專利名稱：一種交直流通用穩(wěn)壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于穩(wěn)壓電源。
隨著電子工業(yè)的迅猛發(fā)展，伴隨著各種各樣電子線路的穩(wěn)壓電路也千姿百態(tài)。特別是穩(wěn)壓集成塊的出現(xiàn)，為多種電子設(shè)備提供了高性能，簡(jiǎn)便、價(jià)廉的穩(wěn)壓電源。
從事各種電子、電器設(shè)備研制的科研人員，電子模擬教學(xué)的教研員，以及各種電子、電器維修人員也與日俱增。
近年來，針對(duì)某一特定場(chǎng)合使用的專用電源的發(fā)明與改進(jìn)成果在各種電子技術(shù)刊物上時(shí)有發(fā)表。但未聞?dòng)嘘P(guān)新型的通用型穩(wěn)壓電源研制成果的報(bào)導(dǎo)。而目前實(shí)驗(yàn)室裝備的通用穩(wěn)壓電源基本上都是早期的系列產(chǎn)品。如WYJ，YJ26等。WYJ系列穩(wěn)壓電源，市電220V通過電源變壓器，經(jīng)整流器，濾波器，至電壓調(diào)整器調(diào)整后，輸出穩(wěn)定直流電壓。輸出端經(jīng)取樣電路同基準(zhǔn)電壓一起送入電壓調(diào)整器，進(jìn)行比較放大控制輸出電壓。調(diào)壓開關(guān)對(duì)可調(diào)電壓分級(jí)粗調(diào)，降低調(diào)整管功耗。
單個(gè)開關(guān)可調(diào)電壓級(jí)數(shù)少，定電流設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電源功率運(yùn)用在高電壓和低電壓輸出時(shí)的差值大，濾波電容在高電壓和低電壓的耐壓要求變化大，使加寬設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源可調(diào)范圍受到限制?；蛘咴O(shè)計(jì)的產(chǎn)品調(diào)節(jié)范圍雖較寬，但穩(wěn)壓電源的轉(zhuǎn)換效率，經(jīng)濟(jì)性、體積、重量等指標(biāo)不理想。
本實(shí)用新型的目的是提供一種交直流通用穩(wěn)壓電源。
以下結(jié)合附圖
作詳細(xì)說明。
附圖是ADCW－1型通用穩(wěn)壓電源電原理示意圖。
該穩(wěn)壓電源分九個(gè)部份，(上、下輔助電源省略)見虛線框所示。市電220V經(jīng)直流控制器Ⅰ送給前置交流調(diào)整器Ⅱ控制電壓，同時(shí)經(jīng)前置交流調(diào)整器送給電源變壓器Ⅲ初級(jí)穩(wěn)定的交流電壓。電源變壓器次級(jí)經(jīng)K1－1、K2－1送給整流器Ⅳ，經(jīng)整流后的直流電壓被可變?yōu)V波器Ⅴ濾波送到直流調(diào)整器Ⅷ?；鶞?zhǔn)電路Ⅵ送給直流調(diào)整器基準(zhǔn)電壓。取樣電路Ⅶ從直流電壓輸出端取得電壓變化量反饋給直流調(diào)整器與基準(zhǔn)電壓比較放大后控制直流調(diào)整管調(diào)整輸出電壓，使輸出電壓穩(wěn)定。經(jīng)K1－1、K2－1來的交流電壓另一路經(jīng)交流調(diào)整器Ⅸ輸出交流電壓，交流調(diào)整器的控制電壓由直流電壓輸出端取得。
Ⅰ、直流控制器市電220V經(jīng)D1整流，C1濾波，并通過R1、D2、3、T1、R2組成的恒流電路，給D4、5穩(wěn)壓管工作電流，D4上的穩(wěn)定電壓經(jīng)R4送到前置交流調(diào)整器作控制電壓用。另一路經(jīng)R3降壓，D6穩(wěn)壓后做T2的工作電源，C2是儲(chǔ)能元件。T2是光電耦合器，R5是T2的負(fù)載，T2的D點(diǎn)直接接入直流調(diào)整器的輸入端，另一端經(jīng)W1接交直流開關(guān)K4。取用直流電壓時(shí)，K4倒向1，直流調(diào)整管T16的壓降大于設(shè)定值后，T2內(nèi)的發(fā)光二極管導(dǎo)通，光電管也導(dǎo)通，R5上的電位上升，T3基極電位上升，T3集電極電位下降，經(jīng)D11、D12到T5、T7的基極電位下降，T5、T7的發(fā)射極電位下降，電源變壓器初級(jí)電壓下降，次級(jí)電壓下降，直流調(diào)整管的壓降下降，使直流調(diào)整管的功耗限定在一定的范圍內(nèi)。
當(dāng)需要交流電壓時(shí)，K4倒向2，這時(shí)直流輸出不帶負(fù)載，流過直流調(diào)整管的電流很小，直流調(diào)整管的集電極電壓約等于輸入交流電壓的峰值。K1－3、K2－5與D34－44組成的電路，是為穩(wěn)壓電源交流和直流有相同電壓數(shù)值輸出而設(shè)置的控制電壓提升電路。因正弦波交流峰值是有效值的
