專利名稱：采用環(huán)型變壓器制作的中、小功率直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源。
現(xiàn)有直流電源采用的變壓器多為E型、C型或R型，E型變壓器體積大效率低，C型變壓器體積大，R型變壓器不便安裝。此外，現(xiàn)有直流電源的穩(wěn)壓穩(wěn)流電路也比較復雜。
鑒于上述，本實用新型的目的就是提供一種體積小、重量輕、效率高、便于安裝、且電路簡單的直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源。
為達此目的，本實用新型采用以下技術方案一種采用環(huán)型變壓器制作的中、小功率直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，其特征在于它包括環(huán)型變壓器、輔助電源、換檔電路、換檔控制、整流濾波、串聯(lián)調整、電流取樣、電流放大、穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換、穩(wěn)流控制、穩(wěn)壓控制諸單元，其中輔助電源和換檔電路接環(huán)型變壓器的次級，換檔電路、整流濾波單元、串聯(lián)調整單元、電流取樣單元依次成串聯(lián)連接，電流取樣單元的后端作為直流電源的輸出端接換檔控制單元和穩(wěn)壓控制單元的輸入，換檔控制單元的輸出控制換檔電路，電流取樣單元的輸出經(jīng)電流放大單元放大后接穩(wěn)流控制單元的輸入，穩(wěn)流控制單元和穩(wěn)壓控制單元的輸出接穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換單元的輸入，穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換單元的輸出接串聯(lián)調整單元的控制端。
所述穩(wěn)壓控制單元由運算放大器和穩(wěn)壓基準源構成，該穩(wěn)壓基準源和直流電源的輸出接該運算放大器的輸入。
所述穩(wěn)流控制單元由運算放大器和穩(wěn)流基準源構成，該穩(wěn)流基準源和所述電流放大單元的輸出接該運算放大器的輸入。
所述穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換單元由晶體管及接在晶體管基極的兩個發(fā)光二極管構成，該兩個發(fā)光二極管的另端分別接所述穩(wěn)壓控制和穩(wěn)流控制單元的輸出，該晶體管的輸出接所述串聯(lián)調整單元的控制端。
所述換檔控制單元由兩個電子開關及其控制的兩個繼電器組成，所述換檔電路由接在所述環(huán)型變壓器次級與整流濾波單元之間的該兩個繼電器的接點構成。
本實用新型的優(yōu)點由于設有電路簡單的穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換單元，故可依據(jù)輸出電流的情況，自動轉為穩(wěn)壓或穩(wěn)流工作狀態(tài)；因采用環(huán)型變壓器，故體積小、重量輕、效率高、便于安裝在機架上使用。
以下結合附圖和實施例進行詳細說明。


圖1、圖2分別是本實用新型的電路框圖和電路原理圖。
本實用新型是采用環(huán)型變壓器制作的中、小功率直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，請參閱圖1，它包括環(huán)型變壓器1、輔助電源6、換檔電路2、換檔控制7、整流濾波3、串聯(lián)調整4、電流取樣5、電流放大8、穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換9、穩(wěn)流控制10、穩(wěn)壓控制11諸單元，其中輔助電源6和換檔電路2接環(huán)型變壓器1的次級，換檔電路2、整流濾波單元3、串聯(lián)調整單元4、電流取樣單元5依次成串聯(lián)連接，電流取樣5單元的后端作為直流電源的輸出端接換檔控制單元7和穩(wěn)壓控制單元11的輸入，換檔控制單元7的輸出控制換檔電路2，電流取樣單元5的輸出經(jīng)電流放大單元8放大后接穩(wěn)流控制單元10的輸入，穩(wěn)流控制單元10和穩(wěn)壓控制單元11的輸出接穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換單元9的輸入，穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換單元9的輸出接串聯(lián)調整單元4的控制端。
