CN101426325A - 隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路。包括有驱动控制电路IC6,其特点是还包括有:所述的驱动控制电路IC6的两个输出端分别与场效应晶体管Q5、Q6栅极相连,场效应晶体管Q5、Q6的漏极通过与变压器B1与输出整流滤波电路和自馈供电电路对应设置,驱动控制电路IC6通过光电耦合器IC5与精密稳压源IC2和运算放大器IC4A的外围电路相连,自馈供电电路分别与三端可调式集成稳压器IC1、精密稳压源IC3、运算放大器IC4和场效应晶体管Q2、Q3、Q4的外电路相连。其可以通过自动(外部光线的强热)和手动(改变电位器阻值)调节可以改变其输出电压高低,控制灯光亮度以达到节约能源,降低运行成本的目的。
Description
技术领域:
本发明涉及隔离型开关电源电路的输出电压通过外部光线的强热(天气变化)以及外接电位器阻值的大小分段控制,以达到改变其电压高低的技术领域,尤其是涉及一种隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路。
背景技术:
现有技术中,在很多设备上或者机舱内的低压照明以及长亮的低压灯光系统都采用了具有节能、环保、小体积、重量轻的开关电源来供电,但目前所采用的开关电源的输出电压大多数是固定不变的,即使可以调节,但调节的范围很小,而且不可分段调节,更不能通过外部光线强热(天气变化)来自动调整输出电压。这种输出电压固定不变的开关电源供电的灯光系统,同样瓦数的照明设备所消耗的能量是相同的,其灯光的亮度也始终是不变的,不管外界的光线强热都将消耗同样的能量,这样对节约能源不利,而且又增加了运行成本。
发明内容:
本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路,通过外部光线的强热(天气变化)自动调节输出电压的高低,又能通过外接电位器阻值的大小手动调节输出电压的高低,从而解决了现有技术中存在的问题。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:所述的隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路,包括有驱动控制电路IC6,其特征是还包括有:所述的驱动控制电路IC6的两个输出端分别与场效应晶体管Q5、Q6栅极相连,场效应晶体管Q5、Q6的漏极通过与变压器B1与整流滤波电路和自馈供电电路对应设置,驱动控制电路IC6通过光电耦合器IC5与精密稳压源IC2和运算放大器IC4A的外围电路相连,自馈供电电路分别与三端可调式集成稳压器IC1、精密稳压源IC3、运算放大器IC4和场效应晶体管Q2、Q3、Q4的外电路相连。
所述的所述的变压器B1的中心抽头与输入电压Vs的负极之间设有输入电容C7。输出整流滤波电路包括有二极管D3、D4,二极管D3、D4通过电感L2与电容C1相连。自馈供电电路包括有二极管D1、D2,二极管D1、D2通过电感L1和电容C2与由稳压二极管DZ1、三极管Q1和电阻R1组成的稳压源相连,其中R1一端接输出端V0+,另一端接稳压二极管DZ1的负极和三极管Q1的基极,稳压二极管DZ1正极接地,Q1的集电极接输出端V0+,Q1的发射极接L1的一端和C2的正极。所述的电容C1的两端与外部负载DJ对应相连。
所述的三端可调式集成稳压器IC1的输入端Vin接自馈供电电路,三端可调式集成稳压器IC1的输出端Vout接电阻R2的一端,三端可调式集成稳压器IC1的调节端ADJ接电阻R2的另一端,构成一个恒流源后与电位器W1相串联,电位器W1的一端接地,由于恒流源提供一个恒定不变电流,通过电位器W1后就会转换成随阻值变化的电压信号,该电压信号的大小与电位器的阻值成正比。电容C3、稳压二极管DZ1并联后通过电阻R2接三端可调式集成稳压器IC1的输出端Vout,C3起到消除干扰作用,DZ1是防止W1断开后损坏电路,起到保护的作用。
