耗功率的元件，它在空載時是不耗電的?。?！其二是圖1電路具有自動限流功能，不怕短路，短路時其功耗反而 急劇減少；其三是圖1電路還有一個非?？少F的特點在交流電網(wǎng)中呈容性， 可以起到功率因數(shù)補償?shù)淖饔?。如何發(fā)揮其優(yōu)點，讓圖1電路能進入實用是本 發(fā)明所要解決的最大問題。我們來仔細看看圖1電路，空載時其直流輸出電壓Vo - 1. 414 [ Cl/( Cl+C2 )] xACin (/>式二)，短路時其最大短i洛電流Imax由Cl決定，Imax = ACincoCl (公式三)，其中co為交流輸入電壓角頻率。有負載時，根據(jù)最大傳輸原理，當 負載逐漸加大，其最大功率輸出發(fā)生在1/2 x Vo時，此時電流Io = K x 1/2 x Imax (公式四)，可稱Io為最大工作電流，K是當所選的Vo較高時使Cl兩端電壓略 有下降而產(chǎn)生的一個系數(shù)，K=(1.414ACin-1/2xVo)/1.414ACin (公式五)，大 多數(shù)情況下K=0. 9-1. 0,當所選的Vo不太高時可近似取K=l。只要我們所設計 的穩(wěn)壓電源電路能正常地工作在l/2x Vo至Vo之間，就能把電容分壓電^各應用 于直流穩(wěn)壓電源中，其中的關(guān)鍵問題是當空載時該穩(wěn)壓電路的電流一定要特別 小，才能實現(xiàn)超低耗能要求，而這是可以做到的。以下將在具體實施方式
中以 幾個應用電路舉例說明4吏用方法。圖2至圖6是本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源應用電路一至電路五原理圖， 以幾個交流電源不隔離的直流穩(wěn)壓電源為例，較為詳細地說明了本發(fā)明在實際 應用中的使用方法及計算方法。詳見具體實施方式
。交流電源不隔離的電容分 壓型直流穩(wěn)壓電源可用于不需要交流電源隔離的電器如空調(diào)、熱底盤的電視3幾、 電磁爐等作為低功耗直流穩(wěn)壓電源或低功耗待機電源。對于需要交流電源隔離的電器，可以在圖1電路后采用隔離型的低輸入電 壓開關(guān)電源，以適應其比交流電源直接整流濾波低的直流輸出電壓，這樣的電 源可以具有較低的功耗，其電路采用不同廠家的集成電路可以有很多種方式， 圖7給出電路原理框圖并對其工作原理作出分析。電路原理框圖見圖7,僅舉一 個具體實施例見圖8。采用這種隔離型電容分壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源，由于開關(guān) 電源的工作電壓低了很多，其靜態(tài)功耗和開關(guān)管的開關(guān)損耗也降低了很多，而且在輕載或者待機狀態(tài)下可以不必使開關(guān)電源工作在極低的占空比狀態(tài)下，從
而提升了穩(wěn)壓電源的效率；再則工作電壓低也降低了對開關(guān)電源的要求，不但 降低了成本，也使開關(guān)電源的設計更容易了。交流電源隔離的電容分壓型直流 穩(wěn)壓電源可以直接取代現(xiàn)有的穩(wěn)壓電源而用于大多數(shù)電器中。
本發(fā)明相對于使用變壓器降壓整流濾波的穩(wěn)壓電源優(yōu)勢更加明顯省去了 笨重低效的工頻變壓器，提升了直流電源的效率，并具有功率因數(shù)補償作用。
綜上所述，本發(fā)明在很多領(lǐng)域完全可以取代現(xiàn)有的穩(wěn)壓電源從而提高電源 的利用率。本發(fā)明在傳統(tǒng)的變壓器降壓型直流穩(wěn)壓電源和開關(guān)電源型直流穩(wěn)壓 電源之外，又提出了一種從交流電源處獲得低壓直流電源的方法，同時本發(fā)明 不但本身就節(jié)能，而且所具有的功率因數(shù)補償作用對交流電網(wǎng)日益惡化的功率 因數(shù)將起到改善作用。放眼家用電器，可以說幾乎除了白熾燈以外，所有電器 的功率因數(shù)都很低，工廠所用的電器其功率因數(shù)更低，使得目前交流電網(wǎng)的功 率因數(shù)日益惡化，發(fā)電廠必須使用昂貴的大容量功率因數(shù)補償器來集中調(diào)整功 率因數(shù)，但也只能稍有改善而已，因是集中調(diào)整效果并不理想，若能推廣本發(fā) 明，不但本身就節(jié)能，還能分散開來對交流電網(wǎng)的功率因數(shù)起改善作用，其經(jīng) 濟效應十分可觀。
