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一種非線性負(fù)反饋的非飽和式開關(guān)穩(wěn)壓電源的制作方法

文檔序號(hào):7392787閱讀:199來源:國知局
一種非線性負(fù)反饋的非飽和式開關(guān)穩(wěn)壓電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非線性負(fù)反饋的非飽和式開關(guān)穩(wěn)壓電源,其特征在于,主要由二極管整流器U,功率放大器P1,變壓器T,串接在二極管整流器U與功率放大器P1之間的開關(guān)濾波電路,與變壓器T的副邊線圈L2相連接的電源輸出電路,與變壓器T的副邊線圈L3相連接的變壓反饋電路,與變壓反饋電路相連接的非線性負(fù)反饋電路,與功率放大器P1相連接的PWM控制器等組成。本發(fā)明利用非線性負(fù)反饋電路的非線性特性,使得調(diào)節(jié)管自動(dòng)處于飽和區(qū)邊緣,不僅有效的降低了電路自身和外接的射頻干擾,而且還極大的簡化了電路結(jié)構(gòu),使得制作成本和維護(hù)成本有了較大幅度的降低。
【專利說明】一種非線性負(fù)反饋的非飽和式開關(guān)穩(wěn)壓電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開關(guān)穩(wěn)壓電源,具體是指一種非線性負(fù)反饋的非飽和式開關(guān)穩(wěn)壓電源。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著目前科技的不斷進(jìn)步,電子產(chǎn)品在功能越來越強(qiáng)大的同時(shí)也給人們生活上帶來了很大的便利。穩(wěn)壓電路便運(yùn)營而生,傳統(tǒng)的串聯(lián)線性調(diào)整型穩(wěn)壓電路具有穩(wěn)定性高、輸出電壓可調(diào)、波紋系數(shù)小、線路簡單等特點(diǎn)。然而,這些串聯(lián)線性調(diào)整型穩(wěn)壓電路的調(diào)整管總是工作在放大狀態(tài),一直都有電流流過,故其管子的功耗較大,電路的效率不高,一般只能達(dá)到30%?50%左右。為了克服上述缺陷,人們便研發(fā)了開關(guān)型穩(wěn)壓電路。
[0003]在開關(guān)型穩(wěn)壓電路中,調(diào)壓管工作在開關(guān)狀態(tài),管子交替工作在飽和與截止兩種狀態(tài)中。當(dāng)管子飽和導(dǎo)通時(shí),流過管子電流雖大,可是管壓降很小;當(dāng)管子截止時(shí),管壓降大,可是流過的電流接近為零。因此,在輸出功率相同條件下,開關(guān)型穩(wěn)壓電源幣串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的效率高,一般可達(dá)80%?90%左右。但是,目前人們所采用的開關(guān)型穩(wěn)壓電源卻存在波紋系數(shù)較大,當(dāng)調(diào)整管不斷在飽和與截止?fàn)顟B(tài)之間切換時(shí),對(duì)電路會(huì)產(chǎn)生射頻干擾,電路比較復(fù)雜且成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服目前開關(guān)型穩(wěn)壓電源存在的波紋系數(shù)較大、射頻干擾嚴(yán)重、電路復(fù)雜及效率不高的缺陷,提供一種非線性負(fù)反饋的非飽和式開關(guān)穩(wěn)壓電源。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種非線性負(fù)反饋的非飽和式開關(guān)穩(wěn)壓電源,主要由二極管整流器U,功率放大器Pl,變壓器T,串接在二極管整流器U與功率放大器Pl之間的開關(guān)濾波電路,與變壓器T的副邊線圈L2相連接的電源輸出電路,與變壓器T的副邊線圈L3相連接的變壓反饋電路,與變壓反饋電路相連接的非線性負(fù)反饋電路,與功率放大器Pl相連接的PWM控制器,以及輸出端與變壓器T的原邊線圈LI上的抽頭相連接、而輸入端與功率放大器Pl的輸出端相連接的滑動(dòng)調(diào)節(jié)器組成;其中,所述的非線性負(fù)反饋電路由電阻R3、電阻R4、二極管D4、二極管D5,以及晶體管橋式電路組成;所述功率放大器Pl的輸出端分別與變壓反饋電路的輸出端以及電阻R3和電阻R4的一端相連接,而電阻R3的另一端經(jīng)二極管D4后與晶體管橋式電路相連接,電阻R4的另一端經(jīng)二極管D5后與晶體管橋式電路相連接。
