CN103107716A

CN103107716A - 一种阻容降压装置

Info

Publication number: CN103107716A
Application number: CN2013100308840A
Authority: CN
Inventors: 龙逸
Original assignee: Shenzhen H&T Intelligent Control Co Ltd
Current assignee: Shenzhen H&T Intelligent Control Co Ltd
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2013-05-15

Abstract

本发明涉及一种阻容降压装置，包括控制模块和与所述控制模块连接的电源模块；所述电源模块包括阻容降压单元和第二降压单元，所述阻容降压单元包括第一电容，所述第二降压单元包括第二电容和受控开关，所述第二电容通过所述受控开关与所述第一电容并联，所述阻容降压单元对输入的第一交流电压进行降压后对所述控制模块供电，所述控制模块通过控制所述受控开关的导通及断开以调节***在不同状态时的供电电流的大小。实施本发明的阻容降压装置，具有以下有益效果：成本较低、待机功耗满足EUP指令要求、节省能源。

Description

一种阻容降压装置

技术领域

本发明涉及电子设备领域，更具体地说，涉及一种阻容降压装置。

背景技术

随着欧盟的EUP（Energy-using Products,能耗产品）指令的限制要求日期的临近，很多产品出口到欧洲都需要强制达到欧盟的EUP指令要求，这就对电子产品研发人员提出了更高的要求;尤其是家电类产品，由于对成本比较敏感，对其要求比较严格，但却又必须满足EUP指令的要求，所以家用电器类产品技术方案的设计要求比较高。

通常对于成本不是太敏感，对其要求不是很严格且电流消耗比较大的产品，大多数可能会选择开关电源，然而开关电源的成本较高，对EMC的要求也比较高；传统技术中选用电阻或阻容降压时，由于其电路的电流都是恒定的，其待机功耗达不到欧盟EUP指令的要求；也有一些技术方案通过降低待机电压来使整个电路的待机功耗降低，从而达到EUP指令的要求，但此造成能源的浪费，不环保。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述成本较高、待机功耗不满足EUP指令要求、浪费能源的缺陷，提供一种成本较低、待机功耗满足EUP指令要求、节省能源的阻容降压装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种阻容降压装置，包括控制模块和与所述控制模块连接的电源模块；所述电源模块包括阻容降压单元和第二降压单元，所述阻容降压单元包括第一电容，所述第二降压单元包括第二电容和受控开关，所述第二电容通过所述受控开关与所述第一电容并联，所述阻容降压单元对输入的第一交流电压进行降压后对所述控制模块供电，所述控制模块通过控制所述受控开关的导通及断开以调节***在不同状态时的供电电流的大小。

在本发明所述的阻容降压装置中，所述第二降压单元还包括第五电阻，所述受控开关为光耦双向可控硅，所述光耦双向可控硅的两个输出端分别与所述第一电容和第二电容的一端连接，所述光耦双向可控硅的一个输入端通过所述第五电阻与所述控制模块连接，另一个输入端由所述阻容降压单元对输入的第一交流电压进行降压后进行供电。

在本发明所述的阻容降压装置中，所述受控开关为晶体管、可控硅或继电器。

在本发明所述的阻容降压装置中，所述阻容降压单元包括用于将所述第一交流电压降为第二交流电压的第一电路，与所述第一电路连接、将所述第二交流电压转换成第一直流电压并对其进行滤波稳压得到第二直流电压的第二电路。

在本发明所述的阻容降压装置中，所述第一电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和所述第一电容；所述第一电阻的一端接火线，其另一端分别与所述第一电容的一端和第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一电容的另一端连接。

在本发明所述的阻容降压装置中，所述第一电路还包括第一压敏电阻，所述第一压敏电阻的一端与所述第一电容的一端连接，其另一端接零线；所述第二电路包括用于对所述第二交流电压进行整流、并将其转换为所述第一直流电压的整流电路，与所述整流电路连接、并将所述第一直流电压进行滤波稳压后输出第二直流电压的滤波稳压电路。

在本发明所述的阻容降压装置中，所述整流电路为桥式整流电路，所述桥式整流电路的第一端与所述第一电容的另一端连接，第二端接所述零线，第三端与所述滤波稳压电路的一端连接，第四端接地。