所述的运算放大器IC4包括有运算放大器IC4A、运算放大器IC4B、运算放大器IC4C和运算放大器IC4D,运算放大器IC4C的同相输入端接场效应晶体管Q4漏极和稳压二极管DZ3的负极,稳压二极管DZ3的正极接地,场效应晶体管Q4的源极接地,场效应晶体管Q4的栅极接单刀三掷开关K1,电阻R28和电容C6与稳压二极管DZ3并联,稳压二极管DZ3的正极和稳压二极管DZ3负极、运算放大器IC4C的相连端通过电阻R29分别接光敏变送器,电阻R18的一端接运算放大器IC4C的输出端,电阻R18的另一端接电阻R19和运算放大器IC4C反相端,电阻R19接地,场效应晶体管Q4栅极通过电阻R27接地,场效应晶体管Q4栅极又通过R24与自馈供电电路相连;运算放大器IC4B的同相输入端接场效应晶体管Q3漏极,场效应晶体管Q3的源极接地,场效应晶体管Q3的栅极接单刀三掷开关K1,电阻R16的一端接运算放大器IC4B的输出端,电阻R16的另一端接电阻R17和运算放大器IC4B反相端,电阻R17接地,场效应晶体管Q3栅极通过电阻R26接地,场效应晶体管Q3栅极又通过电阻R23与自馈供电电路相连;运算放大器IC4D的同相输入端接场效应晶体管Q2漏极,场效应晶体管Q2的源极接地,场效应晶体管Q2的栅极接单刀三掷开关K1,电阻R14的一端接运算放大器IC4D的输出端,电阻R14的另一端接电阻R15和运算放大器IC4D反相端,电阻R15接地,场效应晶体管Q2栅极通过电阻R25接地,场效应晶体管Q3栅极又通过电阻R22与自馈供电电路相连;运算放大器IC4B的同相输入端通过电阻R21、R2后与三端可调式集成稳压器IC1的输出端Vout相连,运算放大器IC4D的同相输入端通过电阻R20、R2后与三端可调式集成稳压器IC1的输出端Vout相连,运算放大器IC4B输出端通过电阻R12分别与电阻R6和运算放大器IC4A反相端相连,运算放大器IC4C输出端通过电阻R13分别与电阻R6和运算放大器IC4A反相端相连,运算放大器IC4D输出端通过电阻R10分别与电阻R6和运算放大器IC4A反相端相连,运算放大器IC4A的同相输入端通过电阻R11与运算放大器IC4B的同相输入端相连,精密稳压源IC3的阴极和基准稳压端连接在运算放大器IC4A的同相输入端,精密稳压源IC3的阳极接地,运算放大器IC4A的同相输入端通过电容C5接地,电阻R6和电阻R8接运算放大器IC4A的输出端,电阻R5和电阻R9一端通过电阻R8接运算放大器IC4A的输出端,电阻R5另一端接光电耦合器IC5内发射二极管的正极后接输出端V0+,电阻R9另一端接地,精密稳压源IC2的阴极通过电阻R3接光电耦合器IC5内发射二极管负极,精密稳压源IC2的阴极通过电阻R4和电容C4接精密稳压源IC2的基准稳压端,精密稳压源IC2的基准稳压端通过电阻R8接运算放大器IC4A的输出端,精密稳压源IC2的阳极接地。
本发明的有益效果是:所述的隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路,能使输出电压通过外部光线的强热(天气变化)以及外接电位器阻值的大小分段控制,通过自动(外部光线的强热)和手动(改变电位器阻值)调节可以改变其输出电压高低,控制灯光亮度以达到节约能源,降低运行成本的目的。
附图说明:
图1是本发明的电路连接原理图。
具体实施方式:
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。
实施例,见图1,所述的隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路,包括有驱动控制电路IC6,其特征是还包括有:所述的驱动控制电路IC6的两个输出端分别与场效应晶体管Q5、Q6栅极相连,场效应晶体管Q5、Q6的漏极通过与变压器B1与输出整流滤波电路和自馈供电电路对应设置,驱动控制电路IC6通过光电耦合器IC5与精密稳压源IC2和运算放大器IC4A的外围电路相连,自馈供电电路分别与三端可调式集成稳压器IC1、精密稳压源IC3、运算放大器IC4和场效应晶体管Q2、Q3、Q4的外电路相连。
所述的变压器B1的中心抽头与输入电压Vs之间设有输入电容C7。输出整流滤波电路包括有二极管D3、D4,二极管D3、D4通过电感L2与电容C1相连。自馈供电电路包括有二极管D1、D2,二极管D1、D2通过电感L1和电容C2与稳压二极管DZ1、三极管Q1和电阻R1组成的稳压源相连,其中R1一端接输出端V0+,另一端接稳压二极管DZ1的负极和三极管Q1的基极,稳压二极管DZ1正极接地,Q1的集电极接输出端V0+,Q1的发射极接L1的一端和C2的正极。所述的电容C1的两端与外部负载DJ对应相连。
