專利名稱：高壓電源降壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠?qū)⒔涣鞲邏弘娫椿蛑绷鞲邏弘娫吹碾妷航档蜑榈蛪悍€(wěn)壓直流輸出電壓的裝置。
背景技術(shù)：
目前高壓降壓電路尚屬于一種附屬電路，傳統(tǒng)上常用的交流電容降壓裝置由于輸出功率較小，輸出電流最多為毫安級電流。交流電容降壓裝置要想獲得大的輸出電流則需要大容量的高壓電容。由于高壓電容在價(jià)格和工藝上的限制，約束了交流電容降壓裝置的使用和推廣。
對于一定頻率的交流輸入電壓，電容的阻抗是固定的，所以加在降壓電容兩端的電壓和流過電容的電流成正比，交流電容降壓裝置雖然實(shí)現(xiàn)了降壓功能，但是此裝置得到的電壓不穩(wěn)定，受輸出負(fù)載電流的影響較大。交流電容降壓裝置不適用于負(fù)載電流快速變化和要求穩(wěn)定輸入電壓的場合。
另外，交流電容降壓裝置僅適用于高壓交流電源的降壓，不適用于直流高壓電源的降壓。由于交流電容降壓裝置利用的是電容的交流等效阻抗，所以對于直流高壓電源來說，電容的阻抗無窮大，從而直接將直流輸入電源和直流輸出隔離開了，以致于電路無法正常工作。
由上可見，需要一種新的能夠?qū)⒔涣鞲邏弘娫椿蛑绷鞲邏弘娫唇档蜑榈蛪悍€(wěn)壓直流輸出電壓的高壓電源降壓裝置。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述一個(gè)或多個(gè)問題，本發(fā)明的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡單、成本更低廉的高壓電源降壓裝置。
根據(jù)本發(fā)明的高壓電源降壓裝置包括基準(zhǔn)電壓提供單元，與遲滯比較器的輸入端相連接；遲滯比較器，其輸入端連接基準(zhǔn)電壓提供單元和儲能電容，輸出端連接恒流電路；恒流電路，其輸入端連接遲滯比較器和高壓電源，輸出端連接儲能電容；以及儲能電容，其輸入端連接恒流電路，輸出端連接遲滯比較器，并且儲能電容的輸出端作為高壓電源降壓裝置的輸出端。
其中，恒流電路包括V-I變換電路和高壓晶體管。高壓電源降壓裝置的最大輸出電流由恒流電路的電路設(shè)置決定?；鶞?zhǔn)電壓提供單元連接在遲滯比較器的正相輸入端，儲能電容連接在遲滯比較器的反相輸入端。儲能電容的充電速度大于放電速度。儲能電容的最高輸出電壓為遲滯比較器的上門限電壓。儲能電容的最低輸出電壓為遲滯比較器的下門限電壓。高壓電源降壓裝置的輸出電流小于預(yù)定值。高壓電源降壓裝置的輸出電壓的波動范圍為遲滯比較器的回差。高壓電源降壓裝置的輸出電壓由遲滯比較器的上、下門限電壓決定。
本發(fā)明從根本上解決了交流降壓裝置輸出功率小、輸出電壓不穩(wěn)定的問題，并且本發(fā)明的高壓電源降壓裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本更低廉。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的高壓電源降壓裝置的原理框圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的高壓電源降壓裝置的原理框圖。如圖1所示，高壓電源降壓裝置由高壓晶體管、儲能電容、V-I變換電路，電壓基準(zhǔn)、及遲滯比較器五部分組成。其中，電壓基準(zhǔn)輸入遲滯比較器的正相輸入端，儲能電容上的低壓輸出輸入遲滯比較器的反相輸入端，遲滯比較器輸出控制由V-I變換電路和高壓晶體管構(gòu)成恒流源電路的通斷，從而可以實(shí)現(xiàn)降壓的目的。
本發(fā)明的核心電路是由V-I變換電路和高壓晶體管構(gòu)成的恒流源電路，該恒流電路的作用是限制儲能電容的充電電流，防止儲能電容因?yàn)殡妷哼^高而損壞。遲滯比較器通過將儲能電容上的輸出電壓采樣，并將其與電壓基準(zhǔn)進(jìn)行遲滯比較，來確定恒流源電路的導(dǎo)通和關(guān)斷、以及控制高壓電源是否對儲能電容恒流充電，從而實(shí)現(xiàn)對儲能電容輸出電壓的控制，達(dá)到降壓、穩(wěn)壓的目的。儲能電容上輸出電壓的最高電壓為遲滯比較器的上門限電壓，儲能電容的最低電壓為遲滯比較器的下門限電壓，輸出低壓的波動范圍為遲滯比較器的回差，本發(fā)明具有輸出電壓穩(wěn)定度高的特點(diǎn)。
首先，本發(fā)明的最大輸出電流由V-I變換電路和高壓晶體管構(gòu)成的恒流源電路的電路設(shè)置決定。設(shè)計(jì)者可以根據(jù)不同的需求設(shè)置不同的恒流電流。本發(fā)明的電路正常工作時(shí)，輸出電流應(yīng)小于恒流設(shè)定值，儲能電容的充電速度大于放電速度。儲能電容上的輸出電壓經(jīng)過采樣輸入到遲滯比較器的反相輸入端，與遲滯比較器的正相輸入端的電壓基準(zhǔn)進(jìn)行比較，通過遲滯比較器的輸出來控制恒流電路的通斷，使得高壓電源僅在部分時(shí)間對儲能電容恒流充電，從而降低本發(fā)明的功耗，提高了整個(gè)系統(tǒng)的效率。
