专利名称：一种双半波多电压稳压电源电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种稳压电源电路，尤其涉及一种双半波多电压稳压电源电路，属于电路技术领域。
背景技术：
许多电路工作时均需要多种电压稳定的直流电压，如集成电路IC或其他电子元器件等，即使是IC也包含多种类型，不同类型的IC具有不同的工作电压。因此，现有技术中均采用稳压电源电路将电压转换为IC等电子元器件所需要的电压。通常一种稳压电源电路一般只利用输入的单半波进行整流变换后只能输出一种稳定的直流电压，对于一个包含多种IC或元器件的电路，需要多个稳压电源电路分别为这些IC或元器件提供各自所需的不同的直流电压，使得稳压电源电路种类繁多，所提供的电压单一，又占用了电路中的大量空间，使设计、制造成本增加。作为对稳压电源电路的一种改进形式，目前有的稳压电源 电路中包含检测控制电路，可以根据需要的电压值控制输出负载所需的相应的电压值，但同一电路同一时刻仍然仅能输出一种电压值。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双半波多电压稳压电源电路，利用输入交流电压中的正、负双半波分别提供多种不同的直流电压，作为电路中1C、其他器件或电路的工作电压、接入电压或接地端电压等，也可同时输出两种不同的电压，提高输入电压转换使用效率和负载能力。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种双半波多电压稳压电源电路，包括交流的第一输入端和第二输入端，第一输入端通过保险丝与RC阻容降压电路相连，所述RC阻容降压电路通过限流电阻与并联的第一半波稳压电路和第二半波稳压电路相连，所述第一半波稳压电路和所述第二半波稳压电路的另一端与所述第二输入端相连，所述交流的第一输入端和所述第二输入端之间并联一安规电容和一压敏电阻，其特征是，所述第一半波稳压电路和所述第二半波稳压电路中均包含一电压输出模块和多个电压增加模块，其中一个电压增加模块并联于所述电压输出模块与所述第二输入端之间，其余电压增加模块依次并联于上一个电压增加模块与所述第二输入端之间。所述电压输出模块中包含第一方波点和第一方波整形后的第一直流电压输出点，并联于所述电压输出模块与所述第二输入端之间的电压增加模块中包含第二方波点和第二方波整形后的第二直流电压输出点，所述第二方波点的电压等于所述第一方波点与第一直流电压输出点输出的电压整形后叠加的电压和；[0013]其余电压增加模块中也包含方波点和方波点整形后的直流电压输出点，且方波点的电压依次等于所述第一方波点与上一个电压增加模块中的直流电压输出点输出的电压整形后叠加的电压和。所述第一方波点与第一直流电压输出点之间、所述第二方波点与第二直流电压输出点之间、所述方波点与直流电压输出点之间均通过一整流二极管连接，且所述第一方波点与所述第二输入端之间并联一稳压二极管，同时所述直流电压输出点与所述第二输入端之间均并联一稳压二极管。所述直流电压输出点连接的稳压二极管两端均并联有滤波电容。所述第二方波点、第三方波点与第一方波点之间均连接一增压电容。所述电压输出模块和多个电压增加模块中均包含有第一二极管、第二二极管、第 二稳压管和并联在第二稳压管两端的滤波电容，所述第一二极管、第二二极管顺次连接，所述第二稳压管分别并联在所述第二二极管的阴极和所述第二输入端之间，同时电压输出模块的第一二极管的阴极和第二二极管的阳极之间连接第一稳压管至所述第二输入端。其中，电压输出模块中的第一二极管的阴极、第二二极管的阳极连接于第一方波点，第二二极管的阴极连接于第一直流电压输出点，并同时与一电压增加模块中的第一二极管的阳极连接，该电压增加模块中的第一二极管的阴极与该电压增加模块中的第二二极管的阳极连接于第二方波点，该电压增加模块中的第二二极管的阴极连接于第二直流电压输出点，并同时与下一个并联的电压增加模块中的第一二极管的阳极连接，依此类推。