專利名稱：一種小型化的穩(wěn)壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型總地涉及穩(wěn)壓技術(shù)，更具體而言，涉及一種寬穩(wěn)壓范圍的小型化的穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路適用于晶閘管集成模塊。
背景技術(shù)：
穩(wěn)壓是廣泛使用于電力、交通、通信和運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的一種技術(shù)，它主要是結(jié)合例如變流裝置使用，通過對(duì)變流裝置的輸出電壓進(jìn)行取樣，與一個(gè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，從而得到一需要補(bǔ)償?shù)碾妷?，并根?jù)該補(bǔ)償電壓產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)，再通過變流裝置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)改變晶閘管的導(dǎo)通組合而補(bǔ)償該變流裝置的輸入電壓，使其輸出電壓保持穩(wěn)定，由此達(dá)到穩(wěn)壓的目的。圖1是傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電路的一種典型線路圖?？勺冸娮鑀1和電阻R1串聯(lián)后連接于需要穩(wěn)定的電壓端2和地線之間，由可變電阻P1進(jìn)行取樣獲取電壓波動(dòng)信號(hào)，然后，與穩(wěn)壓二極管Z1的穩(wěn)定電壓比較，得到關(guān)聯(lián)于需要穩(wěn)定的電壓的補(bǔ)償電壓的比較結(jié)果信號(hào)，該電路我們稱之為比較穩(wěn)壓電路。比較結(jié)果信號(hào)經(jīng)晶體管N1產(chǎn)生穩(wěn)壓控制信號(hào)輸出到(稱為穩(wěn)壓信號(hào)輸出電路)連接于主電路中的晶閘管N2的基極，控制流過晶閘管N2的電流，達(dá)到電壓端2的電壓穩(wěn)定的目的。從圖1中可以看到，用于與反饋電壓進(jìn)行比較的基準(zhǔn)電壓(穩(wěn)壓管Z提供)是固定的，因此要對(duì)輸出端1的電壓進(jìn)行分壓，來與基準(zhǔn)電壓比較。這樣做的問題在于1)穩(wěn)壓電壓最低不能低于基準(zhǔn)電壓，因而不能為用戶提供從零開始的穩(wěn)壓范圍；2)輸出電壓要通過分壓才與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，所以穩(wěn)壓精度會(huì)隨著輸出電壓的升高而減小。
此外，隨著穩(wěn)壓技術(shù)在眾多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，希望有一種小型的、模塊化的穩(wěn)壓電路。市售的晶閘管與觸發(fā)系統(tǒng)的一體化集成模塊(中國專利96198462.6)具有體積小、操作方便、工作可靠的優(yōu)點(diǎn)，但它沒有穩(wěn)壓系統(tǒng)，工作電壓不穩(wěn)定，需要附加穩(wěn)壓系統(tǒng)。而目前市場上的穩(wěn)壓電路卻存在體積大、沒有實(shí)現(xiàn)模塊化的問題。用戶在加裝穩(wěn)壓電路時(shí)，他必須設(shè)計(jì)、采購和加工制作，工作比較繁復(fù)，效果可能會(huì)不太理想。因此，市場需求一種晶閘管、觸發(fā)系統(tǒng)和穩(wěn)壓電路一體化的集成模塊，其關(guān)鍵在于穩(wěn)壓電路的小型化。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述穩(wěn)壓電路使用中的缺點(diǎn)，希望有一種寬穩(wěn)壓范圍的穩(wěn)壓模塊，其中的穩(wěn)壓電路具有可為用戶提供0-額定輸出范圍內(nèi)任意點(diǎn)的電壓穩(wěn)壓的寬穩(wěn)壓范圍，以及可將整個(gè)穩(wěn)壓電路模塊化，或者將該穩(wěn)壓電路與晶閘管電路集成以形成一個(gè)晶閘管集成模塊，使其具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、外接線簡單以及便于使用安裝的優(yōu)點(diǎn)。為了達(dá)到上述的要求，需要解決三方面的問題，即1)必須對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的穩(wěn)壓電路進(jìn)行原理上的改進(jìn)，以獲得更大的可調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓范圍；2)由于該穩(wěn)壓方案實(shí)際上采用的是一個(gè)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，所以首先要解決控制部分與變流設(shè)備輸出(一般地，變流設(shè)備的輸入、輸出部分例如是與工業(yè)用電380V相接的)之間的隔離，隔離電壓要大于2500V；如果要進(jìn)行模塊化，則3)作為隔離元件的電壓傳感器的體積一定要小，以便能夠使整個(gè)模塊的體積被控制在一定的范圍內(nèi)。
