多階式恒流型可調(diào)開(kāi)關(guān)電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多階式恒流型可調(diào)開(kāi)關(guān)電源，本裝置通過(guò)調(diào)節(jié)連接到電流反饋比較控制電路的多階基準(zhǔn)電壓電路的電壓值，控制電流反饋比較控制電路的輸出信號(hào)，再通過(guò)電壓反饋比較控制電路與電流反饋比較控制電路與設(shè)定值的比較，控制脈沖產(chǎn)生電路輸出脈沖的占空比，經(jīng)主回路輸出電路輸出穩(wěn)定電流，體積小，輸出電流穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
【專利說(shuō)明】多階式恒流型可調(diào)開(kāi)關(guān)電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電源，尤其涉及一種多階式恒流型可調(diào)開(kāi)關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]可調(diào)恒流電源一般都使用于特殊行業(yè)，需要工作過(guò)程中電源輸出的電流保持穩(wěn)定?，F(xiàn)有的很多可調(diào)恒流開(kāi)關(guān)電源都采用模擬電源，體積較大，功耗也大，不利于節(jié)能；同時(shí)，也存在一些效率高、體積小的開(kāi)關(guān)電源，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，但其輸出電壓不便于調(diào)節(jié)，使得開(kāi)關(guān)電源的使用范圍得到一定的限制。而可調(diào)恒流型的開(kāi)關(guān)電源品種很少，價(jià)格很貴，不利于推廣使用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種多階式恒流型可調(diào)開(kāi)關(guān)電源，多階式恒流型開(kāi)關(guān)電源由于可以按臺(tái)階式的控制電流，達(dá)到多時(shí)段多種電流控制的目的，體積小，輸出電流穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種多階式恒流型可調(diào)開(kāi)關(guān)電源，包括電源電路、脈沖開(kāi)關(guān)電路、反饋比較控制電路、主回路開(kāi)關(guān)電路和主回路輸出電路，所述的電源電路包括強(qiáng)電電源電路和弱電電源電路，弱電電源電路的輸出端為反饋比較控制電路和脈沖開(kāi)關(guān)電路提供電源，強(qiáng)電電源電路的輸出端連接主回路開(kāi)關(guān)電路的輸入端，主回路開(kāi)關(guān)電路的輸出端通過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器連接主回路輸出電路的輸入端，所述的反饋比較控制電路包括電壓反饋比較控制電路和電流反饋比較控制電路，電壓反饋比較控制電路的輸出端和電流反饋比較控制電路的輸出端均連接脈沖開(kāi)關(guān)電路的反饋信號(hào)輸入端，電壓反饋比較控制電路的反饋電壓輸入端和電流反饋比較控制電路的反饋電流輸入端分別連接主回路輸出電路的電壓輸出端和電流取樣電路的輸出端，電壓反饋比較控制電路的反饋電壓輸入端和電流反饋比較控制電路的反饋電流輸入端還連接有可調(diào)電阻，所述的電流反饋比較控制電路的比較輸入端連接多階基準(zhǔn)電壓電路。
[0006]所述的脈沖開(kāi)關(guān)電路包括脈沖產(chǎn)生電路和脈沖推動(dòng)電路，脈沖產(chǎn)生電路的輸出端連接脈沖推動(dòng)電路的輸入端，脈沖推動(dòng)電路的輸出端通過(guò)推動(dòng)變壓器連接主回路開(kāi)關(guān)電路的控制端。
