專利名稱：穩(wěn)壓電源延時充電式無級高位跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，屬于電源類產(chǎn)品，是一種穩(wěn) 壓電源延時充電式無級高位跟蹤系統(tǒng)。
仁)
背景技術(shù)：
當(dāng)前，對于直流穩(wěn)壓、穩(wěn)流電源的開發(fā)，效率高、輸 出電壓紋波小始終是電源的兩大基本要求。
目前，具有效率高、重量輕、體積小、攜帶便利等優(yōu)點的開關(guān)電源， 迎合了當(dāng)今市場的需求，成為直流電源類的主流產(chǎn)品，但是其輸出電壓紋 波大、不易^^等缺點使得很多對電源要求較高或用于實驗教學(xué)、實驗測 量等場合的電子部件不便使用開關(guān)電源，而叫歐的工頻式電源，都采用繼 電器切換變壓器輸出抽頭的方式，其提高效率的空間極其有限。
G)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有電源類產(chǎn)品輸出電壓紋波 大、效率低，不易檢修等缺點，提供一種穩(wěn)壓電源延時充電式無級高位 跟蹤系統(tǒng)。
本發(fā)明的具體方案是穩(wěn)壓電源延時充電式無級高位跟蹤系統(tǒng)， 其特征是具有兩個環(huán)路共同控制延時開關(guān)比較器組成，第一個環(huán)路 由全波整流電路、全波信號取樣電路、同步方波發(fā)生器、延時開關(guān)比 較器、可控硅依次連接而成；第二環(huán)路由全波整流電路、可控硅、功 率濾波器、輸出調(diào)整功率管依次連接，并由輸出調(diào)整功率管的前端通 過差壓標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換電路與輸出調(diào)整功率管的尾端一起，控制連接差壓比 較兼積分濾波器，再接延時開關(guān)比較器反回可控硅。
本發(fā)明通過控制可控硅開關(guān)延時時間的方式，使功率濾波電容用 無損耗的方式獲得不同的充電電壓、使穩(wěn)壓電源輸出功率管輸入端 (集電極)與輸出端(發(fā)射極)始終保持一個固定的電壓差(全程無 級高位跟蹤)、最終達(dá)到了使穩(wěn)壓電源始終保持較高的效率的目的。 其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。卿


圖1是本發(fā)明的方框原理圖； 圖2是本發(fā)明的電路設(shè)計原理圖； 圖3是控制波形變換原理之圖一； 圖4是控制波形變換原理之圖二； 圖5是控制波形變換原理之圖三；
圖6是輸出電壓較高時的跟蹤電壓波形變換原理之圖一； 圖7是輸出電壓較高時的跟蹤電壓波形變換原理之圖二； 圖8是輸出電壓較低時的跟蹤電壓波形變換原理之圖一； 圖9是輸出電壓較低時的跟蹤電壓波形變換原理之圖二； 圖10是^支設(shè)變壓器的輸出端為理想電壓源時功率濾波電容上的充 電電壓波形圖11是實際變壓器的輸出端為功率濾波電^^供的充電電壓波形圖。 (E)
具體實施例方式
參見圖l,本發(fā)明具有兩個環(huán)路共同控制延時開關(guān)比較器組成，第 一個環(huán)路由全波整流電路、全波信號取樣電路、同步方波發(fā)生器、延 時開關(guān)比較器、可控硅依次連接而成；第二環(huán)路由全波整流電路、可 控硅、功率濾波器、輸出調(diào)整功率管依次連接，并由輸出調(diào)整功率管 的前端通過差壓標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換電路與輸出調(diào)整功率管的尾端一起，控制連 接差壓比較兼積分濾波器，再接延時開關(guān)比較器反回可控硅。
本發(fā)明的工作原理參見圖1,系統(tǒng)電路由兩個環(huán)路共同控制延時開 關(guān)比較器，改變可控硅的導(dǎo)通時間，使功率濾波電容獲得不同的最大 充電電壓。
第一個環(huán)路從全波整流開始，通過全波信號取樣，比較器，產(chǎn)生
同步方波；再轉(zhuǎn)換成同步三角波，送到延時開關(guān)比較器。
第二個環(huán)路也從全波整流開始，通過可控硅、功率濾波，至輸出 調(diào)整功率管，再由輸出調(diào)整功率管的a端通過差壓標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，與輸出調(diào) 整功率管的c端一起，控制差壓比較兼積分濾波器的輸出電壓。同步三角波與比較兼積分濾波器的輸出電壓共同控制延時開關(guān)比較 器輸出正向脈沖的延時時間，來調(diào)整可控硅整流后的全波波形上導(dǎo)通時 間的相對位置，從而達(dá)到控制功率濾波電容的最大充電電壓的目的。
調(diào)整管(功率輸出管)差壓轉(zhuǎn)換電路，使b點的電壓始終比a點的電 壓低固定的3V,差壓比較兼積分濾波電路將b點和c點的電壓差進(jìn)行比 較、變成波動較為平緩的浮動電壓送到延時比較開關(guān)的反相輸入端。
工頻電壓同步取樣電^各將整流后的全波波形變成同步方波、同步 三角波發(fā)生器將同步方波變成同步三角波，再送到延時比較開關(guān)的同
相車lr入端。
延時比較開關(guān)輸出方波電壓的上升檐；受差壓比較兼積分濾波器 和同步三角波發(fā)生器的信號控制，改變可控硅的導(dǎo)通延時時間，使功 率濾波電容的最大充電電壓受到控制。
