CN102045019A - 线圈式稳压器的控制结构和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的线圈式稳压器的控制结构和控制方法，包括伺服电机控制电路，伺服电机控制电路包括AC/DC电路、精密稳压电路、滤波电路，窗比较电路、伺服电机驱动电路，AC/DC电路的输入端与调压线圈的次级连接，AC/DC电路的输出端与精密稳压电路的输入端、滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端、精密稳压电路的输出端与窗比较电路的输入端连接，窗比较电路的输出端与伺服电机驱动电路的输入端连接，伺服电机驱动电路的输出端与伺服电机连接。本发明将精密稳压电路、窗比较电路、滤波电路配合使用，实现了电压精度可调，提高了输出电压的精确度，同时系统稳定性高，波纹小，可有效防止伺服电机的抖动。

Description

线圈式稳压器的控制结构和控制方法

技术领域

本发明涉及稳压器技术领域，尤其涉及线圈式稳压器的控制结构和控制方法。

背景技术

如图1是一种线圈式稳压器的控制电路方框图，如图1、图2所示，该稳压器包括调压线圈22、AC/DC电路33、普通稳压管组成的稳压电路23、比较器24、对管驱动电路25。该电路利用比较器24对输入电压进行检测，发出控制信号，驱动场效应管，控制电机动作调整自耦变压器匝数来使输出电压的稳定。根据上述可知，该稳压器控制电路提供的参考电压纹波较大，而且稳压精度不可调，此类型稳压器控制电路具有以下缺点：

(1)、该电路采用普通的稳压管来稳定电压，此方法稳压精度低、纹波大，无法得到很好的参考电压；

(2)、稳压精度不可调，而在调压线圈精度不高的情况下，只要有一点电压波动就会使驱动管快速的来回导通，伺服电机没能及时反应，而导致来回抖动。此情况易使元器件及电机碳刷的损坏。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供线圈式稳压器的控制结构和控制方法，其电压精度可调，提高了输出电压的精确度，同时系统稳定性高，波纹小，可有效防止伺服电机的抖动。

本发明的目的通过以下技术措施实现：线圈式稳压器的控制结构，包括：与输入电源Vin连接的调压线圈，与伺服电机连接的伺服电机控制电路，调压线圈的初级线圈接电压输出端Vout，调压线圈的次级线圈与伺服电机控制电路连接，伺服电机控制电路包括AC/DC电路、精密稳压电路、滤波电路，窗比较电路、伺服电机驱动电路，AC/DC电路的输入端与调压线圈的次级连接，AC/DC电路的第一输出端与精密稳压电路的输入端连接，AC/DC电路的第二输出端与滤波电路的输入端连接，精密稳压电路的第一个输出端与窗比较电路的第一输入端连接，精密稳压电路的第二个输出端与窗比较电路的第三输入端连接，滤波电路的输出端与窗比较电路的第二输入端连接，窗比较电路的第一个输出端与伺服电机驱动电路的第一个输入端连接，窗比较电路的第二个输出端与伺服电机驱动电路的第二个输入端连接，伺服电机驱动电路的输出端与伺服电机连接。

其中，精密稳压电路包括参考电压电路、稳压精度调整电路，参考电压电路输入端与AC/DC电路第一输出端连接；参考电压电路输出端与稳压精度调整电路连接；稳压精度调整电路输出端与窗比较电路连接。

