專利名稱：動(dòng)平衡開(kāi)關(guān)式直流穩(wěn)壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直流穩(wěn)電源，特別是以動(dòng)平衡開(kāi)關(guān)方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)壓的直流穩(wěn)壓電源。
現(xiàn)有技術(shù)中的直流穩(wěn)壓電源大致分三類即串聯(lián)穩(wěn)壓電源，并聯(lián)穩(wěn)壓電源和脈寬調(diào)制開(kāi)關(guān)電源，其中，串聯(lián)穩(wěn)壓電源須用大功率的電壓調(diào)整管來(lái)衰減整流器與電源負(fù)載之間多余的電壓，消耗功率的比例很大；并聯(lián)穩(wěn)壓器須用單個(gè)或組合的穩(wěn)壓管來(lái)分耗多余的電流。此外，它們普遍都要使用電源變壓器，因而一般只能得到總電功率效率的80％以下；特別是廣泛采用的50W以下的直流穩(wěn)壓電源，總效率往往只能達(dá)到30％～40％；而且，若想用前述穩(wěn)壓電源獲得大電流，低紋波的輸出電壓，還需采用濾波扼流圈或上萬(wàn)微法的大容量電容器，顯然是不經(jīng)濟(jì)的，而且調(diào)壓范圍也不可能做得很寬。脈寬調(diào)制開(kāi)關(guān)電源的電功率總效率較前兩種為高，但須有一套固定頻率的脈沖發(fā)生器，電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本也較高，功率開(kāi)關(guān)管每次導(dǎo)通時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電路的電效率很難超過(guò)90％，若再采用電源變壓器，效率就更低。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種動(dòng)平衡開(kāi)關(guān)式直流穩(wěn)壓電源，它是一種既不用電壓調(diào)整管，亦不用分流穩(wěn)壓管，也勿需固定頻率的脈沖電路，更不需特殊元件和復(fù)雜電路便可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓的帶有正負(fù)輸出的直流穩(wěn)壓電源。
本實(shí)用新型所指的動(dòng)平衡開(kāi)關(guān)式直流穩(wěn)壓電源由電源殼體及其面板上的指示表頭、指示燈、調(diào)節(jié)旋鈕、輸入輸出線接頭，開(kāi)關(guān)及殼體內(nèi)的電子線路組成，電子線路由具有相同電路結(jié)構(gòu)的正、負(fù)電源構(gòu)成，電路主要包括用以反映輸出電壓變化的采樣環(huán)節(jié)，用以作為比較標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)電壓環(huán)節(jié)，用以比較輸出電壓相對(duì)基準(zhǔn)電壓變化的比較環(huán)節(jié)及動(dòng)平衡調(diào)整環(huán)節(jié)，其特征在于，電網(wǎng)輸入的a端與整流二極管正向連接，因而a端電壓為正半波時(shí)使二極管導(dǎo)通而直接進(jìn)入正電源電路；電網(wǎng)輸入的b端與整流二極管反向連接，因而b端電壓為負(fù)半波時(shí)使二極管導(dǎo)通而直接進(jìn)入負(fù)電源電路；比較環(huán)節(jié)由比較器，驅(qū)動(dòng)晶體管和開(kāi)關(guān)管組成，比較器的同相輸入端接基準(zhǔn)電壓環(huán)節(jié)，反相輸入端同采用環(huán)節(jié)連接，比較器的輸出端接驅(qū)動(dòng)管的基極，驅(qū)動(dòng)管的發(fā)射極接地，其集電極與開(kāi)關(guān)管的基極連接，開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極通過(guò)整流二極管接電網(wǎng)的輸入端，其集電極為電壓的輸出端；正負(fù)電源的基準(zhǔn)電壓環(huán)節(jié)分別由正、負(fù)直流電源及可變電阻構(gòu)成；采樣環(huán)節(jié)由采樣電阻構(gòu)成；動(dòng)平衡調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)由并接在電壓輸出端上的電容構(gòu)成。