專利名稱：一種高頻直流穩(wěn)壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及直流穩(wěn)壓電源技術(shù)領(lǐng)域，這里特指一種高頻直流穩(wěn)壓電源。
背景技術(shù)：
直流穩(wěn)壓電源是為負(fù)載提供穩(wěn)定直流電源的電子裝置。直流穩(wěn)壓電源的供電電源 大都是交流電源，當(dāng)交流供電電源的電壓或負(fù)載電阻變化時，穩(wěn)壓器電源需要直流輸出電 壓都會保持穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源隨著電子設(shè)備向高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的方向發(fā)展， 對電子設(shè)備的供電電源提出了更高的要求。由于電子技術(shù)的特性，電子設(shè)備對電源電路的 要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求的電能，而且通常情況下，大多數(shù)的普通直流穩(wěn) 壓電源對通常普通環(huán)境條件下能夠提供穩(wěn)定的直流電能。但在惡劣的環(huán)境中，傳統(tǒng)的直流 穩(wěn)壓器干擾性能差、線性度不高、功率密度低；功能單一、可靠性差，不能適用于系統(tǒng)復(fù)雜的 設(shè)備及特殊的工作環(huán)境。

實用新型內(nèi)容本實用新型鑒于普通直流穩(wěn)壓電源的缺點，提供一種抗干擾性強(qiáng)、恒壓恒流、高穩(wěn) 壓精度的高頻直流穩(wěn)壓電源。本實用新型提供的一種高頻直流穩(wěn)壓電源，它包括電路輸入單元、電路保護(hù)單元、 PWM控制單元、電路采樣單元、電路穩(wěn)壓輸出單元，其中電路輸入單元、電路穩(wěn)壓輸出單元、 電路保護(hù)單元分別與PWM控制單元連接；電路采樣單元通過PWM控制單元與電路穩(wěn)壓輸出 單元連接；所述的電路保護(hù)單元還與PWM控制單元連接，并通過電路采樣單元的采樣信號 由PWM控制單元邏輯計算、判別控制執(zhí)行；所述的PWM控制單元采用硅通用半導(dǎo)體公司專用 PWM調(diào)控芯片SGI3525。所述的PWM調(diào)控芯片SGI3525設(shè)有RS232/RS485通訊接口。所述的電路輸入單元與電路穩(wěn)壓輸出單元之間接有浪涌保護(hù)器和EMC、EMI電路。所述的電路采樣單元設(shè)有電流調(diào)零電路。所述的電路采樣單元設(shè)有電壓調(diào)零電路。所述的電路保護(hù)單元設(shè)有過熱保護(hù)電路。本實用新型有益效果在于本實用新型采用PWM調(diào)控芯片SG3525，它為電流型控 制器，它具有工作頻率寬、死區(qū)時間可調(diào)、內(nèi)置軟啟動電路、輸入欠電壓鎖定、逐個脈沖關(guān) 斷、雙路輸出等功能，本實用新型電路的具有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，電壓調(diào)整率、負(fù)載 調(diào)整率和瞬態(tài)相應(yīng)特性大大的提高，電壓電流值從零至額定值連續(xù)可調(diào)恒壓恒流自動轉(zhuǎn)換 動態(tài)響應(yīng)快，效率高，體積小，重量輕，綠色環(huán)保，保護(hù)功能齊全，輸出過壓，過流，短路，過載 等保護(hù)，同時可根據(jù)客戶要求設(shè)計，帶外取樣，外控電腦接口。

圖1為本實用新型的原理圖[0012]圖2為本實用新型的PWM調(diào)控芯片SG3525的原理圖具體實施方式
以下僅為本實用新型較佳實施例，并不以此來限定本實用新型的保護(hù)范圍。見圖1和圖2所示，本實用新型提供的一種高頻直流穩(wěn)壓電源，它包括電路輸入單 元1、電路保護(hù)單元2、PWM控制單元3、電路采樣單元4、電路穩(wěn)壓輸出單元5，其中電路輸 入單元1、電路穩(wěn)壓輸出單元5、電路保護(hù)單元2分別與PWM控制單元3連接；電路采樣單 元4通過PWM控制單元3與電路穩(wěn)壓輸出單元5連接；所述的電路保護(hù)單元2還與PWM控 制單元3連接，并通過電路采樣單元4的采樣信號由PWM控制單元3邏輯計算、判別控制執(zhí) 行；所述的PWM控制單元3采用硅通用半導(dǎo)體公司(Silicon General)專用PWM調(diào)控芯片 SG3525。脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制， 是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從 測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。PWM—個優(yōu)點是從處理器到被控系統(tǒng)信號都是 數(shù)字形式的，無需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。讓信號保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只 有在強(qiáng)到足以將邏輯1改變?yōu)檫壿?或?qū)⑦壿?改變?yōu)檫壿?時，也才能對數(shù)字信號產(chǎn)生 影響。