一种电源及其电压转换电路的制作方法

本实用新型属于电压转换技术领域，尤其涉及一种电源及其电压转换电路。

背景技术：

作为向各种用电设备提供功率的装置，电源需要将输入电压转换成各种用电设备所需的电压，因此，电源电路中经常会设置电压转换电路，而电压转换电路主要是将由电网中接入的220V市电转换成用电设备所需的电压。

然而，由于电网会随着外界环境发生一定的波动，因此，将电网中输出的电压直接接入电路时，整个电压转换电路的输出电压也会不稳定；此外，电压转换过程中产生的杂波也会影响到输出电压的稳定性。

综上所述，现有的电压转换电路存在输出不稳定的情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电源及其电压转换电路，旨在一定程度上解决现有的电压转换电路存在输出不稳定的问题。

本实用新型是这样实现的，一种电压转换电路，接收220V交流市电，电压转换电路包括：过压保护模块、整流滤波模块、采样模块、电压转换模块以及稳压模块；

所述过压保护模块的输入端接收所述220V交流市电，所述过压保护模块的输出端与所述整流滤波模块的输入端连接，所述整流滤波模块的输出端与所述采样模块的输入端以及所述电压转换模块的第一端连接，所述采样模块的输出端与所述稳压模块的电压端连接，所述稳压模块的输入端与所述电压转换模块的第三端连接，所述稳压模块的输出端与所述电压转换模块的第二端连接，所述电压转换模块的输出端输出充电电压；

所述过压保护模块在接收的所述220V交流市电瞬间增大时对所述电压转换电路进行过压保护，所述整流滤波模块对所述220V交流市电进行整流滤波后输出直流电，所述采样模块对所述直流电进行采样，触发所述稳压模块工作，所述稳压模块将所述直流电逆变为交流电输出至所述电压转换模块，所述电压转换模块对所述交流电进行电压转换后输出所述充电电压，所述稳压模块对所述交流电进行采样，以使得所述电压转换模块输出的所述充电电压恒定。

本实用新型的另一目的在于提供一种电源，电源包括上述的电压转换电路。

在本实用新型中，通过采用包括过压保护模块、整流滤波模块、采样模块、电压转换模块以及稳压模块的电压转换电路，使得过压保护模块在220V交流市电发生波动时对该电压转换电路进行保护，并且经由整流滤波模块对220V交流市电进行整流滤波之后，在稳压模块对该直流电逆变后，由电压转换模块进行电压转换输出充电电压，其中，采样模块对整流滤波后的直流电进行采样以触发稳压模块，稳压模块采样对电压转换模块的输入进行采样，以使得所述电压转换模块输出的所述充电电压恒定。该电压转换电路能够稳定可靠的在交流市电发生波动时对电压转换电路进行保护，使得电压转换电路的输出电压不会受影响，且能够吸收和滤掉电压转换过程中产生的杂波，并且稳压模块对电压转换电路输出的充电电压进行再次稳定，在一定程度上解决了现有的电压转换电路存在输出不稳定的问题。

附图说明

图1是本实用新型一实施例所提供的一种电压转换电路的模块结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例所提供的一种电压转换电路的模块结构示意图；

图3是本实用新型一实施例所提供的电压转换电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述：

图1示出了本实用新型一实施例所提供的一种电压转换电路1的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本实用新型实施例所提供的一种电压转换电路1接收220V交流市电，并且该电压转换电路1包括：过压保护模块10、整流滤波模块20、采样模块30、电压转换模块50以及稳压模块40。

其中，过压保护模块10的输入端接收220V交流市电，过压保护模块10的输出端与整流滤波模块20的输入端连接，整流滤波模块20的输出端与采样模块30的输入端以及电压转换模块50的第一端连接，采样模块30的输出端与稳压模块40的电压端连接，稳压模块40的输入端与电压转换模块50的第三端连接，稳压模块40的输出端与电压转换模块50的第二端连接，电压转换模块50的输出端输出充电电压。