本發(fā)明的有益效果是提供了 一種從交流電源處高效率獲得低壓直流電源 的新方法，它在空載或待機時只消耗很少的功率，具有自動限流功能，不怕短 路，而且短路時具有功耗反而急劇減少的特點；另外它在交流電網(wǎng)中呈容性， 可以起到功率因數(shù)補償?shù)淖饔?，這一點非?？少F，對減少能源的消耗十分有益。 本發(fā)明用于降低電器輕載或者待機能耗具有明顯的節(jié)能效果，而且可作為功率 因數(shù)補償器，能提高用電功率因數(shù)、減少功率損耗、吸收電網(wǎng)的有害脈沖，并 具有節(jié)電功能，把無功功率轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄β剩钦嬲木G色電源?。?！本發(fā)明若 推廣到各種電器中使用，能減少能源的消耗，并能改善交流電網(wǎng)的諧波電流， 提升交流電網(wǎng)的功率因數(shù)，對緩解日趨緊張的能源壓力有積極作用，不僅能使 消費者節(jié)省用電開支，更直接的是減少了能源浪費和環(huán)保壓力，對國對家都極為有益。
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。


圖1本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源中電容分壓整流濾波示意圖； 圖2本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源應用電路一原理圖； 圖3本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源應用電路二原理圖； 圖4本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源應用電路三原理圖； 圖5本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源應用電路四原理圖； 圖6本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源應用電路五原理圖； 圖7本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源采用隔離型的低輸入電壓開關(guān)電源電 路原理框圖8本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源應用電路六原理圖。
具體實施例方式
1、圖l是本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源中電容分壓整流濾波示意圖。以 一個例子來說明各個參數(shù)的計算方法例交流電源電壓ACin=220V,交流電源頻 率50Hz，設計一個空載輸出電壓Vo=36V，最大工作電流Io為150mA的直流電 源，才艮據(jù)乂>式三和7>式四，lmax=0. 3A, Cl=Imax/ACinco =0. 3/(220 x 6. 28 x 50) -4. 3 xE-6(F) =4. 3UF，可采用4. 3樣i法630伏的電容；才艮據(jù)公式二，可得C2= (CI x ACin/0. 707Vo ) —Cl= ( 4. 3 x 220/0. 707 x 36 ) -4. 3 33 UF,可采用33 微法63伏的電容或無極性電解電容；電解電容C3的選取方法和普通直流電源 相同，可選用470微法50伏，穩(wěn)壓管DZl是用來吸收電網(wǎng)中的脈沖電壓或本電 源電路在極端情況下如剛斷電又立刻通電時所可能出現(xiàn)的瞬態(tài)電壓，其取值可 比Vo大25。/。-30。/。，即比交流電壓輸入最高時的Vo值略高，可選用47V/3W或瞬 態(tài)電壓抑制二極管P6KE47A (47V/5W、瞬態(tài)峰值功率600W/lms )， DZ1在正常工作時并不耗電；此電路在空載時沒有任何消耗功率的元件，只是一個由C1C2構(gòu)
