一種基於RCπ型濾波設計的穩壓電路的製作方法

2023-05-02 16:52:06

本發明涉及穩壓技術領域，具體的說，是一種基於RCπ型濾波設計的穩壓電路。

背景技術：

電源是向電子設備提供功率的裝置，也稱電源供應器，把其他形式的能轉換成電能的裝置叫做電源。發電機能把機械能轉換成電能，乾電池能把化學能轉換成電能。發電機、乾電池等叫做電源。通過變壓器和整流器，把交流電變成直流電的裝置叫做整流電源。能提供信號的電子設備叫做信號源。晶體三極體能把前面送來的信號加以放大，又把放大了的信號傳送到後面的電路中去。晶體三極體對後面的電路來說，也可以看做是信號源。整流電源、信號源有時也叫做電源。使用通俗來講就是，一個電源壞了，另一個備份電源代替其供電。可以通過為節點和磁碟提供電池後援來增強硬體的可用性。在電子技術飛速發展的今天，電力電子技術越來越受到人們的重視，而其中電源技術的更新換代更加推動了相關電子設備及元器件的發展。不論是人們的日常生活還是現代電子戰爭，電源系統作為其動力源，其地位和重要性是不言而喻的。而中國電源產品的質量，不論是軍用還是民用的，都與國外同類產品存在著明顯的差距。因此，採用國際先進標準，學習國外先進技術，儘快使電源產品的質量趕超國際先進水平，是所有從事電源研製和生產的工程技術人員義不容辭的責任。在日常的生產和生活中，電源是一種量大面廣、通用性強的電子產品，幾乎從事電子科學研究、生產、教學的各部門都要使用電源，在其它各個行業及日常生活中，電源也得到了廣泛的應用。因此，了解目前中國有關電源標準的制修訂情況，積極參與標準的制修訂工作，對於促進中國電源技術的發展，提高電源的產品質量，增強各電源生產廠家的產品之間的可比性，為用戶提供一個科學的、衡量電源質量優劣的統一標準是非常必要的。同時，標準的制定也為統一和規範電源市場提供了一個具有法律效力的文件。在輸入電壓、負載、環境溫度、電路參數等發生變化時仍能保持輸出電壓恆定的電路。這種電路能提供穩定的直流電源，廣為各種電子設備所採用。

現有全波整流濾波電路中，採用單電容濾波時，存在濾波後紋波電壓依然過大，為後續穩壓電路處理帶來過高的負荷，不利於後續電路的穩壓的弊端。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種基於RCπ型濾波設計的穩壓電路，解決現有技術整流輸出後採用單電容濾波時，紋波電壓過大、過多影響後續電路的不足之處，利用RCπ型濾波器進行整流輸出後的頭節濾波處理，能夠有效的降低紋波係數，為後續處理提供高可靠性電壓，並利用基於可控精密度的基準穩壓技術設計的穩壓系統進行穩壓處理。

本發明通過下述技術方案實現：一種基於RCπ型濾波設計的穩壓電路，設置有變壓電路、全波整流電路、RCπ型濾波電路及具有可控精密穩壓功能的穩壓系統，變壓電路連接全波整流電路，全波整流電路連接RCπ型濾波電路，RCπ型濾波電路連接穩壓系統；變壓電路設置有變壓器T，RCπ型濾波電路包括電阻R3、電容C3和電容C4，全波整流電路內設置有二極體D2和二極體D3，變壓器T的次級的兩端分別連接二極體D2的正極和二極體D3的正極，二極體D2的負極和二極體D3的負極共接且與電容C3的第一端連接，變壓器T的次級的中間抽頭與電容C3的第二端連接，電容C3的第一端與電阻R4的第一端連接，電阻R4的第二端與電容C4的第一端連接，電容C3的第二端和電容C4的第二端共接，電容C4與穩壓系統的輸入端並聯。

進一步的為更好的實現本發明，特別採用下述設置結構：所述穩壓系統內設置有可控精密穩壓源系統、比較電路、取樣電路及輸出濾波電路，所述可控精密穩壓源系統與電容C4並聯，所述可控精密穩壓源系統與比較電路相連接，所述比較電路與取樣電路相連接，所述取樣電路與輸出濾波電路相連接，所述輸出濾波電路與待供電源電路相連接。

進一步的為更好的實現本發明，特別採用下述設置結構：所述比較電路內設置有三極體Q1、三極體Q2、集成運放U1及電容C1，所述三極體Q1的集電極與電容C4的第一端相連接，三極體Q1的基極與集成運放U1的輸出端相連接，三極體Q1的發射極與三極體Q2的基極相連接，三極體Q2的集電極與電容C4的第一端相連接，三極體Q2的發射極與取樣電路相連接，集成運放U1的反相輸入端與可控精密穩壓源系統相連接，集成運放U1的反相輸入端通過電容C1與三極體Q2的發射極相連接，且集成運放U1的反相輸入端還與取樣電路相連接。