所述第二半波稳压电路中的所述电压输出模块和多个电压增加模块中的第一稳压管和第二稳压管的阳极均连接至所述第二输入端。所述第一半波稳压电路中的所述电压输出模块和多个电压增加模块中的第一稳压管和第二稳压管的阴极均连接至所述第二输入端。所述限流电阻一端连接至所述RC阻容降压电路，另外一端连接至所述第一半波稳压电路中的第一二极管的阴极和所述第二半波稳压电路中的第一二极管的阳极。所述各稳压二极管的稳压值范围为3. OV 36V，且所述电压输出模块、第一电压增加模块、第二电压增加模块中的稳压二极管的稳压值依次增加。所述RC阻容降压电路包含一并联的泄放电阻和一并联的降压电容。本实用新型所达到的有益效果本实用新型的双半波多电压稳压电源电路，利用输入交流电压中的正、负双半波，分别经电压输出模块、第一电压增加模块、第二电压增加模块增压变换后可输出多种不同的直流电压，作为电路中其它电路或器件的工作电压、接入电压或接地端电压等，提高了输入电压转换使用效率和能量利用率；同时，仅用一个双半波多电压稳压电源电路同时为电路、芯片等器件提供多种电压，满足了电路中对稳压电源的需求，而不需要多个电源电路，大大减化了稳压电源电路，减少了电路中的元器件，使电路布局更紧凑，节省了空间。该电路结构简单、性能稳定可靠、成本低廉，可广泛应用于低成本、稳压精度要求不高的场所。
图I是本实用新型的双半波多电压稳压电源电路图；图2是图I中A点的输出波形；[0027]图3是图I中B点的输出波形；图4是图I中C点的输出波形；图5是图I中D点的输出波形；图6是图I中E点的输出波形；图7是图I中F点的输出波形。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。如图I所示，本实用新型的双半波多电压稳压电源电路中主要包含并联的泄放电 阻Rl和降压电容C2构成的RC阻容降压电路3，限流电阻R2，安规电容Cl，压敏电阻RV和保险丝Fuse，并联的第一半波稳压电路I和第二半波稳压电路2。第一半波稳压电路I和第二半波稳压电路2中均包含有电压输出模块11、21、第一电压增加模块12、22、第二电压增加模块13、23。交流的第一输入端Lin和第二输入端Nin之间并联安规电容Cl和压敏电阻RV。双半波多电压稳压电源电路的两个接入端第一输入端Lin和第二输入端Nin接交流电压，第一输入端Lin通过保险丝Fuse与RC阻容降压电路3连接，RC阻容降压电路3通过限流电阻R2与并联的第一半波稳压电路I和第二半波稳压电路2的一端相连，并联的第一半波稳压电路I和第二半波稳压电路2的另一端连接至第二输入端Nin和模拟地GND。第一半波稳压电路I和第二半波稳压电路2内部组成元件及各元件连接方式原理相同。以第二半波稳压电路2为例,第一电压增加模块22并联在电压输出模块21中B点与第二输入端Nin之间，对B点输出的电压进行增压，使输出电压增加为D点的输出电压；第二电压增加模块23并联在第一电压增加模块22中的D点与第二输入端Nin之间，对D点输出的电压进行增压，使输出电压增加为F点的输出电压。第二半波稳压电路2中的电压输出模块21中包含整流二极管Dl、整流二极管D2、稳压二极管Z1、稳压二极管Z2和滤波电容C3、C4。整流二极管Dl的阳极与限流电阻R2相连，整流二极管Dl的阴极与稳压二极管Zl的阴极连接于A点，稳压二极管Zl的阳极连接至第二输入端Nin。如图2所示，A点输出电压波形为方波脉冲。A点同时与整流二极管D2的阳极连接，整流二极管D2的阴极与稳压二极管Z2的阴极连接于B点，稳压二极管Z2的阳极连接至第二输入端Nin。