专利名称：高压电源降压装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够将交流高压电源或直流高压电源的电压降低为低压稳压直流输出电压的装置。
背景技术：
目前高压降压电路尚属于一种附属电路，传统上常用的交流电容降压装置由于输出功率较小，输出电流最多为毫安级电流。交流电容降压装置要想获得大的输出电流则需要大容量的高压电容。由于高压电容在价格和工艺上的限制，约束了交流电容降压装置的使用和推广。
对于一定频率的交流输入电压，电容的阻抗是固定的，所以加在降压电容两端的电压和流过电容的电流成正比，交流电容降压装置虽然实现了降压功能，但是此装置得到的电压不稳定，受输出负载电流的影响较大。交流电容降压装置不适用于负载电流快速变化和要求稳定输入电压的场合。
另外，交流电容降压装置仅适用于高压交流电源的降压，不适用于直流高压电源的降压。由于交流电容降压装置利用的是电容的交流等效阻抗，所以对于直流高压电源来说，电容的阻抗无穷大，从而直接将直流输入电源和直流输出隔离开了，以致于电路无法正常工作。
由上可见，需要一种新的能够将交流高压电源或直流高压电源降低为低压稳压直流输出电压的高压电源降压装置。
发明内容
鉴于上述一个或多个问题，本发明的目的在于提出一种结构简单、成本更低廉的高压电源降压装置。
根据本发明的高压电源降压装置包括基准电压提供单元，与迟滞比较器的输入端相连接；迟滞比较器，其输入端连接基准电压提供单元和储能电容，输出端连接恒流电路；恒流电路，其输入端连接迟滞比较器和高压电源，输出端连接储能电容；以及储能电容，其输入端连接恒流电路，输出端连接迟滞比较器，并且储能电容的输出端作为高压电源降压装置的输出端。
其中，恒流电路包括V-I变换电路和高压晶体管。高压电源降压装置的最大输出电流由恒流电路的电路设置决定。基准电压提供单元连接在迟滞比较器的正相输入端，储能电容连接在迟滞比较器的反相输入端。储能电容的充电速度大于放电速度。储能电容的最高输出电压为迟滞比较器的上门限电压。储能电容的最低输出电压为迟滞比较器的下门限电压。高压电源降压装置的输出电流小于预定值。高压电源降压装置的输出电压的波动范围为迟滞比较器的回差。高压电源降压装置的输出电压由迟滞比较器的上、下门限电压决定。
本发明从根本上解决了交流降压装置输出功率小、输出电压不稳定的问题，并且本发明的高压电源降压装置结构简单、成本更低廉。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是根据本发明的高压电源降压装置的原理框图。
具体实施例方式
下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式
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图1示出了根据本发明的高压电源降压装置的原理框图。如图1所示，高压电源降压装置由高压晶体管、储能电容、V-I变换电路，电压基准、及迟滞比较器五部分组成。其中，电压基准输入迟滞比较器的正相输入端，储能电容上的低压输出输入迟滞比较器的反相输入端，迟滞比较器输出控制由V-I变换电路和高压晶体管构成恒流源电路的通断，从而可以实现降压的目的。
本发明的核心电路是由V-I变换电路和高压晶体管构成的恒流源电路，该恒流电路的作用是限制储能电容的充电电流，防止储能电容因为电压过高而损坏。迟滞比较器通过将储能电容上的输出电压采样，并将其与电压基准进行迟滞比较，来确定恒流源电路的导通和关断、以及控制高压电源是否对储能电容恒流充电，从而实现对储能电容输出电压的控制，达到降压、稳压的目的。储能电容上输出电压的最高电压为迟滞比较器的上门限电压，储能电容的最低电压为迟滞比较器的下门限电压，输出低压的波动范围为迟滞比较器的回差，本发明具有输出电压稳定度高的特点。