進一步的為更好的實現本發明，特別採用下述設置結構：所述可控精密穩壓源系統內設置有可控精密穩壓源D1及電阻R1，所述電阻R1的第一端分別與電容C4的第一端和三極體Q1的集電極相連接，所述電阻R1的第二端與可控精密穩壓源D1的陰極相連接，可控精密穩壓源D1的陽極分別與電容C4的第二端和集成運放U1的同相輸入端相連接。

進一步的為更好的實現本發明，特別採用下述設置結構：所述取樣電路內設置有電阻R2、電阻R3和電位器W1，所述電阻R2的第一端分別與三極體Q2的發射極和輸出濾波電路相連接，所述電阻R2的第二端與電位器W1的一個固定端相連接，所述電位器W1的另一個固定端與電阻R3的第一端相連接，所述電阻R3的第二端分別與外部供電電路的負極端和輸出濾波電路相連接，所述電位器W1的可調端連接集成運放U1的反相輸入端。

進一步的為更好的實現本發明，特別採用下述設置結構：所述輸出濾波電路內設置有電容C2，所述電容C2的第一端分別與三極體Q2的發射極和待供電源電路的正極端相連接，所述電容C2的第二端分別與電容C4的第二端和待供電源電路的負極端相連接。

進一步的為更好的實現本發明，特別採用下述設置結構：所述電容C2採用電解電容，且電容C2的正極端與三極體Q2的發射極相連接。

進一步的為更好的實現本發明，特別採用下述設置結構：所述電容C1採用電解電容，且電容C1的正極端與三極體Q2的發射極相連接。

進一步的為更好的實現本發明，特別採用下述設置結構：所述變壓器T採用帶磁芯的變壓器。

進一步的為更好的實現本發明，特別採用下述設置結構：所述電容C3、電容C4採用電解電容且電容C3和電容C4的正極端皆與電阻R4連接。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

本發明解決現有技術整流輸出後採用單電容濾波時，紋波電壓過大、過多影響後續電路的不足之處，利用RCπ型濾波器進行整流輸出後的頭節濾波處理，能夠有效的降低紋波係數，為後續處理提供高可靠性電壓，並利用基於可控精密度的基準穩壓技術設計的穩壓系統進行穩壓處理。

本發明能夠利用簡單的電路結構得到所需的穩壓效果，解決現有穩壓電源電路的電路結構複雜，耗材多，成本投入大的弊端，整個結構具有設計科學，使用合理的特性。

本發明採用可控精密穩壓源作為基準電源，能夠精確的調整所需基準電源，使得穩壓電路所輸出的電壓更加穩定。

本發明所用元件少，卻能達到所需的穩壓效果，實為在降低成本投入的同時保障了穩壓效果。

本發明採用單電晶體代替複合電晶體進行比較，在有效的進行比較放大的同時，起到降低成本投入的目的。

附圖說明

圖1為本發明的工作原理圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。

實施例1：

一種基於RCπ型濾波設計的穩壓電路，解決現有技術整流輸出後採用單電容濾波時，紋波電壓過大、過多影響後續電路的不足之處，利用RCπ型濾波器進行整流輸出後的頭節濾波處理，能夠有效的降低紋波係數，為後續處理提供高可靠性電壓，並利用基於可控精密度的基準穩壓技術設計的穩壓系統進行穩壓處理，如圖1所示，特別設置成下述結構：設置有變壓電路、全波整流電路、RCπ型濾波電路及具有可控精密穩壓功能的穩壓系統，變壓電路連接全波整流電路，全波整流電路連接RCπ型濾波電路，RCπ型濾波電路連接穩壓系統；變壓電路設置有變壓器T，RCπ型濾波電路包括電阻R3、電容C3和電容C4，全波整流電路內設置有二極體D2和二極體D3，變壓器T的次級的兩端分別連接二極體D2的正極和二極體D3的正極，二極體D2的負極和二極體D3的負極共接且與電容C3的第一端連接，變壓器T的次級的中間抽頭與電容C3的第二端連接，電容C3的第一端與電阻R4的第一端連接，電阻R4的第二端與電容C4的第一端連接，電容C3的第二端和電容C4的第二端共接，電容C4與穩壓系統的輸入端並聯。