其中，AC/DC电路包括二极管D7、D8、D9、D10；

D7的正极与调压线圈的次级线圈的第一个输出端、D10的负极连接；

D7的负极与D8的负极、精密稳压电路的输入端、滤波电路的输入端连接；

D7的正极与调压线圈的次级线圈的第二个输出端、D9的负极连接；

D9、D10的正极接地。

其中，参考电压电路包括电容C1、C2，稳压芯片U8、二极管D11，电感L1；C1的正极与AC/DC电路第一输出端、U8的管脚1连接；

C1的负极接地；

U8的管脚5接地；

U8的管脚3接地；

U8的管脚2与D11的负极、L1的一端连接；

U8的管脚4与L1的另一端、C2的一端、参考电压电路的输出端连接；

D11的正极接地；

C2的另一端接地；

稳压精度调整电路包括电位器R1、R2、集成运放U2， R1的第一端与参考电压电路的输出端连接，R1的滑动触点与U2的5脚连接；

R1的第二端与R2的第一端连接；

R2的滑动触点与U2的3脚连接；

R2的第二端接地；

U2的7脚与窗比较电路的第一输入端；

U2的1脚与窗比较电路的第三输入端连接；

U2的8脚与直流电源电正极连接；

U2的4脚与直流电源的负极连接；

U2的7脚与U2的6脚连接；

U2的1脚与U2的2脚连接。

其中，滤波电路包括电阻R4、R5，电位器R3，电容C3、C4、C5，集成运算放大器U7、U3；

C3的正极与R5的一端、AC/DC电路第二输出端连接；

C3的负极接地；

R5的另一端与R4的一端、C5的正极连接；

C5的负极与U7的2脚、U7的6脚、R3的第一端连接；

R4的另一端与U7的3脚、C4的正极连接；

C4的负极接地；

U7的7脚与直流电源的正极连接；

U7的4脚与直流电源的负极连接；

R3的第二端接地；

R3的滑动触点与U3的3脚连接；

U3的1脚与U3的2脚与窗比较电路的第二输入端连接；

U3的8脚与直流电源的正极连接；

U3的4脚与直流电源的负极连接。

其中，窗比较电路包括电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13，集成运放U1；

R6的一端与窗比较电路的第一输入端连接，R6的另一端与U1的2脚连接；

R7的一端与窗比较电路的第二输入端、R8的一端连接；R7的另一端与U1的3脚、R12的一端连接；

R8的另一端与U1的6脚连接；

R11的一端与U1的1脚连接，R11的另一端与R12的另一端、窗比较电路的第一输出端连接；

R9的一端与比较电路的第三输入端连接，R9的另一端与U1的5脚、R13的一端连接；

R13的另一端与R10的一端、窗比较电路的第二输出端连接；

R10的另一端与U1的7脚连接；

U1的8脚与直流电源的正极连接；U1的4脚与直流电源的负极连接。

其中，伺服电机驱动电路包括电阻R14、R15、R16、R17，光耦U9、U10，电机驱动器U4，二极管D3、D4、D5、D6；

R14的一端与窗比较电路的第一输出端连接，R14的另一端与U9的1脚连接；

U9的2脚接地；

U9的3脚与U4管脚5连接；

U9的4脚与R16的一端连接；

R16的另一端接直流电；

R15的一端与窗比较电路的第二输出端连接，R15的另一端与U10的1脚连接；

U10的2脚接地；

U10的3脚与U4的管脚7连接；

U10的4脚与R17的一端连接；

R17的另一端接直流电；

U4的管脚6与U4的管脚11接直流电；

U4的管脚8接地；

U4的管脚9接直流电；

U4的管脚4接直流电；

U4的管脚1 与U4的管脚15接地；

U4的管脚2 与D3的正极、D5的负极、伺服电机的第一输入端连接；

U4的管脚3与D6的负极、D4的正极、伺服电机的第二输入端连接；

D3的负极、D4的负极接直流电；

D6的正极、D5的正极接地；

U4的管脚4接直流电；

U4的管脚9接直流电。

其中，U1、U2、U3的型号为TL062，U4的型号为L298，U7的型号为OP07，U8型号为LM2596。

本发明线圈式稳压器的控制结构的有益效果在于：线圈式稳压器的控制结构包括，与输入电源Vin连接的调压线圈，与伺服电机连接的伺服电机控制电路，调压线圈的初级线圈接电压输出端Vout，调压线圈的次级线圈与伺服电机控制电路连接，伺服电机控制电路包括AC/DC电路、精密稳压电路、滤波电路，窗比较电路、伺服电机驱动电路，AC/DC电路的输入端与调压线圈的次级连接，AC/DC电路的第一输出端与精密稳压电路的输入端连接，AC/DC电路的第二输出端与滤波电路的输入端连接，精密稳压电路的第一个输出端与窗比较电路的第一输入端连接，精密稳压电路的第二个输出端与窗比较电路的第三输入端连接，滤波电路的输出端与窗比较电路的第二输入端连接，窗比较电路的第一个输出端与伺服电机驱动电路的第一个输入端连接，窗比较电路的第二个输出端与伺服电机驱动电路的第二个输入端连接，伺服电机驱动电路的输出端与伺服电机连接。

本发明的精密稳压电路、窗比较电路、滤波电路的配合使用，实现了电压精度可调，提高了输出电压的精确度，同时系统稳定性高，波纹小，可有效防止伺服电机的抖动。

线圈稳压器的控制方法，包括如下步骤：

A：系统电信号进入线圈式稳压器，线圈式稳压器的调压线圈的初级线圈提供第一路电压输出信号；线圈式稳压器的调压线圈的次级线圈提供第二路电压信号、第三路电压信号；

B：第二路电压信号、第三路电压信号经过AC/DC转换电路转换后输出第四路电压信号、第五路电压信号；

C：第四路电信号经过精密稳压电路稳压，输出稳定的第六路参考电压信号；第五路电压信号经过滤波电路进行滤波处理，输出小波纹的第七路电压信号；

D：第六路参考电压信号与第七路电压信号经窗比较电路处理后，产生第八路电压信号、第九路电压信号；

E：伺服电机驱动电路根据第八路电压信号、第九路电压信号产生伺服电机的驱动信号，控制伺服电机根据不同驱动信号的呈现不同的工作状态；

F：通过伺服电机的不同工作状态，调整线圈稳压器的第一路输出电压信号，从而输出稳定的电压。

本发明的线圈稳压器的控制方法采用精密稳压电路、窗比较电路、滤波电路的配合使用，实现了电压精度可调，提高了输出电压的精确度，同时系统稳定性高，波纹小，可有效防止伺服电机的抖动。