B点的输出为A点输出的方波脉冲经整流二极管D2以及滤波电解电容C3整形后形成的直流电压，如图3所示，由于稳压二极管Z2的稳压作用使B点的输出电压波形稳定。稳压二极管Z2两端并联高频滤波电容C4。第二半波稳压电路2中的第一电压增加模块22中包含整流二极管D3、整流二极管D4、稳压二极管Z4和滤波电容C7、C8。整流二极管D3的阳极与电压点B相连，整流二极管D3的阴极与整流二极管D4的阳极连接于C点。C点同时经一增压电容C5与A点连接，使A点的输出电压与B点的输出电压经整流二极管D3整形以及增加电容C5的充放电增压后叠加至C点，如图4所示，C点输出电压波形为B点电压加上A点的方波脉冲电压，实现了电压的第一次增加。整流二极管D4的阴极与稳压二极管TA的阴极连接于D点，稳压二极管Z4的阳极连接至第二输入端Nin。D点的输出为C点输出的方波脉冲经整流二极管D4以及滤波电解电容C7整形后形成的直流电压，如图5所示，由于稳压二极管TA的稳压作用使D点的输出电压波形稳定。稳压二极管Z4两端并联高频滤波电容CS。第二半波稳压电路2中的第二电压增加模块23中包含整流二极管D5、整流二极管D6、稳压二极管Z6和滤波电容C9、C10。整流二极管D5的阳极与电压点D相连，整流二极管D5的阴极与整流二极管D6的阳极连接于E点。E点同时经一增压电容C6与A点连接，使A点的输出电压与D点的输出电压经整流二极管D5整形以及增加电容C6的充放电增压后叠加至E点，如图6所示，E点输出电压波形为较D点电压加上A点的方波脉冲电压，实现了电压的第二次增加。整流二极管D6的阴极与稳压二极管Z6的阴极连接于F点，稳压二极管Z6的阳极连接至第二输入端Nin。F点的输出为E点输出的方波脉冲经整流二极管D6以及滤波电解电容C9整形后形成的直流电压，如图7所示，由于稳压二极管Z6的稳压作用使F点的输出电压波形稳定。稳压二极管Z6两端并联高频滤波电容C10。本实施例中整流二极管 Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、DIO、Dll 和 D12 的型号均为 1N4007,电解电容 C3、C7、C9、Cll、C15、C17 的型号均为 470uF/25V,高频滤波电容 C4、C8、CIO、C12、C16、C18以及增加电容C5、C6、C13、C14的型号均为O. luF/25V.通过第二半波稳压电路2中包含的第一电压增加模块22、第二电压增加模块23的增压，可以通过B点、D点和F点分别为需要的负载提供多种增加的稳定的直流电压。本实施例中若稳压二极管Zl、Z2的稳压值为5. IV，稳压二极管Z4的稳压值为
9.IV，稳压二极管Z6的稳压值为12. 2V，则理想状态或所带负载较小时，则电压输出模块21中B点输出5V-5. IV直流电压，第一电压增加模块22中D点输出9V_9. IV直流电压，第二电压增加模块23中F点输出12V-12. 2V直流电压。第一半波稳压电路I中的电压输出模块11、第一电压增加模块12、第二电压增加模块13中包含的元件及各元件间的连接方式均与第二半波稳压电路2中的电压输出模块
21、第一电压增加模块22、第二电压增加模块23分别对应相同。第一半波稳压电路I中的电压输出模块11中包含整流二极管D7、整流二极管D8、稳压二极管Z8和滤波电容C11、C12 ;第一电压增加模块12中包含整流二极管D9、整流二极管D10、稳压二极管ZlO和滤波电容C15、C16 ;第二电压增加模块13中包含整流二极管D11、整流二极管D12、稳压二极管Z12和滤波电容C17、C18。第一电压增加模块12中的Cl点通过电容C13与电压输出模块11中的Al点连接；第二电压增加模块13中的El点通过电容C14与电压输出模块11中的Al点连接。其它连接方式不再重复。同理，通过第一半波稳压电路I中包含的第一电压增加模块12、第二电压增加模块13的增压，可以通过BI点、Dl点和Fl点分别为需要的负载提供多种增加的稳定的直流电压。