所述的三端可调式集成稳压器IC1的输入端Vin接自馈供电电路,三端可调式集成稳压器IC1的输出端Vout接电阻R2的一端,三端可调式集成稳压器IC1的调节端ADJ接电阻R2的另一端,构成一个恒流源后与电位器W1相串联,电位器W1的一端接地,由于恒流源提供一个恒定不变电流,通过电位器W1后就会转换成随阻值变化的电压信号,该电压信号的大小与电位器的阻值成正比。电容C3、稳压二极管DZ1并联接三端可调式集成稳压器IC1的输出端Vout,C3起到消除干扰作用,DZ1是防止W1断开后损坏电路,起到保护的作用。
所述的运算放大器IC4包括有运算放大器IC4A、运算放大器IC4B、运算放大器IC4C和运算放大器IC4D,运算放大器IC4C的同相输入端接场效应晶体管Q4漏极和稳压二极管DZ3的负极,稳压二极管DZ3的正极接地,场效应晶体管Q4的源极接地,场效应晶体管Q4的栅极接单刀三掷开关K1,电阻R28和电容C6与稳压二极管DZ3并联,稳压二极管DZ3的正极和稳压二极管DZ3负极、运算放大器IC4C的相连端通过电阻R29分别接光敏变送器,电阻R18的一端接运算放大器IC4C的输出端,电阻R18的另一端接电阻R19和运算放大器IC4C反相端,电阻R19接地,场效应晶体管Q4栅极通过电阻R27接地,场效应晶体管Q4栅极又通过R24与自馈供电电路相连;运算放大器IC4B的同相输入端接场效应晶体管Q3漏极,场效应晶体管Q3的源极接地,场效应晶体管Q3的栅极接单刀三掷开关K1,电阻R16的一端接运算放大器IC4B的输出端,电阻R16的另一端接电阻R17和运算放大器IC4B反相端,电阻R17接地,场效应晶体管Q3栅极通过电阻R26接地,场效应晶体管Q3栅极又通过电阻R23与自馈供电电路相连;运算放大器IC4D的同相输入端接场效应晶体管Q2漏极,场效应晶体管Q2的源极接地,场效应晶体管Q2的栅极接单刀三掷开关K1,电阻R14的一端接运算放大器IC4D的输出端,电阻R14的另一端接电阻R15和运算放大器IC4D反相端,电阻R15接地,场效应晶体管Q2栅极通过电阻R25接地,场效应晶体管Q3栅极又通过电阻R22与自馈供电电路相连;运算放大器IC4B的同相输入端通过电阻R21、R2后与三端可调式集成稳压器IC1的输出端Vout相连,运算放大器IC4D的同相输入端通过电阻R20、R2后与三端可调式集成稳压器IC1的输出端Vout相连,运算放大器IC4B输出端通过电阻R12分别与电阻R6和运算放大器IC4A反相端相连,运算放大器IC4C输出端通过电阻R13分别与电阻R6和运算放大器IC4A反相端相连,运算放大器IC4D输出端通过电阻R10分别与电阻R6和运算放大器IC4A反相端相连,运算放大器IC4A的同相输入端通过电阻R11与运算放大器IC4B的同相输入端相连,精密稳压源IC3的阴极和基准稳压端连接在运算放大器IC4A的同相输入端,精密稳压源IC3的阳极接地,运算放大器IC4A的同相输入端通过电容C5接地,电阻R6和电阻R8接运算放大器IC4A的输出端,电阻R5和电阻R9一端通过电阻R8接运算放大器IC4A的输出端,电阻R5另一端接光电耦合器IC5内发射二极管的正极后接输出端V0+,电阻R9另一端接地,精密稳压源IC2的阴极通过电阻R3接光电耦合器IC5内发射二极管负极,精密稳压源IC2的阴极通过电阻R4和电容C4接精密稳压源IC2的基准稳压端,精密稳压源IC2的基准稳压端通过电阻R8接运算放大器IC4A的输出端,精密稳压源IC2的阳极接地。
所述的隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路,输出电压设置三个点,即:Vmin、Vo、Vmax(Vmin—输出电压最小值、Vmax—输出电压在最大值、Vo—输出电压最小值和最大值中间的一个值)。分别在自动、白天、夜晚状态进行分段控制。电路处于自动控制时,输出电压在最小值Vmin与最大值Vmax之间随外部光线的强热而变化;电路处于白天控制时,输出电压在最小值Vmin与最小值和最大值中间的一个值Vo之间通过调节外接电位器而变化;电路处于夜晚控制时,输出电压在最小值和最大值中间的一个值Vo与最大值Vmax之间通过调节外接电位器而变化。