其中，精密稳压电路包括参考电压电路、稳压精度调整电路，参考电压电路输入端与AC/DC电路第一输出端连接；参考电压电路输出端与稳压精度调整电路连接；稳压精度调整电路输出端与窗比较电路连接；

AC/DC电路包括二极管D7、D8、D9、D10；D7的正极与调压线圈的次级线圈的第一个输出端、D10的负极连接；D7的负极与D8的负极、精密稳压电路的输入端、滤波电路的输入端连接；D7的正极与调压线圈的次级线圈的第二个输出端、D9的负极连接；D9、D10的正极接地；

参考电压电路包括电容C1、C2，稳压芯片U8、二极管D11，电感L1；C1的正极与AC/DC电路第一输出端、U8的管脚1连接；C1的负极接地；U8的管脚5接地；U8的管脚3接地；U8的管脚2与D11的负极、L1的一端连接；U8的管脚4与L1的另一端、C2的一端、参考电压电路的输出端连接；D11的正极接地；C2的另一端接地；

稳压精度调整电路包括电位器R1、R2、集成运放U2， R1的第一端与参考电压电路的输出端连接，R1的滑动触点与U2的5脚连接；R1的第二端与R2的第一端连接；R2的滑动触点与U2的3脚连接；R2的第二端接地；U2的7脚与窗比较电路的第一输入端；U2的1脚与窗比较电路的第三输入端连接；U2的8脚与直流电源电正极连接；U2的4脚与直流电源的负极连接；U2的7脚与U2的6脚连接；U2的1脚与U2的2脚连接。

滤波电路包括电阻R4、R5，电位器R3，电容C3、C4、C5，集成运算放大器U7、U3；C3的正极与R5的一端、AC/DC电路第二输出端连接；C3的负极接地；R5的另一端与R4的一端、C5的正极连接；C5的负极与U7的2脚、U7的6脚、R3的第一端连接；R4的另一端与U7的3脚、C4的正极连接；C4的负极接地；U7的7脚与直流电源的正极连接；U7的4脚与直流电源的负极连接；R3的第二端接地；R3的滑动触点与U3的3脚连接；U3的1脚与U3的2脚与窗比较电路的第二输入端连接；U3的8脚与直流电源的正极连接；U3的4脚与直流电源的负极连接；

窗比较电路包括电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13，集成运放U1；R6的一端与窗比较电路的第一输入端连接，R6的另一端与U1的2脚连接；R7的一端与窗比较电路的第二输入端、R8的一端连接；R7的另一端与U1的3脚、R12的一端连接；R8的另一端与U1的6脚连接；R11的一端与U1的1脚连接，R11的另一端与R12的另一端、窗比较电路的第一输出端连接；R9的一端与比较电路的第三输入端连接，R9的另一端与U1的5脚、R13的一端连接；R13的另一端与R10的一端、窗比较电路的第二输出端连接；R10的另一端与U1的7脚连接；U1的8脚与直流电源的正极连接；U1的4脚与直流电源的负极连接；

伺服电机驱动电路包括电阻R14、R15、R16、R17，光耦U9、U10，电机驱动器U4，二极管D3、D4、D5、D6；R14的一端与窗比较电路的第一输出端连接，R14的另一端与U9的1脚连接；U9的2脚接地；U9的3脚与U4管脚5连接；U9的4脚与R16的一端连接；R16的另一端接直流电；R15的一端与窗比较电路的第二输出端连接，R15的另一端与U10的1脚连接；U10的2脚接地；U10的3脚与U4的管脚7连接；U10的4脚与R17的一端连接；R17的另一端接直流电；U4的管脚6与U4的管脚11接直流电；U4的管脚8接地；U4的管脚9接直流电；U4的管脚4接直流电； U4的管脚1 与U4的管脚15接地；U4的管脚2 与D3的正极、D5的负极、伺服电机的第一输入端连接；U4的管脚3与D6的负极、D4的正极、伺服电机的第二输入端连接；D3的负极、D4的负极接直流电；D6的正极、D5的正极接地；U4的管脚4接直流电；U4的管脚9接直流电。

U1、U2、U3的型号为TL062，U4的型号为：L298，U7的型号为OP07，U8型号为LM2596。

线圈稳压器的控制方法的有益效果为：

A：系统电信号进入线圈式稳压器，线圈式稳压器的调压线圈的初级线圈提供第一路电压输出信号；线圈式稳压器的调压线圈的次级线圈提供第二路电压信号、第三路电压信号；

B：第二路电压信号、第三路电压信号经过AC/DC转换电路转换后输出第四路电压信号、第五路电压信号；

C：第四路电信号经过精密稳压电路稳压，输出稳定的第六路参考电压信号；第五路电压信号经过滤波电路进行滤波处理，输出小波纹的第七路电压信号；

D：第六路参考电压信号与第七路电压信号经窗比较电路处理后，产生第八路电压信号、第九路电压信号；

E：伺服电机驱动电路根据第八路电压信号、第九路电压信号产生伺服电机的驱动信号，控制伺服电机根据不同驱动信号的呈现不同的工作状态；

F：通过伺服电机的不同工作状态，调整线圈稳压器的第一路输出电压信号，从而输出稳定的电压。

本发明的线圈稳压器的控制方法采用精密稳压电路、窗比较电路、滤波电路配合使用，实现了电压精度可调，提高了输出电压的精确度，同时系统稳定性高，波纹小，可有效防止伺服电机的抖动。

