本實(shí)用新型涉及電源預(yù)調(diào)壓技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種根據(jù)交流輸入電壓控制高壓調(diào)整管導(dǎo)通與斷開的基于晶體管的交流預(yù)調(diào)壓電路。

背景技術(shù)：

在電子設(shè)備電源預(yù)調(diào)壓技術(shù)領(lǐng)域，通常采用可控硅進(jìn)行調(diào)壓?？煽毓桀A(yù)調(diào)壓技術(shù)存在對電子設(shè)備的電磁干擾大的問題，可控硅是半控型器件，對交流電壓的調(diào)相控制只是截取了交流電壓波形的一部分，存在將輸入電壓的峰值截取了的現(xiàn)象，出現(xiàn)預(yù)調(diào)壓之后的輸出電壓在空載時(shí)電壓較高且不易控制的問題，負(fù)載電路如果對電壓敏感，有可能因?yàn)殡妷簡栴}而造成損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種基于晶體管的交流預(yù)調(diào)壓電路，以解決采用可控硅對電源預(yù)調(diào)壓時(shí)存在預(yù)調(diào)壓之后輸出電壓在空載是電壓不易控制的問題。

為解決上述問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案為：

一種基于晶體管的交流預(yù)調(diào)壓電路，它包括橋式整流電路、輔助電源電路、高壓調(diào)整管截壓電路；所述橋式整流電路的輸入端與交流電壓電源相連接，所述橋式整流電路的輸出端與輔助電源電路、高壓調(diào)整管截壓電路相連接，所述高壓調(diào)整管截壓電路包括由高電壓大電流晶體管作為調(diào)整管的三極管Q1、穩(wěn)壓基準(zhǔn)電路、光電耦合器U4、比較器U2、濾波輸出電容C1、相互串聯(lián)的電阻R4、電位器R9，電阻R4的一端與橋式整流電路的輸出端相連接，另一端與比較器U2的同向輸入端相連接，比較器U2的反向輸入端與穩(wěn)壓基準(zhǔn)電路相連接，電阻R10連接在比較器U2的同相輸入端與輸出端之間，用以引入滯回特性提高比較器的抗干擾特性；比較器U2的輸出端與電阻R7相連接，電阻R7的另一端與輔助電源電路的輸出端相連接，比較器U2的輸出端與驅(qū)動(dòng)三極管Q2的基極相連接，驅(qū)動(dòng)三極管Q2的發(fā)射極接地，驅(qū)動(dòng)三極管Q2的集電極依次與點(diǎn)去R3、光電耦合器U4的輸入端相串聯(lián)，光電耦合器U4的輸出端與三極管Q1的基極、發(fā)射極相連接，三極管Q1的集電極與橋式整流電路的輸出端相連接，三極管Q1的發(fā)射極還與電阻R1、濾波電容C3的正極相連接；橋式整流電路將交流電壓信號轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電壓，傳輸給輔助電源電路，輔助電源電路輸出+5V單路電源，給穩(wěn)壓基準(zhǔn)電路、光電耦合器U4、比較器U2供電；比較器U2的輸出端通過驅(qū)動(dòng)三極管Q2來控制光電耦合電器U4進(jìn)而控制三極管Q1的導(dǎo)通與斷開；當(dāng)橋式整流電路輸出的脈動(dòng)直流電壓值較大，超過穩(wěn)壓基準(zhǔn)電路設(shè)定的電壓閾值時(shí)，比較器U2同相輸入端的電壓大于反相輸入端的電壓，比較器U2輸出高電平，使三極管Q2導(dǎo)通，光電耦合器U4輸入端的電流增大，光電耦合器U4輸出端的電流經(jīng)三極管Q1的基極迅速分流，三極管Q1截止；當(dāng)橋式整流電路輸出的脈動(dòng)直流電壓值低于設(shè)定的電壓閾值時(shí)，比較器U2反相輸入端的電壓大于同相輸入端的電壓，比較器U2輸出低電平，三極管Q2截止，光電耦合器U4不能發(fā)揮作用，三極管Q1導(dǎo)通，經(jīng)過輸出濾波電容C1的濾波，本電路的輸出電壓與輸入電壓相同，實(shí)現(xiàn)交流輸入電壓的預(yù)調(diào)壓。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述穩(wěn)壓基準(zhǔn)電路包括穩(wěn)壓基準(zhǔn)U3、電阻R5、電容C4，為本電路設(shè)定電壓閾值；