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比其優(yōu)點(diǎn)在于采用耗電極小的集成電路比較器來(lái)實(shí)時(shí)控制電源開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與截止，從而保證輸出電壓按動(dòng)平衡方式穩(wěn)定在所需數(shù)值上，電源開(kāi)關(guān)管只能根據(jù)輸出電壓的浮動(dòng)瞬通瞬斷，無(wú)長(zhǎng)時(shí)間的導(dǎo)通發(fā)熱，損耗極小，因而整個(gè)穩(wěn)壓電源的效率極高。由于可以不用變壓器而直接從220伏或380伏市電整流取得0到550伏以內(nèi)各種電壓值的直流穩(wěn)壓，電壓調(diào)整范圍極寬，輸出電流可以做到上千安培，不用濾波扼流圈和上千微法的大容量電容器，紋波電壓可以控制在6mv以內(nèi)，還可軟起動(dòng)，電功率總效率可高達(dá)99％以上。足以滿足所有電子設(shè)備與產(chǎn)品的使用要求，其電路又十分簡(jiǎn)單，效率價(jià)格比大，因而極易推廣使用同時(shí)可以達(dá)到節(jié)約能源，降低對(duì)矽鋼片、鋼材和漆包線銅材的消耗之目的，社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益都大。
本實(shí)用新型的一個(gè)具體的實(shí)施方案由附圖及其說(shuō)明進(jìn)一步給出，其中附

圖1為電路結(jié)構(gòu)圖；附圖2為電源整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1所示本電源由上半部分的正電源電路和下半部分的負(fù)電源電路組成。
電網(wǎng)輸入的a端通過(guò)過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)器DW1和正向連接的整流極管D1與開(kāi)關(guān)管Tr3的發(fā)射極連接；電網(wǎng)輸入的b端，通過(guò)反向連接的整流二極管D2與開(kāi)關(guān)管Tr4的發(fā)射極連接。正、負(fù)電源的基準(zhǔn)電壓環(huán)節(jié)分別由＋12V直流電源，電位器W1和－12V直流電源、電位器W2組成；采樣環(huán)節(jié)分別由R1、R2和R3、R4構(gòu)成；R1與R2，R4與R3的連接端分別接IC1和IC2的反向輸入端，R2、R3的另一端接地，R3、R4的另一端分別接Tr3的集電極和Tr4的集電極；比較環(huán)節(jié)分別由比較器IC1和IC2，驅(qū)動(dòng)管Tr1和Tr2開(kāi)關(guān)管Tr3和Tr4，電阻R5和R6組成，IC1和IC2的同相輸入端分別接W1和W2，它們的輸出端分別接Tr1和Tr2的基極，Tr1和Tr2的射極接地，它們的集電極分別接Tr3和Tr4的基極，R5和R6分別并接在Tr3和Tr4的基極與射極之間，Tr3和Tr4的集電極分別為正、負(fù)電源的輸出端C端和d端，在它們與地之間分別并接有電容C1和C2；此外，還分別串接有電流表A1和A2，并接有電壓表V3和V4及發(fā)光二極管D3和D4及它們的限流電阻R7和R8。
電路的工作原理以正電源電路為例取樣點(diǎn)A的電位隨輸出電壓的高低而浮動(dòng)。當(dāng)電源處于關(guān)閉或正基準(zhǔn)電壓未及建立時(shí)，V1＝0，A點(diǎn)的電位也為零，比較器IC1輸出負(fù)電壓強(qiáng)迫驅(qū)動(dòng)管Tr1截止，從而令電源開(kāi)關(guān)管Tr3截止，保證了穩(wěn)壓電源無(wú)輸出。隨著基準(zhǔn)電壓的建立，并且很快超過(guò)A點(diǎn)電位，比較器IC1的輸出立即翻轉(zhuǎn)成正電壓，促使Tr1飽和導(dǎo)通，從而Tr3飽和導(dǎo)通，經(jīng)二極管D1整流的交流正半波電壓即通過(guò)Tr3對(duì)電容C1充電；C1起動(dòng)平衡調(diào)整作用，當(dāng)其電壓上升到一定數(shù)值時(shí)，使取樣點(diǎn)A的電位超過(guò)正基準(zhǔn)電壓V1數(shù)毫伏時(shí)，比較器IC1的輸出立即翻轉(zhuǎn)或負(fù)電壓，促使Tr1截止；因而Tr3截止，C1的電壓隨即下降，A點(diǎn)的電位也跟著下降；當(dāng)A點(diǎn)電位降到低于基準(zhǔn)電壓V1數(shù)毫伏時(shí)，比較器IC1的輸出立即又翻轉(zhuǎn)成正電壓，從而又令Tr1及Tr3飽和導(dǎo)通，再次重復(fù)上述過(guò)程，如此周而復(fù)始，保證輸出電壓(＋E)穩(wěn)定在一個(gè)固定值上；通過(guò)調(diào)節(jié)W1，改變基準(zhǔn)電壓V1的數(shù)值，輸出電壓的數(shù)值也跟著改變，從而能夠保證取得任何所需的穩(wěn)壓值。