具体的，过压保护模块10在接收的220V交流市电瞬间增大时对电压转换电路1进行过压保护，整流滤波模块20对220V交流市电进行整流滤波后输出直流电，采样模块30对直流电进行采样，触发稳压模块40工作，稳压模块40将直流电逆变为交流电输出至电压转换模块50，电压转换模块50对交流电进行电压转换后输出充电电压，稳压模块40对交流电进行采样，以使得电压转换模块50输出的充电电压恒定。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，由于过压保护模块10接收的220V交流市电是由电网输出的，而电网容易受到外部环境的干扰，例如雷击等，因此本实用新型实施例中的220V交流市电瞬间增大包括但不限于因雷击、电路故障等原因所引起的电压、电流增大；此外，接收的220V交流市电瞬间增大的电压高于过压保护模块10预设的电压值。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，过压保护模块10包括防雷击保护单元101和浪涌电流保护单元102。

其中，防雷击保护单元101的第一输入端和第二输入端为过压保护模块10的输入端，防雷击保护单元101的输出端与浪涌电流保护单元102的输入端连接，浪涌电流保护单元102的输出端为过压保护模块10的输出端。

具体的，当接收的220V交流市电瞬间增大时，防雷击保护单元101导通，以对电压转换电路1进行保护；浪涌电流保护单元102抑制开机瞬间产生的浪涌电流。

具体实施时，当接收的220V交流市电瞬间增大高于预设电压时，防雷击保护单元101导通，以对电压转换电路1进行保护，当接收的220V交流市电在预设电压范围之内时，防雷击保护单元101不导通；电压转换电路1开机瞬间会产生浪涌电流，浪涌电流保护单元102抑制开机瞬间产生的浪涌电流，完成开机之后，浪涌电流保护单元102不会对后续电压转换电路1的工作电流造成影响。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，稳压模块40包括储能单元402、采样单元401以及控制单元403。

其中，储能单元402的输入端和采样单元401的输入端共接形成稳压模块40的输入端，储能单元402的输出端与控制单元403的电压输入端共接形成稳压模块40的电压端，采样单元401的输出端与控制单元403的电压反馈端连接，控制单元403的输出端为稳压模块40的输出端。

具体的，储能单元402向控制单元403提供工作电压，控制单元403对直流电进行逆变处理，以输出交流电，采样单元401对交流电进行采样，并将采样结果反馈至控制单元403，控制单元403根据反馈结果使得电压转换模块50输出的充电电压恒定。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，防雷击保护单元101包括保险丝F和压敏电阻RV。其中，保险丝F的第一端为防雷击保护单元101的第一输入端，保险丝F的第二端与压敏电阻RV的第一端共接形成防雷击保护单元101的输出端，压敏电阻RV的第二端为防雷击保护单元101的第二输入端。

具体的，当输入的220V交流市电在预设电压范围之内时，压敏电阻RV的阻值大，保险丝F不会熔断，当输入的220V交流市电高出预设电压值时，压敏电阻RV瞬间导通，防雷击保护单元101中的电流全部流过压敏电阻RV，保险丝F熔断，以保护电压转换电路1。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，浪涌电流保护单元102包括热敏电阻NTC。其中，热敏电阻NTC的第一端为浪涌电流保护单元102的输入端，热敏电阻NTC的第二端为浪涌保护单元的输出端。

具体的，热敏电阻NTC抑制电路开机瞬间产生的浪涌电流，然后通过电流的持续作用，热敏电阻NTC的电阻值下降变得非常小，不会对电压转换电路1正常的工作电流造成影响，使得其可以简单有效地对电压转换电路1进行保护。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，储能单元402包括第一电阻R1、第一二极管D1、第一电容C1以及第二电容C2。

其中，第一电阻R1的第一端为储能单元402的输入端，第一电阻R1的第二端与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极与第一电容C1的第一端以及第二电容C2的第一端共接形成储能单元402的输出端，第一电容C1的第二端和第二电容C2的第二端共接于等电势端。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，采样单元401包括第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4。

其中，第二电阻R2的第一端为采样单元401的输入端，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端以及第四电阻R4的第一端共接形成采样单元401的输出端。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，控制单元403包括电源驱动芯片。

