CN101425755A

CN101425755A - 一种精密调压稳压器

Info

Publication number: CN101425755A
Application number: CNA2008102000513A
Authority: CN
Inventors: 李刚
Original assignee: SHANGHAI SANKI ELECTRONIC INDUSTRIES Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI SANKI ELECTRONIC INDUSTRIES Co Ltd
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2009-05-06

Abstract

本发明涉及一种精密调压稳压器，满足高压电源的精密调压稳压需求，其特征在于：该稳压器包括低压补偿调控电路、采样电路、比较器、控制电路、隔离驱动电路、调整电路、电子开关、D/A电路、CPU电路；当CPU输出数字电压信号后，D/A将其转换的电压信号，送入比较器中，比较器将送来的基准电压与采样来的电压进行比较，通过控制电路、隔离电路后将电子开关闭合，使整流后的100Hz电压通过，当采样端的电压升高到基准电压之。本发明的有益效果：与旧式机械调压器相比，本发明的精密调压稳压器的体积小、重量轻、调压精度高，输出电压连续可调、可直接与单片机等相连实现程控稳压电源，有一定的经济效益。

Description

一种精密调压稳压器

技术领域

本发明涉及一种精密调压稳压器，满足高压电源的精密调压稳压需求，属于精密调压技术领域。

背景技术

现今，在数字化电路广为普及的情况下，许多仪器调压器还延续着老式自耦变压器调压的模式，这种调压的模式，已经不能适应现在的高精密性、高数字化、高可靠性、高稳定性的电路要求，所以AC精密调压稳压器的诞生补充了部分领域的使用设计空白。

旧式调压器，在体积差异、重量差异、调压精度差异、数字化差异、使用寿命差异、制造工艺差异、制造成本差异、灵活性差异上，与精密调压有区别。特别是调压精度、数字化、使用寿命上差异。

因此，就需要开发新一代精密调压稳压器。

发明内容

本发明的目的在于提出一种精密调压稳压器，该稳压器实现数字调压、稳压、时时监控等功能，输出电压连续可调、精度高、可直接与单片机等相连实现程控稳压电源。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：精密调压稳压器包括低压补偿调控电路(占空比可调的无稳态多谐振荡器)、采样电路、隔离驱动电路、调整电路、比较器、电子开关、D/A电路、CPU电路。

当用户使用时，可由单片机CPU电路控制D/A输出设定电压(或电位器输出电压)设定电压与采样电压进行比较，如高于设定电压，则比较器输出低电平从而光耦U2不导通，调整管Q1截止。即无输出电压；反之则有输出。

本发明的有益效果：与旧式机械调压器相比，本发明的精密调压稳压器的体积小、重量轻、调压精度高，输出电压连续可调、可直接与单片机等相连实现程控稳压电源，有一定的经济效益。

附图说明

图1为本发明的精密调压稳压器电路原理框图；

图2为本发明的精密调压稳压器电路结构原理图；

图3为本发明的精密调压稳压器低压补偿调控电路原理图；

图4为本发明的精密调压稳压器其波形特点示意图；

图5为本发明的精密调压稳压器采样电路原理图；

图6为本发明的精密调压稳压器隔离驱动电路原理图；

图7为本发明的精密调压稳压器调整电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图与实施例对本发明调压稳压器电路作比较详细说明。

参照图1，这是本发明的精密调压稳压器电路原理框图。

如图所示，精密调压稳压器包括低压补偿调控电路(占空比可调的无稳态多谐振荡器)、采样电路、比较器、控制电路、隔离驱动电路、调整电路、电子开关、D/A电路、CPU电路。

当CPU输出数字电压信号后，D/A将其转换成模拟的电压信号(基准电压信号)送入比较器中，比较器将送来的基准电压与采样来的电压进行比较，若基准电压高于采样电压则比较器输出为高，通过控制电路、隔离电路后将电子开关闭合，使整流后的100Hz电压通过，当采样端的电压升高到基准电压之上时，比较器输出变低，关断电子开关，达到数字调压、稳压的目的。电压低时，为保证其稳定性，CPU将开通震荡细分电路。

参照图3、4，这是本发明的精密调压稳压器低压补偿调控电路原理和其波形特点示意图。

图中的U3构成占空比可调的无稳态多谐振荡器，其中D3、D4分别为充电和放电回路的导引管；R2、D3、RP2右、C3组成充电回路；C3、RP2左、D4、R3组成放电回路；RP2用于调整振荡器的占空比；R2、R3可调整振荡器的频率；U3的4号脚为振荡器的使能端，为高电平时工作，低电平时停止工作，可用单片机对其控制。U3的3号脚为波形输出端。其波形特点如图4所示。此电路形成低压补偿调控电路，用以弥补运放在低压调压时，Q1的导通角过大，而造成的电压不稳情况。