成的功率因數(shù)補償電路。此電路空載功耗為零，最大輸出功率為Vox 10/2=2. 7W。
2、 圖2是本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源應用電路一原理圖，采用HT7105 或國產(chǎn)7105、 7105-1、 7105A-1等微功耗低壓差穩(wěn)壓IC,輸出電壓5V，最大輸 出電流30mA，靜態(tài)電流為4-5微安，可用于不需要交流電源隔離的電器作為低 功耗待機電源。穩(wěn)壓IC額定功率輸出時的最低輸入電壓可選為7V，考慮到交流 電壓應允許有20%的波動，選AV220伏時其輸入電壓為17.5V，則最高靜態(tài)輸入 電壓為17. 5 x 120%=21V，最低靜態(tài)輸入電壓為17. 5 x 80%=14V;根據(jù)公式三和 公式四，可算得Cl =0. 。6/ (220 x 6. 28 x 50) 0. 87UF,可采用0. 91微法630伏 的電容；根據(jù)公式二，可得。2= ( 0.91 x 220/0. 707 x 17. 5 ) -0.91=15. 3 UF，可 采用15 #:法63伏的電容或無極性電解電容；HT7105的最大允許輸入電壓為 24V ， DZ1可取24V/1W, C3取100微法50伏電解電容；電阻R0是當交流電源斷 開時給Cl ;改電的，可選為1MQ或更大些。此電路空載功耗僅為0. 8mW,實可稱 為超微功耗直流穩(wěn)壓電源，而且具有功率因數(shù)補償?shù)淖饔茫钦嬲木G色電源。
電源IC在應用時都應考慮其輸入電壓的最大值不要超過其最大允許輸入電 壓，本發(fā)明的具體實施例都有符合此要求。當電源IC的最大允許輸入電壓較低 時，本發(fā)明略加調(diào)整仍可正常工作，可使穩(wěn)壓IC額定功率輸出時的最低輸入電 壓選為略大于1/2x Vo,比如選為O. 6Vo，就可降低輸入電壓的最大值，當然這 時要增加最大短路電流Imax以使0. 6Vo時仍有足夠的工作電流。以圖2電路為 例，如果HT7105'的最大允許輸入電壓是18V，選AV220伏時其輸入電壓為14.5 伏，則最高靜態(tài)輸入電壓為14. 5x120% =17. 4V,最低靜態(tài)輸入電壓為14. 5 x 80% =11. 6V,則11. 6V x 0. 6 7V為穩(wěn)壓IC額定功率輸出時的最低輸入電壓； 這時電流需放大到0. 5Vo/ (1-0. 6) Vo=l. 25倍，根據(jù)公式三和公式四，可算得Cl =1. 25 x 0. 06/(220 x 6. 28 x 50) 1. 1UF ;才艮據(jù)公式二，可得C2= ( 1. 1 x 220/0, 707 x 14. 5 ) -1. 1 22. 5 UF, DZ1可取18V。
3、 圖3是本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源應用電路二原理圖，采用HT7105等微功耗低壓差穩(wěn)壓IC，加有電流擴展電路，輸出電壓5V，最大輸出電流200mA, 靜態(tài)電流為4-5微安，可用于不需要交流電源隔離的電器作為低功耗直流穩(wěn)壓 電源或低功耗待機電源。穩(wěn)壓器包括電流擴展電路額定功率輸出時的最低輸入 電壓可選為7. 6V,考慮到交流電壓應允許有20%的波動，選AV220伏時其輸入 電壓為19伏，則最低靜態(tài)輸入電壓為19x80%=15. 2V;根據(jù)公式三和公式四， 可算得C1=0. 4/(220 x 6. 28 x 50) 5. 8UF;根據(jù)公式二，可得C2=(5. 8x 220/0. 707 x 19 ) -5. 8 = 89UF，可采用89微法63伏的無極性電解電容，89微 法可由33微法和56微法并聯(lián)代用；DZ1取24V/2W， C3取470微法50伏電解電 容；RO選為1MQ。此電路空載功耗小于lmW，實可稱為超微功耗直流穩(wěn)壓電源， 遠遠優(yōu)于中國節(jié)能產(chǎn)品認證管理委員會針對家用電器節(jié)能認證法規(guī)的綠色電源 標準，而且還具有功率因數(shù)補償?shù)淖饔?，是真正的綠色電源。
