專利名稱：自生輔助電壓式直流穩(wěn)壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流穩(wěn)壓電源。
現(xiàn)有的直流穩(wěn)壓電源由于考慮到制造成本，通常均不帶有輔助電源，因而其質(zhì)量指標(biāo)較低。但在許多場(chǎng)合，對(duì)直流穩(wěn)壓電源的質(zhì)量指標(biāo)要求較高，就必須帶有輔助電源。通常是在電源變壓器B的次級(jí)增加一組線圈L及整流濾波電路Z和參數(shù)穩(wěn)壓器R1、DW1，以產(chǎn)生輔助電源，如

圖1，這樣穩(wěn)壓電源的各種質(zhì)量指標(biāo)均能提高。但這種帶輔助電源的穩(wěn)壓電源制造成本增加，線路復(fù)雜，且受成本限制，其輔助電壓也不宜取得太高。
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種線路簡(jiǎn)單、成本低、功耗小的自生輔助電壓式直流穩(wěn)壓電源。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種自生輔助電壓式直流穩(wěn)壓電源，它包括有由次級(jí)帶中心抽頭的電源變壓器B，整流管D1、D2，電容C1組成的全波整流電路和由調(diào)整管G、比較放大級(jí)A、基準(zhǔn)電源E、取樣電路Q組成的穩(wěn)壓電路，其特征在于在全波整流電路的基礎(chǔ)上再增接兩只二極管D3、D4，使得二極管D3、D4與D1、D2及電源變壓器B又組成橋式整流電路，從變壓器B的次級(jí)中心抽頭b取出主電源直流電壓UB，從橋式整流電路中二極管D3、D4的中點(diǎn)a取出輔助電源的直流電壓UA。
本發(fā)明在全波整流電路的基礎(chǔ)上又增加兩只整流二極管，將全波整流電路與橋式整流電流有機(jī)地融為一體，利用全波整流電路產(chǎn)生的直流電壓作為穩(wěn)壓電源的主電源，利用橋式整流電路產(chǎn)生的直流電壓作為穩(wěn)壓電源的輔助電壓，構(gòu)成自生輔助電壓式直流穩(wěn)壓電源。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、利用了全波整流電路的功耗小的優(yōu)點(diǎn)，轉(zhuǎn)化了其需要中心抽頭變壓器的缺點(diǎn)，使得本發(fā)明電路可獲得兩倍的全波整流電路的輸出電壓。
2、其調(diào)整管的基極電位不再受輸入交流電壓變化的影響，穩(wěn)壓性能大大提高。
3、在橋式整流電路之后運(yùn)用簡(jiǎn)單的參數(shù)穩(wěn)壓器，就可獲得理想的輔助電源，由于參數(shù)穩(wěn)壓器對(duì)紋波電壓具有一定的抑制能力，故輔助電源的濾波電路中的電容容量可以減小，這樣放大管的交流負(fù)載相應(yīng)增大，從而加強(qiáng)了穩(wěn)壓電源對(duì)紋波電壓的抑制，使紋波電壓下降。
4、參數(shù)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的輔助電源是一穩(wěn)定的電壓，當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí)，而輔助電源電壓變化很小，這樣比較放大管的工作電壓是穩(wěn)定的，因此放大管的控制特性好，對(duì)降低電源的內(nèi)阻大有好處。
5、其電路簡(jiǎn)潔，生產(chǎn)成本低，技術(shù)品質(zhì)高，應(yīng)用前途非常廣泛。
圖1是現(xiàn)有帶輔助電源的穩(wěn)壓電源的電原理圖;
圖2是本發(fā)明輸出正電壓的電原理圖;
圖3是本發(fā)明輸出負(fù)電壓的電原理圖;
圖4、5是本發(fā)明非輸入電容濾波式正、負(fù)電壓輸出的電原理圖;
圖6、7是本發(fā)明采用由兩級(jí)參數(shù)穩(wěn)壓器構(gòu)成的恒流源負(fù)載的正、負(fù)電壓輸出的電原理圖;
圖8是圖4的具體線路電原理圖;
圖9、10分別是圖6、7的具體線路電原理圖;
圖11是圖4、5的組合線路電原理圖;