[0007]所述的電壓反饋控制電路的第一輸入端通過(guò)由調(diào)節(jié)主回路輸出電路電壓大小的滑動(dòng)電阻與分壓電阻組成的第一分壓電路連接主回路輸出電路的反饋電壓輸出端，電壓反饋控制電路的第二輸入端用于接入基準(zhǔn)電壓，電壓反饋控制電路的輸出端連接脈沖產(chǎn)生電路的反饋信號(hào)輸入端。
[0008]所述的電流反饋控制電路包括反相放大電路，反相放大電路的輸入端連接串聯(lián)于主回路輸出電路的取樣電阻,反相放大電路的輸出端通過(guò)調(diào)節(jié)主回路輸出電路電流大小的滑動(dòng)電阻連接比較電路的反相輸入端，比較電路的同相輸入端連接多階基準(zhǔn)電壓電路，比較電路的輸出端連接脈沖產(chǎn)生電路的反饋信號(hào)輸入端。
[0009]所述的多階基準(zhǔn)電壓電路包括用于連接基準(zhǔn)電壓的第一電壓跟隨電路，第一電壓跟隨電路的輸出端連接電阻網(wǎng)絡(luò)的輸入端，電阻網(wǎng)絡(luò)的輸出端通過(guò)電子開(kāi)關(guān)電路連接單片機(jī)，單片機(jī)控制端口用于傳輸外部控邏輯信號(hào)，電子開(kāi)關(guān)電路的輸出端通過(guò)第二電壓跟隨電路連接電流比較電路的輸入端。
[0010]還包括電壓顯示表頭和電流顯示表頭，電壓顯示表頭通過(guò)第二分壓電路連接主回路輸出電路的反饋電壓輸出端，電流顯示表頭輸入端連接校準(zhǔn)電流電路。
[0011]本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)節(jié)連接到電流反饋比較控制電路的多階基準(zhǔn)電壓電路的電壓值，控制電流反饋比較控制電路的輸出信號(hào)，再通過(guò)電壓反饋比較控制電路與電流反饋比較控制電路與設(shè)定值的比較，控制脈沖產(chǎn)生電路輸出脈沖的占空比，經(jīng)主回路輸出電路輸出穩(wěn)定電流，體積小，輸出電流穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型的電源電路、脈沖開(kāi)關(guān)電路和主回路開(kāi)關(guān)電路的電路原理圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型的反饋比較控制電路和主回路輸出電路的電路原理圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型的多階基準(zhǔn)電壓電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型包括電源電路、脈沖開(kāi)關(guān)電路、反饋比較控制電路、主回路開(kāi)關(guān)電路和主回路輸出電路，所述的電源電路包括強(qiáng)電電源電路和弱電電源電路，弱電電源電路的輸出端為反饋比較控制電路和脈沖開(kāi)關(guān)電路提供電能，強(qiáng)電電源電路的輸出端連接主回路開(kāi)關(guān)電路的輸入端，主回路開(kāi)關(guān)電路的輸出端通過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器連接主回路輸出電路的輸入端，所述的反饋比較控制電路包括電壓反饋比較控制電路和電流反饋比較控制電路，電壓反饋比較控制電路的輸出端和電流反饋比較控制電路的輸出端均連接脈沖開(kāi)關(guān)電路的反饋信號(hào)輸入端，電壓反饋比較控制電路的反饋電壓輸入端和電流反饋比較控制電路的反饋電流輸入端分別連接主回路輸出電路的電壓輸出端和電流取樣電路的輸出端，電壓反饋比較控制電路的反饋電壓輸入端和電流反饋比較控制電路的反饋電流輸入端還連接有可調(diào)電阻，所述的電流反饋比較控制電路的比較輸入端連接多階基準(zhǔn)電壓電路。
[0017]如圖2、圖3和圖4所示，圖2中的111、121、131分別連接圖3中的112、122、132，圖3中的141、51、161分別連接圖4中的142、152、162，本實(shí)用新型的工作原理:
