一种交流输入整流滤波电路的制作方法

1.本实用新型涉及开关电源技术领域，特别涉及一种交流输入的整流滤波电路。


背景技术：

2.开关电源的功率越来越大，在中大功率电源，全电压工况下，高压交流输入给储能大电容充电过程会产生较大冲击电流，需要进行冲击电流抑制；低压交流输入为给后端提供足够的能量，需要的电容容值较大，电容的体积和成本上升较高，且低压输入的电流也增大，导致前端电路的损耗增加，温升升高。常规的整流滤波电路采用热敏电阻或者定制电阻，串联在整流电路前，这样的电路在低压时损耗大，效率低，或者串联在整流电路后，滤波电容前，又会存在在带轻载或空载时输入浪涌导致整流电路损坏。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术的不足，本实用新型提供一种交流输入整流滤波电路，对交流输入时整流滤波电路的充电电流进行限制，解决中大功率低压交流输入时，损耗大，以及现有电路在带轻载或空载时输入浪涌导致整流电路损坏的问题。
4.为了解决上述问题，本实用新型通过以下的技术方案来实现：
5.一种交流输入整流滤波电路，包括电阻r1、电阻r2、开关器k1、电容c1、电容c2和整流电路；其中，所述电阻r2与开关器k1并联连接，电路的具体连接关系如下：
6.电阻r1的第一端与交流输入的l线连接，电阻r1的第二端与整流电路的第一端输入端连接，电阻r2的第一端与交流输入的n线连接，电阻r2的第二端与整流电路的第二输入端连接，整流电路的第一输出端与电容c1的一端连接，电容c1的第二端与电容c2的第一端连接，整流电路的第二输出端与电容c2的第二端连接，开关器k1的第一端与电阻r2和交流输入的n线的联接点连接，开关器k1的第二端与电容c1和电容c2的联接点连接。
7.优选的，所述整流电路包括二极管d1、二极管d2、二极管d3和二极管d4，二极管d1的阳极与二极管d2阴极连接作为整流电路的第一端输入端，二极管d3的阳极与二极管d4阴极连接作为整流电路的第二端输入端，二极管d1的阴极与二极管d3阴极连接作为整流电路的第一端输出端，二极管d2的阳极与二极管d4的阳极连接作为整流电路的第二端输出端。
8.优选的，所述整流电路还包括二极管d1'、二极管d2'、二极管d3'和二极管d4'，二极管d1'的阳极与二极管d2'的阴极连接同时也作为整流电路的第一端输入端，二极管d3'的阳极与二极管d4'的阴极连接同时也作为整流电路的第二端输入端，二极管d1'的阴极与二极管d3'的阴极连接同时也作为整流电路的第一端输出端，二极管d2'的阳极与二极管d4'的阳极连接同时也作为整流电路的第二端输出端。
9.优选的，所述整流电路包括二极管d1、二极管d2、二极管d3和二极管d4，还包括二极管d1'、二极管d2'、二极管d3'和二极管d4'，二极管d1的阳极与二极管d2的阴极连接作为整流电路的第一端输入端，二极管d3的阳极与二极管d4的阴极连接同时也作为整流电路的第一端输入端；二极管d1'的阳极与二极管d2'的阴极连接作为整流电路的第二端输入端，
二极管d3'的阳极与二极管d4'的阴极连接同时也作为整流电路的第二端输入端，二极管d1的阴极与二极管d3的阴极连接作为整流电路的第一端输出端，二极管d1'的阴极与二极管d3'的阴极连接同时也作为整流电路的第一端输出端，二极管d2的阳极与二极管d4的阳极连接作为整流电路的第二端输出端，二极管d2'的阳极与二极管d4'的阳极连接同时也作为整流电路的第二端输出端。
10.优选的，所述电阻r1和电阻r2为功率电阻或热敏电阻。
11.优选的，所述电容c1和电容c2为滤波电容或电解电容。
12.优选的，所述开关器k1为拨码开关、mos管、可控硅、继电器或igbt。
