專利名稱：調(diào)頻調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬開關(guān)穩(wěn)壓電源技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種調(diào)頻調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源。
目前智能儀器(智能流量計、智能溫度計、智能調(diào)節(jié)器等)中還廣泛使用著傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源，致使新型的智能儀器無法擺脫笨重、體積大、能耗多的困境。
本實用新型的目的則是針對上述存在的問題，設(shè)計了一種小功率(5W～25W)，高可靠性的調(diào)頻調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源。交流220V輸入，多路低壓直流輸出，可作各類智能儀表配套電源，亦可作為功率相應(yīng)的微型計算機電源。
本實用新型技術(shù)解決方案輸入電路輸出端經(jīng)電容器C4(節(jié)點2－2)與主電路連接，主電路輸出端經(jīng)高頻變換器B1次級(節(jié)點3－3)與輸出電路連接，輸出電路輸出端(＋5VDC)直接與控制回路連接，控制電路輸出端經(jīng)驅(qū)動器BG3集電極與主電路高壓開關(guān)管BG1基極相連。
本實用新型的優(yōu)點是具有耗能少，重量輕、體積?。恢麟娐凡捎脝味朔醇な侥孀兤?，與推換式、全橋式、半橋式開關(guān)電源電路相比，具有線路簡單，元器件少，并且不存在晶體管“共態(tài)導(dǎo)通”和高頻變換器的“偏磁”等問題；因大功率開關(guān)管工作環(huán)境為40～45℃，其散熱片溫65℃左右，從而大大提高了電源的可靠性。


圖1是本實用新型電路原理圖。
下面結(jié)合該圖作進一步描述整機主要包含四大部分，即由輸入電路、主電路、輸出電路、控制電路所組成。
輸入電路由電網(wǎng)濾波器、高壓整流器、浪涌抑制及高壓濾波器組成。電網(wǎng)濾波器由高頻電感、電容搭成，它是個低通濾波器，可實現(xiàn)電網(wǎng)與開關(guān)電源間的雙向濾波。設(shè)置此環(huán)節(jié)的主要目的是抑制開關(guān)電源對電對交流電網(wǎng)的噪聲干擾。
主電路主電路的核心器件是大功率高壓開關(guān)管BG1和高頻變換器B1。其任務(wù)是將輸入電路送來的直流高壓信號調(diào)制成30KHZ左右的矩形波信號，并經(jīng)高頻變換器B1隔離送至輸出端。
輸出電路輸出電路對主電路送來的30KHZ左右的矩形波信號進行高頻整流和平滑濾波，向負載提供所需直流電壓。
控制電路由電壓比較放大器、光電隔離耦合器、驅(qū)動器組成。比較放大器將開關(guān)電源輸出端的反饋電壓與基準電壓值進行比較和放大，又經(jīng)光電耦合送至驅(qū)動器，改變驅(qū)動電路的等內(nèi)阻，進而改變主電路輸出矩形波信號的脈寬和頻率，控制開關(guān)電源輸出電壓的大小，實現(xiàn)穩(wěn)壓。
交流220V、50HZ電源進入后，經(jīng)電網(wǎng)濾波器除去高頻噪聲，進行高壓整流和高壓濾波，得到310V左右的直流電壓，經(jīng)高頻變換器B1初級繞阻N1加到BG1集電極，并通過R1使BG1的基、射極間得到正向偏置電壓，于是BG1開始導(dǎo)通。BG1集電極電流流經(jīng)繞組N1，那么在其次級N2－N8各繞組中將立即產(chǎn)生感應(yīng)電勢。其中N2是自激振蕩的激勵繞組，它的感應(yīng)電勢eN2方向是驅(qū)使BG1更加導(dǎo)通，即使BG1基極電流ib1增加，則其集電極電流iC1亦隨之增加，iC1的增加又使eN2增大，這一正反饋雪崩過程將使BG1由截止狀態(tài)迅速變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)。