圖12是本發(fā)明具有四種正負(fù)電壓輸出的電原理圖;
圖13是本發(fā)明具有四種正負(fù)電壓輸出的另一種電原理圖;
圖14是本發(fā)明雙電源輸入式集成穩(wěn)壓電源的電原理圖;
圖15是本發(fā)明雙電源輸入式集成穩(wěn)壓電源的另一種電原理圖。
如圖2，當(dāng)要求取出的主電源電壓UB為正時(shí)，整流二極管D1、D2的正極均接地，它們的負(fù)極分別與變壓器B的次級(jí)兩端連接，此時(shí)二極管D3、D4與D1、D2組成正向的橋式整流電路，從變壓器B的次級(jí)中心抽頭b就取出正主電源電壓UB，從D3、D4的中點(diǎn)a取出正輔助電源電壓UA。
如圖3，當(dāng)要求取出的主電源電壓UB為負(fù)時(shí)，整流二極管D1、D2的負(fù)極均接地，它們的正極分別與變壓器B的次級(jí)兩端連接，此時(shí)二極管D3、D4與D1、D2組成負(fù)向的橋式整流電路，從變壓器B的次極中心抽頭b點(diǎn)就取出負(fù)主電源電壓UB，從D3、D4的中點(diǎn)a取出負(fù)輔助電源電壓UA。
圖2、3中，在橋式整流電路D1-D4的輸出端可接入電容C2，使得D3、D4中點(diǎn)a取出的輔助電源電壓UA為兩倍的主電源電壓UB。圖2、3中的電阻RF是保險(xiǎn)絲電阻，阻值為1-3Ω，它用來(lái)作為輔助電源的短路保護(hù)。由于輔助電源電壓UA為主電源電壓UB的兩倍，故它可通過(guò)參數(shù)穩(wěn)壓器R1、DW1得到一個(gè)穩(wěn)壓直流電壓UW作為輔助電源，一般取UW＝1-1.1UB，它提供給比較放大級(jí)A作工作電源，從而改善了穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓性能，在穩(wěn)壓電源的輸出端就能得到高品質(zhì)的直流電壓UO。
圖4、5給出的是非輸入電容濾波并分別帶正、負(fù)電壓輸出的穩(wěn)壓電源的原理圖，它們分別是圖2、3的簡(jiǎn)化電路，其濾波電容C2接在參數(shù)穩(wěn)壓管DW1的兩端，這樣，C2可選取耐壓較低的電容器，并可省去保險(xiǎn)絲電阻RF，使線路成本降低。此時(shí)，輔助電源電壓UA約為1.75倍的主電源電壓UB，該電壓雖降低一點(diǎn)，但也能滿足輔助電源的設(shè)計(jì)要求，一般取UW＝0.9-1UB。
本發(fā)明首次將恒流源與輔助電源結(jié)合在一起，如圖6、7，恒流源由晶體管BGI、電阻RC、穩(wěn)壓管DW2、電阻R2組成，其恒流源中的參數(shù)穩(wěn)壓器DW2、R2的兩端與參數(shù)穩(wěn)壓管DW1的兩端相接，恒流源中的晶體管BG1的集電極與比較放大級(jí)A連接。由于恒流源不是接在主電源UB上，而是接在輔助電源上，因此其恒流范圍增寬，穩(wěn)壓電源的性能得到提高，從而創(chuàng)立了一種全新的恒流源電路。
圖8是圖4的具體應(yīng)用線路之一，其中BG2、BG3是復(fù)合調(diào)整管，BG4是比較放大管，R5和DW3組成基準(zhǔn)電源，R6、R7、RWI和C3組成取樣電路。該電路當(dāng)電網(wǎng)220V電壓在±25%范圍內(nèi)變化時(shí)，其電源輸出電壓UO的變化≤±1%，電源內(nèi)阻≤0.15Ω，紋波電壓≤6mv。由于輔助電源具有較小的紋波電壓，故可將濾波電容C4的容量由傳統(tǒng)電路的10μf改為2.2μf，這樣，比較放大管BG4的集電極交流負(fù)載可以增大，對(duì)提高比較放大管BG4的增益大有好處，從而可進(jìn)一步改善穩(wěn)壓電源對(duì)紋波電壓的抑制，這樣就可在穩(wěn)壓電源的輸出端省去了濾波電容C0。
圖9、圖10分別是圖6、圖7的具體應(yīng)用線路之一，圖中BG5、BG6、BG7是復(fù)合調(diào)整管，BG9、BG10是差分放大器，它作為比較放大級(jí)，DW4、R9組成基準(zhǔn)電源，R12、R13、RW2和C5組成取樣電路，BG8、R8、R14、R15組成主電源的短路保護(hù)電路。該電路中比較放大級(jí)采用了差分放大器BG9、BG10，因而改善了穩(wěn)壓電源的溫度特性。
