一種ic恒流超寬電壓電源電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及IC電路，尤其是一種IC恒流超寬電壓電源電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電力器材市場(chǎng)中的工業(yè)電器產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)工作電壓100V-250V交流電壓，而電器產(chǎn)品內(nèi)部的控制電路使用的安全電壓一般是2.5V-10V直流電壓。因此，工業(yè)電器產(chǎn)品內(nèi)部一般設(shè)計(jì)專門控制電路電源為控制元器件供電。控制電路電源受外部輸入交流寬電壓影響，其對(duì)外輸出電壓、電流易改變，會(huì)對(duì)工業(yè)電器控制電路產(chǎn)生危害。
[0003]對(duì)于交流寬電壓輸入的工業(yè)電器，需要設(shè)計(jì)一種恒定直流電壓、電流輸出的電源?！峨娮蛹夹g(shù)應(yīng)用》2007年第12期刊登的《基于恒流驅(qū)動(dòng)模式的寬電壓輸入串聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源》，提出了一種基于恒流驅(qū)動(dòng)模式的能在10V-100V寬電壓范圍內(nèi)工作的串聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，這種開(kāi)關(guān)電源采用MOSFET和特殊的恒流開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)方式，使開(kāi)關(guān)管在寬電壓范圍內(nèi)始終得到理想的驅(qū)動(dòng)電壓。目前，穩(wěn)壓電源的種類較多，但是體積較大，穩(wěn)壓效果較差，對(duì)于工況復(fù)雜惡劣的工業(yè)電器，應(yīng)用范圍有限。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種IC恒流超寬電壓電源電路，利用IC電路降低限流點(diǎn)模式，實(shí)現(xiàn)寬電壓范圍(20V-270V)輸入，穩(wěn)定可控多檔直流電壓、電流輸出，適用于工業(yè)電器控制電路的供電電源使用，解決目前工業(yè)電器控制電源輸入電壓范圍小、輸出電壓不穩(wěn)定的問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種IC恒流超寬電壓電源電路，由二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管05、穩(wěn)壓二極管￥1?1、穩(wěn)壓二極管￥1?2、三極管01、三極管02、電容(:1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電感L1、變壓器Tl、電池芯片Ul和光耦合器U2組成。
[0007]輸入交流電由二級(jí)管Dl進(jìn)行整流，電容Cl和C2并聯(lián)，并且在Cl和C2之間設(shè)計(jì)電感LI，并聯(lián)電容用于平滑半波整流的波形，由電感L1、電容Cl和電容C2構(gòu)成了一個(gè)形濾波器，用于降低差模傳導(dǎo)EMI。三極管Ql和Q2，電阻R3、R4和R5，穩(wěn)壓二極管VR1，二極管D2和D3，上述電子元器件組成一個(gè)浮動(dòng)恒流源。電源芯片Ul采用開(kāi)/關(guān)控制方式，對(duì)外提供四個(gè)引腳，分別是源極⑶引腳、漏極(D)引腳、旁路/多功能(BP/M)引腳、和使能/欠壓(ΕΝ/UV)引腳。變壓器Tl次級(jí)線圈電路通過(guò)光耦合器U2與初級(jí)線圈電路進(jìn)行反饋。實(shí)現(xiàn)電源電路的輸入電壓范圍20?270VAC，電源電路可以輸出三個(gè)直流電壓2.5V、5V和10V。
[0008]Ul的S引腳內(nèi)部連接到MOSFET的源極，用于高壓功率的返回節(jié)點(diǎn)及控制電路的參考點(diǎn)，外部直接與輸入電源連接。D引腳是功率MOSFET的漏極連接點(diǎn)，在開(kāi)啟及穩(wěn)態(tài)工作時(shí)提供內(nèi)部操作電流，外部直接與變壓器TI的輸入端連接。BP/M引腳作為外部限流點(diǎn)設(shè)定，與浮動(dòng)恒流源和外部電容連接，通過(guò)使用電容的數(shù)值選擇電流限流值；電池芯片Ul的BP/M引腳處設(shè)置三個(gè)并聯(lián)參考電容C4、C5和C6，電容C4、C5和C6分別與控制開(kāi)關(guān)K1、K2、K3串聯(lián)，三個(gè)開(kāi)關(guān)只能有一個(gè)使能，每一個(gè)電容接通后對(duì)應(yīng)一種輸出直流電壓。