因此，本實(shí)用新型的目的是提供一種具有寬穩(wěn)壓范圍的小型化穩(wěn)壓電路。該穩(wěn)壓電路包括一比較、穩(wěn)壓電路，連接于一個(gè)需要穩(wěn)壓的輸入電壓，該電路中利用連接于輸入電壓兩端的電阻對(duì)該輸入電壓進(jìn)行電壓信號(hào)取樣，并將其和一個(gè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，以輸出關(guān)聯(lián)于該輸入電壓需要補(bǔ)償?shù)碾妷旱谋容^結(jié)果信號(hào)；以及穩(wěn)壓信號(hào)輸出電路，根據(jù)所述比較結(jié)果信號(hào)經(jīng)過一放大器產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)壓控制信號(hào)，以對(duì)電壓補(bǔ)償進(jìn)行控制，其特征在于，還包括一個(gè)穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路，并聯(lián)于一恒定電壓兩端，它利用一個(gè)基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)所述恒定電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而設(shè)定所述基準(zhǔn)電壓。
按照本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路是由一個(gè)可調(diào)節(jié)的電位器組成。
按照本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，所述穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路是由一個(gè)光電耦合電路組成的，所述光電耦合電路還用于隔離所述輸入電壓和所述基準(zhǔn)電壓。
按照本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，所述穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路是由一個(gè)變壓器電路組成的，所述變壓器電路還用于隔離所述輸入電壓和所述基準(zhǔn)電壓。
本實(shí)用新型的另外一個(gè)目的是提供由該穩(wěn)壓電路構(gòu)成的穩(wěn)壓模塊，該穩(wěn)壓模塊還包括一電源轉(zhuǎn)換電路，用于將一交變電壓轉(zhuǎn)換到一較高的恒定電壓，和一個(gè)在所述比較穩(wěn)壓電路之前的信號(hào)整形電路，用于接收所述輸入電壓，對(duì)其整形，再輸出給所述比較穩(wěn)壓電路。
本實(shí)用新型的再一個(gè)目的是提供包含該穩(wěn)壓電路的一個(gè)晶閘管集成模塊，具體來說，是與晶閘管和觸發(fā)系統(tǒng)一體化的集成模塊。
本實(shí)用新型的其它目的可以從從屬權(quán)利要求中得到。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的穩(wěn)壓電路原理圖；圖2是按照本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的改進(jìn)原理示意圖；圖3是按照本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的一個(gè)實(shí)施例的圖；圖4是按照本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的另一個(gè)實(shí)施例的圖；圖5是按照本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的又一個(gè)實(shí)施例的圖；圖6a是包含按照本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的單相交流穩(wěn)壓電路的一個(gè)實(shí)例圖；圖6b是包含按照本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的三相交流穩(wěn)壓電路的一個(gè)實(shí)例圖；圖6c是包含按照本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的單相整流穩(wěn)壓電路的一個(gè)實(shí)例圖；以及圖6d是包含按照本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的三相整流穩(wěn)壓電路的一個(gè)實(shí)例圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖來說明本實(shí)用新型。