圖11是圖4、圖5的組合線路圖，其正電壓輸出的具體線路與圖8相同。它巧妙地將正、負(fù)兩組電源的共零電位點(diǎn)統(tǒng)一起來(lái)，通過(guò)電容CI和CI'使正、負(fù)兩組電源的主電源電壓UB、-UB平衡，使其在加載時(shí)互不影響。該電路共用一個(gè)電源變壓器B，其次級(jí)有兩個(gè)繞組，分別與各自的整流電路、參數(shù)穩(wěn)壓器、調(diào)整管、比較放大管、基準(zhǔn)電源和取樣電路組成正、負(fù)電壓輸出的穩(wěn)壓電源，其正、負(fù)電壓輸出的兩組電源共接一個(gè)零電位。
圖12是四種正、負(fù)電壓輸出的穩(wěn)壓電源，它輸出一組正的高電壓+UHO和負(fù)的高電壓-UHO及一組正的低電壓+ULO和負(fù)的低電壓-ULO，其低的正負(fù)電壓輸出的兩種電源的連接與圖11相同，只是電容C2、C2'并接在橋式整流電路的輸出端，它既是低電壓組輔助電源的濾波電容，又是高電壓組主電源的濾波電容。高電壓組是沒(méi)有輔助電源的恒流源穩(wěn)壓電路，高的正電壓穩(wěn)壓電路由恒流源BG11、DW5、R17、R16，調(diào)整管BG12、BG13，比較放大管BG14，基準(zhǔn)電源R19、DW6，取樣電路R20、R21、C7和輸出端濾波電容C8組成，高的負(fù)電壓穩(wěn)壓電路由恒流源BGII'、DW5'、R17'、R16'，調(diào)整管BG12'、BG13'，比較放大管BG14'，基準(zhǔn)電源R19'、DW6'，取樣電路R20'、R21'、C7'和輸出端濾波電容C8'組成，正、負(fù)高電壓穩(wěn)壓電路的輸入直流電壓分別接由DI-D4和DI'-D4'組成的橋式整流電路的輸出端，且四種穩(wěn)壓電路均共地。
圖13是圖12的簡(jiǎn)化線路圖，它利用了正極性的三端穩(wěn)壓器T(型號(hào)為78系列)和負(fù)極性的三端穩(wěn)壓器T'(型號(hào)為79系列)，用它們來(lái)作為低電壓組+ULO、-ULO穩(wěn)壓電源的輔助電源，同時(shí)又直接輸出高電壓組的直流電壓+UHO、-UHO，電容C9、C9'既是輔助電源的濾波電容，同時(shí)也是高電壓組的輸出端濾波電容。其正極性三端穩(wěn)壓器T的輸入端與橋式整流電路DI-D4的輸出端連接，T的輸出通過(guò)RC接比較放大管BG4的集電極，在T的輸出端與地之間接有濾波電容C9，高的正電壓+UHO就從T的輸出端引出。負(fù)極性三端穩(wěn)壓器T'的輸入端與負(fù)向橋式整流電路D1'-D4'的輸出端連接，T'的輸出端通過(guò)RC'接比較放大管BG4'的集電極，在T'的輸出端與地之間接有濾波電容C9'，高的負(fù)電壓-UHO就從T'的輸出端引出。
本發(fā)明的整流電路還可直接與穩(wěn)壓集成電路塊IC連接，構(gòu)成雙電源輸入式集成直流穩(wěn)壓電源。其主電源電壓UB和由輔助電源電壓UA得到的穩(wěn)定直流電壓UW直接與穩(wěn)壓集成電路塊IC的兩個(gè)電源輸入端連接。如圖14。該電路實(shí)質(zhì)就是運(yùn)用了圖6、7中的基本原理，從而創(chuàng)立了具有輔助電源的恒流源電路，為制造高品質(zhì)的直流穩(wěn)壓電源開辟了一條新途徑。圖14中的參數(shù)穩(wěn)壓管DWI也可做在穩(wěn)壓集成電路塊IC中，而電阻RI的功率容量較大，最好不要做在IC中，如圖15，這樣可降低穩(wěn)壓集成電路塊IC的造價(jià)，并提高其工作可靠性。
權(quán)利要求
1.一種自生輔助電壓式直流穩(wěn)壓電源，它包括有由次級(jí)帶中心抽頭的電源變壓器B，整流管D1、D2，電容C1組成的全波整流電路和由調(diào)整管G、比較放大級(jí)A、基準(zhǔn)電源E、取樣電路Q組成的穩(wěn)壓電路，其特征在于在全波整流電路的基礎(chǔ)上再增接兩只二極管D3、D4，使得二極管D3、D4與D1、D2及電源變壓器B又組成橋式整流電路，從變壓器B的次級(jí)中心抽頭b取出主電源直流電壓UB，從橋式整流電路中二極管D3、D4的中點(diǎn)a取出輔助電源的直流電壓UA。