其中，电源驱动芯片的电压输入端为控制单元403的电压输入端，电源驱动芯片的电压反馈端为控制单元403的电压反馈端，电源驱动芯片的第一输出端和第二输出端共接形成控制单元403的输出端。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，电源驱动芯片采用的是AP3970型号的芯片，芯片内置有开关管。

具体的，该芯片1脚为接地补偿端，2脚为电压反馈端，3脚为电压输入端，4脚为感应电流端，5脚、6脚为内部开关管的集电极端，并且芯片的5脚、6脚为控制单元403的输出端，8脚为接地端。由于该AP3970芯片内部集成有开关管，因此，该AP3970芯片可通过内部集成的开关管将整流滤波模块20输出的直流电转化为交流电输出。此处需要说明的是，有关于AP3970芯片的相关工作原理，可参考现有技术，此处不做具体限制。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，电压转换电路1还包括滤波模块60。其中，滤波模块60的输入端与电压转换模块50的输出端连接。

具体的，滤波模块60对电压转换模块50输出的充电电压整流并吸收尖峰脉冲，进行二次滤波后输出。

进一步地，该滤波模块60包括尖峰脉冲吸收单元601与第一滤波单元602。

其中，尖峰脉冲吸收单元601的输入端为滤波模块60的输入端，尖峰脉冲吸收单元601的输出端与第一滤波单元602的输入端连接，第一滤波单元602的输出端为滤波模块60的输出端。

具体的，尖峰脉冲吸收单元601对电压转换模块50输出的充电电压进行整流，然后吸收尖峰脉冲，而第一滤波单元602对经过尖峰脉冲吸收单元601处理后的充电电压进行二次滤波处理，以消除充电电压中的杂波信号。

其中，尖峰脉冲吸收单元601包括第二二极管D2、第五电阻R5、第六电阻R6以及第三电容C3。

具体的，第二二极管D2的阳极、第五电阻R5的第一端以及第六电阻R6的第一端共接形成尖峰脉冲吸收单元601的输入端，第五电阻R5的第二端和第六电阻R6的第二端与第三电容C3的第一端连接，第二二极管D2的阴极与第三电容C3的第二端共接形成尖峰脉冲吸收单元601的输出端。

进一步地，第一滤波单元602包括第四电容C4、第七电阻R7以及第五电容C5。

其中，第四电容C4的第一端、第七电阻R7的第一端以及第五电容C5的第一端共接形成第一滤波单元602的输入端，第四电容C4的第二端、第七电阻R7的第二端以及第五电容C5的第二端共接形成第一滤波单元602的输出端。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，整流滤波模块20包括整流单元201与第二滤波单元202。

其中，整流单元201的输入端为整流滤波模块20的输入端，整流单元201的输出端与第二滤波单元202的输入端连接，第二滤波单元202的输出端为整流滤波模块20的输出端。

具体的，整流单元201将220V交流市电整流为单向脉动直流电，第二滤波单元202对该单向脉动直流电进行初次滤波，以消除单向脉动直流电中的杂波信号。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，整流单元201可采用桥式整流电路实现，第二滤波单元202可采用EMC电路实现，而关于桥式整流电路和EMC电路的相关工作原理，可参考现有技术，此处不做具体限制。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，电压转换模块50包括变压器T。

其中，该变压器T的第一初级绕组的第一端和第二端分别为电压转换模块50的第一端和第二端，该变压器T的第二初级绕组的第一端为电压转换模块50的第三端，该变压器T的第二初级绕组的第二端连接于等电势端，该变压器T的次级绕组的第一端和第二端为电压转换模块50的输出端。

具体的，该变压器T对稳压模块40输出的交流电进行一定比例的降压，以输出用电设备需要的电压；此外，由于该该变压器T的第二初级绕组的电压与次级绕组的电压成正比，因此，稳压模块40可通过对该第二初级绕组的交流电进行稳压，以实现变压器T输出的充电电压也稳定。

进一步地，作为本实用新型一优选实施例，如图3所示，电压转换模块50还包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C8以及二极管D7。

