專利名稱：高效寬調直流穩(wěn)壓電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高效寬調直流穩(wěn)壓電源。
目前所用的商品直流穩(wěn)壓電源，其突出缺點就是效率低，從而浪費了不少電能源和金屬。
本實用新型的目的是提供一種改進的新型直流穩(wěn)壓電源。由于技術上的改進，使構成主調壓回路的調整管的功耗減少了，并提高約30％的效率，從而大大節(jié)省了電能。由于電能節(jié)省了，自然散熱器也減小，因而減少了金屬消耗。而且本實用新型的調整管在并聯(lián)時無需選配，給生產提供了便利，整機的可靠性及壽命得到很大提高。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種高效寬調直流穩(wěn)壓電源，它包括變壓器，換檔電路，換檔控制電路和輔助電源，其特征是變壓器的一組次極與換檔電路相連接，另一組次極與輔助電源相連接；換檔電路的一端與換檔控制電路相連，另一端與整流器相連；整流器的輸出端與濾波器的輸入端相連接；濾波器的輸出端與功率場效應管的源極相連；功率場效應管的漏極與假負載和取樣電路相連，功率場效應管的柵極與比較放大單元相連；比較放大單元的一端與取樣電路相連，另一端與換檔控制電路和輔助電源相連；換檔控制電路分別與功率場效應管的漏極、取樣電路和假負載相連接。調整管采用功率場效應管代替雙極型晶體管，從而簡化驅動電路，降低了功耗，提高了可靠度，作為調整管的功率場效應管并聯(lián)擴流更容易實現(xiàn)。
調整管的管壓降大小是影響整機效率的主要因素。本實用新型為了減小管壓降，引入了低壓差技術，從而使管壓降較雙極型晶體管降低了3V左右，更進一步提高了效率。
由于上述解決方案中，改進了調整管，從而使整機可靠性提高，便于生產，降低了功耗；另一方面，由于在電路原理上采用了低壓差技術，使電源整機效率有了根本性的提高。效率的提高，帶動了整機體積的減小，金屬消耗少，使成本降低，提高了產品競爭力。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。


圖1是本實用新型的高效寬調直流穩(wěn)壓電源的原理框圖；圖2是本實用新型的高效寬調直流穩(wěn)壓電源的電路原理圖。
圖中，1、變壓器；2、換檔電路；3、整流器；4、濾波器；5、功率場效應管；6、取樣電路；7、比較放大單元；8、輔助電源；9、換檔控制電路；10、假負載。
圖1是本實用新型的穩(wěn)壓原理框圖。變壓器1將輸入交流電壓變換為交流低電壓，送至換檔電路2，其一路與換檔控制電路9相接，一路接整流器3，將交流低壓變換為脈動直流電壓，經濾波器4送到功率場效應管5，功率場效應管5的漏極D是輸出U0，與假負載10和取樣電路6相連。由輸出U0的波動取樣，送至比較放大單元7，比較放大單元7的一端與輔助電源8相連，另一端接至功率場效應管5的柵極g，從而控制功率場效應管5調整自身的管壓降，達到調壓穩(wěn)壓的目的。換檔電路2使輸出U0范圍擴大，又不使功率場效應管功耗過大，它由相接的換檔控制電路9來實現(xiàn)自動換檔，換檔控制電路9還分別與輸出U0和輔助電源8相接，輔助電源8還與變壓器1相連。電路的穩(wěn)壓過程可由流程表示如下如果輸出電壓U0上升導致取樣電路6中的的電壓值上升，這樣就使得功率場效應管5的柵極g電位上升，這又引起了功率場效應管5的漏極D的電位下降，也即輸出電壓U0下降，從而穩(wěn)定了輸出電壓。
反之亦然。
