專利名稱：一種交直流通用穩(wěn)壓電源的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于穩(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)，為多種電子設備提供了高性能，簡便、價廉的穩(wěn)壓電源。
從事各種電子、電器設備研制的科研人員，電子模擬教學的教研員，以及各種電子、電器維修人員也與日俱增。
近年來，針對某一特定場合使用的專用電源的發(fā)明與改進成果在各種電子技術刊物上時有發(fā)表。但未聞有關新型的通用型穩(wěn)壓電源研制成果的報導。而目前實驗室裝備的通用穩(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，至電壓調整器調整后，輸出穩(wěn)定直流電壓。輸出端經(jīng)取樣電路同基準電壓一起送入電壓調整器，進行比較放大控制輸出電壓。調壓開關對可調電壓分級粗調，降低調整管功耗。
單個開關可調電壓級數(shù)少，定電流設計的穩(wěn)壓電源功率運用在高電壓和低電壓輸出時的差值大，濾波電容在高電壓和低電壓的耐壓要求變化大，使加寬設計穩(wěn)壓電源可調范圍受到限制。或者設計的產(chǎn)品調節(jié)范圍雖較寬，但穩(wěn)壓電源的轉換效率，經(jīng)濟性、體積、重量等指標不理想。
本實用新型的目的是提供一種交直流通用穩(wěn)壓電源。
以下結合附圖
作詳細說明。
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送給前置交流調整器Ⅱ控制電壓，同時經(jīng)前置交流調整器送給電源變壓器Ⅲ初級穩(wěn)定的交流電壓。電源變壓器次級經(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濾波送到直流調整器Ⅷ?；鶞孰娐发鏊徒o直流調整器基準電壓。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整器與基準電壓比較放大后控制直流調整管調整輸出電壓，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)交流調整器Ⅸ輸出交流電壓，交流調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是儲能元件。T2是光電耦合器，R5是T2的負載，T2的D點直接接入直流調整器的輸入端，另一端經(jīng)W1接交直流開關K4。取用直流電壓時，K4倒向1，直流調整管T16的壓降大于設定值后，T2內(nèi)的發(fā)光二極管導通，光電管也導通，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，電源變壓器初級電壓下降，次級電壓下降，直流調整管的壓降下降，使直流調整管的功耗限定在一定的范圍內(nèi)。
當需要交流電壓時，K4倒向2，這時直流輸出不帶負載，流過直流調整管的電流很小，直流調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T2的CD二端相當于接在交流調整器T18或T18集電極和發(fā)射極的二端。當T17或T18的交流壓降峰值超過設定值后，同樣使直流控制器輸出的控制電壓下降，電源變壓初級電壓下降，次級電壓下降，T17或T18的管壓降下降，使輸出交流電壓趨向穩(wěn)定。
Ⅱ、前置交流電壓調整器假設輸入交流電源在正半周時，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T5基極的電位低于直流控制器來的控制電壓時，T5基極電位與直流控制器電位被D11隔離，T5處于飽和導通狀態(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，D11又截止，T5又恢復到飽和導通狀態(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T7作基極偏流，負半周時，電流流經(jīng)T7集電極、發(fā)射極、電源變壓器初級繞組及D13，電壓調整過程和正半周相同。這樣前置交流電壓調整器就達到調整交流電壓的目的。輸出電壓的波形如圖2的A點，B點是市電220V的正弦波形。
Ⅲ、電源變壓器次級有13個抽頭，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、基準電壓電路從直流電壓調整器輸入端經(jīng)D16、17、T8、R11、R10、T9、C9、D18、19組成的高穩(wěn)定性恒流電路對D20－23穩(wěn)壓管以恒定的工作電流，這個高穩(wěn)定的電壓經(jīng)T10緩沖后送到直流電壓調整器。K2－3可變換3種基準電壓。