附图说明

图1是现有技术方法的原理框图；

图2是现有技术方法的电路图；

图3是本发明的原理框图

图4是本发明的AC/DC电路、参考电压电路、稳压精度调整电路、滤波电路的电路图；

图5是本发明的窗比较电路、伺服电机驱动电路的电路图。

附图标记：

22——调压线圈

23——普通稳压管组成的稳压电路

24——比较器

25——对管驱动电路

3——伺服电机控制电路

33——AC/DC电路

34——参考电压电路

35——稳压精度调整电路

36——滤波电路

37——窗比较电路

38——伺服电机驱动电路。

具体实施方式

下面结合附图3至图5对本发明作进一步的说明。

实施例1

线圈式稳压器的控制结构，包括：与输入电源Vin连接的调压线圈22，与伺服电机连接的伺服电机控制电路3，调压线圈22的初级线圈接电压输出端Vout，调压线圈22的次级线圈与伺服电机控制电路3连接，伺服电机控制电路3包括AC/DC电路33、精密稳压电路、滤波电路36，窗比较电路37、伺服电机驱动电路，AC/DC电路33的输入端与调压线圈22的次级连接，AC/DC电路33的第一输出端与精密稳压电路的输入端连接，AC/DC电路33的第二输出端与滤波电路36的输入端连接，精密稳压电路的第一个输出端与窗比较电路37的第一输入端连接，精密稳压电路的第二个输出端与窗比较电路37的第三输入端连接，滤波电路36的输出端与窗比较电路37的第二输入端连接，窗比较电路37的第一个输出端与伺服电机驱动电路38的第一个输入端连接，窗比较电路37的第二个输出端与伺服电机驱动电路38的第二个输入端连接，伺服电机驱动电路的输出端与伺服电机连接。

本发明的精密稳压电路、窗比较电路37、滤波电路36的配合使用，实现了电压精度可调，提高了输出电压的精确度，同时系统稳定性高，波纹小，可有效防止伺服电机的抖动。

本实施例的精密稳压电路包括参考电压电路34、稳压精度调整电路35，参考电压电路34输入端与AC/DC电路33第一输出端连接；参考电压电路34输出端与稳压精度调整电路35连接；稳压精度调整电路35输出端与窗比较电路37连接。

本实施例的AC/DC电路33包括二极管D7、D8、D9、D10；D7的正极与调压线圈的次级线圈的第一个输出端、D10的负极连接；D7的负极与D8的负极、精密稳压电路的输入端、滤波电路36的输入端连接；D7的正极与调压线圈的次级线圈的第二个输出端、D9的负极连接；D9、D10的正极接地。

本实施例的参考电压电路34包括电容C1、C2，稳压芯片U8、二极管D11，电感L1；C1的正极与AC/DC电路33第一输出端、U8的管脚1连接；C1的负极接地；U8的管脚5接地；U8的管脚3接地；U8的管脚2与D11的负极、L1的一端连接；U8的管脚4与L1的另一端、C2的一端、参考电压电路34的输出端连接；D11的正极接地；C2的另一端接地。参考电压电路34采用集成度高的稳压芯片U8输出的稳定的，波纹小的电压，本实施例U8的型号为LM2596。

本实施例的稳压精度调整电路35包括电位器R1、R2、集成运放U2， R1的第一端与参考电压电路34的输出端连接，R1的滑动触点与U2的5脚连接；R1的第二端与R2的第一端连接；R2的滑动触点与U2的3脚连接；R2的第二端接地；U2的7脚与窗比较电路37的第一输入端；U2的1脚与窗比较电路37的第三输入端连接；U2的8脚与直流电源电正极连接；U2的4脚与直流电源的负极连接；U2的7脚与U2的6脚连接；U2的1脚与U2的2脚连接，本实施例的通过调节R1、R2的大小来调节稳压精度。U2的型号为TL062。

本实施例的滤波电路36包括电阻R4、R5，电位器R3，电容C3、C4、C5，集成运算放大器U7、U3；C3的正极与R5的一端、AC/DC电路33第二输出端连接；C3的负极接地；R5的另一端与R4的一端、C5的正极连接；C5的负极与U7的2脚、U7的6脚、R3的第一端连接；R4的另一端与U7的3脚、C4的正极连接；C4的负极接地；U7的7脚与直流电源的正极连接；U7的4脚与直流电源的负极连接；R3的第二端接地；R3的滑动触点与U3的3脚连接；U3的1脚与U3的2脚与窗比较电路37的第二输入端连接；U3的8脚与直流电源的正极连接；U3的4脚与直流电源的负极连接。滤波电路36中R4、R5构成RC滤波网络，电容C5、集成运算放大器U7构成有源滤波器。U7的型号为OP07，U3的型号为TL062。