在使用時，220v交流電源經變壓器變壓後輸出，兩個二極體輪流導通和截止分別對交流電正負周期進行整流操作，整流後通過由，電容C3、電容C4和電阻R4所構成的RCπ型濾波器進行紋波濾除處理，使得輸送到後級穩壓系統的電壓內的紋波電壓儘可能的少，而後輸送至具有可控精密穩壓功能的穩壓系統內進行穩壓處理，輸出所需穩壓電源。

實施例2：

本實施例是在上述實施例的基礎上進一步優化，如圖1所示，進一步的為更好的實現本發明，特別採用下述設置結構：所述穩壓系統內設置有可控精密穩壓源系統、比較電路、取樣電路及輸出濾波電路，所述可控精密穩壓源系統與電容C4並聯，所述可控精密穩壓源系統與比較電路相連接，所述比較電路與取樣電路相連接，所述取樣電路與輸出濾波電路相連接，所述輸出濾波電路與待供電源電路相連接，在設計使用時，可控精密穩壓源系統與電容C4並聯，本發明通過一個可控精密調節的基準電壓，比較電路將取樣電路所取電壓與可控精密穩壓源系統所提供的基準電壓進行比較，並輸出後經輸出濾波電路，輸出得到所需的穩壓電源，所述取樣電路用於進行電壓取樣以便在比較電路內進行比較。

實施例3：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，如圖1所示，進一步的為更好的實現本發明，能夠將取樣電路所取樣的電壓與可控精密穩壓源系統所提供的基準電壓進行比較，從而進一步調節輸出濾波電路所輸出的穩壓電源，得到所需的直流穩壓輸出，特別採用下述設置結構：所述比較電路內設置有三極體Q1、三極體Q2、集成運放U1及電容C1，所述三極體Q1的集電極與電容C4的第一端相連接，三極體Q1的基極與集成運放U1的輸出端相連接，三極體Q1的發射極與三極體Q2的基極相連接，三極體Q2的集電極與電容C4的第一端相連接，三極體Q2的發射極與取樣電路相連接，集成運放U1的反相輸入端與可控精密穩壓源系統相連接，集成運放U1的反相輸入端通過電容C1與三極體Q2的發射極相連接，且集成運放U1的反相輸入端還與取樣電路相連接，所述集成運放U1採用LM358，且使用LM358的任意一個運算放大電路。

實施例4：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，如圖1所示，進一步的為更好的實現本發明，能夠通過所需的基準電壓，並使得基準電壓能夠精密可調，特別採用下述設置結構：所述可控精密穩壓源系統內設置有可控精密穩壓源D1及電阻R1，所述電阻R1的第一端分別與電容C4的第一端和三極體Q1的集電極相連接，所述電阻R1的第二端與可控精密穩壓源D1的陰極相連接，可控精密穩壓源D1的陽極分別與電容C4的第二端和集成運放U1的同相輸入端相連接；所述可控精密穩壓源D1採用TL431。

實施例5：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，如圖1所示，進一步的為更好的實現本發明，能夠將直流穩壓輸出進行取樣，特別採用下述設置結構：所述取樣電路內設置有電阻R2、電阻R3和電位器W1，所述電阻R2的第一端分別與三極體Q2的發射極和輸出濾波電路相連接，所述電阻R2的第二端與電位器W1的一個固定端相連接，所述電位器W1的另一個固定端與電阻R3的第一端相連接，所述電阻R3的第二端分別與外部供電電路的負極端和輸出濾波電路相連接，所述電位器W1的可調端連接集成運放U1的反相輸入端。

實施例6：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，如圖1所示，進一步的為更好的實現本發明，能夠輸出所需的直流穩壓電源，並將其內的紋波進行濾除，避免紋波電壓影響後續電路，特別採用下述設置結構：所述輸出濾波電路內設置有電容C2，所述電容C2的第一端分別與三極體Q2的發射極和待供電源電路的正極端相連接，所述電容C2的第二端分別與電容C4的第二端和待供電源電路的負極端相連接。

實施例7：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，如圖1所示，進一步的為更好的實現本發明，特別採用下述設置結構：所述電容C2採用電解電容，且電容C2的正極端與三極體Q2的發射極相連接。

實施例8：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，如圖1所示，進一步的為更好的實現本發明，特別採用下述設置結構：所述電容C1採用電解電容，且電容C1的正極端與三極體Q2的發射極相連接。

實施例9：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，如圖1所示，進一步的為更好的實現本發明，特別採用下述設置結構：所述變壓器T採用帶磁芯的變壓器。

實施例10：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，如圖1所示，進一步的為更好的實現本發明，特別採用下述設置結構：所述電容C3、電容C4採用電解電容且電容C3和電容C4的正極端皆與電阻R4連接。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護範圍之內。