一種光束激發(fā)式非線性負(fù)反饋開關(guān)穩(wěn)壓電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光束激發(fā)式非線性負(fù)反饋開關(guān)穩(wěn)壓電源，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，以及輸出端與變壓器T的原邊線圈L1上的抽頭相連接、而輸入端與功率放大器P1的輸出端相連接的滑動調(diào)節(jié)器組成。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】一種光束激發(fā)式非線性負(fù)反饋開關(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，具體是指一種光束激發(fā)式非線性負(fù)反饋開關(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)品在功能越來越強大的同時也給人們生活上帶來了很大的便利。穩(wěn)壓電路便運營而生，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。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，流過管子電流雖大，可是管壓降很??；當(dāng)管子截止時，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，對電路會產(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，提供一種光束激發(fā)式非線性負(fù)反饋開關(guān)穩(wěn)壓電源。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種光束激發(fā)式非線性負(fù)反饋開關(guān)穩(wěn)壓電源，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調(diào)節(jié)器組成。同時，在二極管整流器U的負(fù)極輸出端與PWM控制器之間還串接有光束激發(fā)式邏輯放大電路；所述光束激發(fā)式邏輯放大電路主要由功率放大器P2，與非門ICl，與非門IC2，與非門IC3，負(fù)極與功率放大器P2的同相端相連接、正極經(jīng)光二極管D6后接地的極性電容C11，一端與極性電容Cll的正極相連接、另一端經(jīng)二極管D7后接地的電阻R11，正極與電阻Rll和二極管D7的連接點相連接、負(fù)極接地的極性電容C10，一端與與非門ICl的負(fù)極輸入端相連接、另一端與功率放大器P2的同相端相連接的電阻R12，串接在功率放大器P2的反相端與輸出端之間的電阻R13，一端與與非門ICl的輸出端相連接、另一端與與非門IC3的負(fù)極輸入端相連接的電阻R14，正極與與非門IC2的輸出端相連接、負(fù)極與與非門IC3的負(fù)極輸入端相連接的電容C9，以及一端與極性電容ClO的正極相連接、另一端與與非門IC2的負(fù)極輸入端相連接的電阻R15組成；所述與非門ICl的正極輸入端與功率放大器P2的反相端相連接，其輸出端與與非門IC2的正極輸入端相連接；與非門IC3的正極輸入端與功率放大器P2的輸出端相連接，其輸出端則與PWM控制器的一個輸入端相連接；極性電容Cll的正極則與二極管整流器U的負(fù)極輸出端相連接；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；電阻R2與二極管Dl的連接點則與功率放大器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)點及有益效果:
(I)本發(fā)明充分的利用了 PWM的控制功能，能根據(jù)占空比自動調(diào)節(jié)電源輸出電壓值，確保輸出值的穩(wěn)定。
[0011](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。
[0012](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。
[0013](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】
[0014]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例
[0016]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、滑動調(diào)節(jié)器、非線性負(fù)反饋電路以及光束激發(fā)式邏輯放大電路。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)有一個滑動抽頭，而該滑動抽頭則由滑動調(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。
[0017]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，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。電阻R2與二極管Dl的連接點則與功率放大器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)。
[0018]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Pl同相端的反向峰值電壓。
[0019]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，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。
