專利名稱：實用的無變壓器開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子技術(shù)和電源技術(shù)領(lǐng)域，是關(guān)于一種實用的無變壓器開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
無變壓器開關(guān)電源的工作原理與普通開關(guān)穩(wěn)壓電源有相似之處，其特點是無變壓器開關(guān)電源不像開關(guān)穩(wěn)壓電源那樣電路中使用很多的電子元件。它也有著阻容降壓電路的特點，但本實用新型比用阻容降壓電路制作電源有較大的輸出功率。它是一種新型電子變壓器，它具有電路結(jié)構(gòu)簡單、輸出功率較大、工作性能穩(wěn)定、整機重量輕、且易于制作的特點?？朔藗鹘y(tǒng)的硅鋼片制作變壓器有著體積大、笨重、消耗銅材多、價格高等缺陷，所以無變壓器開關(guān)電源可廣泛用于負載變化不太大的場合，如作為各種控制電路的工作電源。以下詳細說明這種實用的無變壓器開關(guān)電源在制作過程中涉及的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容。

實用新型內(nèi)容發(fā)明目的及有益效果本實用新型所述的實用的無變壓器開關(guān)電源有著開關(guān)穩(wěn)壓電源類似的優(yōu)點，但它不像開關(guān)穩(wěn)壓電源那樣電路中使用很多的電子元件。它也有著阻容降壓電路特點，但它又比用阻容降壓電路制作電源有較大的輸出功率。它是一種新型電子變壓器，它具有電路結(jié)構(gòu)簡單、輸出功率較大、工作性能穩(wěn)定、整機重量輕、制作成本低、且易于制作的特點?？朔藗鹘y(tǒng)的硅鋼片制作變壓器有著體積大、笨重、消耗銅材多、價格高等缺陷，所以無變壓器開關(guān)電源可廣泛用于負載變化不太大場合，如作為各種控制電路的工作電源。技術(shù)特征實用的無變壓器開關(guān)電源，由市電電源AC、半波整流電源、15V穩(wěn)壓電路、RC移相電路、N溝道場效應(yīng)管VTl及其控制電路、直流輸出電壓濾波電路組成，其特征在于RC移相電路由電阻R1、電位器RP與電容Cl組成，其連接特征是電阻Rl的一端接市電電源AC的火線端L，電阻Rl的另一端同接電位器RP的一端與電位器RP的活動端及電容Cl的一端，電位器RP的另一端接NPN型晶體管VT2的基極，電容Cl的另一端接市電電源AC的零線端N ；N溝道場效應(yīng)管VTl及其控制電路由NPN型晶體管VT2、硅整流二極管D3和N溝道場效應(yīng)管VTl組成，其連接特征是NPN型晶體管VT2的基極接硅整流二極管D3的負極， 硅整流二極管D3的正極和NPN型晶體管VT2的發(fā)射極與市電電源AC的零線端N相連，NPN 型晶體管VT2的集電極接15V穩(wěn)壓電路的正極和N溝道場效應(yīng)管VTl的柵極G，N溝道場效應(yīng)管VTl的漏極D接半波整流電源的正極，N溝道場效應(yīng)管VTl的源極S接直流輸出電壓濾波電路的正極。其他部分電路中元器件相互之間的連接關(guān)系15V穩(wěn)壓電路由硅整流二極管D2、電容C2、電阻R3和穩(wěn)壓二極管DW組成，其特征是硅整流二極管D2的正極市電電源AC的火線端L，硅整流二極管D2的負極同接電容C2 的一端、電阻R3的一端，電容C2的另一端接市電電源AC的零線端N，電阻R3的另一端接穩(wěn)壓二極管DW的負極和NPN型晶體管VT2的集電極，穩(wěn)壓二極管DW的正極接市電電源AC的
零線端N。半波整流電源由硅整流二極管D1、電阻R2組成，其特征是硅整流二極管Dl的正極接市電電源AC的火線端L，硅整流二極管Dl的負極接電阻R2的一端，電阻R2的另一端接N溝道場效應(yīng)管VTl的漏極D。直流輸出電壓濾波電路的連接特征是電解電容C3的正極和電阻R4的一端同接 N溝道場效應(yīng)管VTl的源極S，電解電容C3的負極和電阻R4的另一端同接市電電源AC的