作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述橋式整流電路由整流二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6組成，橋式整流電路將輸入的交流電壓變換成高低起伏的脈動(dòng)直流電壓。

作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述輔助電源電路包括線性穩(wěn)壓芯片U1、二極管D7、電容C3、電阻R6、電阻R8、電容C2，二極管D7的正極與橋式整流電路的輸出端相連接，負(fù)極與電容C3的正極、線性穩(wěn)壓芯片U1的輸入端相連接，線性穩(wěn)壓芯片U1的輸出端與電阻R6、電阻R8相連接，輸出+5V單路電源，為比較器U2、光電耦合器U4和穩(wěn)壓基準(zhǔn)U3供電。

作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述線性穩(wěn)壓芯片U1的型號是VB408，所述比較器U2的型號是TS331，所述穩(wěn)壓基準(zhǔn)U3的型號是TL431，所述三極管Q1的型號是2SC2979，所述光電耦合器的型號是TLP521-1。

為了能夠?qū)斎氲慕涣麟妷哼M(jìn)行預(yù)調(diào)壓，本實(shí)用新型采用橋式整流電路將交流電壓變換成直流脈動(dòng)電壓，然后采用高電壓大電流的NPN型三極管Q1作為調(diào)整管串聯(lián)在主回路中，并引入比較器U2對橋式整流電路輸出的脈動(dòng)直流電壓做判斷，當(dāng)脈動(dòng)直流電壓數(shù)值超過設(shè)定的電壓閾值時(shí)，三極管Q1斷開，當(dāng)脈動(dòng)直流電壓數(shù)值小于設(shè)定的電壓閾值時(shí)，三極管Q1開啟，直流脈動(dòng)電壓再經(jīng)過輸出濾波電容C1的濾波后輸出。本實(shí)用新型輸出的電壓幅度即使在空載時(shí)也會(huì)容易控制，從而實(shí)現(xiàn)了交流輸入電壓的預(yù)調(diào)壓。

所述橋式整流電路由整流二極管D3，D4，D5，D6組成，該電路使得輸入的交流電壓變換成高低起伏的脈動(dòng)直流電壓；由于橋式整流電路的目的是為了獲取輸入電壓的絕對值變換波形，該波形以正弦電壓的半波為周期，以最小值接近于零，最大值為輸入交流電壓振幅的幅度而脈動(dòng)，可以看作其有過零點(diǎn)，而加入濾波電容之后將會(huì)使得波形變得平緩，失去過零點(diǎn)，因此本橋式整流電路并未使用濾波電容。

本實(shí)用新型采用電壓比較器U2根據(jù)輸入電壓的高低來判斷調(diào)整管的閉合、斷開，從而使得輸出電壓即使在空載時(shí)也能低于設(shè)定的電壓值。

本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）本實(shí)用新型采用高壓調(diào)整管截壓電路，通過比較器U2、光電耦合器U4來控制調(diào)整管的閉合、開啟，通過調(diào)節(jié)電位器R9的阻值設(shè)定電路的電壓閾值，進(jìn)而控制輸出電壓的值，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，安全性能高，即使空載時(shí)輸出電壓也被限制在一定幅度之內(nèi)，提高了輸出電源的可靠性；