所述的隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路,当单刀三掷开关K1置于自动档位时,场效应晶体管Q4失去偏压而截止,光敏变送器输出的0~5V直流电压信号通过电阻R29加入到运算放大器IC4C的同相输入端,得到同相放大后的电压信号通过电阻R13加入到运算放大器IC4A的反相输入端,经运算放大器IC4A反相放大后输出信号经过电阻R8加入精密稳压源IC2与其内部的2.5V基准电压比较,改变其差值,使精密稳压源IC2的阴极的电位变化,改变光电耦合器IC5内发射二极管的工作电流,通过光电耦合使光电接受三极管的电流发生变化,促使对驱动控制电路的占空比进行调节,改变开关电源的输出电压在最小值Vmin与最大值Vmax之间变化。其输出电压的大小与光敏变送器输出直流电压信号大小成正比。电阻R18的一端接运算放大器IC4C的输出端,另一端接电阻R19和运算放大器IC4C反相端,电阻R19的另一端接地,由电阻R18、电阻R19组成分压器调节运算放大器IC4C的电压增益;稳压二极管DZ3、电阻R28、电容C6并联后,一端接地,另一端接运算放大器IC4C同相输入端,起到消除干扰,稳定光敏变送器输出的0~5V直流电压信号的作用;电阻R24和电阻R27为场效应晶体管Q4提供偏置电压,当开关K1断开时,场效应晶体管Q4导通,光敏变送器输出的0~5V直流电压信号通过电阻R29、场效应晶体管Q4旁路而失去作用。
当单刀三掷开关K1置于夜晚档位时,场效应晶体管Q3失去偏压而截止;由电位器W1调节控制的电压信号通过电阻R21加入到运算放大器IC4B的同相输入端,得到同相放大后的电压信号通过电阻R12加入到运算放大器IC4A的反相输入端,经运算放大器IC4A反相放大后输出信号经过电阻R8加入精密稳压源IC2调节驱动控制电路的占空比,改变了开关电源的输出电压。为了使输出电压在最小值和最大值中间的一个值Vo与最大值Vmax之间变化,在运算放大器IC4A的同相输入端与运算放大器IC4B的同相输入端加一电阻R11,抬高运算放大器IC4B的同相输入端电压,使输出电压在设定的范围内变化。电阻R23和电阻R26为场效应晶体管Q3提供偏置电压,当开关K1断开时,场效应晶体管Q3导通,电压信号通过电阻R21、场效应晶体管Q3旁路而失去作用。
当单刀三掷开关K1置于白天档位时,场效应晶体管Q2失去偏压而截止;由电位器W1调节控制的电压信号通过电阻R22加入到运算放大器IC4D的同相输入端,得到同相放大后的电压信号通过电阻R10加入到运算放大器IC4A的反相输入端,经运算放大器IC4A反相放大后输出信号经过电阻R8加入精密稳压源IC2调节驱动控制电路的占空比,改变了开关电源的输出电压。使输出电压在最小值Vmin与最小值和最大值中间的一个值Vo之间通过调节外接电位器而变化。电阻R22和电阻R25为场效应晶体管Q2提供偏置电压,当开关K1断开时,场效应晶体管Q2导通,电压信号通过电阻R20、场效应晶体管Q2旁路而失去作用。
图中所示,由于在调整过程个,开关电源输出电压始终大于0V,并且在三种状态下使输出电压均在设定的范围内变化,需在运算放大器IC4A同相输入端施加一个2.5V基准电压。该电压是由精密稳压源IC3的阴极和基准稳压端连接在运算放大器IC4A同相输入端,与电阻R7连接而获得的。
电阻R5、电阻R9是设定开关电源的最高输出电压,电阻R3是精密稳压源IC3支路中的限流电阻,电阻R4、电容C4为控制环路的补偿元件,串联后接在精密稳压源IC3阴极和基准稳压端之间,以提高电路的稳定性。
Claims (7)
1.一种隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路,包括有驱动控制电路IC6,其特征是还包括有:所述的驱动控制电路IC6的两个输出端分别与场效应晶体管Q5、Q6栅极相连,场效应晶体管Q5、Q6的漏极通过和变压器B1与输出整流滤波电路及自馈供电电路对应设置,驱动控制电路IC6通过光电耦合器IC5与精密稳压源IC2和运算放大器IC4A的外围电路相连,自馈供电电路分别与三端可调式集成稳压器IC1、精密稳压源IC3、运算放大器IC4和场效应晶体管Q2、Q3、Q4的外电路相连接。
2.如权利要求1所述的隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路,其特征在于:所述的变压器B1的中心抽头与输入电压Vs的负极之间设有输入电容C7。
3.如权利要求1所述的隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路,其特征在于:所述的输出整流滤波电路包括有二极管D3、D4,二极管D3、D4通过电感L2与电容C1相连。
