直流稳压电路、电源电路、断路器智能控制器的制作方法

本实用新型涉及一种直流稳压电路。

背景技术：

在低压配电系统中，断路器使用非常普遍，而断路器的核心是智能控制器，其承担着信号采样，数据处理，电量监控，控制断路器脱扣等重要功能。尤其是控制断路器脱扣，为了确保断路器能够在各种情况下提供足够的能量使得脱扣动作完成，断路器控制器还采用外接电源进行供电。

现有技术中，外接电源通常采用线性变压器将主回路交流电源进行线性降压，以获得较低的交流电压值(ac24v，ac36v等)，再由控制器内部的电源电路生成控制器所需工作电源，供控制器以及脱扣线圈工作。传统的电源电路如图1所示，其采用稳压管结合调整管(三极管)的方法来实现直流稳压。采用此种方案，三极管的管压降受环境温度影响而变化，使输出电压值受环境温度影响而变化，这是实际应用中不希望看到的。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种输出电压不受环境温度影响波动，输出更稳定的直流稳压电路。

本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种直流稳压电路，包括第一～第五电阻，第一～第三开关管，正、负输入端，正、负输出端，以及一个稳压管；第一电阻和稳压管串联后接在正、负输入端之间，第一开关管的输入端接正输入端，第一开关管的输出端接正输出端，第二开关管的控制端与第一电阻和第一稳压管的公共端相连，第二开关管的输入端接第一开关管的控制端，第二开关管的输出端与第三开关管的输出端连接后经第二电阻接负输入端，第三开关管的输入端经第三电阻接正输出端，第三开关管的控制端与第四电阻和第五电阻的公共端相连，第四电阻的另一端接正输出端，第五电阻的另一端接负输出端，负输入端与负输出端连接。

进一步优选地，在正、负输入端之间和/或正、负输出端之间连接有滤波电容。

进一步优选地，负输入端与负输出端接地。

在上述技术方案的基础上还可以得到以下技术方案：

一种电源电路，包括依次连接的整流电路和直流稳压电路，所述直流稳压电路为以上任一技术方案所述直流稳压电路。

一种断路器智能控制器，包括电源电路，所述电源电路为以上技术方案所述电源电路。

相比现有技术，本实用新型技术方案具有以下有益效果：

本实用新型采用开关管与稳压管相结合的电路拓扑结构，降低了温度变化对输出电压的影响，以相对较低的成本实现了电压的高稳定输出，因此具有优异的输出稳定性。

附图说明

图1为现有电源电路的电路原理图；

图2为本发明电源电路一个优选实施例的电路原理图。

具体实施方式

现有用于断路器智能控制器的电源电路如图1所示，其特点是在外接电源接入后，输出电压vout值主要取决于电阻r11、r21的阻值配比和三极管q2控制端的开启电压值，当温度变化时，三极管q2控制端的开启电压也会随着变化，影响输出电压的稳定性。

针对现有技术采用三极管作为调整管的稳压电路存在易受环境温度变化影响而使得输出不稳定的问题，本实用新型的解决思路是提出一种将开关管与稳压管相结合的直流稳压电路拓扑结构，以相对较低的成本实现了电压的高稳定输出，由于未使用易受环境影响的三极管，因此电压输出不会随温度变化而产生波动，具有优异的输出稳定性。

具体而言，本实用新型所提出的直流稳压电路，包括第一～第五电阻，第一～第三开关管，正、负输入端，正、负输出端，以及一个稳压管；第一电阻和稳压管串联后接在正、负输入端之间，第一开关管的输入端接正输入端，第一开关管的输出端接正输出端，第二开关管的控制端与第一电阻和第一稳压管的公共端相连，第二开关管的输入端接第一开关管的控制端，第二开关管的输出端与第三开关管的输出端连接后经第二电阻接负输入端，第三开关管的输入端经第三电阻接正输出端，第三开关管的控制端与第四电阻和第五电阻的公共端相连，第四电阻的另一端接正输出端，第五电阻的另一端接负输出端，负输入端与负输出端连接。

下面通过一个具体实施例并结合附图来对本实用新型的技术方案进行进一步详细说明：

本实施例的电源电路如图2所示，用于断路器智能控制器。如图2所示，其包括整流桥d1，电容c1、c2，电阻r1～r5，开关管v1～v3(本实施例中采用开关三极管)，稳压管w1。如图2所示，整流桥d1的正输出端连接电容c1的正端、电阻r1的一端和开关管v1的发射极，整流桥d1的负输出端连接电容c1的负端、稳压管w1的正极、电阻r2的一端、电阻r5的一端和电容c2的负端，电阻r1的另一端连接稳压管w1的负极和开关管v2的基极，开关管v2的集电极连接开关管v1的基极，开关管v1的集电极连接电阻r3的一端、电阻r4的一端和电容c2的正端，开关管v2的发射极连接电阻r2的另一端和开关管v3的发射极，开关管v3的集电极连接电阻r3的另一端，开关管v3的基极连接电阻r4的另一端和电阻r5的另一端。电阻rl为负载。该电源电路的具体工作原理如下：

外接电源进入整流桥d1进行全波整流，滤波电容c1对整流桥d1输出的直流电压进行滤波，负载电阻rl获得直流电压vdc_out。当外接电压升高时，整流桥输出电压vdc_in升高，当电压值达到稳压管w1开启电压时，稳压管w1输出一电压值，当此电压值高于开关管v2的开启电压vbeo2时，开关管v2开启，此时，开关管v2的输出端与偏置电阻r2的公共端，将产生一比对电压vcom。在开关管v2开启的同时，使得开关管v1也开启，此时开关管v1的输入端输出电压值，即在开关管v1输出端获得一输出电压vdc_out。此时，按照分压原理，在电阻r4和电阻r5公共端，获得一采样电压vc，由于vdc_out未达到预设值，此采样电压vc小于偏置电阻r2处的比对电压vcom，开关管v3处于断开状态。

当接入电压继续升高到能使稳压管w1输出稳定电压时，稳压管w1输出电压将保持在某一固定值vw，此时，开关管v2的输出端与偏置电阻r2的公共端处的比对电压vcom将为一固定值，vcom＝vw-vbeo2。而vdc_out将随接入电压的升高而继续升高。在电阻r4和电阻r5公共端获得的采样电压vc也随着vdc_out的升高而升高。当采样电压vc值大于上述固定的比对电压值vcom时，开关管v3开启，开关管v2断开并使得开关管v1断开，输出电压vdc_out降低，使得电阻r4和电阻r5公共端获得的采样电压vc也降低，当低于上述固定的比对电压值vcom时，开关管v3断开，开关管v2开启并使得开关管v1开启，输出电压vdc_out升高，如此循环往复，最终输出电压vdc_out稳定在预设电压值。可通过调整电阻r4和电阻r5的阻值，来获得不同的输出电压值。

当接入电压较高时，可适当提高稳压管w1的稳压值，用于减小偏置电阻r1的压降，有效降低其功耗。当接入的电源电压为直流时，电路工作原理与上述相同。

在环境温度变化时，开关管v2的开启电压vbeo2将随温度变化而变化，当温度升高时，vbeo2将下降，此时vcom＝vw-vbeo2也将上升。由于开关管v3与开关管v2有着相同的温度特性，开关管v3开启电压vbeo3也随着温度的升高而下降，即vbeo3将下降，因此vc＝vcom+vbeo2将趋于稳定。有输出电压计算公式vdc_out＝vc*(r4+r5)/r5可知，vc趋于稳定，则输出电压vdc_out趋于稳定，即不受温度变化的影响。