本实施例的窗比较电路37包括正反馈电阻R12、R13、电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、集成运放U1；R6的一端与窗比较电路37的第一输入端连接，R6的另一端与U1的2脚连接；R7的一端与窗比较电路37的第二输入端、R8的一端连接；R7的另一端与U1的3脚、R12的一端连接；R8的另一端与U1的6脚连接；R11的一端与U1的1脚连接，R11的另一端与R12的另一端、窗比较电路37的第一输出端连接；R9的一端与窗比较电路37的第三输入端连接，R9的另一端与U1的5脚、R13的一端连接；R13的另一端与R10的一端、窗比较电路37的第二输出端连接；R10的另一端与U1的7脚连接；U1的8脚与直流电源的正极连接；U1的4脚与直流电源的负极连接。窗比较电路37中U1由U1A、U1B两个比较器24构成，在U1A的同向输入管脚3脚与U1A的输出管脚1之间连接有正反馈电阻R11、R12；在U1B的同向输入管脚5脚与U1B的输出管脚7之间连接有正反馈电阻R10、R13，接正反馈电阻使得窗比较电路37的第一输出端和第二输出端产生了迟滞作用，有效防止因抖动而发生波形变化，提高输出的稳定性。本实施例通过调整窗比较电路37的第一输入端与第三输入端的大小实现稳压精度的调节，U1的型号为TL062，U1的输出电压纹波小，系统整体稳定性好。

本实施例的伺服电机驱动电路38包括电阻R14、R15、R16、R17，光耦U9、U10，电机驱动器U4，二极管D3、D4、D5、D6；R14的一端与窗比较电路37的第一输出端连接，R14的另一端与U9的1脚连接；U9的2脚接地；U9的3脚与U4管脚5连接；U9的4脚与R16的一端连接；R16的另一端接直流电；R15的一端与窗比较电路37的第二输出端连接，R15的另一端与U10的1脚连接；U10的2脚接地；U10的3脚与U4的管脚7连接；U10的4脚与R17的一端连接；R17的另一端接直流电；U4的管脚6与U4的管脚11接直流电；U4的管脚8接地；U4的管脚9接直流电；U4的管脚4接直流电； U4的管脚1 与U4的管脚15接地；U4的管脚2 与D3的正极、D5的负极、伺服电机的第一输入端连接；U4的管脚3与D6的负极、D4的正极、伺服电机的第二输入端连接；D3的负极、D4的负极接直流电；D6的正极、D5的正极接地；U4的管脚4接直流电；U4的管脚9接直流电。

本实施例的光耦U9、U10的作用是实现了控制信号的输入与输出的隔离，U4的型号为：L298。

本实施例工作原理为：

如图4，当外界电压超出稳压值时，输入电压的变化量+△U，经过由D7、D8、D9、D10组成的AC/DC电路33进行整流，再进入滤波电路36，经过滤波电路36的由C3、C4、C5、R4、R5、U7组成的有源滤波电路滤波，滤出干扰信号，使波形变得平滑，然后经滤波电路36的由电位器R3、U3A组成的稳压输出调整电路，增大输入阻抗，降低输出阻抗处理后，输出变化量+△U流入窗比较电路37的第二输入端，成为比较点fc，fc与窗比较电路37的第一输入端输入的上限点fu、窗比较电路37的第三输入端输入的下限点fd的电压进行比较，当fc>fu>fd时，窗比较电路37的输出端第一输出端输出正电压、窗比较电路37的输出端第二输出端输出负电压，信号经伺服电机驱动电路38，驱动伺服电机正转。

当外界电压低于稳压值时，输入电压的变化量-△U，经过滤波电路36的由D7、D8、D9、D10组成的AC/DC电路进行整流，再经过滤波电路36的由C3、C4、C5、R4、R5、U7组成的有源滤波电路38滤波，然后经过滤波电路36的由电位器R3、U3A组成的稳压输出调整电路，输出变化量-△U流入窗比较电路37，成为fc点，fc点与窗比较电路37的第一输入端输入的上限点fu、窗比较电路37的第三输入端输入的下限点fd的电压进行比较，如果fc < fd <fu，则窗比较电路37的第一输出端输出负电压、窗比较电路37的第二输出端输出正电压，信号经伺服电机驱动电路38，驱动伺服电机反转。

 同理当输入电压在稳定电压范围内时，有fd < fc <fu，窗比较电路37的第一输出端输出负电压、窗比较电路37的第二输出端输出负电压，信号经伺服电机驱动电路38，使伺服电机锁死。从而实现了稳定输出电压的目的。