（2）本實(shí)用新型所采用的元器件除調(diào)整管需要使用高耐壓大電流的元器件外，其余元器件均可使用常規(guī)元器件，大大降低了本實(shí)用新型的體積和制造成本。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示的一種基于晶體管的交流預(yù)調(diào)壓電路，它包括橋式整流電路、輔助電源電路、高壓調(diào)整管截壓電路；橋式整流電路的輸入端與交流電壓電源相連接，橋式整流電路的輸出端與輔助電源電路、高壓調(diào)整管截壓電路相連接，高壓調(diào)整管截壓電路包括由高電壓大電流晶體管作為調(diào)整管的三極管Q1、穩(wěn)壓基準(zhǔn)電路、光電耦合器U4、比較器U2、濾波輸出電容C1、相互串聯(lián)的電阻R4、電位器R9，電阻R4的一端與橋式整流電路的輸出端相連接，另一端與比較器U2的同向輸入端相連接，比較器U2的反向輸入端與穩(wěn)壓基準(zhǔn)電路相連接，電阻R10連接在比較器U2的同相輸入端與輸出端之間，用以引入滯回特性提高比較器的抗干擾特性；比較器U2的輸出端與電阻R7相連接，電阻R7的另一端與輔助電源電路的輸出端相連接，比較器U2的輸出端與驅(qū)動(dòng)三極管Q2的基極相連接，驅(qū)動(dòng)三極管Q2的發(fā)射極接地，驅(qū)動(dòng)三極管Q2的集電極依次與點(diǎn)去R3、光電耦合器U4的輸入端相串聯(lián)，光電耦合器U4的輸出端與三極管Q1的基極、發(fā)射極相連接，三極管Q1的集電極與橋式整流電路的輸出端相連接，三極管Q1的發(fā)射極還與電阻R1、濾波電容C3的正極相連接；橋式整流電路將交流電壓信號轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電壓，傳輸給輔助電源電路，輔助電源電路輸出+5V單路電源，給穩(wěn)壓基準(zhǔn)電路、光電耦合器U4、比較器U2供電；比較器U2的輸出端通過驅(qū)動(dòng)三極管Q2來控制光電耦合電器U4進(jìn)而控制三極管Q1的導(dǎo)通與斷開；當(dāng)橋式整流電路輸出的脈動(dòng)直流電壓值較大，超過穩(wěn)壓基準(zhǔn)電路設(shè)定的電壓閾值時(shí)，比較器U2同相輸入端的電壓大于反相輸入端的電壓，比較器U2輸出高電平，使三極管Q2導(dǎo)通，光電耦合器U4輸入端的電流增大，光電耦合器U4輸出端的電流經(jīng)三極管Q1的基極迅速分流，三極管Q1截止；當(dāng)橋式整流電路輸出的脈動(dòng)直流電壓值低于設(shè)定的電壓閾值時(shí)，比較器U2反相輸入端的電壓大于同相輸入端的電壓，比較器U2輸出低電平，三極管Q2截止，光電耦合器U4不能發(fā)揮作用，三極管Q1導(dǎo)通，經(jīng)過輸出濾波電容C1的濾波，本電路的輸出電壓與輸入電壓相同，實(shí)現(xiàn)交流輸入電壓的預(yù)調(diào)壓。

穩(wěn)壓基準(zhǔn)電路包括穩(wěn)壓基準(zhǔn)U3、電阻R5、電容C4，為本電路設(shè)定電壓閾值；

橋式整流電路由整流二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6組成，橋式整流電路將輸入的交流電壓變換成高低起伏的脈動(dòng)直流電壓。

輔助電源電路包括線性穩(wěn)壓芯片U1、二極管D7、電容C3、電阻R6、電阻R8、電容C2，二極管D7的正極與橋式整流電路的輸出端相連接，負(fù)極與電容C3的正極、線性穩(wěn)壓芯片U1的輸入端相連接，線性穩(wěn)壓芯片U1的輸出端與電阻R6、電阻R8相連接，輸出+5V單路電源，為比較器U2、光電耦合器U4和穩(wěn)壓基準(zhǔn)U3供電。

線性穩(wěn)壓芯片U1的型號是VB408，比較器U2的型號是TS331，穩(wěn)壓基準(zhǔn)U3的型號是TL431，三極管Q1的型號是2SC2979，光電耦合器的型號是TLP521-1。

可根據(jù)實(shí)際工作的需要給三極管Q1適當(dāng)增加散熱器，或者使用風(fēng)冷、水冷以達(dá)到降溫目的。

在圖1中較粗的線代表功率線，表示其上流過大電流。

本實(shí)用新型采用高壓調(diào)整管截壓電路，通過比較器U2、光電耦合器U4來控制調(diào)整管的閉合、開啟，通過調(diào)節(jié)電位器R9的阻值設(shè)定電路的電壓閾值，進(jìn)而控制輸出電壓的值，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，安全性能高，即使空載時(shí)輸出電壓也被限制在一定幅度之內(nèi)，提高了輸出電源的可靠性；本實(shí)用新型所采用的元器件除調(diào)整管需要使用高耐壓大電流的元器件外，其余元器件均可使用常規(guī)元器件，大大降低了本實(shí)用新型的體積和制造成本。