變壓器1的次級經(jīng)換檔電路2換檔后，由整流濾波單元3變成直流，經(jīng)串聯(lián)調整單元4調整后，再經(jīng)電流取樣單元5向負載提供直流電源。穩(wěn)流控制單元10和穩(wěn)壓控制單元11的輸出經(jīng)穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換單元9切換后，去控制串聯(lián)調整單元4，從而對直流電源的輸出電壓和電流進行穩(wěn)定控制。換檔控制單元7根據(jù)直流電源輸出的電壓高低情況，對換檔電路2進行切換，通過改變加到整流濾波單元3上的交流電壓的高低，來調節(jié)直流電源的輸出電壓。
下面結合圖2說明本實用新型的工作原理。
T1為環(huán)型變壓器，其有兩個輔助電源次級繞組和一個主電源次級繞組。輔助電源由整流橋V1-V2、三端穩(wěn)壓器N1-N3、電解電容C1-C6、電阻R1、穩(wěn)壓二極管V3組成，它產(chǎn)生本機所需要的+5V、+15V、+24V、-5V、-12V輔助電源。
換檔及換檔控制單元由電阻R16-R20、晶體管V9-V11、繼電器K2-K3組成，兩個繼電器的接點K3-1、K2-1接在環(huán)型變壓器T1的主電源次級繞組與整流橋V7之間。V9和V11分別組成電子開關，它們的開關狀態(tài)由直流電源的輸出電壓自動控制，它們通過對直流電源的輸出電壓采樣比較，控制繼電器K2和K3的接點的狀態(tài)(有四種狀態(tài))，自動切換T1送出的交流電源的高低，使串聯(lián)調整管V8處在最佳狀態(tài)，從而提高了整機效率。
整流濾波單元由整流橋V7、電容C9組成。串聯(lián)調整單元由電阻R14、場效應管V8組成。接在V8后端的電阻R15為電流取樣單元。
穩(wěn)壓控制單元由電阻R3-R7、電容C7、運算放大器N4A和穩(wěn)壓基準源R4構成，穩(wěn)壓基準源和直流電源的輸出接運算放大器N4A的輸入。直流電源的輸出電壓通過取樣電路與穩(wěn)壓基準比較，由運算放大器N4A進行誤差放大，通過穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換單元的發(fā)光二極管V5、晶體管V4，經(jīng)場效應管V8串聯(lián)調整后輸出。換檔電路自動提供適量的串調管壓降。
電流放大單元由運算放大器N4C組成，其輸入接自電流取樣單元R15。穩(wěn)流控制單元由電阻R8-R11、電容C8、運算放大器N4B和穩(wěn)流基準源R10構成。穩(wěn)流基準源和運算放大器N4C的輸出接運算放大器N4B的輸入。直流電源的輸出電流通過電流取樣電阻R15作I/V變換，經(jīng)運算放大器N4C放大后與穩(wěn)流基準比較，由運算放大器N4B進行誤差放大，通過穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換單元的發(fā)光二極管V6、晶體管V4，經(jīng)場效應管V8串聯(lián)調整后輸出。換檔電路自動提供適量的串調管壓降。
穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換單元由電阻R2、晶體管V4、接在晶體管V4基極的兩個發(fā)光二極管V5和V6構成，發(fā)光二極管V5和V6的另端分別接穩(wěn)壓控制單元中運算放大器N4A的輸出和穩(wěn)流控制單元中運算放大器N4B的輸出，晶體管V4的輸出接串聯(lián)調整單元中場效應管V8的控制端。在穩(wěn)壓狀態(tài)下，V5導通，穩(wěn)流狀態(tài)下V6導通，穩(wěn)壓、穩(wěn)流狀態(tài)由運算放大器N4A和N4B控制，通過發(fā)光二極管V5和V6、晶體管V4完成自動切換。
本實用新型的面板上裝有電源開關K1、調整輸出電壓的調節(jié)鈕R4、調整輸出電流的調節(jié)鈕R10、穩(wěn)壓工作指示燈V5、穩(wěn)流工作指示燈V6、指示輸出電壓的電壓數(shù)字表M1、指示輸出電流的電流數(shù)字表M2、輸出端子等。R4、R10、V5、V6也是上述電路中提及的穩(wěn)壓基準源電阻、穩(wěn)流基準源電阻、發(fā)光二極管。