[0018]電源電路由兩部分組成，一部分組成弱電電源部分，供反饋比較控制電路、脈沖開(kāi)關(guān)電路和電壓顯示表頭使用。另外一部分是強(qiáng)電電源部分，供主回路輸出電路使用。弱電電源部分由變壓器T1、D1—D4整流、穩(wěn)壓芯片7812、7912、7805及外圍器件組成的正負(fù)12V、正5V直流電源，其中5V電源供直流電壓顯示表頭使用。強(qiáng)電電源部分是由橋式整流BG1、熱敏電阻NTC10D13、濾波電容ClO組成，產(chǎn)生近300V的直流電壓加到場(chǎng)效應(yīng)管Q4的漏極上面，熱敏電阻NTC10D13可以起到緩沖電流的作用。
[0019]脈沖產(chǎn)生電路由芯片UC3845及外圍器件組成。電阻R15、電容C18與芯片內(nèi)部電路組成阻容充放電電路，產(chǎn)生一個(gè)固定頻率(100KHZ左右)的脈沖供芯片使用。芯片3腳為電流取樣輸入端，芯片I腳為輸出/補(bǔ)償，內(nèi)部誤差放大器的輸出端。在電路中，芯片UC3845的I腳連接到了反饋比較控制電路的信號(hào)輸出端，而芯片UC3845的I腳的控制電壓經(jīng)電阻R11、R13分壓后通過(guò)電阻R12加到芯片UC3845的3腳上面，作為電流取樣之用。芯片UC3845的I腳電壓的高低決定了芯片輸出脈沖占空比的大小。芯片UC3845的6腳為輸出端，6腳通過(guò)電阻R14加到脈沖推動(dòng)電路的三極管Ql的基極上面。
[0020]脈沖推動(dòng)電路由三極管Ql和Q2及外圍器件組成。二極管D5、D6為續(xù)流二極管。電容C11、C12為脈沖耦合電容，將脈沖信號(hào)傳遞到推動(dòng)變壓器T2的初極上面。當(dāng)脈沖為高電平時(shí)，Ql迅速導(dǎo)通，12v電壓經(jīng)Ql的集電極到發(fā)射極再通過(guò)耦合電容加到變壓器T2的初極上面，變壓器迅速產(chǎn)生并輸出脈沖電流。當(dāng)芯片輸出低電平時(shí)，Ql截止，Q2導(dǎo)通，變壓器迅速停止輸出脈沖電流，因此該電路將芯片UC3845產(chǎn)生的脈沖信號(hào)功率放大很大。
[0021]在主回路開(kāi)關(guān)電路中，變壓器輸出的脈沖信號(hào)可以直接推動(dòng)兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管Q3、Q4迅速導(dǎo)通截止，在開(kāi)關(guān)變壓器T3上形成很高的脈沖電壓。采用兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管是為了增加電路的可靠性而設(shè)計(jì)的。
[0022]電壓反饋比較控制電路，該電路是為了限制在負(fù)載空載的情況下，電壓最高的輸出范圍。芯片U5(LM324)的1、2、3腳與外圍器件組成了一個(gè)比較器電路，其中U5的3腳接到穩(wěn)壓芯片(TL431)的上面，得到穩(wěn)定的2.5V基準(zhǔn)電壓。芯片U5的2腳通過(guò)滑動(dòng)電阻Wl連接到了主回路輸出電路的輸出端OUT+上。電阻R5與滑動(dòng)電阻Wl組成分壓電路。當(dāng)U5的2腳電壓低于3腳電壓(2.5V)時(shí)，U5的I腳就會(huì)輸出+12V，反之就會(huì)輸出-12V。該電壓經(jīng)二極管D8、電阻R23加到芯片UC3845的I腳上面，芯片UC3845的I腳的電位由反饋比較控制電路決定，芯片UC3845的I腳電壓高的時(shí)候輸出脈沖信號(hào)，低于零伏則停止輸出脈沖信號(hào)。調(diào)整滑動(dòng)電阻Wl就可以改變?cè)诳蛰d情況下，后級(jí)輸出電壓的高低范圍。