現(xiàn)在參考圖2，它顯示的是按照本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的改進(jìn)原理示意圖。其中，圖2a1和圖2b1是傳統(tǒng)穩(wěn)壓電路，圖2a2和圖2b2是改進(jìn)的本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的示意圖。從圖中可以看出，按照本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的基準(zhǔn)電壓是通過用對(duì)一恒定電壓分壓(穩(wěn)壓管Z兩端的電壓)獲得，即基準(zhǔn)電壓是通過穩(wěn)壓管Z(在圖2a2中是Z4，在圖2b2中是Z2)和一可變電阻P(在圖2a2中是P6，在圖2b2中是P4)的并聯(lián)電路獲取的。而對(duì)輸出電壓的取樣則采用固定比例的分壓電阻(在圖2a2中是R1和R10，在圖2b2中是R11和R12)來進(jìn)行，這樣，基準(zhǔn)電壓不再固定，而變?yōu)樵?-該恒定電壓范圍內(nèi)是可調(diào)節(jié)的，故穩(wěn)壓電壓的范圍也可以從零開始，并且在所支持的穩(wěn)壓范圍內(nèi)，穩(wěn)壓精度是一致的。通過以上的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)穩(wěn)壓電路(調(diào)節(jié)反饋取樣電壓的大小)到新型穩(wěn)壓電路(調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓的大小)的轉(zhuǎn)變。
圖3是按照本實(shí)用新型的穩(wěn)壓模塊的一個(gè)實(shí)施例的圖。市售的晶閘管與觸發(fā)系統(tǒng)的一體化集成模塊(中國專利96198462.6)中有一個(gè)振蕩電路，產(chǎn)生80-120千赫的振蕩脈沖。從圖3中可以看到，該80-120千赫茲的高頻信號(hào)Sin被輸入到電源轉(zhuǎn)換電路31的三極管N3的基極，其輸出經(jīng)過三極管N1、N2進(jìn)行功率放大后，送到電容C1輸出給高頻變壓器T1升壓，經(jīng)橋式整流B1輸出35-38V的直流電壓。該輸入電源轉(zhuǎn)換電路是一種現(xiàn)有技術(shù)電路，在許多教科書中可見，其作用是為了提供一較穩(wěn)定的直流電壓，其實(shí)，任何能夠提供適用范圍的直流電源都是可行的。35-38V直流電壓經(jīng)電阻R24與穩(wěn)壓管Z2組成的穩(wěn)壓線路穩(wěn)壓后，供給穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路32。在穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路32，該恒定的直流電壓在一個(gè)外部基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)信號(hào)Scon的控制下經(jīng)電位器P1的分壓，作為設(shè)定的基準(zhǔn)電壓提供到電壓比較電路33的由集成電路(例如LM393)組成的比較放大器的正相輸入端3。而要穩(wěn)壓的信號(hào)經(jīng)信號(hào)整形電路34整形，即被R29、R26、R25、C5組成的RC電路濾波，然后由R26、R25組成的分壓電路取樣后送到上述比較放大器的反相輸入端2。該設(shè)定的基準(zhǔn)電壓與模塊輸出電壓經(jīng)過比較放大器的比較放大，于輸出端1輸出。該輸出結(jié)果被經(jīng)過在比較穩(wěn)壓線路33與穩(wěn)壓信號(hào)輸出電路35之間起隔離作用的光耦O2送到穩(wěn)壓信號(hào)輸出電路35。經(jīng)穩(wěn)壓信號(hào)輸出電路35輸出穩(wěn)壓控制信號(hào)Sout。
圖4是按照本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的另一實(shí)施例的圖。圖中，標(biāo)號(hào)41表示電源轉(zhuǎn)換電路，標(biāo)號(hào)42表示穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路，標(biāo)號(hào)43表示比較、穩(wěn)壓電路，標(biāo)號(hào)44表示模塊電壓輸出信號(hào)及整型電路，標(biāo)號(hào)45表示穩(wěn)壓信號(hào)輸出電路。該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)基本與圖3中的相同，不同之處僅在于，其中在穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路42中用一個(gè)光電耦合器O1及其控制電路取代電位器P1，控制信號(hào)Scon控制三極管N4來控制該光電耦合器O1的電流，從而改變提供到比較穩(wěn)壓電路43的基準(zhǔn)電壓的大小，同時(shí)該光電耦合器O1還可隔離穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路42與變流電路的輸出端，從而大大減少了該輸出端與控制部分之間的相互干擾。