如图4所示，调整窗比较电路37模块中的fu点的电压升高，调整fd点的电压降低，从而有fu与fd之差△U增大，此降低了稳压的精度；调整窗比较电路37模块中的fu点的电压降低，调整fd点的电压升高，从而有fu与fd之差△U减小，此提高了稳压的精度；从而实现了调整稳压精度的目的。

实施例2

线圈稳压器的方法，包括如下步骤：

A：系统电信号进入线圈式稳压器，线圈式稳压器的调压线圈22的初级线圈提供第一路稳定的电压输出信号；线圈式稳压器的调压线圈22的次级线圈提供第二路电压信号、第三路电压信号；

B：第二路电压信号、第三路电压信号经过AC/DC转换电路转换后输出第四路电压信号、第五路电压信号；

C：第四路电信号经过精密稳压电路稳压，输出稳定的第六路参考电压信号；第五路电压信号经过滤波电路36进行滤波处理，输出小波纹的第七路电压信号；

D：第六路参考电压信号与第七路电压信号经窗比较电路37处理后，产生第八路电压信号、第九路电压信号；

E：伺服电机驱动电路根据第八路电压信号、第九路电压信号产生伺服电机的驱动信号，控制伺服电机根据不同驱动信号的呈现不同的工作状态；

F：通过伺服电机的不同工作状态，调整线圈稳压器的第一路输出电压信号，从而输出稳定的电压。

本发明的线圈稳压器的控制方法采用精密稳压电路、窗比较电路37、滤波电路36的配合使用，实现了电压精度可调，提高了输出电压的精确度，同时系统稳定性高，波纹小，可有效防止伺服电机的抖动。

本实施例的精密稳压电路包括参考电压电路34、稳压精度调整电路35，参考电压电路34输入端与AC/DC电路33第一输出端连接；参考电压电路34输出端与稳压精度调整电路35连接；稳压精度调整电路35输出端与窗比较电路37连接；

AC/DC电路33包括二极管D7、D8、D9、D10；D7的正极与调压线圈的次级线圈的第一个输出端、D10的负极连接；D7的负极与D8的负极、精密稳压电路的输入端、滤波电路36的输入端连接；D7的正极与调压线圈的次级线圈的第二个输出端、D9的负极连接；D9、D10的正极接地；

参考电压电路34包括电容C1、C2，稳压芯片U8、二极管D11，电感L1；C1的正极与AC/DC电路33第一输出端、U8的管脚1连接；C1的负极接地；U8的管脚5接地；U8的管脚3接地；U8的管脚2与D11的负极、L1的一端连接；U8的管脚4与L1的另一端、C2的一端、参考电压电路34的输出端连接；D11的正极接地；C2的另一端接地；参考电压电路34采用集成度高的稳压芯片U8输出的稳定的，波纹小的电压，本实施例U8的型号为LM2596。

稳压精度调整电路35包括电位器R1、R2、集成运放U2， R1的第一端与参考电压电路34的输出端连接，R1的滑动触点与U2的5脚连接；R1的第二端与R2的第一端连接；R2的滑动触点与U2的3脚连接；R2的第二端接地；U2的7脚与窗比较电路37的第一输入端；U2的1脚与窗比较电路37的第三输入端连接；U2的8脚与直流电源电正极连接；U2的4脚与直流电源的负极连接；U2的7脚与U2的6脚连接；U2的1脚与U2的2脚连接。本实施例的通过调节R1、R2的大小来调节稳压精度。U2的型号为TL062。

滤波电路36包括电阻R4、R5，电位器R3，电容C3、C4、C5，集成运算放大器U7、U3；C3的正极与R5的一端、AC/DC电路33第二输出端连接；C3的负极接地；R5的另一端与R4的一端、C5的正极连接；C5的负极与U7的2脚、U7的6脚、R3的第一端连接；R4的另一端与U7的3脚、C4的正极连接；C4的负极接地；U7的7脚与直流电源的正极连接；U7的4脚与直流电源的负极连接；R3的第二端接地；R3的滑动触点与U3的3脚连接；U3的1脚与U3的2脚与窗比较电路37的第二输入端连接；U3的8脚与直流电源的正极连接；U3的4脚与直流电源的负极连接；U7的型号为OP07，U3的型号为TL062。      

窗比较电路37包括正反馈电阻R12、R13、电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、集成运放U1；R6的一端与窗比较电路37的第一输入端连接，R6的另一端与U1的2脚连接；R7的一端与窗比较电路37的第二输入端、R8的一端连接；R7的另一端与U1的3脚、R12的一端连接；R8的另一端与U1的6脚连接；R11的一端与U1的1脚连接，R11的另一端与R12的另一端、窗比较电路37的第一输出端连接；R9的一端与比较电路的第三输入端连接，R9的另一端与U1的5脚、R13的一端连接；R13的另一端与R10的一端、窗比较电路37的第二输出端连接；R10的另一端与U1的7脚连接；U1的8脚与直流电源的正极连接；U1的4脚与直流电源的负极连接；窗比较电路37中U1由U1A、U1B两个比较器24构成，在U1A的同向输入管脚3脚与U1A的输出管脚1之间连接有正反馈电阻R11、R12；在U1B的同向输入管脚5脚与U1B的输出管脚7之间连接有正反馈电阻R9、R10，接正反馈电阻使得窗比较电路37的第一输出端和第二输出端产生了迟滞作用，有效防止因抖动而发生波形变化，提高输出的稳定性。本实施例通过调整窗比较电路37的第一输入端与第三输入端的大小实现稳压精度的调节，U1的型号为TL062，U1的输出电压纹波小，系统整体稳定性好。