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，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載。從W2來的電壓變化量與基準電路來的基準電壓比較放大后控制T16電壓調整管進行輸出電壓的調整。
Ⅸ、交流電壓調整器原理同前置交流電壓調整器相同。因有前置交流電壓調整器的作用，交流調整管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，D30、31是隔離二極管。
整機電路的工作，K1是電壓粗調轉換開關，K2是量程轉換開關，K3是可變?yōu)V波器的串并聯(lián)轉換開關，W2是輸出電壓細調電位器，W1是前置交流電壓調整器的靈敏度調整電位器，K4是交直流轉換開關。
該電路的特點如下1.定功率設計方法，如果按常規(guī)定電流設計方法，輸出電壓0－300V連續(xù)可調，輸出電流500mA計算，輸出電壓300V時，可用功率150W，輸出電壓降到30V時，最大可用功率只有15W，只有最高可用功率的 1/10 。要求可調電壓范圍越寬，越難設計出理想的穩(wěn)壓電路。采用定功率設計方法后，輸出功率是一個定值，從低電壓到高電壓輸出都能滿功率使用。在低電壓時，電源變壓器次級低壓繞組和電壓調整管要有足夠的容許電流，因此有利于整機的小型化，使用范圍更廣。2.交流調整器，因調整管基本上處于飽和導通狀態(tài)，由于多位調壓開關的作用，可調電壓級數(shù)可分得較細。實際被直流電位切掉的交流峰頂很好，有調整功耗低，輸出交流波形接近正弦波的特點。3.可變?yōu)V波器，因濾波電容的價格，體積同電容量的大小，耐壓高低成正比，以0－300V可調，100W功率為例，濾波電容C＝ (2T)/(RL) 計算，30V時的電容量約是300V時的10倍，用一組滿足低壓時的大容量，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可調電壓的變化而變化。有利于整機的小型化和降低整機的生產(chǎn)成本。4.多位組合調壓開關，可調電壓級數(shù)等于多只開關檔數(shù)的乘積。例如ADCW－1型穩(wěn)壓電源，電壓粗調分30級，K1用10檔開關，K2用三檔開關，電源變壓器增加2個抽頭，可調電壓從10級增加到30級。要求可調電壓級數(shù)越多，越能顯示多位組合調壓開關的優(yōu)越性。有利于寬可調穩(wěn)壓源的設計。5.采用減小穩(wěn)壓管動態(tài)電阻的基準電壓電路，能使穩(wěn)壓管的穩(wěn)定度提高幾十至幾百倍。
權利要求1.一種交直流通用穩(wěn)壓電源，包括直流控制器Ⅰ、前置交流電壓調整器Ⅱ、電源變壓器Ⅲ、整流器Ⅳ、濾波器Ⅴ、基準電路Ⅵ、取樣電路Ⅶ、直流電壓調整器Ⅷ，其特征在于它具有交流電壓調整器Ⅸ，所說的濾波器采用可變?yōu)V波器，調壓開關采用多位組合，基準電路采用減小穩(wěn)壓管動態(tài)電阻電路。
2.根據(jù)權利要求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整器，以直流電壓經(jīng)隔離二極管D11、12同交流電壓調整管T5、7基極相連接，交流輸入電壓加到交流電壓調整管集電極，同時經(jīng)偏置電路或偏置電阻R30、31加到交流電壓調整管基極作偏流，用二極管D13、14作交流電壓調整管反向通路。
3.根據(jù)權利要求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)壓管動態(tài)電阻電路是電源經(jīng)恒流電路或恒流二極管對穩(wěn)壓管加入恒定電流，最后經(jīng)緩沖器T10輸出基準電壓。
專利摘要本實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、前置交流電壓調整器、電源變壓器、整流器、濾波器、基準電路、取樣電路、直流電壓調整器，其特征是它具有交流電壓調整器，所說的濾波器為可變?yōu)V波器，調整開關采用多位組合，基準電路采用減少穩(wěn)壓管動態(tài)電阻電路。本實用新型的優(yōu)點是(1)穩(wěn)壓器體積小重量輕，(2)調整功耗低，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G05F1/10GK2057010SQ8920816
公開日1990年5月9日 申請日期1989年5月29日 優(yōu)先權日1989年5月29日
發(fā)明者徐關正 申請人:徐關正