[0006]進(jìn)一步地,所述晶體管橋式電路由三極管Q2,三極管Q3,一端與三極管Q2的集電極相連接、另一端經(jīng)電阻R6后與三極管Q3的基極相連接的電阻R5,一端與三極管Q3的集電極相連接、另一端經(jīng)電阻R7后與三極管Q2的基極相連接的電阻R8,正極與三極管Q2的集電極相連接、負(fù)極與三極管Q3的基極相連接的電容C6,負(fù)極與三極管Q3的集電極相連接、正極與晶體管Q2的基極相連接的電容C7,以及一端與晶體管Q2的基極相連接、另一端外接+6V電源的電阻R9和一端與晶體管Q3的基極相連接、另一端外接+6V電源的電阻RlO組成;所述晶體管Q2的集電極與電阻R3和二極管D4的連接點(diǎn)相連接,其發(fā)射極接地;所述晶體管Q3的集電極與電阻R4和二極管D5的連接點(diǎn)相連接,其發(fā)射極接地。
[0007]所述的開關(guān)濾波電路由三極管Q1,電容Cl,電容C2,電阻R1,電阻R2及二極管Dl組成;所述三極管Ql的基極順次經(jīng)電阻R2、二極管Dl及電阻Rl后與其集電極形成回路,電容Cl與電阻Rl相并聯(lián),電容C2與電阻R2相并聯(lián);三極管Ql的集電極與二極管整流器U的正極輸出端相連接,其發(fā)射極接地;二極管整流器U的負(fù)極輸出端則直接與功率放大器Pl的反相端相連接,電阻R2與二極管Dl的連接點(diǎn)則與功率放大器Pl的同相端相連接;變壓器T的原邊線圈LI則與二極管Dl相并聯(lián)。
[0008]所述電源輸出電路由P極與副邊線圈L2的同名端相連接、N極經(jīng)電容C3后與副邊線圈L2的非同名端相連接的二極管D2,以及一端與二極管D2的N極相連接、另一端經(jīng)電容C4后與副邊線圈L2的非同名端相連接的電感L4組成。
[0009]所述變壓反饋電路由二極管D3和電容C5組成;所述二級(jí)管D3的P極與副邊線圈L3的非同名端相連接、其N極經(jīng)電容C5后與副邊線圈L3的同名端相連接,所述副邊線圈L3的同名端接地。
[0010]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0011](I)本發(fā)明充分的利用了 PWM的控制功能,能根據(jù)占空比自動(dòng)調(diào)節(jié)電源輸出電壓值,確保輸出值的穩(wěn)定。
[0012](2)本發(fā)明利用非線性負(fù)反饋電路的非線性特性,使得調(diào)節(jié)管自動(dòng)處于飽和區(qū)邊緣,不僅有效的降低了電路自身和外接的射頻干擾,而且還極大的簡化了電路結(jié)構(gòu),使得制作成本和維護(hù)成本有了較大幅度的降低。
[0013](3)本發(fā)明能有效的克服開關(guān)電源的延遲效應(yīng),能有效的提高開關(guān)電源靈敏度。
[0014](4)本發(fā)明能顯著的降低開關(guān)型穩(wěn)壓電源的波紋系數(shù),使得電源質(zhì)量更為可靠和穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明,但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0017]實(shí)施例
[0018]如圖1所示,本發(fā)明所述的非線性負(fù)反饋的非飽和式開關(guān)穩(wěn)壓電源包括有二極管整流器U、功率放大器P1、變壓器T、開關(guān)濾波電路、電源輸出電路、變壓反饋電路、PWM控制器、滑動(dòng)調(diào)節(jié)器和非線性負(fù)反饋電路。其中,變壓器T由設(shè)置在原邊的原邊線圈LI,設(shè)置在副邊的副邊線圈L2和副邊線圈L3組成。本發(fā)明在變壓器T的原邊線圈LI上設(shè)有一個(gè)滑動(dòng)抽頭,而該滑動(dòng)抽頭則由滑動(dòng)調(diào)節(jié)器來進(jìn)行控制,以確保根據(jù)PWM控制器的占空比來調(diào)整變壓器T的原邊線圈LI與副邊線圈L2和副邊線圈L3之間的匝數(shù)比。