4、 圖4是本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源應用電路三原理圖，采用常用的 7809穩(wěn)壓器，輸出電壓9V,最大輸出電流200mA,靜態(tài)電流約為4毫安，可用 于不需要交流電源隔離的電器作為低功耗直流穩(wěn)壓電源或低功耗待機電源。穩(wěn) 壓器額定功率輸出時的最低輸入電壓可選為12V,考慮到交流電壓應允許有20% 的波動，選AV220伏時其輸入電壓為30伏，則最低靜態(tài)輸入電壓為30 x 80%=24V;根據(jù)/〉式三和7>式四，可算得Cl =0. 4/ (220 x 6. 28 x 50) 5. 8UF;才艮 據(jù)公式二，可得C2 =(5. 6 x 220/0. 707 x 30 ) -5. 6 = 54UF,可采用54微法63 伏的無極性電解電容，54微法可由33微法和22微法并聯(lián)代用；DZ1取39V/3W或 P6KE39A ( 39V/5W、瞬態(tài)峰值功率600W/lms ), C3取470微法50伏電解電容； RO選為1MQ。此電路空載功耗約為120mW，其靜態(tài)功耗仍大大低于普通電源的 功耗，仍然遠遠優(yōu)于中國節(jié)能產(chǎn)品認證管理委員會針對家用電器節(jié)能認證法規(guī) 的綠色電源標準，而且還具有功率因數(shù)補償?shù)淖饔?，是真正的綠色電源。
5、 圖5是本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源應用電路四原理圖，采用發(fā)明人 自主設計的穩(wěn)壓電源，輸出電壓、輸出電流可隨需要設計，靜態(tài)電流約為lmA, 輸入輸出低壓差，效率很高，可用于不需要交流電源隔離的電器作為直流穩(wěn)壓電源。若輸出電壓12V,最大輸出電流200mA,穩(wěn)壓器額定功率輸出時的最低輸 入電壓可選為15V,考慮到交流電壓應允許有20%的波動，選AV220伏時其輸 入電壓為37.5伏，則最低靜態(tài)輸入電壓為37. 5 x 80%=30V;根據(jù)公式三和公式 四，可算得CK. 4/(220 x 6. 28 x 50) 5. 8UF,因工作電壓略高，考慮到系數(shù)K 的影響Cl可采用6. 2微法630伏的電容;根據(jù)公式二，可得C2-(6. 2 x 220/0. 707 x 37. 5 )-6. 2=45UF,可采用兩個22微法63伏的無極性電解電容；DZ1取47V/3W 或P6KE47A (47V/5W、瞬態(tài)峰值功率600W/lms )， C3取470微法50伏電解電容； RO選為1MQ。 Q1Q2;改大倍數(shù)約為100, Ql電流約IO;微安，Q2電流約1毫安， Q3為中功率管或大功率達林頓管，當輸出電流較大時可采用大功率達林頓管， 當然也可以采用MOS FET管。此電路空載功耗約為40mW,其靜態(tài)功耗大大低于 普通電源的功耗，而且還具有功率因數(shù)補償?shù)淖饔?，是真正的綠色電源。
發(fā)明人自主設計的穩(wěn)壓電源其工作范圍很寬，最大允許輸入電壓可以比常 用的穩(wěn)壓IC高，可根據(jù)需要靈活設計。
6、圖6是本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源應用電路五原理圖，采用LM2675-5 開關(guān)電源IC,輸出電壓5V,最大輸出電流500mA，靜態(tài)電流約為2. 5 mA，可用