[0020]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，所述二級管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。
[0021]所述光束激發(fā)式邏輯放大電路由功率放大器P2，與非門IC1，與非門IC2，與非門IC3，負(fù)極與功率放大器P2的同相端相連接、正極經(jīng)光二極管D6后接地的極性電容C11，一端與極性電容Cll的正極相連接、另一端經(jīng)二極管D7后接地的電阻R11，正極與電阻Rll和二極管D7的連接點相連接、負(fù)極接地的極性電容C10，一端與與非門ICl的負(fù)極輸入端相連接、另一端與功率放大器P2的同相端相連接的電阻R12，串接在功率放大器P2的反相端與輸出端之間的電阻R13,—端與與非門ICl的輸出端相連接、另一端與與非門IC3的負(fù)極輸入端相連接的電阻R14，正極與與非門IC2的輸出端相連接、負(fù)極與與非門IC3的負(fù)極輸入端相連接的電容C9，以及一端與極性電容ClO的正極相連接、另一端與與非門IC2的負(fù)極輸入端相連接的電阻R15組成。
[0022]同時，所述與非門ICl的正極輸入端與功率放大器P2的反相端相連接，其輸出端與與非門IC2的正極輸入端相連接；與非門IC3的正極輸入端與功率放大器P2的輸出端相連接，其輸出端則與PWM控制器的一個輸入端相連接；極性電容Cll的正極則與二極管整流器U的負(fù)極輸出端相連接。為確保本發(fā)明的效果，所述PWM控制器的另一個輸入端還經(jīng)電容C8后接地，而PWM控制器的輸出端則與功率放大器Pl的反相端相連接。
[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，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的連接點相連接，同時，電阻R3和電阻R4的一端也要與二極管D3和電容C5的連接點相連接，以確保整個非線性負(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，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的一端同時與功率放大器Pl的輸出端、滑動調(diào)節(jié)器的輸入端以及二極管D3與電容C5的連接點相連接，其另一端經(jīng)二極管D4后與電阻R7和電阻R8的連接點相連接；同理，電阻R4的一端也同時與功率放大器Pl的輸出端、滑動調(diào)節(jié)器的輸入端以及二極管D3與電容C5的連接點相連接，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稱的結(jié)構(gòu)，使用時，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，從而為滑動調(diào)節(jié)器提供足夠的驅(qū)動電壓，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，便可以很好的實現(xiàn)本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種光束激發(fā)式非線性負(fù)反饋開關(guān)穩(wěn)壓電源，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調(diào)節(jié)器組成，其特征在于，在二極管整流器U的負(fù)極輸出端與PWM控制器之間還串接有光束激發(fā)式邏輯放大電路；所述光束激發(fā)式邏輯放大電路主要由功率放大器P2，與非門ICl，與非門IC2，與非門IC3，負(fù)極與功率放大器P2的同相端相連接、正極經(jīng)光二極管D6后接地的極性電容Cl I，一端與極性電容Cl I的正極相連接、另一端經(jīng)二極管D7后接地的電阻Rll，正極與電阻Rll和二極管D7的連接點相連接、負(fù)極接地的極性電容C10，一端與與非門ICl的負(fù)極輸入端相連接、另一端與功率放大器P2的同相端相連接的電阻R12，串接在功率放大器P2的反相端與輸出端之間的電阻R13, —端與與非門ICl的輸出端相連接、另一端與與非門IC3的負(fù)極輸入端相連接的電阻R14，正極與與非門IC2的輸出端相連接、負(fù)極與與非門IC3的負(fù)極輸入端相連接的電容C9，以及一端與極性電容ClO的正極相連接、另一端與與非門IC2的負(fù)極輸入端相連接的電阻R15組成；所述與非門ICl的正極輸入端與功率放大器P2的反相端相連接，其輸出端與與非門IC2的正極輸入端相連接；與非門IC3的正極輸入端與功率放大器P2的輸出端相連接，其輸出端則與PWM控制器的一個輸入端相連接；極性電容Cll的正極則與二極管整流器U的負(fù)極輸出端相連接；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所述的一種光束激發(fā)式非線性負(fù)反饋開關(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所述的一種光束激發(fā)式非線性負(fù)反饋開關(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；電阻R2與二極管Dl的連接點則與功率放大器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所述的一種光束激發(fā)式非線性負(fù)反饋開關(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所述的一種光束激發(fā)式非線性負(fù)反饋開關(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】H02M7/217GK104393774SQ201410687416
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】謝靜 申請人:成都創(chuàng)圖科技有限公司