在本发明所述的阻容降压装置中，所述整流电路为半波整流电路，所述半波整流电路包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的阳极分别与所述第一电容的另一端和第二二极管的阴极连接，阴极与所述滤波稳压电路的一端连接，所述第二二极管的阳极接地。

在本发明所述的阻容降压装置中，所述滤波稳压电路包括第三电容、第一稳压二极管和第五电容；所述第三电容、第一稳压二极管和第五电容并联。

在本发明所述的阻容降压装置中，所述第一交流电压为96V-264V之间任意电压，所述第二直流电压为3V-30V之间任意电压。

实施本发明的阻容降压装置，具有以下有益效果:由于阻容降压单元包括第一电容，第二降压单元包括第二电容和受控开关，第二电容通过受控开关与所述第一电容并联，控制模块通过控制受控开关的导通及断开以调节***在不同状态时的供电电流的大小，待机时，控制模块控制受控开关断开，从而使第二电容不能进行供电，以减小待机时的供电电流，而不需要降低待机电压既能使待机功耗满足EUP要求，又能节省能源；由于电路结构简单，使用的元器件较少，降低了成本；所以其成本较低、待机功耗满足EUP要求、节省能源。

附图说明

图1是本发明阻容降压装置的结构示意图；

图2是本发明阻容降压装置第一实施例中的电路原理图；

图3是本发明阻容降压装置第二实施例中的电路原理图。

具体实施方式

为了便于本领域的普通技术人员能够理解并实施本发明，下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

图1为本发明阻容降压装置的结构示意图，图1中，该装置包括控制模块1和电源模块2；其中，电源模块2与控制模块1连接，电源模块2包括阻容降压单元21和第二降压单元22，阻容降压单元21包括第一电容（图1中未示出），第二降压单元22包括第二电容和受控开关（图1中未示出），第二电容通过受控开关与第一电容并联，阻容降压单元21对输入的第一交流电压进行降压后对控制模块1供电，控制模块1通过控制受控开关的导通及断开以调节***在不同状态时的供电电流的大小。具体就是，当***待机时，控制模块1控制使受控开关断开，只有第一电容供电，供电电流较小，从而使待机功耗较低；***在正常工作时，控制模块1控制使受控开关导通，第一电容和第二电容同时供电，供电电流增大，使其满足正常工作的需要。

图2是本发明阻容降压装置第一实施例中的电路原理图，本第一实施例中，上述第二降压单元还包括第五电阻R5，受控开关为光耦双向可控硅OPT，光耦双向可控硅OPT的两个输出端分别与第一电容C1和第二电容C2的一端连接，光耦双向可控硅OPT的一个输入端通过第五电阻R5与控制模块1连接，另一个输入端由阻容降压单元对输入的第一交流电压进行降压后进行供电。第一交流电压取值范围为96V-264V（频率50/60Hz），本第一实施例中，第一交流电压为230V（频率50Hz）。当然，在本第一实施例的一些情况下，第一交流电压也可以取交流96V-264V中的其他值，例如：交流120V。值得一提的是，在本第一实施例的一些情况下，受控开关也可以为其他具有受控制的开关，例如：晶体管、可控硅或继电器等。

具体来讲，本第一实施例中，光耦双向可控硅OPT的两个输出端即光耦双向可控硅OPT中的双向可控硅的两端分别与第一电容C1和第二电容C2的一端连接；光耦双向可控硅OPT的一个输入端与控制模块1连接，即光耦双向可控硅OPT中的发光二级管的阴极与控制模块1连接；光耦双向可控硅OPT的另一个输入端即光耦双向可控硅OPT中的发光二级管的阳极。本第一实施例中，控制模块1包括单片机（MCU）U1。上述发光二极管的阴极通过第五电阻R5与单片机U1的一端连接，具体是与单片机U1的第5引脚连接。单片机U1的第1引脚通过第四电容C4与第8引脚连接，值得一提的是，单片机U1的第1引脚还接地，第8引脚还接电源，该电源的电压为第二直流电压5V。

本第一实施例中，阻容降压单元21包括第一电路211和第二电路212；其中，第一电路211用于将第一交流电压降为第二交流电压，第二电路212与第一电路211连接，第二电路212将第二交流电压转换成第一直流电压并对其进行滤波稳压得到第二直流电压，也就是说，第二电路212将第二交流电压转换成第一直流电压后，并将第一直流电压进行滤波稳压得到第二直流电压。第二直流电压的取值范围为3V-30V，本第一实施例中，第二直流电压为5V，当然，在本第一实施例的另外一些情况下，第二直流电压可为直流3V-30V中的其他值，例如：3V或12V。