13.一种交流输入整流滤波电路，包括：
14.高压交流输入整流滤波电路，其包括，当交流输入的l线为正时，包括依次串联连接的交流输入的l线、电阻r1、二极管d1、电容c1、电容c2、二极管d4、电阻r2和交流输入的n线；当交流输入的n线为正时，包括依次串联连接的交流输入的n线、电阻r2、二极管d3、电容c1、电容c2、二极管d2、电阻r1和交流输入的l线；
15.低压交流输入整流滤波电路，其包括，当交流输入的l线为正时，包括依次串联连接的交流输入的l线、电阻r1、二极管d1、电容c1、开关器k1和交流输入的n线；当交流输入的n线为正时，包括依次串联连接的交流输入的n线、开关器k1、电容c2、二极管d2、电阻r1和交流输入的l线。
16.一种交流输入整流滤波电路，包括限流器、开关器、整流电路和滤波电路，交流输入端依次串联连接限流器、整流电路和滤波电路，所述开关器连接在交流输入端和限流器的联接点与滤波电路之间，且限流器与开关器并联连接。
17.在本实用新型交流输入整流滤波电路，由二极管d1、d2、d3、d4组成整流电路，电容c1和电容c2组成滤波电路，电阻r1和电阻r2用于交流输入时对整流电路和滤波电路的充电电流进行限制，开关器k1连接在交流输入的n线和电阻r2的联接点与滤波电路之间，用于在不同交流输入电压时，选择是否将电阻2与滤波电路之间连接，本实施例通过不同的交流输入电压，实现不同的整流滤波工作，输入高压时，开关器k1断开，实现全波整流的工作，输入低压时，开关器k1闭合，实现倍压整流的工作。
18.本实用新型的工作原理将结合具体的实施例进行描述，在这里不进行赘述，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
19.1、本实用新型电阻r2与开关器k1并联连接，在高压交流输入时，电阻r1和电阻r2串联，限制总阻值增加，冲击电流减小；在低压交流输入时，输入的电流变大，电流流过的器件损耗变大，温升较高，但因输入电压减小，可以使用较低阻抗的限流器，即电阻r1可以使用较小阻值的电阻，可减少电阻的损耗，降低器件的温升，还能提升系统低温的性能；
20.2、高压输入时滤波器两端电压维持较高电压，且波动范围减小，降低滤波器的成本和体积；低压输入时通过开关器k1实现备压整流，维持滤波器两端电压为高电压，同时降低整流器的损耗，降低器件温升，可使用低成本的器件，降低成本；
21.3、本实用新型在整流电路的前端都有连接限流电阻r1或r2，因此无论高低压输入，在带轻载或空载时，均可以对输入的浪涌电压和群脉冲电压进行抑制，保护了后端器件，提升了可靠性。
附图说明
22.图1为本实用新型第一实施例的电路图；
23.图2为本实用新型第二实施例的电路图；
24.图3为本实用新型第三实施例的电路图；
25.图4为本实用新型第四实施例的电路图；
26.图5为本实用新型第五实施例的电路图。
具体实施方式
27.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。
28.第一实施例
29.如图1所示，为本实用新型第一实施例交流输入整流滤波电路的电路图。整流滤波电路包括二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电阻r1、电阻r2、开关器k1、电容c1和电容c2。
30.电阻r1的第一端与交流输入的l线连接，电阻r1的第二端与二极管d1的阳极、二极管d2的阴极连接，电阻r2的第一端分别与交流输入的n线、开关器k1的第一端连接，电阻r2的第二端与二极管d3的阳极、二极管d4的阴极连接，二极管d1的阴极分别与电容c1的第一端、二极管d3的阴极连接，二极管d2的阳极分别与电容c2的第二端、二极管d4的阳极连接，电容c1的第二端分别与电容c2的第一端、开关器k1的第二端连接。