ΒΡ/Μ通過(guò)控制開(kāi)關(guān)外接多個(gè)不同型號(hào)電容，從而改變電源芯片的工作電流，以此改變初級(jí)線圈的工作電流值。EN/ U V引腳可以控制功率MO SFE T的開(kāi)關(guān)，當(dāng)從此引腳拉出的電流大于某閾值電流時(shí)，MOSFET將被關(guān)斷；當(dāng)此引腳拉出的電流小于某閾值電流時(shí)，M0SFET將被重新開(kāi)啟Al的EN/UV引腳外部與光耦合器U2的陽(yáng)極引腳I連接，Ul中的控制器通過(guò)光耦合器U2接收來(lái)自次級(jí)的反饋，這樣可以使能或禁止其集成MOSFET的開(kāi)關(guān)，以維持輸出電壓的穩(wěn)定。
[0009]與Ul中BP/M連接的浮動(dòng)恒流源，采用穩(wěn)壓二極管VRl，為Ql(NPN)的基極引出端設(shè)定參考電壓，并以此給R5兩端一個(gè)固定電壓，從而設(shè)定恒流值。為克服輸入電壓寬范圍導(dǎo)致的參考穩(wěn)壓二極管的偏置電流變化范圍大現(xiàn)象，需要由Q2 (PNP)與R4形成的電流源提供偏置電流。因此，Q2在較低輸入電壓下提供恒流，而Ql則在較高的輸入電壓下提供恒流。
[0010]次級(jí)線圈串聯(lián)二極管D5、并聯(lián)電容C7對(duì)變壓后的電流進(jìn)行整形，以獲得對(duì)外輸出穩(wěn)定電壓和電流的直流電。同時(shí)將穩(wěn)壓二極管VR2和電阻R6串聯(lián)后與次級(jí)線圈進(jìn)行并聯(lián)，并且為電阻R6并聯(lián)光耦合器U2的1、2引腳。通過(guò)光耦合器U2采用線型光耦將初級(jí)線圈與次級(jí)線圈進(jìn)行動(dòng)態(tài)反饋，其中U2的引腳I為陽(yáng)極、引腳2為陰極、引腳3為發(fā)射極、引腳4為集電極。U2的輸入端引腳1、2與次級(jí)連接，輸出端引腳3、4與初級(jí)連接，當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)，發(fā)光器發(fā)出光線，照射在受光器上，受光器接受光線后導(dǎo)通，產(chǎn)生光電流從輸出端輸出，從而實(shí)現(xiàn)了“電-光-電”的轉(zhuǎn)換。線性光電耦合器是一種光電隔離器件，能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或電流信號(hào)，這樣隨著輸入信號(hào)的強(qiáng)弱變化會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的光信號(hào)，從而使光敏晶體管的導(dǎo)通程度也不同，輸出的電壓或電流也隨之不同。
[0011]本發(fā)明的效果和益處是該IC恒流超寬電壓電源電路，使用浮動(dòng)恒流源、電源芯片Ul、光耦合器U2實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定直流電壓、電流的輸出；通過(guò)改變電源芯片Ul的外部限流電容，可以實(shí)現(xiàn)不同功率、電壓值、電流值的直流電輸出，從而擴(kuò)大該電路的適用范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1 一種IC恒流超寬電壓電源電路原理示意圖。
[0013]圖2—種IC恒流超寬電壓電源電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0015]一種IC恒流超寬電壓電源電路，如說(shuō)明書(shū)附圖1和附圖2，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種20-270V交流電輸入，2.5-12V穩(wěn)壓、恒流直流電輸出。本實(shí)施例中二極管D1、D2選型1N4007，二極管D3選型1N414B，二極管D4選型1N4007GP，二極管D5選型BYV27-200 ；穩(wěn)壓二極管VRl、VR2選型分別是 1N5236B、1N5229B;電容Cl、C2選型4.7yF 400V，電容C3選型I.2nF 1KV，電容C4、C5、C6選型0.1yF 50V、lyF 400V、10yF 400V，電容C7選型680yF 20V;電阻R1-R6選型分別為600ΚΩ ,100ΚΩ、820ΚΩ、10ΚΩ、13ΚΩ、200Ω ;電感LI選型ImH;電源芯片Ul選型ΤΝΥ280ΡΝ;光耦合器U2選型PC817;變壓器Tl選型EF20。
