專利名稱：多路隔離直流電源發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電源領(lǐng)域，具體是一種多路隔離直流電源發(fā)生器。
背景技術(shù)：
電源是為電子設(shè)備運(yùn)行提供電能的裝置，其中，直流穩(wěn)壓電源是常用電源之一，多 用于電子實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，其作用是將220V交流電轉(zhuǎn)換為5V、-5V、 +12V、_12V、 +3. 3V等穩(wěn)定的直 流電，以供應(yīng)電子設(shè)備使用，直流穩(wěn)壓電源是采用單個(gè)變壓器、整流橋?qū)?20V交流電變壓、 整流后，再采用多級穩(wěn)壓電路分別輸出不同幅值直流電的，但是，在進(jìn)行電子實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)用 的電子設(shè)備眾多，所需電源不是單臺(tái)直流穩(wěn)壓電源所能全部提供的，相應(yīng)所需直流穩(wěn)壓電 源的數(shù)量也就大大增加，無論從成本上、占用空間大小上都居高不下；另外，目前較復(fù)雜的 現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)備對電源的多路需要同樣存在上述問題，例如高性能的航空航天電子設(shè) 備及系統(tǒng)的自動(dòng)測試設(shè)備，就需要用到不同幅值或相同幅值的多路直流電。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了滿足當(dāng)前電子實(shí)驗(yàn)室、現(xiàn)有電子設(shè)備及系統(tǒng)對電源的多路需要， 提供了一種多路隔離直流電源發(fā)生器。 本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的多路隔離直流電源發(fā)生器，包括AC/DC 電源模塊或變壓器、至少一個(gè)并聯(lián)于AC/DC電源模塊輸出端或變壓器次級輸出端的整流 橋、與整流橋輸出端并聯(lián)的若干路電源輸出穩(wěn)壓電路、設(shè)置于各路電源輸出穩(wěn)壓電路輸入 端與整流橋輸出端之間的光耦繼電器、以及控制各光耦繼電器選通時(shí)段的分時(shí)選通控制電 路，所述分時(shí)選通控制電路包含可編程邏輯器件CPLD、與可編程邏輯器件CPLD的外接時(shí)鐘 脈沖輸入端CLK連接的晶體振蕩器，各光耦繼電器的發(fā)光元件正極經(jīng)保護(hù)電阻與可編程邏 輯器件CPLD的輸出端連接，各光耦繼電器的光敏器件分別串聯(lián)于整流橋的輸出端與各電 源輸出穩(wěn)壓電路的輸入端之間，各路電源輸出穩(wěn)壓電路的輸入端并聯(lián)有儲(chǔ)能用電解電容。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述電源發(fā)生器對單個(gè)變壓器配置至少一個(gè)整流 橋，在每一整流橋的輸出端并聯(lián)多路電源輸出穩(wěn)壓電路，并在整流橋輸出端與各電源輸出 穩(wěn)壓電路輸入端之間串聯(lián)光耦繼電器的光敏器件，由可編程邏輯器件CPLD分時(shí)控制與各 路電源輸出穩(wěn)壓電路對應(yīng)光耦繼電器的光敏器件的選通時(shí)段，使所有光耦繼電器循環(huán)選 通，即各路電源輸出穩(wěn)壓電路依次與整流橋輸出端導(dǎo)通進(jìn)行電能輸出，且各路電源輸出穩(wěn) 壓電路掉電期間的電能輸出靠與其輸入端并聯(lián)的電解電容放電維持(利用了電解電容兩 端電壓不能突變的性質(zhì))，調(diào)整可編程邏輯器件CPLD輸出的選通頻率，以控制各路電源輸 出穩(wěn)壓電路的掉電時(shí)間，使各路電源輸出穩(wěn)壓電路的電能輸出穩(wěn)定在所需電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn) 多路隔離直流電輸出。