圖5是按照本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的又一個(gè)實(shí)施例的圖。圖中，標(biāo)號(hào)51表示電源轉(zhuǎn)換電路，標(biāo)號(hào)52表示穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路，標(biāo)號(hào)53表示比較、穩(wěn)壓電路，標(biāo)號(hào)54表示模塊電壓輸出信號(hào)及整型電路，標(biāo)號(hào)55表示穩(wěn)壓信號(hào)輸出電路。該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)基本與圖3中的相同，不同之處僅在于，其中在穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路52中利用一個(gè)變壓器電路56取代電位器p1，而實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)電壓的設(shè)定。
通過以上描述可以看出，本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路具有基準(zhǔn)電壓可從零調(diào)節(jié)到恒定電壓的優(yōu)點(diǎn)，由此使該穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓范圍更寬；由于采用光電耦合器來進(jìn)行隔離和電壓傳感，所以該穩(wěn)壓電路的體積可以做得很小，可以模塊化，并且抗干擾性也較強(qiáng)此外，通過電源轉(zhuǎn)換電路來為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路提供獨(dú)立電源而實(shí)現(xiàn)了與12V觸發(fā)控制電源的隔離，并免除了用戶另外增加供電電源的負(fù)擔(dān)，從而更方便用戶的使用。根據(jù)本實(shí)用新型，由于該穩(wěn)壓電路的體積小，抗干擾性強(qiáng)，所以可以將其模決化，所實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)壓模塊的尺寸大致為19 36 11mm3。
圖6a是包含按照本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路的單相交流穩(wěn)壓電路的一個(gè)實(shí)例圖。圖中，標(biāo)號(hào)6a1表示電源逆變電路，標(biāo)號(hào)6a2表示穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路(電位器等效電路)，標(biāo)號(hào)6a3表示比較、穩(wěn)壓電路，標(biāo)號(hào)6a4表示模塊電壓輸出信號(hào)及整型電路，標(biāo)號(hào)6a5表示穩(wěn)壓信號(hào)輸出電路，標(biāo)號(hào)6a6表示單相交流模塊主電路和移相觸發(fā)電路，標(biāo)號(hào)6a7表示移相觸發(fā)器。從圖中可以看出，單相交流主電路6a6的輸出端被連接到該穩(wěn)壓電路中信號(hào)整形電路6a4的輸入端，以提供要穩(wěn)壓的信號(hào)，以及穩(wěn)壓電路中穩(wěn)壓信號(hào)輸出電路6a5輸出的穩(wěn)壓控制信號(hào)被連接到該單相交流電路6a6中移相觸發(fā)器的控制端12，以通過改變移相角的大小，從而調(diào)節(jié)變流電路輸出電壓的大小，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能。根據(jù)本實(shí)用新型，可以將該穩(wěn)壓電路與主電路和移相觸發(fā)電路組合成一體，形成一個(gè)模塊。
圖6b是本實(shí)用新型的三相交流穩(wěn)壓電路的一個(gè)實(shí)例，圖中，標(biāo)號(hào)6b1表示電源逆變電路，標(biāo)號(hào)6b2表示穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路(電位器等效電路)，標(biāo)號(hào)6b3表示比較、穩(wěn)壓電路，標(biāo)號(hào)6b4表示模塊電壓輸出信號(hào)及整型電路，標(biāo)號(hào)6b5表示穩(wěn)壓信號(hào)輸出電路，標(biāo)號(hào)6b6表示三相交流模塊主電路和移相觸發(fā)電路，標(biāo)號(hào)6b7表示移相觸發(fā)器。該實(shí)施例采用了與圖6a基本相同的穩(wěn)壓電路，只是根據(jù)主電路的可控硅接法不同而略有不同。
圖6c是本實(shí)用新型的單相整流穩(wěn)壓電路的一個(gè)實(shí)例，圖中，標(biāo)號(hào)6c1表示電源逆變電路，標(biāo)號(hào)6c2表示穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路(電位器等效電路)，標(biāo)號(hào)6c3表示比較、穩(wěn)壓電路，標(biāo)號(hào)6c4表示模塊電壓輸出信號(hào)及整型電路，標(biāo)號(hào)6c5表示穩(wěn)壓信號(hào)輸出電路，標(biāo)號(hào)6c6表示單相交流模塊主電路和移相觸發(fā)電路，標(biāo)號(hào)6c7表示移相觸發(fā)器。該實(shí)施例采用了與圖6a基本相同的穩(wěn)壓電路，只是穩(wěn)壓電路中的整形電路6C4中去除了由D14、D15、D16和D17組成的橋式整流電路。