[0019]二極管整流器U的輸入端用于外接220V的市電,而開關(guān)濾波電路則串接在該二極管整流器U的正極輸出端與功率放大器Pl的同相端之間。如圖1所示,該開關(guān)濾波電路由三極管Ql,電容Cl,電容C2,電阻Rl,電阻R2及二極管Dl組成。其中,三極管Ql的基極順次經(jīng)電阻R2、二極管Dl及電阻Rl后與其集電極形成回路。電容Cl與電阻Rl相并聯(lián),電容C2與電阻R2相并聯(lián),以形成典型的RC濾波電路。同時(shí),三極管Ql的集電極與二極管整流器U的正極輸出端相連接,其發(fā)射極接地;二極管整流器U的負(fù)極輸出端則直接與功率放大器Pl的反相端相連接,而電阻R2與二極管Dl的連接點(diǎn)則與功率放大器Pl的同相端相連接。所述變壓器T的原邊線圈LI與二極管Dl相并聯(lián)。
[0020]在該開關(guān)濾波電路中,電阻R1、電容Cl和二極管Dl組成反饋鉗位電路,可以提高變換效率和降低功率放大器Pi同相端的反向峰值電壓。
[0021]電源輸出電路用于輸出直流電壓,其由二極管D2、電容C3、電感L4及電容C4組成。連接時(shí),二極管D2的P極與副邊線圈L2的同名端相連接,其N極經(jīng)電容C3后與副邊線圈L2的非同名端相連接。所述電感L4的一端與二極管D2的N極相連接、另一端經(jīng)電容C4后與副邊線圈L2的非同名端相連接。而電容C4的兩端則為電源的輸出端,用于與外部的負(fù)載相連接。
[0022]變壓反饋電路用于為非線性負(fù)反饋電路提供反饋電壓,其由二極管D3和電容C5組成。連接時(shí),所述二級(jí)管D3的P極與副邊線圈L3的非同名端相連接、其N極經(jīng)電容C5后與副邊線圈L3的同名端相連接,所述副邊線圈L3的同名端接地。
[0023]所述非線性負(fù)反饋電路由電阻R3、電阻R4、二極管D4、二極管D5,以及晶體管橋式電路組成。連接時(shí),功率放大器Pl的輸出端分別與變壓反饋電路的輸出端以及電阻R3和電阻R4的一端相連接,而電阻R3的另一端經(jīng)二極管D4后與晶體管橋式電路相連接,電阻R4的另一端經(jīng)二極管D5后與晶體管橋式電路相連接。即功率放大器Pl的輸出端要與二極管D3與電容C5的連接點(diǎn)相連接,同時(shí),電阻R3和電阻R4的一端也要與二極管D3和電容C5的連接點(diǎn)相連接,以確保整個(gè)非線性負(fù)反饋電路能從電容C5處獲得反饋電壓。
[0024]所述晶體管橋式電路由三極管Q2,三極管Q3,電阻R5,電阻R6,電容C6,電阻R7,電阻R8,電容C7及電阻R9和電阻RlO組成。連接時(shí),電阻R5的一端與三極管Q2的集電極相連接,其另一端經(jīng)電阻R6后與三極管Q3的基極相連接。而電阻R8的一端與三極管Q3的集電極相連接,其另一端經(jīng)電阻R7后與三極管Q2的基極相連接。
[0025]電容C6的正極與三極管Q2的集電極相連接,其負(fù)極與三極管Q3的基極相連接;電容C7的負(fù)極與三極管Q3的集電極相連接,其正極與晶體管Q2的基極相連接。電阻R9的一端與晶體管Q2的基極相連接,其另一端外接+6V電源;電阻RlO的一端與晶體管Q3的基極相連接,其另一端外接+6V電源。
[0026]電阻R3的一端同時(shí)與功率放大器Pl的輸出端、滑動(dòng)調(diào)節(jié)器的輸入端以及二極管D3與電容C5的連接點(diǎn)相連接,其另一端經(jīng)二極管D4后與電阻R7和電阻R8的連接點(diǎn)相連接;同理,電阻R4的一端也同時(shí)與功率放大器Pl的輸出端、滑動(dòng)調(diào)節(jié)器的輸入端以及二極管D3與電容C5的連接點(diǎn)相連接,其另一端經(jīng)二極管D5后與電阻R5和電阻R6的連接點(diǎn)相連接。
[0027]所述晶體管Q2的集電極與電阻R3和二極管D4的連接點(diǎn)相連接,其發(fā)射極接地;所述晶體管Q3的集電極與電阻R4和二極管D5的連接點(diǎn)相連接,其發(fā)射極接地。
[0028]本發(fā)明的晶體管橋式電路為左右對(duì)稱的結(jié)構(gòu),使用時(shí),通過導(dǎo)通晶體管Q2和晶體管Q3,并依靠負(fù)反饋原件二極管D4和二極管D5來自動(dòng)調(diào)節(jié)晶體管Q2和晶體管Q3處于飽和區(qū)邊緣,從而為滑動(dòng)調(diào)節(jié)器提供足夠的驅(qū)動(dòng)電壓,并根據(jù)PWM控制器的占空比來調(diào)節(jié)變壓器T原邊線圈LI的抽頭,進(jìn)而改變變壓器原邊線圈LI與副邊線圈L2和副邊線圈L3的匝數(shù)比。