于不需要交流電源隔離的電器作為直流穩(wěn)壓電源。穩(wěn)壓器額定功率輸出時的最 低輸入電壓可選為15V，考慮到交流電壓應允許有20%的波動，選AV220伏時 其輸入電壓為37.5伏，則最低靜態(tài)輸入電壓為37. 5 x 80%=30V， LM2675的最大 效率可達96%,輸出電壓5V效率為90%，可算得當輸入電壓為15V輸出電流 500mA時輸入電流為185mA,根據(jù)公式三和公式四，可算得Cl =0. 37/ (220 x 6. 28 x50)-5. 35UF,因工作電壓略高，考慮到系數(shù)K的影響C1可采用5. 8微法630 伏的電容；根據(jù)7>式二，可得C2=(5. 8 x 220/0. 707 x 37. 5 ) -5. 8 42. 3UF,可 采用42樣￡法63伏的無極性電解電容；DZ1取47V/3W或P6KE47A ( 47V/5W、瞬 態(tài)峰值功率600W/lms ), C3取470微法50伏電解電容；RO選為1MQ。此電路 空載功耗約為90mW,其靜態(tài)功耗大大低于普通電源的功耗，而且還具有功率因 數(shù)補償?shù)淖饔?，是真正的綠色電源。接下來介紹隔離型電容分壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源，這種電源在輕載或者待 機狀態(tài)下比現(xiàn)有的開關(guān)穩(wěn)壓電源具有更高的效率。開關(guān)穩(wěn)壓電源電路采用不同 廠家的集成電路可以有很多種方式，其電路原理框圖見圖7。
7、 圖7本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源采用隔離型的低輸入電壓開關(guān)電源
電路原理框圖，交流電源經(jīng)電容分壓整流濾波后，提供了直流電壓給開關(guān)電源
使用。開關(guān)電源經(jīng)DC/DC變換、高頻變壓器T1隔離和整流濾波，得到隔離后的 直流輸出電壓，此電壓經(jīng)取樣比較再通過光電耦合器送回開關(guān)電源IC進行占空 比控制，保證了輸出電壓的穩(wěn)定。由于采用電容分壓，開關(guān)電源的工作電壓低 了很多，其靜態(tài)功耗和開關(guān)管的開關(guān)損耗也降低了很多，對高頻變壓器的要求 也低了 ，而且在輕載或者待機狀態(tài)下可以不必使開關(guān)電源工作在極低的占空比 狀態(tài)下，因此使得本發(fā)明比現(xiàn)有的開關(guān)穩(wěn)壓電源具有更高的效率。
寫到這里，發(fā)明人覺得，此項發(fā)明若得蒙批準，發(fā)明人要專門寫一本書才
好地進入實用。在此限于篇幅，隔離型電容分壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源僅舉一個 具體實施例見圖8。
8、 圖8是本發(fā)明電容分壓型直流穩(wěn)壓電源應用電路六原理圖，采用UC3842
開關(guān)電源IC,輸出電壓12V,最大輸出電流500mA，可用于普通電器作為隔離型
的直流穩(wěn)壓電源，由于采用低輸入電壓，該電源的靜態(tài)功耗和輕載功耗大大低
于傳統(tǒng)開關(guān)電源。選取開關(guān)穩(wěn)壓器的靜態(tài)輸入電壓為交流電壓直接整流濾波后
的五〗分之一約62V，考慮到交流電壓應允許有20%的波動，則最低靜態(tài)輸入電壓
為62 x 80% 50V，額定功率輸出時的輸入電壓為25V,開關(guān)電源的效率可輕松
地做到85%，則額定功率輸出時的輸入電流為282mA，根據(jù)公式三和公式四，可
算得C1 =0. 564/(220 x 6. 28 x 50) 7. 54UF,因該輸入電壓較高，考慮到系數(shù)K
的影響，在這里K= ( 1.414 x 220 -25 ) /(1.414 x 220)=0.92 (公式五)，Cl可
采用7. 54/0, 92 =8. 2微法630伏的電容;根據(jù)公式二，可得C2 =( 8. 2 x 220/0. 707
x 62 )-8. 2=33UF，可采用33微法80伏的電容或無極性電解電容；DZ1取75V/3W或P6KE75A( 75V/5W、瞬態(tài)峰值功率600W/lms )， C3取1000微法80伏電解電容； RO選為1MQ; UC3842及其外圍電路仍按常規(guī)方法設計，只是要注意工作電壓較 低。因靜態(tài)輸入電壓為交流電壓整流濾波后的五份之一，此電路空載功耗也就 約為普通開關(guān)電源的五份之一，大大低于普通開關(guān)電源的功耗，且具有功率因 數(shù)補償?shù)淖饔茫钦嬲木G色電源。