對噪聲抵抗能力的增強(qiáng)是PWM相對于模擬控制的另外一個優(yōu)點，而且這也是在某些 時候?qū)WM用于通信的主要原因。從模擬信號轉(zhuǎn)向PWM可以極大地延長通信距離。在接收 端，通過適當(dāng)?shù)腞C或LC網(wǎng)絡(luò)可以濾除調(diào)制高頻方波并將信號還原為模擬形式。美國硅通用半導(dǎo)體公司(Silicon General)推出SG3525。SGI3525是用于驅(qū)動N溝 道功率MOSFET。SG3525是電流控制型PWM控制器，所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照接反 饋電流來調(diào)節(jié)脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過輸出電感線圈的信號與誤差放大 器輸出信號進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。 由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無論開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和 瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是目前比較理想的新型控制器。見圖2所示，本實用新型SG3525原理圖，SG3525內(nèi)置了 5. IV精密基準(zhǔn)電源，微調(diào) 至1. 0 %，在誤差放大器共模輸入電壓范圍內(nèi)，無須外接分壓電組。SG3525還增加了同步功 能，可以工作在主從模式，也可以與外部系統(tǒng)時鐘信號同步，為設(shè)計提供了極大的靈活性。 在CT 5引腳和Discharge 7引腳之間加入一個電阻就可以實現(xiàn)對死區(qū)時間的調(diào)節(jié)功能。由 于SG3525內(nèi)部集成了軟啟動電路，因此只需要一個外接定時電容。SG3525的軟啟動接入端 (引腳8)上通常接一個5的軟啟動電容。上電過程中，由于電容兩端的電壓不能突變，因此 與軟啟動電容接入端相連的PWM比較器反向輸入端處于低電平，PWM比較器輸出高電平。此 時，PWM瑣存器的輸出也為高電平，該高電平通過兩個或非門加到輸出晶體管上，使之無法 導(dǎo)通。只有軟啟動電容充電至其上的電壓使引腳8處于高電平時，SG3525才開始工作。由 于實際中，基準(zhǔn)電壓通常是接在誤差放大器的同相輸入端上，而輸出電壓的采樣電壓則加 在誤差放大器的反相輸入端上。當(dāng)輸出電壓因輸入電壓的升高或負(fù)載的變化而升高時，誤 差放大器的輸出將減小，這將導(dǎo)致PWM比較器輸出為正的時間變長，PWM瑣存器輸出高電平 的時間也變長，因此輸出晶體管的導(dǎo)通時間將最終變短，從而使輸出電壓回落到額定值，實 現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)。反之亦然。外接關(guān)斷信號對輸出級和軟啟動電路都起作用。當(dāng)amtdown(引腳10)上的信號為高電平時，PWM瑣存器將立即動作，禁止SG3525的輸出，同時，軟啟動電容將 開始放電。如果該高電平持續(xù)，軟啟動電容將充分放電，直到關(guān)斷信號結(jié)束，才重新進(jìn)入軟 啟動過程。注意，Shutdown引腳不能懸空，應(yīng)通過接地電阻可靠接地，以防止外部干擾信號 耦合而影響SG3525的正常工作。欠電壓鎖定功能同樣作用于輸出級和軟啟動電路。如果 輸入電壓過低，在SG3525的輸出被關(guān)斷同時，軟啟動電容將開始放電。此外，SG3525還具 有以下功能，即無論因為什么原因造成PWM脈沖中止，輸出都將被中止，直到下一個時鐘信 號到來，PWM瑣存器才被復(fù)位。相對來說，SG3525具有以下特點工作電壓范圍寬8_35V ； 振蕩器工作頻率范圍寬100Ηζ--400ΚΗζ ；具有振蕩器外部同步功能；死區(qū)時間可調(diào)；具有 輸入欠電壓鎖定功能；具有PWM瑣存功能，；雙路輸出(灌電流/拉電流)等。所述的PWM調(diào)控芯片SG3525設(shè)有RS232/RS485通訊接口?？梢愿鶕?jù)客戶要求設(shè) 計，帶外取樣，外控電腦接口。所述的電路輸入單元1與電路輸出單元5之間接有浪涌保護(hù)器和EMC、EMI電路。所述的電路采樣單元設(shè)有電流調(diào)零電路。本電源采用穩(wěn)壓恒流可調(diào)直流電源，電 壓可從0-100%輸出電壓可調(diào)。先通電壓采樣電路，把輸出電壓通過比例運算放大電路，將 輸出電壓采樣回來，再通過調(diào)壓電路里的高精度集成運算放大器，將采樣回來的比例電壓 進(jìn)行誤差放大，再通過調(diào)壓電路里的三極管等器件進(jìn)行比較，得到一個誤差電壓后，被送到 PWM芯片的內(nèi)部運算放大器去進(jìn)行運算放大，誤差比較后，控制PWM脈沖的寬度，使之可以 比較線性的進(jìn)行輸出電壓調(diào)節(jié)。通過機(jī)器內(nèi)部自帶的一個恒流，恒功率這樣一個電子負(fù)載 電路對輸出電壓進(jìn)行放電，使之輸出電壓可以從零伏起調(diào)。所述的電路采樣單元同時設(shè)有電壓調(diào)零電路。本電源能夠可調(diào)電壓直流電源，電 壓可從0-100%輸出電流可調(diào)。