本第一实施例中，第一电路211包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1；其中，第一电阻R1的一端接火线J2（火线即L线），其另一端分别与第一电容C1的一端和第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第一电容C1的另一端连接。换句话说，第二电阻R2和第三电阻R3串联后与第一电容C1并联，并联后与第一电阻R1串联。值得一提的是，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1组成阻容降压电路。第一电路211还包括第一压敏电阻ZNR1，第一压敏电阻ZNR1的一端与第一电容C1的一端连接，其另一端接零线J2（零线即N线）。第一压敏电阻ZNR1用于抑制电路中的浪涌现象。

本第一实施例中，第二电路212包括整流电路和滤波稳压电路，其中，整流电路用于对第二交流电压进行整流、并将其转换为第一直流电压，滤波稳压电路与整流电路连接、并将第一直流电压进行滤波稳压后输出第二直流电压。值得一提的是，本第一实施例中，整流电路为桥式整流电路DB1，为了方便描述，将桥式整流电路DB1的四个连接端分别称为第一端、第二端、第三端和第四端，桥式整流电路DB1的第一端与第一电容C1的另一端连接，第二端接零线J1，第三端与滤波稳压电路的一端连接，第四端接地。桥式整流电路是利用二极管的单向导通性进行整流的，用以将交流电变换为单方向的脉动的直流电，本第一实施例中，也即整流电路用以将第二交流电压变换为脉动的第一直流电压。

本第一实施例中，滤波稳压电路包括第三电容C3、第一稳压二极管ZD1和第五电容C5；其中，第三电容C3、第一稳压二极管ZD1和第五电容C5并联。值得一提的是，第三电容C3为电解电容，由于第一直流电压为单方向的脉动电压，含有较大的交流成分，第三电容C3用以滤除第一直流电压中的交流分量，从而使第一直流电压变得平滑一些。由于第一直流电压经过滤波后的电压是不稳压的，在电网电压或负载变化时，该滤波后的电压都会产生变化，而且纹波电压又大。所以，增加了第一稳压二极管ZD1，用以使输出电压在一定的范围内稳定不变，经过第一稳压二极管ZD1稳压后的输出电压为第二直流电压。第五电容C5为滤波电容，用以滤除交流分量。

图3是本发明阻容降压装置第二实施例中的电路原理图，本第二实施例与第一实施例不同的是，第二电路213中的整流电路为半波整流电路，该半波整流电路包括第一二极管D1和第二二极管D2；第一二极管D1的阳极分别与第一电容C1的另一端和第二二极管D2的阴极连接，第一二极管D1的阴极与滤波稳压电路的一端连接，第二二极管D2的阳极接地。本第二实施例中，第一二极管D1和第二二极管D2的型号为1N4007，当然，在本第二实施例的另外一些情况下，第一二极管D1和第二二极管D2也可以选用其他型号，第二交流电压的正负半波构成一个回路，即正半波时第一二极管D1导通，负半波时第二二极管D2导通，导通后的电流直接流回交流电源（该交流电源的电压为第一交流电压），与桥式整流相比可能会浪费一些电能。值得一提的是，5V电源浮于交流电源的火线J2（L线）或零线J1（N线）上。