保险丝Fuse —端连接至第一输入端Lin，另外一端连接至RC阻容降压电路3、并联的安规电容Cl和压敏电阻RV，并联的安规电容Cl和压敏电阻RV的另外一端连接至第二输入端Nin和模拟地GND。安规电容Cl通过保险丝Fuse后，并联于交流电压两个输入端Lin、Nin，主要用于电路抑制电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)中的传导干扰，同时也可防止由于电子设备漏电或机壳带电，危及人身安全及生命。本实施例中安规电容Cl选择型号为
O.22uF/280VAC 的电容。[0046]压敏电阻RV通过保险些Fuse后，并联于交流电压两个输入端Lin、Nin，主要依靠其自身的瞬态过电压保护功能，抑制交流输入端Lin和Nin经常可能出现的诸如雷电过电压和操作过电压等随机性、非周期性的瞬态浪涌异常过电压，保护电路免受瞬态过电压的损害。本实施例中压敏电阻RV选择型号为14D471的压敏电阻。RC阻容降压电路3包含一并联的泄放电阻Rl和一并联的降压电容C2，起阻容降压作用。RC阻容降压电路3中的泄放电阻Rl为交流电源关断后，为降压电容C2上的电荷迅速释放而提供的泄放回路，放电时间常数t=R1*C2。本实施例中泄放电阻Rl选择型号为240ΚΩ/0. 5W 的电阻。RC阻容降压电路3中的降压电容C2向负载提供电流Io，向负载提供的电流Io是流过降压电容C2的充放电电流Ic，电容C2容量越大，其容抗Xe越小，则流经电容C2的充、放电电流越大。当负载电流Io小于电容C2的充放电电流时，多余的电流就会流过稳压管ZD1，若稳压管ZDl的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管ZDl烧毁。流过降 压电容C2的充放电电流Ic= U / Xe =U* 2 Jif* C2。本实施例中降压电容C2选择型号为luF/280VAC 的电容。限流电阻R2—端连接至RC阻容降压电路3，另外一端连接至并联的第一半波稳压电路I中的整流二极管D7的阴极和第二半波稳压电路2中的整流二极管Dl的阳极，限流电阻R2 —方面起限制输出电流作用，另一方面抑制电路电磁干扰(EMI)中的传导干扰。本实施例中限流电阻R2选择型号为100Q/3W的电阻。FUF点与模拟地GND之间可分别连接不同的负载RL2和RL1。稳压二极管22、24、26、28、210、212的两端均与滤波电容并联，并联的滤波电容可以吸收稳压二极管Z2、Z4、Z6、Z8、Z10、Z12中的齐纳噪声，改善稳压二极管Z2、Z4、Z6、Z8、Z10、Z12的输出特性。另外，并联在稳压二极管22、24、26、28、210、212上的滤波电容还可以吸收电源噪声，吸收从电源输入端引入的低频噪声和高品噪声干扰，使得稳压二极管Z2、Z4、Z6、Z8、Z10、Z12的输出电压更加稳定可靠。其次，当稳压二极管Z2、Z4、Z6、Z8、Z10、Z12与滤波电容并联时，由于滤波电容的充、放电作用，会使稳压二极管Z2、Z4、Z6、Z8、Z10、Z12输出电压变化缓慢，输出电压的平稳性能更好。当输入的交流电压为正半波(正半周期)时，交流电压从交流接入端Lin经RC降压电阻电路、限流电阻R2输入至整流二极管Dl和整流二极管D7，整流二极管D7反向截止，整流二极管Dl正向，当电压达到整流二极管Dl的导通电压时，整流二极管Dl导通，电流经稳压二极管Zl流至接入端Nin，构成交流正半波回路，此时对增加电压C5、C6进行充电，由于整流二极管Dl的反向作用，A点电压为方波信号；当电压增大到整流二极管Dl、D2的导通电压时，整流二极管D1、D2导通，电流经稳压二极管Z2流至接入端Nin，构成交流正半波回路，此时，对并联在稳压二极管Z2上的滤波电容C3、C4进行充电。由于稳压二极管Z2的稳压作用，B点的电压被钳位在5. IV。B点与交流接入端Nin之间并联的第一电压增加模块