負(fù)電源電路的工作原理同上。
在本實(shí)施例中，比較器采用型號(hào)為L(zhǎng)M339或LM311等的集成電路。驅(qū)動(dòng)管Tr1和Tr2分別為耐壓400V的NPW型和PNP型晶體管，Tr3和Tr4分別是耐壓400V的PNP型和NPN型開(kāi)關(guān)管。
本電路的進(jìn)一步改進(jìn)是將取樣環(huán)節(jié)中的電阻R1和R3換成齊納二極管，以使電源的輸出紋波電壓能準(zhǔn)確地控制在8mv以內(nèi)；在D1與D2之后各加一個(gè)100uf的電容而建立初步穩(wěn)壓，以避免開(kāi)關(guān)管Tr2、Tr4在市電正弦波過(guò)零值上下的較長(zhǎng)時(shí)間的通導(dǎo)而過(guò)多發(fā)熱。
附圖2為整機(jī)結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，電路位于機(jī)殼內(nèi)，電流電壓表頭A1、A2、V3、V4，二極管指示燈S1、D2、電壓值調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)W1、W2，輸入輸出端a、b、c、d的接頭以及總開(kāi)關(guān)K都設(shè)在面板上。
本實(shí)用新型除作為獨(dú)立的穩(wěn)壓可調(diào)直流電源應(yīng)用外，還可參與各電子設(shè)備的電路中作為電源電路單元。
權(quán)利要求1.一種動(dòng)平衡開(kāi)關(guān)式直流穩(wěn)壓電流，其電路由具有相同電路結(jié)構(gòu)的正負(fù)電源構(gòu)成，主要包括采樣環(huán)節(jié)，基準(zhǔn)電壓環(huán)節(jié)，比較環(huán)節(jié)和動(dòng)平衡調(diào)整環(huán)節(jié)，其特征在于1)比較環(huán)節(jié)由比較器，驅(qū)動(dòng)晶體管、開(kāi)關(guān)管組成，比較器的同相輸入端同基準(zhǔn)電壓環(huán)節(jié)連接，反相輸入端同采樣環(huán)節(jié)連接，比較器的輸出端接驅(qū)動(dòng)管的基極，驅(qū)動(dòng)管的發(fā)射極接地，其集電極與開(kāi)關(guān)管的基極連接，開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極通過(guò)整流二極管接電網(wǎng)的輸入端，其集電極為直流穩(wěn)壓的輸出端；2)正、負(fù)電源的基準(zhǔn)電壓環(huán)節(jié)分別由正、負(fù)直流電源及可變電阻構(gòu)成；3)動(dòng)平衡調(diào)整環(huán)節(jié)由并接在電壓輸出端上的電容構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)平衡開(kāi)關(guān)式直流穩(wěn)壓電源，其電子線路部分由具有相同電路結(jié)構(gòu)的正、負(fù)電源構(gòu)成，主要包括采樣環(huán)節(jié)，基準(zhǔn)電壓環(huán)節(jié)，比較環(huán)節(jié)、動(dòng)平衡調(diào)整環(huán)節(jié)；電路中不含變壓器、穩(wěn)壓管等，結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單，但電路的電功率總效率卻能達(dá)到99％以上，并且可以連續(xù)取得從0～550伏以內(nèi)的直流穩(wěn)壓電壓值足以滿足眾多電子設(shè)備對(duì)直流穩(wěn)壓電源的要求。
文檔編號(hào)G05F1/10GK2084212SQ91205389
公開(kāi)日1991年9月4日 申請(qǐng)日期1991年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月9日
發(fā)明者王先倫 申請(qǐng)人:重慶人民廣播電臺(tái)