從以上具體實施例可以看出本發(fā)明若得以推廣，中國節(jié)能產(chǎn)品認證管理 委員會針對家用電器節(jié)能認證法規(guī)將我國家電的待機能耗標準限定在3W以內(nèi)的 綠色電源標準將得以普及，國際能源組織制定的"l瓦待機功耗"的長期努力目 標也將提早實現(xiàn)?。?！最后需指出的是隨著材料和工藝的進步，現(xiàn)在生產(chǎn)高電壓大容量的電容 已經(jīng)4艮容易了，比如CBB電容和獨石電容，價格并不高，無極性電解電容也容 易得到。隨著本發(fā)明的推廣，必將促進新材料和新工藝的發(fā)展，屆時高電壓大 容量電容的成本還會大大降低，反過來又將進一步促進本發(fā)明的普及并向大功 率化發(fā)展，其成本將明顯低于傳統(tǒng)的直流電源，而又能減少有色金屬的消耗， 本發(fā)明的普及對有效利用能源將起到纟艮大的作用。
權(quán)利要求
1. 電容分壓型直流穩(wěn)壓電源，它由電容C1C2、整流橋BR1、穩(wěn)壓管DZ1、電解電容C3和直流穩(wěn)壓器組成，其特征在于交流市電由C1C2分壓，BR1全橋整流，C3濾波、DZ1吸收瞬態(tài)電壓后經(jīng)直流穩(wěn)壓，形成電容分壓型直流穩(wěn)壓電源。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容分壓型直流穩(wěn)壓電源，其特征在于所述 電容C1的一極接交流電源的一極，Cl的另一極接C2的一極和BR1的一 個交流輸入端，C2的另一極接BR1的另一交流輸入端并"^姿入交流電源的 另一極，BR1的正端輸出接DZ1的負極和C3的正極，BR1的負端輸出接 DZ1的正極和C3的負極，以得到未經(jīng)穩(wěn)壓且沒和電網(wǎng)隔離的直流電壓。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容分壓型直流穩(wěn)壓電源，其特征在于所述 未經(jīng)穩(wěn)壓且沒和電網(wǎng)隔離的直流電壓經(jīng)直流穩(wěn)壓得到交流電源不隔離的 直流穩(wěn)、壓電源。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容分壓型直流穩(wěn)壓電源，其特征在于所述 未經(jīng)穩(wěn)壓且沒和電網(wǎng)隔離的直流電壓經(jīng)隔離型的開關(guān)穩(wěn)壓電源得到交流 電源隔離的直流穩(wěn)壓電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電容分壓型直流穩(wěn)壓電源，本發(fā)明的目的在于提供一種從交流電源處高效率獲得低壓直流電源的新方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是交流市電先用電容分壓得到一個較為合適的低壓交流電，再經(jīng)過整流濾波穩(wěn)壓而獲得所需要的直流穩(wěn)壓電源。本發(fā)明在現(xiàn)有的變壓器降壓型直流穩(wěn)壓電源和開關(guān)電源型直流穩(wěn)壓電源之外，提出了一種從交流電源處獲得低壓直流電源的新方法電容分壓型直流穩(wěn)壓電源，克服了前兩種方法輕載或者待機狀態(tài)下效率急劇下降的問題。本發(fā)明在空載或輕載時只消耗很少的功率，并具有自動限流保護功能；另外本發(fā)明在交流電網(wǎng)中呈容性，可以起到功率因數(shù)補償?shù)淖饔?。本發(fā)明用于降低電器輕載或者待機能耗具有明顯的節(jié)能效果，而且可作為功率因數(shù)補償器，能提高用電功率因數(shù)、減少功率損耗、吸收電網(wǎng)的有害脈沖、改善交流電網(wǎng)的諧波電流，并具有節(jié)電功能，把無功功率轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄β?，是真正的綠色電源。
文檔編號G05F3/18GK101282090SQ20071000878
公開日2008年10月8日 申請日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者張亦翔, 張飛然 申請人:張亦翔