以及圖6d是本實(shí)用新型的三相整流穩(wěn)壓電路的一個(gè)實(shí)例，圖中，標(biāo)號(hào)6d1表示電源逆變電路，標(biāo)號(hào)6d2表示穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路(電位器等效電路)，標(biāo)號(hào)6d3表示比較、穩(wěn)壓電路，標(biāo)號(hào)6d4表示模塊電壓輸出信號(hào)及整型電路，標(biāo)號(hào)6d5表示穩(wěn)壓信號(hào)輸出電路，標(biāo)號(hào)6d6表示三相交流模塊主電路和移相觸發(fā)電路，標(biāo)號(hào)6d7表示移相觸發(fā)器。該實(shí)施例采用了與圖6a基本相同的本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電路。
權(quán)利要求1.一種穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路包括一比較、穩(wěn)壓電路，連接一個(gè)需要穩(wěn)壓的輸入電壓，該電路中利用連接于輸入電壓兩端的電阻對(duì)該輸入電壓進(jìn)行取樣，并將其和一個(gè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，以輸出關(guān)聯(lián)于該輸入電壓需要補(bǔ)償?shù)碾妷旱谋容^結(jié)果信號(hào)；以及穩(wěn)壓信號(hào)輸出電路，根據(jù)所述比較結(jié)果信號(hào)經(jīng)過一放大器產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)壓控制信號(hào)以對(duì)電壓補(bǔ)償進(jìn)行控制，其特征在于，還包括一個(gè)穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路，并聯(lián)于一恒定電壓兩端，它利用一個(gè)基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)所述恒定電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而設(shè)定所述基準(zhǔn)電壓。
2.按照權(quán)利要求1的穩(wěn)壓電路，其特征在于所述穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路是由一可調(diào)節(jié)的電位器組成。
3.按照權(quán)利要求1的穩(wěn)壓電路，其特征在于所述穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路是由一個(gè)光電耦合電路組成的，所述光電耦合電路還用于隔離所述輸入電壓和所述基準(zhǔn)電壓。
4.按照權(quán)利要求1的穩(wěn)壓電路，其特征在于所述穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路是由一個(gè)變壓器電路組成的，該變壓器電路還用于隔離所述輸入電壓和所述基準(zhǔn)電壓。
5.按照權(quán)利要求1-4中之一的穩(wěn)壓電路，其特征在于所述恒定電壓由一穩(wěn)壓管提供。
6.按照權(quán)利要求1-4中之一的穩(wěn)壓電路，其特征在于還包括一個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路，用于提供一個(gè)獨(dú)立電源，為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路供給所述恒定電壓。
7.按照權(quán)利要求5的穩(wěn)壓電路，其特征在于還包括一個(gè)在所述比較穩(wěn)壓電路之前的信號(hào)整形電路，用于接收所述輸入電壓，對(duì)其整形，再輸出給所述比較穩(wěn)壓電路。
專利摘要一種能夠提供寬穩(wěn)壓范圍的小型化的穩(wěn)壓電路。該穩(wěn)壓電路包括一比較、穩(wěn)壓電路，連接于需要穩(wěn)壓的輸入電壓，對(duì)該輸入電壓進(jìn)行取樣，和一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出關(guān)聯(lián)于需要補(bǔ)償?shù)妮斎腚妷旱谋容^結(jié)果信號(hào)；以及穩(wěn)壓信號(hào)輸出電路，將比較結(jié)果信號(hào)放大后產(chǎn)生穩(wěn)壓控制信號(hào)以對(duì)電壓補(bǔ)償進(jìn)行控制，還包括一穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路，并聯(lián)于一恒定電壓兩端，利用一基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)信號(hào)調(diào)節(jié)所述恒定電壓，從而設(shè)定所述基準(zhǔn)電壓。使穩(wěn)壓范圍擴(kuò)大到從0到額定電壓的范圍。還采用體積較小的光電隔離器件實(shí)現(xiàn)了控制部分與輸出電壓的隔離，使整個(gè)穩(wěn)壓電路可集成為一個(gè)小型化模塊。
文檔編號(hào)G05F1/56GK2577314SQ0223157
公開日2003年10月1日 申請日期2002年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月27日
發(fā)明者曹恒 申請人:曹恒