高頻變換器是工作在線性區(qū)的即各繞組的電感量恒定，所以在BG1飽和導(dǎo)通時，其集電極電流iC1是線性增加的，故各繞組的感應(yīng)電勢e＝L (dic)/(dt) 恒定。因為eN2在BG1飽和導(dǎo)通期間基本不變，故ib1基本恒定，而iC1線性上升，直至iC1＝βib1為止。此時由于iC1不再變化，B1鐵芯內(nèi)磁通也不再變化，故各繞組感應(yīng)電勢將要回零。而感應(yīng)電勢eN2的下降，將使ib1下降，iC1隨之下降，B1鐵芯內(nèi)磁通量減少，所以各次級繞組感應(yīng)電勢的極性反向，反向的eN2進一步驅(qū)使ib1迅速下降，iC1隨之迅速下降，這一與前相反的雪崩過程使BG1迅速截止。截止期間，B1通過負載釋放能量，直至放完為止，完成一個振蕩周期。這時R1又使BG1開始導(dǎo)通，開始了第二個周期。周而復(fù)始。在一定負載下，可獲與之對應(yīng)的穩(wěn)定的振蕩頻率。
在BG1導(dǎo)通期間，N4－N8各繞感應(yīng)電勢的方向使二極管D4－D8反偏，所以繞組內(nèi)無電流流過，能量儲存在B1中。BG1截止期間，N4－N8各繞組感應(yīng)電勢反向，二極管D4－D8導(dǎo)通，上半周儲存的能量經(jīng)輸出電路供給負載。故稱該電路為一種單端反激變換器式。
BG1射極電阻R2(R2′＋R2″＋R2′″)是一個非常重要的參數(shù)，在電路其它參數(shù)不變的情況下，改變R2可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整振蕩頻率和BG1集電極電流iC1，對于抑制紋波和提高電源對不同負載的適應(yīng)能力有明顯好處。所以本實用新型將R2分介成R2′R2″、R2′″三個電阻，其中R2″、R2′″兩端留有短接口，可方便地短路或串入BG1射極。
B1兼有能量轉(zhuǎn)換、儲存和變壓的功能，還起到高、低壓的隔離作用，是一個重要的組成部份。
比較放大器的功能相當(dāng)于一個基準電壓和一個運算放大器。若輸出電壓偏高，則其反饋電壓與基準電壓比較，得到正的誤差電壓，此誤差電壓經(jīng)運放放大后，使流過發(fā)光二極管電流增大，故其光強度增大，使光電三極管輸出電流增大，進而使BG2、BG3組成的NPN型復(fù)合驅(qū)動器導(dǎo)通更甚，迫使大功率開關(guān)管BG1基極電流ib1減小，BG1集電極電流iC1隨之減小，故在BG1導(dǎo)通期間儲存于B1中的磁能減小，故使輸出電壓減小，上述負反饋過程保證了開關(guān)電源輸出電壓的穩(wěn)定性。
輸出電路設(shè)五路低壓輸出，其中專門設(shè)置了＋24V輸出電路，其目的是使夲電源不僅滿足智能儀器本身用電需要，而且可滿足智能儀器對生產(chǎn)過程現(xiàn)場傳感器供電的要求。
權(quán)利要求1.一種由輸入電路、主電路、輸出電路、控制電路組成的調(diào)頻調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源，其特征是輸入電路經(jīng)節(jié)點[2]與主電路連接，主電路射極電阻R2″和R2″′兩端留有短接口，主電路輸出端經(jīng)節(jié)點[3]與輸出電路連接，輸出電路經(jīng)節(jié)點[4]與控制電路輸入端連接，控制電路輸出端經(jīng)節(jié)點[1]與主電路連接。
專利摘要調(diào)頻調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源由輸入電路、主電路、輸出電路、控制電路組成。交流220V輸入，多路低壓直流輸出，可作各類智能儀表配套電源，亦可作為功率相應(yīng)的微型計算機電源。
文檔編號G05F1/56GK2066165SQ89205158
公開日1990年11月21日 申請日期1989年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月14日
發(fā)明者范道信, 江寧, 李亞濱, 江群 申請人:范遵信, 江寧, 李亞濱, 江群