[0023]電流反饋比較控制電路，芯片LM324的8、9、10三個(gè)腳與外圍器件組成反向放大電路，將取樣電阻R4上的電壓進(jìn)行放大，電阻R21、R22決定了該放大器的放大倍數(shù)。反向放大電路的輸出端連接到可調(diào)電阻W3的上面，經(jīng)W3分壓后傳輸給芯片LM324的12、13、14腳組成的比較器電路的反向輸入端(13腳)，芯片LM324的12腳連接到多階基準(zhǔn)電壓電路，電路根據(jù)不同的數(shù)據(jù)選擇結(jié)果可以得到不同的電壓供比較器使用。當(dāng)LM324的12腳電壓高于13腳電壓時(shí)，14腳輸出端就會(huì)輸出+12V，反之就會(huì)輸出-12V，此電壓經(jīng)二極管D7、電阻R23加到UC3845的I腳上面。電流比較器和電壓比較器的輸出電位兩者混合后產(chǎn)生的電位決定著UC3845芯片I腳的電位，由此來(lái)控制芯片UC3845是否輸出脈沖信號(hào)。可調(diào)電阻W3可以調(diào)整負(fù)載輸出電流大小的范圍。
[0024]在主回路輸出電路中，器件D9由兩個(gè)二極管組成，其中前面一個(gè)起到半波脈沖整流的作用，后面一個(gè)消除負(fù)向脈沖的作用。電阻R2、R3電容C6、C7組成了兩個(gè)阻容吸收電路，是為了吸收尖脈沖而設(shè)置的。高頻線圈L2是濾除高頻脈沖而設(shè)置的，電容C8、C9為濾波電容。取樣電阻R4為輸出電流取樣電阻，輸出電流越大，取樣電阻R4上面的電壓越高，取樣電阻R4上面的電壓就會(huì)知道負(fù)載電流的大小。
[0025]多階基準(zhǔn)電壓電路，包括用于連接基準(zhǔn)電壓的第一電壓跟隨電路，第一電壓跟隨電路的輸出端通過(guò)分配執(zhí)行電路連接控制端，分配執(zhí)行電路的輸出端通過(guò)第二電壓跟隨電路連接電流比較電路的第二輸入端，該電路是為了設(shè)置電流反饋比較控制電路中的不同的基準(zhǔn)比較電壓而設(shè)計(jì)的?；鶞?zhǔn)穩(wěn)壓芯片TL431產(chǎn)生2.5V基準(zhǔn)電壓，多階可調(diào)電阻W2對(duì)2.5V電壓進(jìn)行分壓，分壓后的電壓連接到運(yùn)算放大器U6A的正向輸入端上面，運(yùn)放電路組成第一電壓跟隨電路向后級(jí)傳輸多階可調(diào)電阻W2上面的分壓值。該電壓值加到由可調(diào)電阻W5、W6、W7、W8、W9、W10、W11、W12組成的電阻網(wǎng)絡(luò)兩端。外部控邏輯信號(hào)傳輸?shù)叫酒琔9 (3選8電子開(kāi)關(guān))的A、B、C的選擇端，芯片U9的8個(gè)輸出端口就會(huì)根據(jù)選擇邏輯關(guān)系給相應(yīng)的端口輸出12V電壓加到電子開(kāi)關(guān)U7、U8(CD4066)的控制端上，相應(yīng)的開(kāi)關(guān)就會(huì)導(dǎo)通，分壓后的電壓值就會(huì)傳輸?shù)竭\(yùn)放電路U6B的同相輸入端上面，該電路組成第二電壓跟隨電路。跟隨隔離后的電壓連接到芯片U5的12腳控制比較器進(jìn)行工作?？烧{(diào)電阻W5、W6、W7、W8、W9、W10、W11、W12，可以根據(jù)實(shí)際工作要求需要調(diào)整成不同的分壓值。需要說(shuō)明的是R24、R25、R26三個(gè)電阻為選擇端口的上拉電阻，控制的時(shí)候應(yīng)將相應(yīng)的端口接地，否則該端口就為高電平。
[0026]輸出電壓、電流顯示電路，該電路主要由兩個(gè)輸入電壓為5V的數(shù)顯電壓表頭組成。在電壓顯不電路中，電阻R6和可調(diào)電阻W4對(duì)輸出電壓分壓后送給了電壓顯不表頭。調(diào)整W4可以改變顯示的電壓的高低數(shù)值。在電流顯示電路中，首先通過(guò)運(yùn)放電路LM324的5、6、7的三個(gè)腳及外圍器件組成的反向放大電路對(duì)取樣電阻R4上的電壓進(jìn)行放大，放大后的電壓信號(hào)傳輸給電流顯示表頭進(jìn)行數(shù)值顯示?？烧{(diào)電阻Wl可以改變顯示電流的高低數(shù)值。
【權(quán)利要求】