4.如权利要求3所述的隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路,其特征在于:所述的电容C1的两端与外部负载DJ对应相连。
5.如权利要求1所述的隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路,其特征在于:所述的自馈供电电路包括有二极管D1、D2,二极管D1、D2通过电感L1和电容C2与由稳压二极管DZ1、三极管Q1和电阻R1组成的稳压源相连,其中R1一端接输出端V0+,另一端接稳压二极管DZ1的负极和三极管Q1的基极,稳压二极管DZ1正极接地,Q1的集电极接输出端V0+,Q1的发射极接L1的一端和C2的正极。
6.如权利要求1所述的隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路,其特征在于:所述的三端可调式集成稳压器IC1的输入端Vin接自馈供电电路,三端可调式集成稳压器IC1的输出端Vout接电阻R2的一端,三端可调式集成稳压器IC1的调节端ADJ接电阻R2的另一端,构成一个恒流源后与电位器W1相串联,电位器W1的一端接地,电容C3、稳压二极管DZ1并联,通过R2接三端可调式集成稳压器IC1的输出端Vout。
7.如权利要求1所述的隔离型开关电源电路输出电压外部控制电路,其特征在于:所述的运算放大器IC4包括有运算放大器IC4A、运算放大器IC4B、运算放大器IC4C和运算放大器IC4D,运算放大器IC4C的同相输入端接场效应晶体管Q4漏极和稳压二极管DZ3的负极,稳压二极管DZ3的正极接地,场效应晶体管Q4的源极接地,场效应晶体管Q4的栅极接单刀三掷开关K1,电阻R28和电容C6与稳压二极管DZ3并联,稳压二极管DZ3的正极和稳压二极管DZ3负极、运算放大器IC4C的相连端通过电阻R29分别接光敏变送器,电阻R18的一端接运算放大器IC4C的输出端,电阻R18的另一端接电阻R19和运算放大器IC4C反相端,电阻R19接地,场效应晶体管Q4栅极通过电阻R27接地,场效应晶体管Q4栅极又通过R24与自馈供电电路相连;运算放大器IC4B的同相输入端接场效应晶体管Q3漏极,场效应晶体管Q3的源极接地,场效应晶体管Q3的栅极接单刀三掷开关K1,电阻R16的一端接运算放大器IC4B的输出端,电阻R16的另一端接电阻R17和运算放大器IC4B反相端,电阻R17接地,场效应晶体管Q3栅极通过电阻R26接地,场效应晶体管Q3栅极又通过电阻R23与自馈供电电路相连;运算放大器IC4D的同相输入端接场效应晶体管Q2漏极,场效应晶体管Q2的源极接地,场效应晶体管Q2的栅极接单刀三掷开关K1,电阻R14的一端接运算放大器IC4D的输出端,电阻R14的另一端接电阻R15和运算放大器IC4D反相端,电阻R15接地,场效应晶体管Q2栅极通过电阻R25接地,场效应晶体管Q3栅极又通过电阻R22与自馈供电电路相连;运算放大器IC4B的同相输入端通过电阻R21、R2后与三端可调式集成稳压器IC1的输出端Vout相连,运算放大器IC4D的同相输入端通过电阻R20、R2后与三端可调式集成稳压器IC1的输出端Vout相连,运算放大器IC4B输出端通过电阻R12分别与电阻R6和运算放大器IC4A反相端相连,运算放大器IC4C输出端通过电阻R13分别与电阻R6和运算放大器IC4A反相端相连,运算放大器IC4D输出端通过电阻R10分别与电阻R6和运算放大器IC4A反相端相连,运算放大器IC4A的同相输入端通过电阻R11与运算放大器IC4B的同相输入端相连,精密稳压源IC3的阴极和基准稳压端连接在运算放大器IC4A的同相输入端,精密稳压源IC3的阳极接地,运算放大器IC4A的同相输入端通过电容C5接地,电阻R6和电阻R8接运算放大器IC4A的输出端,电阻R5和电阻R9一端通过电阻R8接运算放大器IC4A的输出端,电阻R5另一端接光电耦合器IC5内发射二极管的正极后接输出端V0+,电阻R9另一端接地,精密稳压源IC2的阴极通过电阻R3接光电耦合器IC5内发射二极管负极,精密稳压源IC2的阴极通过电阻R4和电容C4接精密稳压源IC2的基准稳压端,精密稳压源IC2的基准稳压端通过电阻R8接运算放大器IC4A的输出端。
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