2.按權(quán)利要求1所述的自生輔助電壓式直流穩(wěn)壓電源，其特征在于當(dāng)要求取出的主電源電壓UB為正時(shí)，整流二極管D1、D2的正極均接地，它們的負(fù)極分別與變壓器B的次級(jí)兩端連接，此時(shí)二極管D3、D4與D1、D2組成正向的橋式整流電路，從變壓器B的次級(jí)中心抽頭b就取出正主電源電壓UB，從D3、D4的中點(diǎn)a取出正輔助電源電壓UA。
3.按權(quán)利要求1所述的自生輔助電壓式直流穩(wěn)壓電源，其特征在于當(dāng)要求取出的主電源電壓UB為負(fù)時(shí)，整流二極管D1、D2的負(fù)極均接地，它們的正極分別與變壓器B的次極兩端連接，此時(shí)二極管D3、D4與D1、D2組成負(fù)向的橋式整流電路，從變壓器B的次級(jí)中心抽頭b就取出負(fù)主電源電壓UB，從D3、D4的中點(diǎn)a取出負(fù)輔助電源電壓UA。
4.按權(quán)利要求1或2或3所述的自生輔助電壓式直流穩(wěn)壓電源，其特征在于可在橋式整流電路D1-D4的輸出端接入電容C2，使得D3、D4中點(diǎn)a取出的輔助電源電壓UA為兩倍的主電源電壓UB。
5.按權(quán)利要求1或2或3所述的自生輔助電壓式直流穩(wěn)壓電源，其特征在于濾波電容C2也可接在參數(shù)穩(wěn)壓管DWI的兩端。
6.按權(quán)利要求1或2或3所述的自生輔助電壓式直流穩(wěn)壓電源，其特征在于恒流源中的參數(shù)穩(wěn)壓器DW2、R2的兩端與參數(shù)穩(wěn)壓管DW1的兩端相接，恒流源中的晶體管BGI的集電極與比較放大級(jí)A連接，使得恒流電源與輔助電源結(jié)合在一起。
7.按權(quán)利要求1或2或3所述的自生輔助電壓式直流穩(wěn)壓電源，其特征在于正、負(fù)電壓輸出的兩組穩(wěn)壓電源可共用一個(gè)電源變壓器B，只是它們的整流電路接各自的次級(jí)繞組，且兩組電源共接一個(gè)零電位。
8.按權(quán)利要求7所述的自生輔助電壓式直流穩(wěn)壓電源，其特征在于它還可輸出四種正、負(fù)電壓，即一組正的高電壓+UHO和負(fù)的高電壓-UHO及一組正的低電壓+ULO和負(fù)的低電壓-ULO，其低電壓組為本發(fā)明的帶輔助電源的穩(wěn)壓電路，高電壓組是沒(méi)有輔助電源的恒流源穩(wěn)壓電壓，它們的輸入直流電壓分別接由D1-D4和D1'-D4'組成的橋式整流電路的輸出端，且四種穩(wěn)壓電路均共地。
9.按權(quán)利要求8所述的自生輔助電壓式直流穩(wěn)壓電源，其特征在于正極性三端穩(wěn)壓器T的輸入端與低的正電壓穩(wěn)壓電源中橋式整流電路D1-D4的輸出端連接，T的輸出通過(guò)Rc接比較放大管BG4的集電極，在T的輸出端與地之間接有濾波電容C9，高的正電壓+UHO就從T的輸出端引出;負(fù)極性三端穩(wěn)壓器T'的輸入端與低的負(fù)電壓穩(wěn)壓電源中負(fù)向橋式整流電路D1'-D4'的輸出端連接T1'的輸出端通過(guò)Rc'接比較放大管BG4'的集電極，在T'的輸出端與地之間接有濾波電容C9'，高的負(fù)電壓-UHO就從T'的輸出端引出。
10.按權(quán)利要求1或2或3所述的自生輔助電壓式直流穩(wěn)壓電源，其特征在于主電源電壓UB和由輔助電源電壓UA產(chǎn)生的穩(wěn)定直流電壓UW直接與穩(wěn)壓集成電路塊IC的兩個(gè)電源輸入端連接，構(gòu)成雙電源輸入式集成穩(wěn)壓電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直流穩(wěn)壓電源，它在全波整流的基礎(chǔ)上再增加兩只二極管，構(gòu)成橋式整流電路，從變壓器次級(jí)中心抽頭取出主電源直流電壓，從橋式整流電路中取出輔助電源的直流電壓。
文檔編號(hào)G05F1/46GK1089734SQ9311513
公開日1994年7月20日 申請(qǐng)日期1993年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月13日
發(fā)明者朱林盛 申請(qǐng)人:朱林盛