倍，所以直流控制電壓必須提升
－1的電位差。這時(shí)T2的CD二端相當(dāng)于接在交流調(diào)整器T18或T18集電極和發(fā)射極的二端。當(dāng)T17或T18的交流壓降峰值超過設(shè)定值后，同樣使直流控制器輸出的控制電壓下降，電源變壓初級(jí)電壓下降，次級(jí)電壓下降，T17或T18的管壓降下降，使輸出交流電壓趨向穩(wěn)定。
Ⅱ、前置交流電壓調(diào)整器假設(shè)輸入交流電源在正半周時(shí)，正電壓在T5集電極，電流順序流經(jīng)T5集電極、發(fā)射極、電源變壓器初級(jí)繞組及D14。從T5集電極經(jīng)R6、T4、D7、8、R7組成的恒流電路加到T5的基極做基極偏流，當(dāng)T5基極的電位低于直流控制器來的控制電壓時(shí)，T5基極電位與直流控制器電位被D11隔離，T5處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)。正半周上升沿在T5的基極電位上升到高于直流控制器來的控制電壓后，D11導(dǎo)通，T5的基極電位不再上升，T5的發(fā)射極電位也不再上升。正半周的下降沿在T5的基極電壓下降到低于直流控制器的控制電壓時(shí)，D11又截止，T5又恢復(fù)到飽和導(dǎo)通狀態(tài)。交流輸入電壓高于直流控制器的控制電壓的峰頂部份被切掉。市電電壓越高，被切掉的部份越大。
R8、D9、10、T6、R9組成的恒流電路對(duì)T7作基極偏流，負(fù)半周時(shí)，電流流經(jīng)T7集電極、發(fā)射極、電源變壓器初級(jí)繞組及D13，電壓調(diào)整過程和正半周相同。這樣前置交流電壓調(diào)整器就達(dá)到調(diào)整交流電壓的目的。輸出電壓的波形如圖2的A點(diǎn)，B點(diǎn)是市電220V的正弦波形。
Ⅲ、電源變壓器次級(jí)有13個(gè)抽頭，1－10由K1－1控制，11－33由K2－1控制，K1－1和K2－1組合能變換30級(jí)交流電壓。
Ⅳ、橋式整流器從K1－1、K2－1來的交流電壓經(jīng)D15整流，被可變?yōu)V波器濾波送給直流電壓調(diào)整器。
Ⅴ、可變?yōu)V波器大容量低耐壓的C3－C6電容器由K3控制，可變換3種狀態(tài)，C7、C8由K2－2控制，K3與K2－2組合可變換9種不同電容量，不同耐壓的等效電容器。
Ⅵ、基準(zhǔn)電壓電路從直流電壓調(diào)整器輸入端經(jīng)D16、17、T8、R11、R10、T9、C9、D18、19組成的高穩(wěn)定性恒流電路對(duì)D20－23穩(wěn)壓管以恒定的工作電流，這個(gè)高穩(wěn)定的電壓經(jīng)T10緩沖后送到直流電壓調(diào)整器。K2－3可變換3種基準(zhǔn)電壓。
Ⅶ、取樣電路從直流電壓輸出端取得輸出電壓變化量經(jīng)分壓器反饋給直流電壓調(diào)整器，分壓器由R15－25和W2組成，經(jīng)K1－2和K2－4組合能變換30種分壓比。
Ⅷ、直流電壓調(diào)整器，T13、T14是比較放大器，T15、R29、R28、D28、29組成恒流電路做比較放大器的發(fā)射極電阻。能在電壓大范圍變化時(shí)，使比較放大器的工作穩(wěn)定。R26、T11、D24、25、D26、27、C10、T12、R27組成的高穩(wěn)定性恒流電路做比較放大器的負(fù)載。從W2來的電壓變化量與基準(zhǔn)電路來的基準(zhǔn)電壓比較放大后控制T16電壓調(diào)整管進(jìn)行輸出電壓的調(diào)整。
Ⅸ、交流電壓調(diào)整器原理同前置交流電壓調(diào)整器相同。因有前置交流電壓調(diào)整器的作用，交流調(diào)整管T17、T18的管壓降變化很小，恒流偏置電路分別用R30、R31代替。直流控制電壓從直流電壓輸出端取得。D34－44和K1－3、K2－5組成的控制電壓提升電路能變化30級(jí)，D30、31是隔離二極管。
整機(jī)電路的工作，K1是電壓粗調(diào)轉(zhuǎn)換開關(guān)，K2是量程轉(zhuǎn)換開關(guān)，K3是可變?yōu)V波器的串并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)，W2是輸出電壓細(xì)調(diào)電位器，W1是前置交流電壓調(diào)整器的靈敏度調(diào)整電位器，K4是交直流轉(zhuǎn)換開關(guān)。