本實用新型既可作穩(wěn)壓源亦可作穩(wěn)流源使用。作為穩(wěn)壓源使用時，輸出電流調節(jié)鈕可設定最大輸出電流，起到電流保護作用；作為穩(wěn)流源使用時，輸出電壓調節(jié)鈕可設定最大開路電壓，起到電壓保護作用。在穩(wěn)壓狀態(tài)下，當輸出電流達到預置點時，可自動轉換為穩(wěn)流狀態(tài)；反之當輸出電流小于預置點時，可自動由穩(wěn)流狀態(tài)轉換回到穩(wěn)壓狀態(tài)。
本實用新型體積小重量輕，對于輸出為0-60V、0-5A或0-35V、0-10A的兩種型號的直流電源，其外部尺寸僅為215mm×110mm×385mm，重量僅10Kg，便于上機架使用。
權利要求1.一種采用環(huán)型變壓器制作的中、小功率直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，其特征在于它包括環(huán)型變壓器、輔助電源、換檔電路、換檔控制、整流濾波、串聯(lián)調整、電流取樣、電流放大、穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換、穩(wěn)流控制、穩(wěn)壓控制諸單元，其中輔助電源和換檔電路接環(huán)型變壓器的次級，換檔電路、整流濾波單元、串聯(lián)調整單元、電流取樣單元依次成串聯(lián)連接，電流取樣單元的后端作為直流電源的輸出端接換檔控制單元和穩(wěn)壓控制單元的輸入，換檔控制單元的輸出控制換檔電路，電流取樣單元的輸出經(jīng)電流放大單元后接穩(wěn)流控制單元的輸入，穩(wěn)流控制單元和穩(wěn)壓控制單元的輸出接穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換單元的輸入，穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換單元的輸出接串聯(lián)調整單元的控制端。
2.如權利要求1所述的采用環(huán)型變壓器制作的中、小功率直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，其特征在于所述穩(wěn)流控制單元由運算放大器和穩(wěn)流基準源構成，該穩(wěn)流基準源和所述電流放大單元的輸出接該運算放大器的輸入。
3.如權利要求1所述的采用環(huán)型變壓器制作的中、小功率直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，其特征在于所述穩(wěn)壓控制單元由運算放大器和穩(wěn)壓基準源構成，該穩(wěn)壓基準源和直流電源的輸出接該運算放大器的輸入。
4.如權利要求1所述的采用環(huán)型變壓器制作的中、小功率直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，其特征在于所述穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換單元由一晶體管及接在該晶體管基極的兩個發(fā)光二極管構成，該兩個發(fā)光二極管的另端分別接所述穩(wěn)流控制和穩(wěn)壓控制單元的輸出，該晶體管的輸出接所述串聯(lián)調整單元的控制端。
5.如權利要求1所述的采用環(huán)型變壓器制作的中、小功率直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，其特征在于所述換檔控制單元由兩個電子開關及其控制的兩個繼電器組成，所述換檔電路由接在所述環(huán)型變壓器次級與整流濾波單元之間的該兩個繼電器的接點構成。
專利摘要本直流電源包括:環(huán)型變壓器、換檔電路、換檔控制、整流濾波、串聯(lián)調整、電流取樣、電流放大、穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換、穩(wěn)流控制、穩(wěn)壓控制諸單元。換檔電路、整流濾波、串聯(lián)調整、電流取樣依次成串聯(lián)連接,直流電源的輸出接換檔控制和穩(wěn)壓控制的輸入,換檔控制的輸出控制換檔電路,電流取樣的輸出接穩(wěn)流控制的輸入,穩(wěn)壓穩(wěn)流自動切換的輸入接穩(wěn)流控制和穩(wěn)壓控制的輸出,其輸出接串聯(lián)調整的控制端。本電源體積小、重量輕、效率高、便于安裝、且電路簡單。
文檔編號G05F1/46GK2403048SQ0020142
公開日2000年10月25日 申請日期2000年2月1日 優(yōu)先權日2000年2月1日
發(fā)明者畢蘭星, 侯海建, 聶鴻翔 申請人:北京同燁電子技術研究所