[发明专利]高压电源降压装置

说明书

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。

附图说明

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。

具体实施方式

下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。

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。