总之，在上述实施例中，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1构成阻容降压电路，阻容降压单元21降压后为电路提供电源，第二电容、光藕双向可控硅OPT以及第五电阻R5组成备用电源，第一交流电压230V经过第一电路211后将电压降为第二交流电压，第二交流电压经过第二电路212的整流、滤波和稳压后输出第二直流电压5V为光耦双向可控硅OPT及U1供电。具体就是，***上电进入待机状态，控制模块1（具体是单片机U1）控制使光耦双向可控硅OPT断开，此时***仅由一小容量的第一电容C1供电，且供电电压为5V，这样整个***在待机时仅有一点维持单片机U1工作和光藕双向可控硅OPT工作的电流，光藕双向可控硅OPT中的发光二级管的工作电流通常几个毫安（通常为3mA），单片机U1待机时为毫安级（通常为2mA），第一电容C1的容值为0.1UF,整个电路在待机时所提供的电流为I=2*π*f*U*C=2*3.14*50Hz*230V*0.1UF=7.2mA,即功耗为7.2mA*5V=0.036W，其中，f为第一交流电压的频率，U为第一交流电压，C为第一电容C1的电容量；前端交流上的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻R5以及整流电路中的二极管的功耗约0.066W，即整个电路待机总功耗约为0.1W，所以整个电路的待机电流远可以满足EUP待机功耗0.5W的要求。当***（控制板）需要工作驱动负载时，单片机U1控制使光耦双向可控硅OPT导通，第二电容C2通过光藕双向可控硅OPT与第一电容C1并联，这样可加大供电电容的容量（根据需要可调整第一电容C1和第二电容C2的电容量的大小），使***的供电电流增大，单片机U1根据需要驱动相关负载电路，例如：驱动继电器吸合或驱动可控硅，这样达到控制负载的目的；如果***需要再次进入待机状态，单片机U1控制使光藕双向可控硅OPT断开，此时，第二电容C2从与第一电容C1构成的回路中断开，又恢复到只有第一电容C1供电的状态，以减小***的供电电流，从而达到***在待机时符合EUP指令要求的目的。此外，由于不需要降低待机电压就能使待机功耗满足EUP要求，所以不会造成能源的浪费，节省了能源；同时由于电路结构简单，使用的元器件较少，降低了成本。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种阻容降压装置，其特征在于，包括控制模块和与所述控制模块连接的电源模块；所述电源模块包括阻容降压单元和第二降压单元，所述阻容降压单元包括第一电容，所述第二降压单元包括第二电容和受控开关，所述第二电容通过所述受控开关与所述第一电容并联，所述阻容降压单元对输入的第一交流电压进行降压后对所述控制模块供电，所述控制模块通过控制所述受控开关的导通及断开以调节***在不同状态时的供电电流的大小。

2.根据权利要求1所述的阻容降压装置，其特征在于，所述第二降压单元还包括第五电阻，所述受控开关为光耦双向可控硅，所述光耦双向可控硅的两个输出端分别与所述第一电容和第二电容的一端连接，所述光耦双向可控硅的一个输入端通过所述第五电阻与所述控制模块连接，另一个输入端由所述阻容降压单元对输入的第一交流电压进行降压后进行供电。

3.根据权利要求1所述的阻容降压装置，其特征在于，所述受控开关为晶体管、可控硅或继电器。

4.根据权利要求2所述的阻容降压装置，其特征在于，所述阻容降压单元包括用于将所述第一交流电压降为第二交流电压的第一电路，与所述第一电路连接、将所述第二交流电压转换成第一直流电压并对其进行滤波稳压得到第二直流电压的第二电路。

5.根据权利要求4所述的阻容降压装置，其特征在于，所述第一电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和所述第一电容；所述第一电阻的一端接火线，其另一端分别与所述第一电容的一端和第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一电容的另一端连接。

6.根据权利要求5所述的阻容降压装置，其特征在于，所述第一电路还包括第一压敏电阻，所述第一压敏电阻的一端与所述第一电容的一端连接，其另一端接零线；所述第二电路包括用于对所述第二交流电压进行整流、并将其转换为所述第一直流电压的整流电路，与所述整流电路连接、并将所述第一直流电压进行滤波稳压后输出第二直流电压的滤波稳压电路。

7.根据权利要求6所述的阻容降压装置，其特征在于，所述整流电路为桥式整流电路，所述桥式整流电路的第一端与所述第一电容的另一端连接，第二端接所述零线，第三端与所述滤波稳压电路的一端连接，第四端接地。

8.根据权利要求6所述的阻容降压装置，其特征在于，所述整流电路为半波整流电路，所述半波整流电路包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的阳极分别与所述第一电容的另一端和第二二极管的阴极连接，阴极与所述滤波稳压电路的一端连接，所述第二二极管的阳极接地。

9.根据权利要求7或8所述的阻容降压装置，其特征在于，所述滤波稳压电路包括第三电容、第一稳压二极管和第五电容；所述第三电容、第一稳压二极管和第五电容并联。

10.根据权利要求9所述的阻容降压装置，其特征在于，所述第一交流电压为96V-264V之间任意电压，所述第二直流电压为3V-30V之间任意电压。