首先，本发明的最大输出电流由V-I变换电路和高压晶体管构成的恒流源电路的电路设置决定。设计者可以根据不同的需求设置不同的恒流电流。本发明的电路正常工作时，输出电流应小于恒流设定值，储能电容的充电速度大于放电速度。储能电容上的输出电压经过采样输入到迟滞比较器的反相输入端，与迟滞比较器的正相输入端的电压基准进行比较，通过迟滞比较器的输出来控制恒流电路的通断，使得高压电源仅在部分时间对储能电容恒流充电，从而降低本发明的功耗，提高了整个系统的效率。
其次，本发明的输出电压由迟滞比较器的上、下限门限电压决定。储能电容上的输出电压经过采样输入到迟滞比较器的反相输入端，和迟滞比较器正相输入端的电压基准进行比较，构成了一个负反馈回路来控制高压电源是否对储能电容充电。系统上电后，储能电容上的输出电压初始状态为零，高压电源通过恒流电路对储能电容充电并给后端电路供电，此时储能电容上的输出电压逐渐增高，当输出电压超过迟滞比较器的上门限电压后，迟滞比较器输出低电平，从而关断恒流电路，电压电源停止对储能电容充电，由储能电容单独对后端电路供电，储能电容上的电压逐渐降低，当储能电容上的输出电压低于迟滞比较器的下门限电压后，迟滞比较器输出高电平，打开恒流电路，对储能电容充电，周而复始，从而实现了高压电源的降压稳压过程。
最后，即使对于高压直流电源，本发明也可以通过控制恒流电路的通断来实现降压目的。
本发明的核心电路是由V-I变换电路和高压晶体管构成的恒流源电路。由于正常工作时，高压晶体管工作在线形放大区，所以加到高压晶体管上的电压较高，消耗在晶体管上的功耗较大，所以设计时需要注意该高压晶体管的耐压和散热问题。
本发明结构简单，输出电流最大值可以根据需求设定，并可以随着输出电流的变化自动调节恒流电路的通断，从而降低了功耗。输出电压也可以根据需求来设定，输出电压的稳定度高，不受输出负载电流的影响，具有稳压功能。本发明可以实现对直流高压电源的降压功能，具有十分重要的推广意义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高压电源降压装置，其特征在于，所述装置包括基准电压提供单元，与迟滞比较器的输入端相连接；所述迟滞比较器，其输入端连接所述基准电压提供单元和储能电容，输出端连接恒流电路；所述恒流电路，其输入端连接所述迟滞比较器和高压电源，输出端连接所述储能电容；以及所述储能电容，其输入端连接所述恒流电路，输出端连接所述迟滞比较器。
2.根据权利要求1所述的高压电源降压装置，其特征在于，所述恒流电路包括V-I变换电路和高压晶体管。
3.根据权利要求1或2所述的高压电源降压装置，其特征在于，所述高压电源降压装置的最大输出电流由所述恒流电路的电路设置决定。
4.根据权利要求3所述的高压电源降压装置，其特征在于，所述基准电压提供单元连接在所述迟滞比较器的正相输入端，所述储能电容连接在所述迟滞比较器的反相输入端。
5.根据权利要求4所述的高压电源降压装置，其特征在于，所述储能电容的充电速度大于放电速度。
6.根据权利要求4所述的高压电源降压装置，其特征在于，所述储能电容的最高输出电压为所述迟滞比较器的上门限电压。
7.根据权利要求4所述的高压电源降压装置，其特征在于，所述储能电容的最低输出电压为所述迟滞比较器的下门限电压。
8.根据权利要求4所述的高压电源降压装置，其特征在于，所述高压电源降压装置的输出电流小于预定值。
9.根据权利要求4所述的高压电源降压装置，其特征在于，所述高压电源降压装置的输出电压的波动范围为所述迟滞比较器的回差。
10.根据权利要求4所述的高压电源降压装置，其特征在于，所述高压电源降压装置的输出电压由所述迟滞比较器的上、下门限电压决定。
全文摘要
本发明公开了一种高压电源降压装置。该装置包括基准电压提供单元，与迟滞比较器的输入端相连接；迟滞比较器，其输入端连接基准电压提供单元和储能电容，输出端连接恒流电路；所述恒流电路，其输入端连接迟滞比较器和高压电源，输出端连接储能电容；以及储能电容，其输入端连接恒流电路，输出端连接迟滞比较器。本发明结构简单、成本低廉，且能够将交流和/或直流高压电源的电压降低为低压稳压直流输出电压。
文档编号H02M3/06GK101071992SQ20071009088
公开日2007年11月14日 申请日期2007年4月9日 优先权日2007年4月9日
发明者刘磊, 周毅, 刘文斌 申请人:中兴通讯股份有限公司