本發(fā)明的具體電路結(jié)構(gòu)參見圖2，由穩(wěn)壓二極管W1 (約3V)和恒流 電路組成差壓轉(zhuǎn)換電路，使b點的電壓始終比a點的電壓低固定的3V, 并通過電阻R4接在差壓比較兼積分濾波器T2的反相輸入端，調(diào)整管D2 的發(fā)射極c點(電源的+V輸出端)接在差壓比較器T2的同相輸入端，共 同組成比較器兼積分濾波器(輸出電壓變化速率控制在50V/s左右，電 壓的波動較為平緩)。
此時，就能使調(diào)整管T2集電極電壓的平均值高于發(fā)射極電壓3V左 右的時候；差壓比較兼積分濾波器T2的輸入端處于過零比較狀態(tài)。比 較電壓的輸出端會以速率大約50V/s的、較為平緩的浮動電壓，通過反 向器T3加到延時比較開關(guān)T6的反相輸入端。
同步方波比較器T4的方波電壓通過簡單的積分式三角波發(fā)生器T5 變換成同步三角波，輸出端的三角波再送到延時比較開關(guān)T6的同相輸
入端o
延時比較開關(guān)輸出端方波電壓的正向啟動時間，就會受受功率管
T2輸入端(集電極)與輸出端(發(fā)射極)電壓差的控制，調(diào)整可控硅 Kl的開關(guān)時間?？煽毓鐺1的受控開關(guān)時間，使功率濾波電容C1的充電電壓的最大 值；被控制在比功率管T2輸出電壓始終高一個固定電壓值(3V)的狀 態(tài)。最終達(dá)到使穩(wěn)壓電源始終保持較高的效率的目的。
本發(fā)明的控制波形變換原理，參見圖3、 4、 5,工頻電壓同步取樣 電^各是將變壓器整流后的全波電壓波形作為取樣信號。
同步方波發(fā)生電路是將工頻電壓加在同步方波比較器T4的反相輸
入端，使同步方波比較輸出與全波電壓波形同步的反向方波電壓，并 送至簡易三角波轉(zhuǎn)換器T5，變成同步三角波。同步三角波再送至延時 比較開關(guān)T6的同相輸入端。
當(dāng)穩(wěn)壓電源輸出電壓受到調(diào)整時，差壓比較兼積分濾波器的輸出 電壓作為延時比較開關(guān)的門限電壓；與同相輸入端的同步三角波共同 對可控硅的開關(guān)延時時間進(jìn)行控制。
本發(fā)明輸出電壓較高時的跟蹤電壓波形變換原理參見圖6、 7,穩(wěn) 壓電源輸出電壓調(diào)高時，差壓比較兼積分濾波器T2的輸出電壓；作為 延時開關(guān)比較器的門限電壓會下降；使可控硅K1的開通時間提前，功 率濾波電容C1就能在全波電壓上得到較大的充電電壓，功率濾波電容 Cl的電壓平均值因此而上升。
本發(fā)明輸出電壓較低時的跟蹤電壓波形變換原理參見圖8、 9,穩(wěn) 壓電源輸出電壓調(diào)低時，差壓比較兼積分濾波器T2的輸出電壓；作為 延時開關(guān)比較器T6的門限電壓會上升；使可控硅K1的開通時間滯后， 功率濾波電容C1就只能在全波電壓上得到較小的充電電壓，功率濾波 電容C1的電壓平均值因此而下降。
本發(fā)明中如果假設(shè)變壓器的輸出端為理想電壓源，那么功率濾波 電容C 1上的電壓就應(yīng)當(dāng)是如圖10所示的波形，充電電壓有陡峭的上升 檐，這就會產(chǎn)生強大的瞬間沖擊電流而造成器件的損壞和干擾。
但變壓器的輸出端實際上不是理想電壓源，而是內(nèi)阻具有電感的性 質(zhì)。所以功率濾波電^C1上實際的電壓就^^圖11所示的波形，充電電壓 有較為柔緩的上升檐，這就不會產(chǎn)生瞬間的強大沖擊電流所it^的危害。
權(quán)利要求
1.穩(wěn)壓電源延時充電式無級高位跟蹤系統(tǒng)，其特征是具有兩個共同控制延時開關(guān)比較器組成，第一個環(huán)路由全波整流電路、全波信號取樣電路、同步方波發(fā)生器、延時開關(guān)比較器、可控硅依次連接而成；第二環(huán)路由全波整流電路、可控硅、功率濾波器、輸出調(diào)整功率管依次連接，并由輸出調(diào)整功率管的前端通過差壓標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換電路與輸出調(diào)整功率管的尾端一起，控制連接差壓比較兼積分濾波器，再接延時開關(guān)比較器反回可控硅。
全文摘要
一種穩(wěn)壓電源延時充電式無級高位跟蹤系統(tǒng)，其特征是具有兩個環(huán)路共同控制延時開關(guān)比較器組成，第一個環(huán)路由全波整流電路、全波信號取樣電路、同步方波發(fā)生器、延時開關(guān)比較器、可控硅依次連接而成；第二環(huán)路由全波整流電路、可控硅、功率濾波器、輸出調(diào)整功率管依次連接，并由輸出調(diào)整功率管的前端通過差壓標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換電路與輸出調(diào)整功率管的尾端一起，控制連接差壓比較兼積分濾波器，再接延時開關(guān)比較器反回可控硅；本發(fā)明解決了普通開關(guān)電源輸出電壓紋波大、不易檢修的缺點，特別適合用于實驗教學(xué)、實驗測量以及對電源穩(wěn)定性要求較高場合。
文檔編號G05F1/56GK101493711SQ200810046800
公開日2009年7月29日 申請日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者琦 彭, 李任青 申請人:湖北師范學(xué)院