零線端N。電路工作原理市電220V電壓經(jīng)整流二極管D2半波整流和電容C2濾波，為N溝道場效應(yīng)管VTl (MOSFET)的柵極和NPN型晶體管VT2的集電極提供直流電壓。電阻R1、電位器RP與電容Cl組成RC移相電路。整流二極管D3是為電容Cl對地充、放電而設(shè)置。N 溝道場效應(yīng)管VTl的導(dǎo)通與截止受NPN型晶體管VT2的控制。在交流電的正半周，通過電阻R1、電位器RP使NPN型晶體管VT2導(dǎo)通。在NPN型晶體管VT2導(dǎo)通期間，N溝道場效應(yīng)管VTl截止。反之，在NPN型晶體管VT2截止時，N溝道場效應(yīng)管VTl則導(dǎo)通。整流二極管 Dl的作用是確保N溝道場效應(yīng)管VTl只在交流電的正半周的初始階段導(dǎo)通，形成脈沖電流對大容量濾波電容C3充電。RC移相電路產(chǎn)生移相電壓，而且當(dāng)移相電壓達到整流二極管 D3的門限電壓時，NPN型晶體管VT2則導(dǎo)通，使N溝道場效應(yīng)管VTl截止，進而對濾波電容 C3的充電停止。由于N溝道場效應(yīng)管VTl的漏極串接一只整流二極管D1，故在交流電負半周不能對濾波電容C3充電。盡管在N溝道場效應(yīng)管VTl導(dǎo)通時產(chǎn)生的脈沖電流寬度很窄， 對濾波電容C3的充電時間很短，但由于濾波電容C3的容量非常大，放電時間常數(shù)也很大， 濾波電容C3上的電壓因放電剛開始下降不多的情況下，N溝道場效應(yīng)管VTl再次導(dǎo)通，又接著對濾波電容C3充電。因此，在濾波電容C3兩端可產(chǎn)生比較平滑的直流輸出電壓。在N溝道場效應(yīng)管VTl漏極上串聯(lián)的電阻R2，其作用是減小充電電流峰值，并可延長N溝道場效應(yīng)管VTl的導(dǎo)通時間。

附圖是本實用新型提供一個實用的無變壓器開關(guān)電源的實施例電路工作原理圖。
具體實施方式
按照附圖所示實用的無變壓器開關(guān)電源的電路工作原理圖和附圖說明，并且按照實施例所述的元器件技術(shù)要求進行實施即可實現(xiàn)本實用新型。元器件的選擇及其技術(shù)參數(shù)VTl為N溝道場效應(yīng)管，其參數(shù)是連續(xù)漏電流4. 5A，漏極至源極擊穿電壓500V， 漏極至柵極耐壓500V，DS(ON)為1. 5 Ω，封裝形式為Τ0-220Α ；Dl D3選用3只1Ν4007型硅整流二極管，其中要求整流二極管D3的向壓降值彡 0. 74V ；Dff為穩(wěn)壓二極管，要求其穩(wěn)壓值為15V，功率為0. 5W ；[0020]VT2為NPN型晶體管，型號選用BC223，電流放大倍數(shù)β彡90、要求BVceo彡50V, 也可選用2SC9013等NPN型晶體管；電阻選用1/4W金屬膜電阻，電阻Rl的阻值為470ΚΩ，電阻R3的阻值為560ΚΩ ； 電阻R4的阻值為3. 6ΚΩ ；電阻R2是功率2W水泥電阻，阻值6. 8 Ω ；RP為電位器，阻值為 IOOK Ω ；電容Cl選用聚丙聚酯滌綸電容，其容量為0. 033μ F/160V ；電容C2的容量為 0. 01 μ F/400V ；C3 為電解電容，容量為 1000 μ F/25V。制作要點及電路調(diào)試在制作實用的無變壓器開關(guān)電源的過程中，只要選用的元器件性能完好，按照說明書附圖中電路工作原理圖所示元器件的連接關(guān)系進行焊接，在對焊接好的元器件及連線經(jīng)過認真核對無誤后，該開關(guān)電源基本勿需調(diào)試，接上市電電源即可正常工作。在調(diào)整電路時，先將電位器RP的活動臂置于中間位置，若經(jīng)過反復(fù)調(diào)節(jié)電位器RP 電路仍然不能正常工作，首先要檢測整流二極管D3的正向壓降值是否在0. 74V以下，否則需要調(diào)換NPN型晶體管VT2，使其基極與發(fā)射極的導(dǎo)通電壓值符合要求。本無變壓器開關(guān)電源的輸出直流電壓為12V，最大負載電流彡180mA。該無變壓器開關(guān)電源在空載時的輸出電壓稍偏高。需要指出的是由于這種無變壓器開關(guān)電源直接與市電電源連接，直流電壓輸出端與市電電源沒有任何隔離措施。因此，在使用中要特別注意安全。