1.一種多階式恒流型可調(diào)開(kāi)關(guān)電源，其特征在于:包括電源電路、脈沖開(kāi)關(guān)電路、反饋比較控制電路、主回路開(kāi)關(guān)電路和主回路輸出電路，所述的電源電路包括強(qiáng)電電源電路和弱電電源電路，弱電電源電路的輸出端為反饋比較控制電路和脈沖開(kāi)關(guān)電路提供電源，強(qiáng)電電源電路的輸出端連接主回路開(kāi)關(guān)電路的輸入端，主回路開(kāi)關(guān)電路的輸出端通過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器連接主回路輸出電路的輸入端，所述的反饋比較控制電路包括電壓反饋比較控制電路和電流反饋比較控制電路，電壓反饋比較控制電路的輸出端和電流反饋比較控制電路的輸出端均連接脈沖開(kāi)關(guān)電路的反饋信號(hào)輸入端，電壓反饋比較控制電路的反饋電壓輸入端和電流反饋比較控制電路的反饋電流輸入端分別連接主回路輸出電路的電壓輸出端和電流取樣電路的輸出端，電壓反饋比較控制電路的反饋電壓輸入端和電流反饋比較控制電路的反饋電流輸入端還連接有可調(diào)電阻，所述的電流反饋比較控制電路的比較輸入端連接多階基準(zhǔn)電壓電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多階式恒流型可調(diào)開(kāi)關(guān)電源，其特征在于:所述的脈沖開(kāi)關(guān)電路包括脈沖產(chǎn)生電路和脈沖推動(dòng)電路，脈沖產(chǎn)生電路的輸出端連接脈沖推動(dòng)電路的輸入端，脈沖推動(dòng)電路的輸出端通過(guò)推動(dòng)變壓器連接主回路開(kāi)關(guān)電路的控制端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多階式恒流型可調(diào)開(kāi)關(guān)電源，其特征在于:所述的電壓反饋控制電路的第一輸入端通過(guò)由調(diào)節(jié)主回路輸出電路電壓大小的滑動(dòng)電阻與分壓電阻組成的第一分壓電路連接主回路輸出電路的反饋電壓輸出端，電壓反饋控制電路的第二輸入端用于接入基準(zhǔn)電壓，電壓反饋控制電路的輸出端連接脈沖產(chǎn)生電路的反饋信號(hào)輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多階式恒流型可調(diào)開(kāi)關(guān)電源，其特征在于:所述的電流反饋控制電路包括反相放大電路，反相放大電路的輸入端連接串聯(lián)于主回路輸出電路的取樣電阻，反相放大電路的輸出端通過(guò)調(diào)節(jié)主回路輸出電路電流大小的滑動(dòng)電阻連接比較電路的反相輸入端，比較電路的同相輸入端連接多階基準(zhǔn)電壓電路，比較電路的輸出端連接脈沖產(chǎn)生電路的反饋信號(hào)輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的多階式恒流型可調(diào)開(kāi)關(guān)電源，其特征在于:所述的多階基準(zhǔn)電壓電路包括用于連接基準(zhǔn)電壓的第一電壓跟隨電路，第一電壓跟隨電路的輸出端連接電阻網(wǎng)絡(luò)的輸入端，電阻網(wǎng)絡(luò)的輸出端通過(guò)電子開(kāi)關(guān)電路連接單片機(jī)，單片機(jī)控制端口用于傳輸外部控邏輯信號(hào)，電子開(kāi)關(guān)電路的輸出端通過(guò)第二電壓跟隨電路連接電流比較電路的輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多階式恒流型可調(diào)開(kāi)關(guān)電源，其特征在于:還包括電壓顯示表頭和電流顯示表頭，電壓顯示表頭通過(guò)第二分壓電路連接主回路輸出電路的反饋電壓輸出端，電流顯示表頭輸入端連接校準(zhǔn)電流電路。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK203416168SQ201320441497
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月24日
【發(fā)明者】牛光峰 申請(qǐng)人:華晶精密制造有限公司