其次，本發(fā)明的輸出電壓由遲滯比較器的上、下限門限電壓決定。儲能電容上的輸出電壓經(jīng)過采樣輸入到遲滯比較器的反相輸入端，和遲滯比較器正相輸入端的電壓基準(zhǔn)進(jìn)行比較，構(gòu)成了一個(gè)負(fù)反饋回路來控制高壓電源是否對儲能電容充電。系統(tǒng)上電后，儲能電容上的輸出電壓初始狀態(tài)為零，高壓電源通過恒流電路對儲能電容充電并給后端電路供電，此時(shí)儲能電容上的輸出電壓逐漸增高，當(dāng)輸出電壓超過遲滯比較器的上門限電壓后，遲滯比較器輸出低電平，從而關(guān)斷恒流電路，電壓電源停止對儲能電容充電，由儲能電容單獨(dú)對后端電路供電，儲能電容上的電壓逐漸降低，當(dāng)儲能電容上的輸出電壓低于遲滯比較器的下門限電壓后，遲滯比較器輸出高電平，打開恒流電路，對儲能電容充電，周而復(fù)始，從而實(shí)現(xiàn)了高壓電源的降壓穩(wěn)壓過程。
最后，即使對于高壓直流電源，本發(fā)明也可以通過控制恒流電路的通斷來實(shí)現(xiàn)降壓目的。
本發(fā)明的核心電路是由V-I變換電路和高壓晶體管構(gòu)成的恒流源電路。由于正常工作時(shí)，高壓晶體管工作在線形放大區(qū)，所以加到高壓晶體管上的電壓較高，消耗在晶體管上的功耗較大，所以設(shè)計(jì)時(shí)需要注意該高壓晶體管的耐壓和散熱問題。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，輸出電流最大值可以根據(jù)需求設(shè)定，并可以隨著輸出電流的變化自動調(diào)節(jié)恒流電路的通斷，從而降低了功耗。輸出電壓也可以根據(jù)需求來設(shè)定，輸出電壓的穩(wěn)定度高，不受輸出負(fù)載電流的影響，具有穩(wěn)壓功能。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對直流高壓電源的降壓功能，具有十分重要的推廣意義。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高壓電源降壓裝置，其特征在于，所述裝置包括基準(zhǔn)電壓提供單元，與遲滯比較器的輸入端相連接；所述遲滯比較器，其輸入端連接所述基準(zhǔn)電壓提供單元和儲能電容，輸出端連接恒流電路；所述恒流電路，其輸入端連接所述遲滯比較器和高壓電源，輸出端連接所述儲能電容；以及所述儲能電容，其輸入端連接所述恒流電路，輸出端連接所述遲滯比較器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電源降壓裝置，其特征在于，所述恒流電路包括V-I變換電路和高壓晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓電源降壓裝置，其特征在于，所述高壓電源降壓裝置的最大輸出電流由所述恒流電路的電路設(shè)置決定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓電源降壓裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)電壓提供單元連接在所述遲滯比較器的正相輸入端，所述儲能電容連接在所述遲滯比較器的反相輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓電源降壓裝置，其特征在于，所述儲能電容的充電速度大于放電速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓電源降壓裝置，其特征在于，所述儲能電容的最高輸出電壓為所述遲滯比較器的上門限電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓電源降壓裝置，其特征在于，所述儲能電容的最低輸出電壓為所述遲滯比較器的下門限電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓電源降壓裝置，其特征在于，所述高壓電源降壓裝置的輸出電流小于預(yù)定值。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓電源降壓裝置，其特征在于，所述高壓電源降壓裝置的輸出電壓的波動范圍為所述遲滯比較器的回差。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓電源降壓裝置，其特征在于，所述高壓電源降壓裝置的輸出電壓由所述遲滯比較器的上、下門限電壓決定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓電源降壓裝置。該裝置包括基準(zhǔn)電壓提供單元，與遲滯比較器的輸入端相連接；遲滯比較器，其輸入端連接基準(zhǔn)電壓提供單元和儲能電容，輸出端連接恒流電路；所述恒流電路，其輸入端連接遲滯比較器和高壓電源，輸出端連接儲能電容；以及儲能電容，其輸入端連接恒流電路，輸出端連接遲滯比較器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，且能夠?qū)⒔涣骱?或直流高壓電源的電壓降低為低壓穩(wěn)壓直流輸出電壓。
文檔編號H02M3/06GK101071992SQ20071009088
公開日2007年11月14日 申請日期2007年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月9日
發(fā)明者劉磊, 周毅, 劉文斌 申請人:中興通訊股份有限公司