權(quán)利要求1.一種實用的無變壓器開關(guān)電源，由市電電源Ac、半波整流電源、15V穩(wěn)壓電路、RC移相電路、N溝道場效應(yīng)管VTl及其控制電路、直流輸出電壓濾波電路組成，其特征在于RC移相電路由電阻Rl、電位器RP與電容Cl組成，其連接特征是電阻Rl的一端接市電電源AC的火線端L，電阻Rl的另一端同接電位器RP的一端與電位器RP的活動端及電容Cl的一端，電位器RP的另一端接NPN型晶體管VT2的基極，電容Cl的另一端接市電電源AC的零線端N ；N溝道場效應(yīng)管VTl及其控制電路由NPN型晶體管VT2、硅整流二極管D3和N溝道場效應(yīng)管VTl組成，其連接特征是NPN型晶體管VT2的基極接硅整流二極管D3的負極，硅整流二極管D3的正極和NPN型晶體管VT2的發(fā)射極與市電電源AC的零線端N相連，NPN型晶體管VT2的集電極接15V穩(wěn)壓電路的正極和N溝道場效應(yīng)管VTl的柵極G，N溝道場效應(yīng)管VTl的漏極D接半波整流電源的正極，N溝道場效應(yīng)管VTl的源極S接直流輸出電壓濾波電路的正極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實用的無變壓器開關(guān)電源，15V穩(wěn)壓電路由硅整流二極管D2、 電容C2、電阻R3和穩(wěn)壓二極管DW組成，其特征是硅整流二極管D2的正極市電電源AC的火線端L，硅整流二極管D2的負極同接電容C2的一端、電阻R3的一端，電容C2的另一端接市電電源AC的零線端N，電阻R3的另一端接穩(wěn)壓二極管DW的負極和NPN型晶體管VT2的集電極，穩(wěn)壓二極管DW的正極接市電電源AC的零線端N。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實用的無變壓器開關(guān)電源，半波整流電源由硅整流二極管 D1、電阻R2組成，其特征是硅整流二極管Dl的正極接市電電源AC的火線端L，硅整流二極管Dl的負極接電阻R2的一端，電阻R2的另一端接N溝道場效應(yīng)管VTl的漏極D。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實用的無變壓器開關(guān)電源，直流輸出電壓濾波電路的連接特征是電解電容C3的正極和電阻R4的一端同接N溝道場效應(yīng)管VTl的源極S，電解電容C3 的負極和電阻R4的另一端同接市電電源AC的零線端N。
專利摘要本實用新型是關(guān)于一種實用的無變壓器開關(guān)電源。該開關(guān)電源由市電電源AC、半波整流電源、15V穩(wěn)壓電路、RC移相電路、N溝道場效應(yīng)管VT1及其控制電路、直流輸出電壓濾波電路組成，其特征在于RC移相電路由電阻R1、電位器RP與電容C1組成；N溝道場效應(yīng)管VT1及其控制電路由NPN型晶體管VT2、硅整流二極管D3和N溝道場效應(yīng)管VT1組成。本實用新型有著開關(guān)穩(wěn)壓電源類似的優(yōu)點，但它不像開關(guān)穩(wěn)壓電源那樣使用很多電子元件。它也有著阻容降壓電路特點，但它又比用阻容降壓電路制作電源有較大輸出功率。這種新型電子變壓器具有電路結(jié)構(gòu)簡單、輸出功率較大、性能穩(wěn)定的特點?？朔藗鹘y(tǒng)硅鋼片制作變壓器有著體積大、笨重、消耗銅材多、價格高等缺陷。
文檔編號H02M7/217GK201985773SQ201120132448
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者劉家發(fā) 申請人:劉家發(fā)