其中，电阻R12的第一端和电阻R13的第一端以及电容C8的第一端共接于变压器T的第一初级绕组的第一端，电阻R12的第二端和电阻R13的第二端以及电容C8的第二端于电阻R14的第一端连接，电阻R14的第二端与二极管D7的阴极连接，二极管D7的阳极与变压器T的第一初级绕组的第二端。

在本实用新型实施例中，由电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C8以及二极管D7组成的电路，可有效地对输入至变压器T的交流电进行尖峰脉吸收处理，以消除杂波信号对变压器T的输入交流电的干扰。

下面以图3所示的电路为例对本实用新型所提供的一种电压转换电路1的工作原理作具体说明，详述如下：

如图3所示，首先，当接入电压转换电路1的220V交流市电瞬间增大超过预设电压值时，压敏电阻RV导通，保险丝F熔断，以保护电压转换电路1；当接入电压转换电路1的220V交流市电在预设电压值范围之内，电压转换电路1开机瞬间产生的浪涌电流由热敏电阻NTC吸收，通过电流的持续作用，热敏电阻NTC的电阻值下降变得非常小，不会对电压转换电路1正常的工作电流造成影响，以保护电压转换电路1不受开机瞬间产生的浪涌电流的损害。

之后，220V交流市电输入桥式整流电路进行整流，将220V交流市电整流成单向脉动直流电，单向脉动直流电再经过低通滤波器，尽可能减小脉动直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使电压纹波系数降低，输出波形平直的直流电。

进一步地，采样模块30对直流电进行采样，输出至电源驱动芯片的电压输入端，触发电源驱动芯片的工作；而该电源驱动芯片将该直流电逆变为交流电后输出至变压器T，以使得变压器T对该交流电进行电压变换，并输出充电电压至用电设备。

此外，第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4对变压器T的第二初级绕组的交流电进行采样，并向第一电容C1和第二电容C2充电，为电源驱动芯片提供工作电压。同时，第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4将采样的电压输出至电源驱动芯片的电压反馈端，以控制变压器T的第二初级绕组上的电压恒定，使得与该变压器T的第二初级绕组上电压成一定比例的充电电压恒定，以实现电压转换电路1输出稳定的目的，并且最后由尖峰脉冲吸收电路吸收尖峰脉冲，以及滤波电路进行杂波滤除滤掉杂波后输出，得到更恒定的直流充电电压。

在本实施例中，本实用新型采用压敏电阻RV和保险丝F保护电压转换电路1过压，采用热敏电阻NTC吸收开机瞬间浪涌电流，以AP3970为控制芯片，配以经过多重优化的外围电流结合整流滤波模块20、电压转换模块50以及滤波模块60组成，容易实现且功率因数高、多重保护、电压转换电路1工作稳定。

进一步地，本实用新型还提供了一种电源，该电源包括上述电压转换电路1。

需要说明的是，由于本实用新型实施例所提供的电源的电压转换电路1和图1至图3所提供的电压转换电路1相同，因此，本发明实施例所提供的电源中的电压转换电路1的具体工作原理，可参考前述关于图1至图3的详细描述，此处不再赘述。

在本实用新型中，通过采用包括过压保护模块、整流滤波模块、采样模块、电压转换模块以及稳压模块的电压转换电路，使得过压保护模块在220V交流市电发生波动时对该电压转换电路进行保护，并且经由整流滤波模块对220V交流市电进行整流滤波之后，在稳压模块对该直流电逆变后，由电压转换模块进行电压转换输出充电电压，其中，采样模块对整流滤波后的直流电进行采样以触发稳压模块，稳压模块采样对电压转换模块的输入进行采样，以使得所述电压转换模块输出的所述充电电压恒定。该电压转换电路能够稳定可靠的在交流市电发生波动时对电压转换电路进行保护，使得电压转换电路的输出电压不会受影响，且能够吸收和滤尽电压转换过程中产生的杂波，并且稳压模块对电压转换电路输出的充电电压进行再次稳定，在一定程度上解决了现有的电压转换电路存在输出不稳定的问题。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。