[0016]由電感L1、電容Cl和電容C2構(gòu)成了一個(gè)形濾波器，用于降低差模傳導(dǎo)EMI;三極管Ql和Q2，電阻R3、R4和R5，穩(wěn)壓二極管VR1，二極管D2和D3組成一個(gè)浮動(dòng)恒流源。浮動(dòng)恒流源的輸出端與電源芯片Ul的輸入端BP/M連接，同時(shí)在電源芯片UI輸入端BP/M設(shè)置3個(gè)參考電容C4、C5和C6，三個(gè)電容并聯(lián)，并且每一個(gè)電容串聯(lián)一個(gè)控制開(kāi)關(guān)。Kl與C4串聯(lián)，K2與C5串聯(lián)，K3與C6串聯(lián)，K1、K2、K3只能單個(gè)閉合，而不能同時(shí)兩個(gè)或者同時(shí)三個(gè)閉合。由于C4、C5、C6的電容參數(shù)不同影響浮動(dòng)恒流源對(duì)電池芯片的輸入電流，從而改變變壓器Tl初級(jí)線圈的電流和電壓，最終改變次級(jí)線圈端電路的對(duì)外輸出電源電壓和電流。根據(jù)選通的C4、C5、C6參考電容，電路對(duì)外輸出的直流電壓分別是2.5V、5V、1V。
[0017]光耦合器U2輸入引腳1、2與次級(jí)線圈電路連接，輸出引腳3、4與初級(jí)線圈電路連接。U2輸入端流過(guò)的電流發(fā)生改變通過(guò)光電耦合器傳遞給U2的輸出端，實(shí)現(xiàn)變壓器前后的閉環(huán)反饋控制。
[0018]上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)，不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種IC恒流超寬電壓電源電路，由二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管05、穩(wěn)壓二極管￥1?1、穩(wěn)壓二極管￥1?2、三極管01、三極管02、電容(:1、電容02、電容03、電容〇4、電容C5、電容C6、電容C7、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電感L1、變壓器Tl、電池芯片Ul和光耦合器U2組成，其特征在于，所述電感L1、電容Cl和電容C2構(gòu)成了一個(gè)Ji形濾波器，所述三極管Ql和Q2，電阻R3、R4和R5，穩(wěn)壓二極管VRl，二極管D2和D3組成一個(gè)浮動(dòng)恒流源，所述變壓器Tl次級(jí)線圈電路通過(guò)光耦合器U2與初級(jí)線圈電路進(jìn)行反饋。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種IC恒流超寬電壓電源電路，其特征在于，所述電池芯片Ul的BP/M引腳處設(shè)置三個(gè)并聯(lián)參考電容C4、C5和C6。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種IC恒流超寬電壓電源電路，其特征在于，所述參考電容C4、C5和C6分別與控制開(kāi)關(guān)K1、K2、K3串聯(lián)，三個(gè)開(kāi)關(guān)只能有一個(gè)使能，每一個(gè)電容接通后對(duì)應(yīng)一種輸出直流電壓。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種IC恒流超寬電壓電源電路，其特征在于，所述電源電路的輸入電壓范圍20?270VAC，電源電路可以輸出三個(gè)直流電壓2.5V、5V和10V。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)一種IC恒流超寬電壓電源電路，由二極管(D1―D5)、穩(wěn)壓二極管(VR1、VR2)、三極管(Q1、Q2)電容(C1―C7)、電阻(R1―R6)、電感(L1)、變壓器(T1)、電池芯片(U1)和光耦合器(U2)組成。電感L1、電容C1和電容C2構(gòu)成了一個(gè)π形濾波器，三極管Q1和Q2，電阻R3、R4和R5，穩(wěn)壓二極管VR1，二極管D2和D3組成一個(gè)浮動(dòng)恒流源，變壓器T1次級(jí)線圈電路通過(guò)光耦合器U2與初級(jí)線圈電路進(jìn)行反饋。使用浮動(dòng)恒流源、電源芯片U1、光耦合器U2實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定直流電壓、電流的輸出；通過(guò)改變電源芯片U1的外部限流電容，可以實(shí)現(xiàn)不同功率、電壓值、電流值的直流電輸出，從而擴(kuò)大該電路的適用范圍。
【IPC分類】H02M7/40
【公開(kāi)號(hào)】CN205212722
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520937927
【發(fā)明人】張彬
【申請(qǐng)人】四川施克塞斯科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年11月20日