22、第二电压增加模块23中同理，当电压增大到整流二极管D3、D4、D5、D6的导通电压时，整流二极管D3、D4、D5、D6导通，并对并联在稳压二极管Z4、Z6上的滤波电容C7、C8、C9、ClO进行充电。当输入的交流电压由正半波变化为负半波时，整流二极管Dl反向截止，由于并联在稳压二极管Z2上的滤波电容C3、C4对稳压二极管Z2进行放电，使稳压二极管Z2依然可以将B点电压钳位在5. IV，输出电压纹波小，同时滤波电容C3、C4通过整流二极管D3、稳压二极管Zl对增加电容C5进行充电，使C点的电压为B点的电压和A点的方波电压之和。同理，并联在稳压二极管Z4上的滤波电容C7、C8对稳压二极管TA进行放电，使稳压二极管Z4依然可以将D点电压钳位在9V，输出电压纹波小，同时滤波电容C7、C8通过整流二极管D5、稳压二极管Zl对增加电容C6进行充电，使E点的电压为D点的电压和A点的方波电压之和；同理，并联在稳压二极管Z6上的滤波电容C9、C10对稳压二极管Z6进行放电，使稳压二极管Z6依然可以将F点电压钳位在12V，输出电压纹波小。当输入的交流电压为负半波(负半周期)时，交流电压从交流接入端Nin接至稳压二极管Z7阴极，整流二极管Dl反向截止，整流二极管D7正向，当电压达到整流二极管D7的导通电压时，整流二极管D7导通，交流电压从交流接入端Nin经稳压二极管Z7、整流二极管D7，并流经限流电阻R2和RC降压电路，流至交流接入端Lin，构成交流负半波回路，此时对增加电压C13、C14进行充电，由于整流二极管D7的反向作用，Al点电压为方波信号；当电压增大到整流二极管D7、D8的导通电压时，整流二极管D7、D8导通，交流电压从交流接入端Nin经稳压二极管Z8、整流二极管D8、D7，并流经限流电阻R2和RC降压电路，流至交流接入端Lin，构成交流负半波回路，此时，对并联在稳压二极管Z8上的滤波电容C11、C12 进行充电。由于稳压二极管ZDl的稳压作用，BI点的电压被钳位在5. IV。当输入的交流电压由负半波变化为正半波时，整流二极管D7反向截止，由于并联在稳压二极管Z8上的滤波电容C11、C12对稳压二极管Z8进行放电，使稳压二极管Z8依然可以将BI点的电压钳位在
5.IV，输出电压纹波小，同时滤波电容C11、C12通过整流二极管D9、稳压二极管Z7对增加电容C13进行充电，使Cl点的电压为BI点的电压和Al点的方波电压之和。BI点与交流接入端Lin之间并联的第一电压增加模块12、第二电压增加模块13中同理。利用输入的交流电压信号正、负半波分别输出多种不同的直流电压，克服了传统稳压电源电路中只使用正半波或负半波或者正负全波进行整流变换，只能输出一种直流电压的设计弊端，提高了输入电压转换使用效率和能量利用率。在其它实施例中可根据各负载所需要的电源电压选用相应的稳压二极管Zl、Z2、Z4、Z6、Z8、Z10、Z12的稳压值，使由这些稳压二极管钳位的输出电压满足对负载电路的供电需要。电路负载还可以继续添加类似电压增加模块，但带载能力逐渐减弱。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种双半波多电压稳压电源电路，包括 交流的第一输入端和第二输入端， 第一输入端通过保险丝与RC阻容降压电路相连， 所述RC阻容降压电路通过限流电阻与并联的第一半波稳压电路和第二半波稳压电路相连， 所述第一半波稳压电路和所述第二半波稳压电路的另一端与所述第二输入端相连， 所述交流的第一输入端和所述第二输入端之间并联一安规电容和一压敏电阻， 其特征是， 所述第一半波稳压电路和所述第二半波稳压电路中均包含一电压输出模块和多个电压增加模块，其中一个电压增加模块并联于所述电压输出模块与所述第二输入端之间，其余电压增加模块依次并联于上一个电压增加模块与所述第二输入端之间。