31.本实施例的工作原理如下：
32.高压交流输入时，开关器k1呈断开状态，交流输入的l线为正，交流输入的n线为负时，电流从交流输入的l线依次经过电阻r1、二极管d1后给电容c1和电容c2进行串联充电，再依次通过二极管d4、电阻r2后回到交流输入的n线；交流输入的n线为正，交流输入的l线为负时，电流从交流输入的n线依次经过电阻r2、二极管d3后给电容c1和电容c2进行串联充电，再依次通过二极管d2、电阻r1后回到交流输入的l线；在此过程中，电阻1和电阻2对输入冲击电流起到抑制作用，此时电流通过二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4为全波整流滤波；在高压交流输入时，电阻r1和电阻r2串联，限制总阻值增加，冲击电流减小。
33.低压交流输入时，开关器k1呈闭合状态，交流输入的l线为正，交流输入的n线为负时，电流从交流输入的l线依次经过电阻r1、二极管d1后给电容c1进行充电，再通过开关器k1，回到交流输入的n线；交流输入的n线为正，交流输入的l线为负时，电流从交流输入的n线通过开关器k1给电容c2进行充电，再依次通过二极管d2、电阻r1后回到交流输入的l线；在此过程中，电阻1对输入冲击电流起到抑制作用，此时电流通过二极管d1、二极管d2，为半波整流，电容c1和电容c2串联给负载放电，电容c1和电容c2串联形成倍压，此为倍压整流滤波，使得滤波电路两端电压与高压交流输入时的两端电压相近，维持滤波电路两端电压较小范围的波动；因开关器k1闭合，使电阻r2，以及二极管d3、二极管d4都被旁路。
34.本实施例交流输入整流滤波电路的特点是：电阻r2与开关器k1并联连接，在高压交流输入时，维持限流器的阻抗，即电阻r1和电阻r2串联，限制总阻值增加，保证较低的输入冲击电流；在低压交流输入时，输入的电流变大，电流流过的器件损耗变大，温升较高，但
因输入电压减小，可以使用较低阻抗的限流器，即电阻r1可以使用较小阻值的电阻，可减少电阻的损耗，降低器件的温升，还能提升系统低温的性能，同时电阻r2、二极管d3、二极管d4被旁路，减少了这些器件的损耗，可再次降低器件的温升，提高效率和可靠性；并且无论高低压输入，在整流电路的前端都有连接限流电阻r1或r2，可以对输入的浪涌电压和群脉冲电压进行抑制，保护整流电路、滤波电阻和负载端的器件，不被损坏。
35.第二实施例
36.如图2所示，为本实用新型第二实施例的电路原理图，本实施例整流电路的二极管d1、二极管d2、二极管d3和二极管d4的连接点换成了一个整流桥，本实施例的整流桥可以等效为第一实施例的四个二极管的连接方式，功效基本一样；当开关器k1闭合后，整流桥内的只有两个二极管会流过电流，另外的两个二极管被旁路，本实施例的电路结构和工作原理与第一实施例类似在此不做累述。
37.第三实施例
38.如图3所示，为本实用新型第三实施例的电路原理图，本实施例与第二实施例不同处在于整流电路增加了一个整流桥，两个整流桥并联连接。
39.即，整流电路包括二极管d1、二极管d2、二极管d3和二极管d4，二极管d1的阳极与二极管d2阴极连接作为整流电路的第一端输入端，二极管d3的阳极与二极管d4阴极连接作为整流电路的第二端输入端，二极管d1的阴极与二极管d3阴极连接作为整流电路的第一端输出端，二极管d2的阳极与二极管d4的阳极连接作为整流电路的第二端输出端。