伺服电机驱动电路38包括电阻R14、R15、R16、R17，光耦U9、U10，电机驱动器U4，二极管D3、D4、D5、D6；R14的一端与窗比较电路37的第一输出端连接，R14的另一端与U9的1脚连接；U9的2脚接地；U9的3脚与U4管脚5连接；U9的4脚与R16的一端连接；R16的另一端接直流电；R15的一端与窗比较电路37的第二输出端连接，R15的另一端与U10的1脚连接；U10的2脚接地；U10的3脚与U4的管脚7连接；U10的4脚与R17的一端连接；R17的另一端接直流电；U4的管脚6与U4的管脚11接直流电；U4的管脚8接地；U4的管脚9接直流电；U4的管脚4接直流电； U4的管脚1 与U4的管脚15接地；U4的管脚2 与D3的正极、D5的负极、伺服电机的第一输入端连接；U4的管脚3与D6的负极、D4的正极、伺服电机的第二输入端连接；D3的负极、D4的负极接直流电；D6的正极、D5的正极接地；U4的管脚4接直流电；U4的管脚9接直流电。

本实施例的光耦U9、U10的作用是实现了控制信号的输入与输出的隔离，U4的型号为：L298。

本实施例工作原理为：

如图4、图5所示，当外界电压超出稳压值时，输入电压的变化量+△U，经过由D7、D8、D9、D10组成的AC/DC电路33进行整流，再进入滤波电路36，经过滤波电路36的由C3、C4、C5、R4、R5、U7组成的有源滤波电路滤波，滤出干扰信号，使波形变得平滑，然后经滤波电路36的由电位器R3、U3A组成的稳压输出调整电路，增大输入阻抗，降低输出阻抗处理后，输出变化量+△U流入窗比较电路37的第二输入端，成为比较点fc，fc与窗比较电路37的第一输入端输入的上限点fu、窗比较电路37的第三输入端输入的下限点fd的电压进行比较，当fc>fu>fd时，窗比较电路37的输出端第一输出端输出正电压、窗比较电路37的输出端第二输出端输出负电压，信号经伺服电机驱动电路38，驱动伺服电机正转。

当外界电压低于稳压值时，输入电压的变化量-△U，经过滤波电路36的由D7、D8、D9、D10组成的AC/DC电路进行整流，再经过滤波电路36的由C3、C4、C5、R4、R5、U7组成的有源滤波电路38滤波，然后经过滤波电路36的由电位器R3、U3A组成的稳压输出调整电路，输出变化量-△U流入窗比较电路37，成为fc点，fc点与窗比较电路37的第一输入端输入的上限点fu、窗比较电路37的第三输入端输入的下限点fd的电压进行比较，如果fc < fd <fu，则窗比较电路37的第一输出端输出负电压、窗比较电路37的第二输出端输出正电压，信号经伺服电机驱动电路38，驱动伺服电机反转。

 同理当输入电压在稳定电压范围内时，有fd < fc <fu，窗比较电路37的第一输出端输出负电压、窗比较电路37的第二输出端输出负电压，信号经伺服电机驱动电路38，使伺服电机锁死。从而实现了稳定输出电压的目的。

如图4所示，调整窗比较电路37模块中的fu点的电压升高，调整fd点的电压降低，从而有fu与fd之差△U增大，此降低了稳压的精度；调整窗比较电路37模块中的fu点的电压降低，调整fd点的电压升高，从而有fu与fd之差△U减小，此提高了稳压的精度；从而实现了调整稳压精度的目的。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.线圈式稳压器的控制结构，包括：与输入电源Vin连接的调压线圈，与伺服电机连接的伺服电机控制电路，调压线圈的初级线圈接电压输出端Vout，调压线圈的次级线圈与伺服电机控制电路连接，其特征在于：伺服电机控制电路包括AC/DC电路、精密稳压电路、滤波电路、窗比较电路、伺服电机驱动电路，AC/DC电路的输入端与调压线圈的次级连接，AC/DC电路的第一输出端与精密稳压电路的输入端连接，AC/DC电路的第二输出端与滤波电路的输入端连接，精密稳压电路的第一个输出端与窗比较电路的第一输入端连接，精密稳压电路的第二个输出端与窗比较电路的第三输入端连接，滤波电路的输出端与窗比较电路的第二输入端连接，窗比较电路的第一个输出端与伺服电机驱动电路的第一个输入端连接，窗比较电路的第二个输出端与伺服电机驱动电路的第二个输入端连接，伺服电机驱动电路的输出端与伺服电机连接。