2.根据权利要求I所述的一种双半波多电压稳压电源电路，其特征是，所述电压输出模块中包含第一方波点和第一方波整形后的第一直流电压输出点，并联于所述电压输出模块与所述第二输入端之间的电压增加模块中包含第二方波点和第二方波整形后的第二直流电压输出点，所述第二方波点的电压等于所述第一方波点与第一直流电压输出点输出的电压整形后叠加的电压和； 其余电压增加模块中也包含方波点和方波点整形后的直流电压输出点，且方波点的电压依次等于所述第一方波点与上一个电压增加模块中的直流电压输出点输出的电压整形后叠加的电压和。
3.根据权利要求2所述的一种双半波多电压稳压电源电路，其特征是，所述第一方波点与第一直流电压输出点之间、所述第二方波点与第二直流电压输出点之间、所述方波点与直流电压输出点之间均通过一整流二极管连接，且所述第一方波点与所述第二输入端之间并联一稳压二极管，同时所述直流电压输出点与所述第二输入端之间均并联一稳压二极管。
4.根据权利要求3所述的一种双半波多电压稳压电源电路，其特征是，所述直流电压输出点连接的稳压二极管两端均并联有滤波电容。
5.根据权利要求3所述的一种双半波多电压稳压电源电路，其特征是，所述第二方波点、第三方波点与第一方波点之间均连接一增压电容。
6.根据权利要求I或2所述的一种双半波多电压稳压电源电路，其特征是，所述电压输出模块和多个电压增加模块中均包含有第一二极管、第二二极管、第二稳压管和并联在第二稳压管两端的滤波电容，所述第一二极管、第二二极管顺次连接，所述第二稳压管并联在所述第二二极管的阴极和所述第二输入端之间，同时电压输出模块的第一二极管的阴极和第二二极管的阳极之间连接一第一稳压管至所述第二输入端。
7.根据权利要求6所述的一种双半波多电压稳压电源电路，其特征是，所述第二半波稳压电路中的所述电压输出模块和多个电压增加模块中的第一稳压管和第二稳压管的阳极均连接至所述第二输入端。
8.根据权利要求6所述的一种双半波多电压稳压电源电路，其特征是，所述第一半波稳压电路中的所述电压输出模块和多个电压增加模块中的第一稳压管和第二稳压管的阴极均连接至所述第二输入端。
9.根据权利要求6所述的一种双半波多电压稳压电源电路，其特征是，所述限流电阻一端连接至所述RC阻容降压电路，另外一端连接至所述第一半波稳压电路中的第一二极管的阴极和所述第二半波稳压电路中的第一二极管的阳极。
10.根据权利要求3所述的一种双半波多电压稳压电源电路，其特征是，所述各稳压二极管的稳压值范围为3. OV 36V，且所述电压输出模块、第一电压增加模块、第二电压增加模块中的稳压二极管的稳压值依次增加。
专利摘要本实用新型公开了一种双半波多电压稳压电源电路，包含第一输入端和第二输入端、保险丝、RC阻容降压电路、限流电阻，并联的第一半波稳压电路和第二半波稳压电路中均包含一电压输出模块和多个电压增加模块，其中一个电压增加模块并联于电压输出模块与第二输入端之间，其余电压增加模块依次并联于上一个电压增加模块与第二输入端之间。本实用新型的电路利用输入交流电压中的正、负双半波，分别经电压输出模块、第一电压增加模块、第二电压增加模块增压变换后可输出多种不同的直流电压，提高了输入电压转换使用效率和能量利用率；满足了电路中对多种电压稳压电源的需求，大大减化了稳压电源电路，减少了电路中的元器件，使电路布局更紧凑，节省了空间。
文档编号H02M7/08GK202602550SQ20122023559
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年5月24日
发明者周荣, 杜晓斌, 景新宇, 谌清平 申请人:苏州路之遥科技股份有限公司