該電路的特點(diǎn)如下1.定功率設(shè)計(jì)方法，如果按常規(guī)定電流設(shè)計(jì)方法，輸出電壓0－300V連續(xù)可調(diào)，輸出電流500mA計(jì)算，輸出電壓300V時(shí)，可用功率150W，輸出電壓降到30V時(shí)，最大可用功率只有15W，只有最高可用功率的 1/10 。要求可調(diào)電壓范圍越寬，越難設(shè)計(jì)出理想的穩(wěn)壓電路。采用定功率設(shè)計(jì)方法后，輸出功率是一個(gè)定值，從低電壓到高電壓輸出都能滿功率使用。在低電壓時(shí)，電源變壓器次級(jí)低壓繞組和電壓調(diào)整管要有足夠的容許電流，因此有利于整機(jī)的小型化，使用范圍更廣。2.交流調(diào)整器，因調(diào)整管基本上處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，由于多位調(diào)壓開關(guān)的作用，可調(diào)電壓級(jí)數(shù)可分得較細(xì)。實(shí)際被直流電位切掉的交流峰頂很好，有調(diào)整功耗低，輸出交流波形接近正弦波的特點(diǎn)。3.可變?yōu)V波器，因?yàn)V波電容的價(jià)格，體積同電容量的大小，耐壓高低成正比，以0－300V可調(diào)，100W功率為例，濾波電容C＝ (2T)/(RL) 計(jì)算，30V時(shí)的電容量約是300V時(shí)的10倍，用一組滿足低壓時(shí)的大容量，又要承受高耐壓的電容器，顯然很不理想。采用可變?yōu)V波器，是把低耐壓的多只電容器，用串并聯(lián)變換方法，這樣電容量和耐壓就能適應(yīng)可調(diào)電壓的變化而變化。有利于整機(jī)的小型化和降低整機(jī)的生產(chǎn)成本。4.多位組合調(diào)壓開關(guān)，可調(diào)電壓級(jí)數(shù)等于多只開關(guān)檔數(shù)的乘積。例如ADCW－1型穩(wěn)壓電源，電壓粗調(diào)分30級(jí)，K1用10檔開關(guān)，K2用三檔開關(guān)，電源變壓器增加2個(gè)抽頭，可調(diào)電壓從10級(jí)增加到30級(jí)。要求可調(diào)電壓級(jí)數(shù)越多，越能顯示多位組合調(diào)壓開關(guān)的優(yōu)越性。有利于寬可調(diào)穩(wěn)壓源的設(shè)計(jì)。5.采用減小穩(wěn)壓管動(dòng)態(tài)電阻的基準(zhǔn)電壓電路，能使穩(wěn)壓管的穩(wěn)定度提高幾十至幾百倍。
權(quán)利要求1.一種交直流通用穩(wěn)壓電源，包括直流控制器Ⅰ、前置交流電壓調(diào)整器Ⅱ、電源變壓器Ⅲ、整流器Ⅳ、濾波器Ⅴ、基準(zhǔn)電路Ⅵ、取樣電路Ⅶ、直流電壓調(diào)整器Ⅷ，其特征在于它具有交流電壓調(diào)整器Ⅸ，所說的濾波器采用可變?yōu)V波器，調(diào)壓開關(guān)采用多位組合，基準(zhǔn)電路采用減小穩(wěn)壓管動(dòng)態(tài)電阻電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交直流通用穩(wěn)壓電源，其特征是所說的交流電壓調(diào)整器，以直流電壓經(jīng)隔離二極管D11、12同交流電壓調(diào)整管T5、7基極相連接，交流輸入電壓加到交流電壓調(diào)整管集電極，同時(shí)經(jīng)偏置電路或偏置電阻R30、31加到交流電壓調(diào)整管基極作偏流，用二極管D13、14作交流電壓調(diào)整管反向通路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交直流通用穩(wěn)壓電源，其特征在于所說的減小穩(wěn)壓管動(dòng)態(tài)電阻電路是電源經(jīng)恒流電路或恒流二極管對(duì)穩(wěn)壓管加入恒定電流，最后經(jīng)緩沖器T10輸出基準(zhǔn)電壓。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種交直流通用穩(wěn)壓電源，它包括直流控制器、前置交流電壓調(diào)整器、電源變壓器、整流器、濾波器、基準(zhǔn)電路、取樣電路、直流電壓調(diào)整器，其特征是它具有交流電壓調(diào)整器，所說的濾波器為可變?yōu)V波器，調(diào)整開關(guān)采用多位組合，基準(zhǔn)電路采用減少穩(wěn)壓管動(dòng)態(tài)電阻電路。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是(1)穩(wěn)壓器體積小重量輕，(2)調(diào)整功耗低，輸出交流波接近正弦波，(3)穩(wěn)壓管的穩(wěn)定度提高幾十至幾百倍。
文檔編號(hào)G05F1/10GK2057010SQ8920816
公開日1990年5月9日 申請(qǐng)日期1989年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月29日
發(fā)明者徐關(guān)正 申請(qǐng)人:徐關(guān)正