40.整流电路还包括二极管d1'、二极管d2'、二极管d3'和二极管d4'，二极管d1'的阳极与二极管d2'的阴极连接同时也作为整流电路的第一端输入端，二极管d3'的阳极与二极管d4'的阴极连接同时也作为整流电路的第二端输入端，二极管d1'的阴极与二极管d3'的阴极连接同时也作为整流电路的第一端输出端，二极管d2'的阳极与二极管d4'的阳极连接同时也作为整流电路的第二端输出端。
41.第三实施例增加一个整流桥后，比第一实施例和第二实施例可以适用于更大的功率段。
42.本实施例的工作原理与第一实施例和第二实施例类似，在此不做累述。
43.第四实施例
44.如图4所示，为本实用新型第四实施例的电路原理图，本实施例与第二实施例不同处在于整流电路增加了一个整流桥，但是两个整流桥为串联连接，但是整流桥内都有两个二极管进行并联工作；
45.即，整流电路包括二极管d1、二极管d2、二极管d3和二极管d4，还包括二极管d1'、二极管d2'、二极管d3'和二极管d4'，二极管d1的阳极与二极管d2的阴极连接作为整流电路的第一端输入端，二极管d3的阳极与二极管d4的阴极连接同时也作为整流电路的第一端输入端；二极管d1'的阳极与二极管d2'的阴极连接作为整流电路的第二端输入端，二极管d3'的阳极与二极管d4'的阴极连接同时也作为整流电路的第二端输入端，二极管d1的阴极与二极管d3的阴极连接作为整流电路的第一端输出端，二极管d1'的阴极与二极管d3'的阴极连接同时也作为整流电路的第一端输出端，二极管d2的阳极与二极管d4的阳极连接作为整流电路的第二端输出端，二极管d2'的阳极与二极管d4'的阳极连接同时也作为整流电路的第二端输出端。
46.本实施例的工作原理如下：
47.高压交流输入时，开关器k1呈断开状态，交流输入的l线为正，交流输入的n线为负时，电流从交流输入的l线依次经过电阻r1，通过第一个整流桥内两个并联二极管d1和d3，给电容c1和电容c2进行串联充电，再通过第二个整流桥内两个并联二极管d2'和d4'，再经过电阻r2，回到交流输入的n线；交流输入的n线为正，交流输入的l线为负时，电流从交流输入的n项经过电阻r2，通过第二个整流桥内两个并联二极管d1'和d3'，给电容c1和电容c2进行串联充电，再通过第一个整流桥内两个并联二极管d2和d4，再经过电阻r1，回到交流输入的l线。
48.低压交流输入时，开关器k1呈闭合状态，交流输入的l线为正，交流输入的n线为负时，电流从交流输入的l线依次经过电阻r1，通过第一个整流桥内两个并联二极管d1和d3，给电容c1进行充电，再通过开关器k1，回到交流输入的n线；交流输入的n线为正，交流输入的l线为负时，电流从交流输入的n线通过开关器k1，给电容c2进行充电，再通过第一个整流桥内两个并联二极管d2和d4，再经过电阻r1，回到交流输入的l线；低压交流输入下电阻r1和第二个整流桥d2被旁路。
49.第四实施例增加一个整流桥后，比第一实施例和第二实施例可以适用于更大的功率段。
50.第四实施例是一个整流桥的内部两个二极管进行并联，其二极管参数基本一致，并联下二极管的均流情况好于第三实施例两个整流桥的一个二极管并联方式。
51.第五实施例
52.如图5所示，为本实用新型第五实施例的电路原理图，本实施例与第二实施例的电路结构类似，其区别在于电阻r1的连接关系，电阻r1的第一端与交流输入的n线连接，电阻r1的第二端分别与电阻r2的第一端、开关器k1的第一端连接；本实施例的工作原理与第一实施例和第二实施例类似在此不做累述。
53.以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的实用新型构思，并不用以限制本实用新型，对于本技术领域的普通技术人员来说，凡在不脱离本实用新型原理的前提下，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。