光耦繼電器的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了各路電源輸出穩(wěn)壓電路之間良好的隔離特 性；另外，由于儲(chǔ)能電解電容選定之后，儲(chǔ)能有限，這就要求每路電源輸出穩(wěn)壓電路的掉電 時(shí)間不能太長，因此，可編程邏輯器件CPLD可以將與各路電源輸出穩(wěn)壓電路對應(yīng)的光耦繼 電器分組，同時(shí)對各組光耦繼電器中的光耦繼電器循環(huán)選通，以減少各路電源輸出穩(wěn)壓電路的掉電時(shí)間，保證各路電源輸出穩(wěn)壓電路的輸出穩(wěn)定性。 本實(shí)用新型所述電源發(fā)生器具有擴(kuò)展性，可根據(jù)需要設(shè)計(jì)電源輸出路數(shù)，對于各 路電源的輸出電壓，通過調(diào)整電源輸出穩(wěn)壓電路中電解電容的容值大小、電阻的阻值大小、 以及可編程邏輯器件CPLD輸出的選通頻率來實(shí)現(xiàn)。 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理、簡單，低成本，將單路交流電變換為多路相互隔離、以不同 幅值或相同幅值電壓穩(wěn)定輸出的線性電源，適用于電子實(shí)驗(yàn)室及各種電子設(shè)備控制系統(tǒng) 中。

圖1為本實(shí)用新型的原理方框圖； 圖2為本實(shí)用新型整流橋及分時(shí)選通控制電路的一具體電路原理圖； 圖3為雙極性電源輸出穩(wěn)壓電路的一具體電路原理圖； 圖4為單極性電源輸出穩(wěn)壓電路的一具體電路原理具體實(shí)施方式如圖1所示，多路隔離直流電源發(fā)生器包括AC/DC電源模塊或變壓器、至少一個(gè)并 聯(lián)于AC/DC電源模塊輸出端或變壓器次級輸出端的整流橋、與整流橋輸出端并聯(lián)的若干路 電源輸出穩(wěn)壓電路、設(shè)置于各路電源輸出穩(wěn)壓電路輸入端與整流橋輸出端之間的光耦繼電 器、以及控制各光耦繼電器選通時(shí)段的分時(shí)選通控制電路，所述分時(shí)選通控制電路包含可 編程邏輯器件CPLD、與可編程邏輯器件CPLD的外接時(shí)鐘脈沖輸入端CLK連接的晶體振蕩 器，各光耦繼電器的發(fā)光元件正極經(jīng)保護(hù)電阻與可編程邏輯器件CPLD的輸出端連接，各光 耦繼電器的光敏器件分別串聯(lián)于整流橋的輸出端與各電源輸出穩(wěn)壓電路的輸入端之間，各 路電源輸出穩(wěn)壓電路的輸入端并聯(lián)有儲(chǔ)能用電解電容。 具體實(shí)施時(shí)，為減小本實(shí)用新型所述電源發(fā)生器的體積，簡化內(nèi)部安裝結(jié)構(gòu)，AC/ DC電源模塊或變壓器、整流橋、光耦繼電器、以及分時(shí)選通控制電路設(shè)置于主電路板上，而 各路電源輸出穩(wěn)壓電路設(shè)置于子電路板上，主電路板采用背板總線結(jié)構(gòu)，子電路板并排插 裝在主電路板上。同時(shí)，在整流橋輸出端并聯(lián)大容值(3300uF)的電解電容用于濾波，可使 得子電路板上的電源輸出穩(wěn)壓電路采用小容值電解電容濾波，可減小單個(gè)子電路板的體 積，進(jìn)一步減小本實(shí)用新型所述電源發(fā)生器的體積，但是，子電路板上用于濾波的電解電容 不能太小，電容值低于100i!F時(shí)，濾波效果不理想，電源輸出穩(wěn)壓電路的輸出紋波不能控 制在1%。左右，即交流成分達(dá)不到36mV ;本實(shí)用新型在應(yīng)用時(shí)，要注意各路電源輸出穩(wěn)壓 電路的輸出端負(fù)載不能過大，負(fù)載過大，會(huì)導(dǎo)致各路電源輸出穩(wěn)壓電路的最后輸出電壓不 能滿足電子設(shè)備的要求。 本實(shí)用新型以實(shí)現(xiàn)64路線性電源輸出為例，如附圖2-4所示，其中，60路為雙極性 電源輸出穩(wěn)壓電路，以雙18V輸出，4路為單極性電源輸出穩(wěn)壓電路，以36V輸出；本實(shí)施例 中，采用帶中心抽頭的變壓器T(需功率密度更大時(shí)，可選用AC/DC模塊)，變壓器中心抽頭 與其兩次級輸出端之間分別并聯(lián)有整流橋B1、 B2，兩整流橋B1、 B2的輸出端與雙極性電源 輸出穩(wěn)壓電路的輸入端連接；變壓器的次級輸出端并聯(lián)有另一整流橋B3，該整流橋B3的輸 出端與單極性電源輸出穩(wěn)壓電路的輸入端連接；光耦繼電器選用AQY210型光耦繼電器，各光耦繼電器的正輸入端(即光耦繼電器的發(fā)光元件正極)經(jīng)1KQ的保護(hù)電阻與可編程邏 輯器件CPLD的輸出端連接；可編程邏輯器件CPLD采用EPM570型可編程邏輯器件CPLD，晶 體振蕩器采用E32. 