[0029]如上所述,便可以很好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種非線性負(fù)反饋的非飽和式開關(guān)穩(wěn)壓電源,其特征在于,主要由二極管整流器U,功率放大器Pl,變壓器T,串接在二極管整流器U與功率放大器Pl之間的開關(guān)濾波電路,與變壓器T的副邊線圈L2相連接的電源輸出電路,與變壓器T的副邊線圈L3相連接的變壓反饋電路,與變壓反饋電路相連接的非線性負(fù)反饋電路,與功率放大器Pl相連接的PWM控制器,以及輸出端與變壓器T的原邊線圈LI上的抽頭相連接、而輸入端與功率放大器Pl的輸出端相連接的滑動(dòng)調(diào)節(jié)器組成;其中,所述的非線性負(fù)反饋電路由電阻R3、電阻R4、二極管D4、二極管D5,以及晶體管橋式電路組成;所述功率放大器Pl的輸出端分別與變壓反饋電路的輸出端以及電阻R3和電阻R4的一端相連接,而電阻R3的另一端經(jīng)二極管D4后與晶體管橋式電路相連接,電阻R4的另一端經(jīng)二極管D5后與晶體管橋式電路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非線性負(fù)反饋的非飽和式開關(guān)穩(wěn)壓電源,其特征在于,所述晶體管橋式電路由三極管Q2,三極管Q3,一端與三極管Q2的集電極相連接、另一端經(jīng)電阻R6后與三極管Q3的基極相連接的電阻R5,一端與三極管Q3的集電極相連接、另一端經(jīng)電阻R7后與三極管Q2的基極相連接的電阻R8,正極與三極管Q2的集電極相連接、負(fù)極與三極管Q3的基極相連接的電容C6,負(fù)極與三極管Q3的集電極相連接、正極與晶體管Q2的基極相連接的電容C7,以及一端與晶體管Q2的基極相連接、另一端外接+6V電源的電阻R9和一端與晶體管Q3的基極相連接、另一端外接+6V電源的電阻RlO組成;所述晶體管Q2的集電極與電阻R3和二極管D4的連接點(diǎn)相連接,其發(fā)射極接地;所述晶體管Q3的集電極與電阻R4和二極管D5的連接點(diǎn)相連接,其發(fā)射極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種非線性負(fù)反饋的非飽和式開關(guān)穩(wěn)壓電源,其特征在于,所述的開關(guān)濾波電路由三極管Ql,電容Cl,電容C2,電阻Rl,電阻R2及二極管Dl組成;所述三極管Ql的基極順次經(jīng)電阻R2、二極管Dl及電阻Rl后與其集電極形成回路,電容Cl與電阻Rl相并聯(lián),電容C2與電阻R2相并聯(lián);三極管Ql的集電極與二極管整流器U的正極輸出端相連接,其發(fā)射極接地;二極管整流器U的負(fù)極輸出端則直接與功率放大器Pl的反相端相連接,電阻R2與二極管Dl的連接點(diǎn)則與功率放大器Pl的同相端相連接;變壓器T的原邊線圈LI則與二極管Dl相并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種非線性負(fù)反饋的非飽和式開關(guān)穩(wěn)壓電源,其特征在于,所述電源輸出電路由P極與副邊線圈L2的同名端相連接、N極經(jīng)電容C3后與副邊線圈L2的非同名端相連接的二極管D2,以及一端與二極管D2的N極相連接、另一端經(jīng)電容C4后與副邊線圈L2的非同名端相連接的電感L4組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種非線性負(fù)反饋的非飽和式開關(guān)穩(wěn)壓電源,其特征在于,所述變壓反饋電路由二極管D3和電容C5組成;所述二級(jí)管D3的P極與副邊線圈L3的非同名端相連接、其N極經(jīng)電容C5后與副邊線圈L3的同名端相連接,所述副邊線圈L3的同名端接地。
【文檔編號(hào)】H02M7/217GK104467473SQ201410674932
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月22日
【發(fā)明者】杜琴 申請(qǐng)人:成都智利達(dá)科技有限公司
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