低压补偿调控电路参数的计算方法：

T1＝0.693(R2+RP2_右)C3

T2＝0.693(R3+RP2_左)C3

T＝T1+T2

＝0.693(R2+R3+RP2)C3

Dmin＝T1/T＝R2/(R2+R3+RP2)≈0.01％

Dmax＝T1/T＝(R2+R3)/(R2+R3+RP2)≈99.99％

参照图5，这是本发明采样电路的原理图。

如图所示，U1A组成采样比较电路；U1B组成基准电压(设定电压)缓冲器，工作原理如下，设定电压由U1B的5号脚加入经电压跟随器通过R10加至U1A的3号脚，这时采样电压加至2号脚，随后进行比较。当采样电压高于设定电压时，U1A输出低电平，关断调整管；当采样电压低于设定电压时，U1A输出高电平，使调整管导通(此时调整管的导通与否还取决于低压补偿调控电路输出的波形)

图中R9、C4、C5为防干扰及滤波电路，保证采样电压的稳定；C6～C9为电源的滤波电路。防止电源电压异常造成的采样电压、基准电压波动，导致输出电压的不稳定。如应用于高压环境中时，可在±12V电源端各加入一个小磁珠。还可加入TVS管，稳定其±12V电源电压。

参照图6，这是本发明隔离驱动电路的原理图。

如图所示，Q3、Q4、R4、R5组成调整管驱动电路；U2、R7、R8组成光电隔离电路；D5、D6组成与门电路。原理如下：当采样电压低于设定电压时，采样电路输出高电平，D5负端为高，此时光耦内部的发光管正端电平的高低完全取决于低压补偿调控电路输出的电平，这样以来采样电路控制调整管导通后，又由低压补偿调控电路进一步细分导通还是截止。也就实现了对电压的进一步细调。

参照图7，这是本发明调整电路的原理图。

如图所示，调整电路中的R1、C1、D2为保护调整管(Q1)而设计；D1保证流过Q1的交流为单一方向(从D流向S)，导通时间由控制端决定。导通角可在AC 220V波形的0～90度间调整。达到调压目的。图中的Q1可选用功率较大的场效应管使用。

Claims

1、一种精密调压稳压器，满足高压电源的精密调压稳压需求，其特征在于：该稳压器包括低压补偿调控电路、采样电路、比较器、控制电路、隔离驱动电路、调整电路、电子开关、D/A电路、CPU电路；

当CPU输出数字电压信号后，D/A将其转换的电压信号，送入比较器中，比较器将送来的基准电压与采样来的电压进行比较，通过控制电路、隔离电路后将电子开关闭合，使整流后的100Hz电压通过，当采样端的电压升高到基准电压之上时，比较器输出变低，关断电子开关，达到数字调压、稳压的目的。

2、如权利要求1所述的精密调压稳压器，其特征在于：所述的低压补偿调控电路，包括无稳态多谐振荡器，充电和放电回路；

R2、D3、RP2右、C3组成充电回路；C3、RP2左、D4、R3组成放电回路；RP2用于调整振荡器的占空比；R2、R3可调整振荡器的频率；U3的4号脚为振荡器的使能端，为高电平时工作，低电平时停止工作，可用单片机对其控制；U3的3号脚为波形输出端。

3、如权利要求1所述的精密调压稳压器，其特征在于：所述的采样电路，U1B组成基准电压缓冲器，设定电压由U1B的5号脚加入经电压跟随器通过R10加至U1A的3号脚，这时采样电压加至2号脚，随后进行比较，当采样电压高于设定电压时，U1A输出低电平，关断调整管；当采样电压低于设定电压时，U1A输出高电平，使调整管导通。

4、如权利要求1所述的精密调压稳压器，其特征在于：所述的采样电路中，R9、C4、C5为防干扰及滤波电路，C6～C9为电源的滤波电路。

5、如权利要求1所述的精密调压稳压器，其特征在于：所述的隔离驱动电路，Q3、Q4、R4、R5组成调整管驱动电路；U2、R7、R8组成光电隔离电路；D5、D6组成与门电路；当采样电压低于设定电压时，采样电路输出高电平，D5负端为高，此时光耦内部的发光管正端电平的高低完全取决于低压补偿调控电路输出的电平，采样电路控制调整管导通后，又由低压补偿调控电路进一步细分导通还是截止。

6、如权利要求1所述的精密调压稳压器，其特征在于：所述的调整电路，R1、C1、D2为保护调整管(Q1)而设置；D1保证流过Q1的交流为单一方向—从D流向S，导通时间由控制端决定；导通角可在AC220V波形的0～90度间调整。