本實用新型的調整管采用功率場效應管MOSFET。這種方案的優(yōu)點是不需在控制極，即柵極g單設驅動電路，從而大大簡化了電路，并且由此減少了不必要的損耗，增加了電路工作的穩(wěn)定性與可靠性。而且重要的一點是普通雙極晶體管不易并聯(lián)，給大電流輸出帶來一定的困難。而功率場效應管MOSFET則不然，其并聯(lián)非常容易，并聯(lián)諸管能實現(xiàn)自動電流均衡，使電路的工作可靠性大為提高。本實用新型的另外一個重要改進點是采用了低壓差穩(wěn)壓電路，使功率場效應管MOSFET在漏極D和源極S間的管壓降幾乎接近零伏電壓時，還能起調壓作用，較之采用雙極晶體管提高效率30％左右。這一優(yōu)點的實現(xiàn)是采用功率場效應管MOSFET的漏極D輸出實現(xiàn)的。本實用新型電路的另一優(yōu)點是不存在類似電路的啟動困難問題。
圖2是本實用新型的一個實施例。其中變壓器1為具有三個次極的變壓器T；換檔電路2為繼電器J1的一組觸點J1-1；換檔控制電路9由運算放大器IC1-2，電阻R7、R8、R10，三極管Q和繼電器J1組成；整流器3是橋式整流二極管D1；濾波器4是電解電容器C1；取樣電路6由電阻R1構成；比較放大單元7為運算放大器IC1-1；假負載10是電阻R9；輔助電源8由橋式整流二極管D2、D3，穩(wěn)壓集成電路IC2、IC3，電容器C2、C3、C4、C5，電阻R4，穩(wěn)壓管Z組成。電阻R2、R5和R6組成可調基準，以實現(xiàn)輸出電壓可調，穩(wěn)壓集成電路IC2提供正穩(wěn)壓電壓，穩(wěn)壓集成電路IC3提供負穩(wěn)壓電壓，以支持電路所需的正常工作電壓。
權利要求1．一種高效寬調直流穩(wěn)壓電源，包括變壓器，換檔電路，換檔控制電路和輔助電源，其特征是變壓器的一組次極與換檔電路相連接，另一組次極與輔助電源相連接；換檔電路的一端與換檔控制電路相連，另一端與整流器相連；整流器的輸出端與濾波器的輸入端相連接；濾波器的輸出端與功率場效應管的源極相連；功率場效應管的漏極與假負載和取樣電路相連，功率場效應管的柵極與比較放大單元相連；比較放大單元的一端與取樣電路相連，另一端與換檔控制電路和輔助電源相連；換檔控制電路分別與功率場效應管的漏極、取樣電路和假負載相連接。
2．根據(jù)權利要求1所述的高效寬調直流穩(wěn)壓電源，其特征在于所述的變壓器為具有三個次極的變壓器(T)；換檔電路為繼電器(J1)的一組觸點(J1-1)；換檔控制電路由運算放大器(IC1-2)，電阻(R7、R8、R10)，三極管(Q)和繼電器(J1)組成；整流器是橋式整流二極管(D1)；濾波器是電解電容器(C1)；取樣電路由電阻(R1)構成；比較放大單元為運算放大器(IC1-1)；假負載是電阻(R9)；輔助電源由橋式整流二極管(D2、D3)，穩(wěn)壓集成電路(IC2、IC3)，電容器(C2、C3、C4、C5)，電阻(R4)，穩(wěn)壓管(Z)組成。
專利摘要一種高效寬調直流穩(wěn)壓電源,其變壓器的一組次極與換檔電路相連接,另一組次極與輔助電源相連;換檔電路的一端與換檔控制電路相連,另一端與整流器相連;整流器的輸出端與濾波器的輸入端相連;濾波器的輸出端與功率場效應管的源極相連;功率場效應管的漏極與假負載和取樣電路相連,功率場效應管的柵極與比較放大單元相連;比較放大單元的一端與取樣電路相連,另一端與換檔控制電路和輔助電源相連;換檔控制電路與功率場效應管的漏極相連。
文檔編號G05F1/10GK2457639SQ0026065
公開日2001年10月31日 申請日期2000年11月29日 優(yōu)先權日2000年11月29日
發(fā)明者張繼春 申請人:張繼春