先通電流采樣電路，把電流信號轉(zhuǎn)換成壓電信號后通過比 例運算放大電路，再通過調(diào)流電路里的高精度集成運算放大器，將采樣輸入電流的比例電 壓進(jìn)行誤差放大，再通過調(diào)流電路里的三極管等器件進(jìn)行比較，得到一個誤差電壓后，被送 到PWM芯片的內(nèi)部運算放大器去進(jìn)行運算放大，誤差比較后，控制PWM脈沖的寬度，使之可 以比較線性的進(jìn)行輸出電流調(diào)。通過機(jī)器內(nèi)部自帶的一個恒流，恒功率這樣一個電子負(fù)載 電路對輸出電壓進(jìn)行放電，使之輸出電流可以從零安倍起調(diào)。所述的電路保護(hù)單元設(shè)有過熱保護(hù)電路。電路采用高精度負(fù)溫度系數(shù)電阻檢測， 當(dāng)溫度低時，電阻值比較大，溫度高時，電阻值比較小的原理。應(yīng)用到電路，然后通過運算放 大器，運算放大，誤差比較之后去控制風(fēng)扇電路，使溫度到達(dá)35度的時候散熱風(fēng)扇起轉(zhuǎn)。當(dāng) 溫度再升高時，到達(dá)過熱保護(hù)的溫度時，通過過溫保電路給出信號去關(guān)斷PWM芯片的驅(qū)動。 當(dāng)溫度降低后機(jī)器會自動起，恢復(fù)輸出。當(dāng)溫度小于35度的時候散熱風(fēng)扇不起動。此電路 可以在有效的在空載或輸出功率較小時，提高機(jī)器的工作效率，同時如果溫度過高，也可以 護(hù)保到機(jī)器不被損壞，提高機(jī)器壽命。總之，本實用新型采用PWM調(diào)控芯片SG3525，它為電流型控制器，它具有工作頻率 寬、死區(qū)時間可調(diào)、內(nèi)置軟啟動電路、輸入欠電壓鎖定、逐個脈沖關(guān)斷、雙路輸出等功能，本 實用新型電路的具有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)相應(yīng)特性 大大的提高，電壓電流值從零至額定值連續(xù)可調(diào)恒壓恒流自動轉(zhuǎn)換動態(tài)響應(yīng)快，效率高，體 積小，重量輕，綠色環(huán)保，保護(hù)功能齊全，輸出過壓，過流，短路，過載等保護(hù)，同時可根據(jù)客 戶要求設(shè)計，帶外取樣，外控電腦接口。
權(quán)利要求1.一種高頻直流穩(wěn)壓電源，其特征在于它包括電路輸入單元、電路保護(hù)單元、PWM控 制單元、電路采樣單元、電路穩(wěn)壓輸出單元，其中電路輸入單元、電路穩(wěn)壓輸出單元、電路保 護(hù)單元分別與PWM控制單元連接；電路采樣單元通過PWM控制單元與電路穩(wěn)壓輸出單元連 接；所述的電路保護(hù)單元還與PWM控制單元連接，并通過電路采樣單元的采樣信號由PWM控 制單元邏輯計算、判別控制執(zhí)行；所述的PWM控制單元采用硅通用半導(dǎo)體公司專用PWM調(diào)控 芯片 SG3525。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻直流穩(wěn)壓電源，其特征在于所述的PWM調(diào)控芯片 SG3525 設(shè)有 RS232/RS485 通訊接 口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻直流穩(wěn)壓電源，其特征在于所述的電路輸入單元與電 路穩(wěn)壓輸出單元之間接有浪涌保護(hù)器和EMC、EMI電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻直流穩(wěn)壓電源，其特征在于所述的電路采樣單元設(shè)有 電流調(diào)零電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻直流穩(wěn)壓電源，其特征在于所述的電路采樣單元設(shè)有 電壓調(diào)零電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻直流穩(wěn)壓電源，其特征在于所述的電路保護(hù)單元設(shè)有 過熱保護(hù)電路。
專利摘要本實用新型涉及一種高頻直流穩(wěn)壓電源。它包括電路輸入單元、電路保護(hù)單元、PWM控制單元、電路采樣單元、電路穩(wěn)壓輸出單元，其中電路輸入單元、電路穩(wěn)壓輸出單元、電路保護(hù)單元分別與PWM控制單元連接；電路采樣單元通過PWM控制單元與電路穩(wěn)壓輸出單元連接；所述的電路保護(hù)單元還與PWM控制單元連接，并通過電路采樣單元的采樣信號由PWM控制單元邏輯計算、判別控制執(zhí)行；所述的PWM控制單元采用專用PWM調(diào)控芯片SG3525。它具有工作頻率寬、死區(qū)時間可調(diào)、內(nèi)置軟啟動電路、輸入欠電壓鎖定、逐個脈沖關(guān)斷、雙路輸出等功能，使本實用新型電路的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)相應(yīng)特性大大的提高，響應(yīng)快，效率高。
文檔編號H02M3/335GK201893705SQ20102050490
公開日2011年7月6日 申請日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者羅建村 申請人:深圳市科安特電子有限公司