768晶振。 每路電源輸出穩(wěn)壓電路采用現(xiàn)有三端集成穩(wěn)壓電路實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電壓輸出，單極性 電源輸出穩(wěn)壓電路采用的三端集成穩(wěn)壓電路以LM317T型三端穩(wěn)壓芯片實(shí)現(xiàn)，雙極性電源 輸出穩(wěn)壓電路正端穩(wěn)壓采用的三端集成穩(wěn)壓電路以LM317T型三端穩(wěn)壓芯片實(shí)現(xiàn)，負(fù)端穩(wěn) 壓采用的三端集成穩(wěn)壓電路以LM337型三端穩(wěn)壓芯片實(shí)現(xiàn)，且三端集成穩(wěn)壓電路的輸入端 /輸出端連接有LC- Ji型濾波電路，使得電源輸出穩(wěn)壓電路輸出電壓的脈動(dòng)更小。 考慮到，市電并不總是穩(wěn)定在220V，尤其是存在電網(wǎng)電壓波動(dòng)大、頻率不甚穩(wěn)定、 停電等情況，為了穩(wěn)壓電源，可考慮在AC/DC電源模塊或變壓器前加入交流預(yù)穩(wěn)壓模塊，使 AC/DC電源模塊或變壓器的輸入穩(wěn)定在220V左右，進(jìn)而保證本實(shí)用新型所述電源發(fā)生器的 輸出穩(wěn)定，但加入交流預(yù)穩(wěn)壓模塊會(huì)增大整個(gè)電源發(fā)生器的體積。
權(quán)利要求一種多路隔離直流電源發(fā)生器，其特征在于包括AC/DC電源模塊或變壓器、至少一個(gè)并聯(lián)于AC/DC電源模塊輸出端或變壓器次級輸出端的整流橋、與整流橋輸出端并聯(lián)的若干路電源輸出穩(wěn)壓電路、設(shè)置于各路電源輸出穩(wěn)壓電路輸入端與整流橋輸出端之間的光耦繼電器、以及控制各光耦繼電器選通時(shí)段的分時(shí)選通控制電路，所述分時(shí)選通控制電路包含可編程邏輯器件CPLD、與可編程邏輯器件CPLD的外接時(shí)鐘脈沖輸入端CLK連接的晶體振蕩器，各光耦繼電器的發(fā)光元件正極經(jīng)保護(hù)電阻與可編程邏輯器件CPLD的輸出端連接，各光耦繼電器的光敏器件分別串聯(lián)于整流橋的輸出端與各電源輸出穩(wěn)壓電路的輸入端之間，各路電源輸出穩(wěn)壓電路的輸入端并聯(lián)有儲(chǔ)能用電解電容。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電源領(lǐng)域，具體是一種多路隔離直流電源發(fā)生器。滿足了當(dāng)前電子實(shí)驗(yàn)室、現(xiàn)有電子設(shè)備及系統(tǒng)對電源的多路需要，包括AC/DC電源模塊或變壓器、整流橋、若干路電源輸出穩(wěn)壓電路、光耦繼電器、以及包含可編程邏輯器件CPLD和晶體振蕩器的分時(shí)選通控制電路，各光耦繼電器的發(fā)光元件正極經(jīng)保護(hù)電阻與CPLD輸出端連接，光敏器件分別串聯(lián)于整流橋輸出端與各電源輸出穩(wěn)壓電路輸入端之間，各路電源輸出穩(wěn)壓電路的輸入端并聯(lián)有儲(chǔ)能用電解電容。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理、簡單，低成本，將單路交流電變換為多路相互隔離、以不同幅值或相同幅值電壓穩(wěn)定輸出的線性電源，適用于電子實(shí)驗(yàn)室及各種電子設(shè)備控制系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)G05B19/05GK201466991SQ20092010285
公開日2010年5月12日 申請日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者孟令軍, 張會(huì)新, 楊衛(wèi), 王紅亮, 董偉超 申請人:中北大學(xué)