2.根据权利要求1所述的线圈式稳压器的控制结构，其特征在于：精密稳压电路包括参考电压电路、稳压精度调整电路，参考电压电路输入端与AC/DC电路第一输出端连接；参考电压电路输出端与稳压精度调整电路连接；稳压精度调整电路输出端与窗比较电路连接。

3.根据权利要求2所述的线圈式稳压器的控制结构，其特征在于：AC/DC电路包括二极管D7、D8、D9、D10；

D7的正极与调压线圈的次级线圈的第一个输出端、D10的负极连接；

D7的负极与D8的负极、精密稳压电路的输入端、滤波电路的输入端连接；

D8的正极与调压线圈的次级线圈的第二个输出端、D9的负极连接；

D9、D10的正极接地。

4.根据权利要求3所述的线圈式稳压器的控制结构，其特征在于：参考电压电路包括电容C1、C2，稳压芯片U8、二极管D11，电感L1；

C1的正极与AC/DC电路第一输出端、U8的管脚1连接；

C1的负极接地；

U8的管脚5接地；

U8的管脚3接地；

U8的管脚2与D11的负极、L1的一端连接；

U8的管脚4与L1的另一端、C2的一端、参考电压电路的输出端连接；

D11的正极接地；

C2的另一端接地；

稳压精度调整电路包括电位器R1、R2、集成运放U2， R1的第一端与参考电压电路的输出端连接，R1的滑动触点与U2的5脚连接；

R1的第二端与R2的第一端连接；

R2的滑动触点与U2的3脚连接；

R2的第二端接地；

U2的7脚与窗比较电路的第一输入端连接；

U2的1脚与窗比较电路的第三输入端连接；

U2的8脚与直流电源电正极连接；

U2的4脚与直流电源的负极连接；

U2的7脚与U2的6脚连接；

U2的1脚与U2的2脚连接。

5.根据权利要求4所述的线圈式稳压器的控制结构，其特征在于：滤波电路包括电阻R4、R5，电位器R3，电容C3、C4、C5，集成运算放大器U7、U3；

C3的正极与R5的一端、AC/DC电路第二输出端连接；

C3的负极接地；

R5的另一端与R4的一端、C5的正极连接；

C5的负极与U7的2脚、U7的6脚、R3的第一端连接；

R4的另一端与U7的3脚、C4的正极连接；

C4的负极接地；

U7的7脚与直流电源的正极连接；

U7的4脚与直流电源的负极连接；

R3的第二端接地；

R3的滑动触点与U3的3脚连接；

U3的1脚与U3的2脚、窗比较电路的第二输入端连接；

U3的8脚与直流电源的正极连接；

U3的4脚与直流电源的负极连接。

6.根据权利要求5所述的线圈式稳压器的控制结构，其特征在于：窗比较电路包括电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13，集成运放U1；

R6的一端与窗比较电路的第一输入端连接，R6的另一端与U1的2脚连接；

R7的一端与窗比较电路的第二输入端、R8的一端连接；R7的另一端与U1的3脚、R12的一端连接；

R8的另一端与U1的6脚连接；

R11的一端与U1的1脚连接，R11的另一端与R12的另一端、窗比较电路的第一输出端连接；

R9的一端与比较电路的第三输入端连接，R9的另一端与U1的5脚、R13的一端连接；

R13的另一端与R10的一端、窗比较电路的第二输出端连接；

R10的另一端与U1的7脚连接；

U1的8脚与直流电源的正极连接；

U1的4脚与直流电源的负极连接。

7.根据权利要求6所述的线圈式稳压器的控制结构，其特征在于：伺服电机驱动电路包括电阻R14、R15、R16、R17，光耦U9、U10，电机驱动器U4，二极管D3、D4、D5、D6；

R14的一端与窗比较电路的第一输出端连接，R14的另一端与U9的1脚连接；

U9的2脚接地；

U9的3脚与U4管脚5连接；

U9的4脚与R16的一端连接；

R16的另一端接直流电；

R15的一端与窗比较电路的第二输出端连接，R15的另一端与U10的1脚连接；

U10的2脚接地；

U10的3脚与U4的管脚7连接；

U10的4脚与R17的一端连接；

R17的另一端接直流电；

U4的管脚6与U4的管脚11接直流电；

U4的管脚8接地；

U4的管脚9接直流电；

U4的管脚4接直流电；

U4的管脚1 与U4的管脚15接地；

U4的管脚2 与D3的正极、D5的负极、伺服电机的第一输入端连接；

U4的管脚3与D6的负极、D4的正极、伺服电机的第二输入端连接；

D3的负极、D4的负极接直流电；

D6的正极、D5的正极接地；

U4的管脚4接直流电；

U4的管脚9接直流电。

8.根据权利要求7所述的线圈式稳压器的控制结构，其特征在于：U1、U2、U3的型号为TL062，U4的型号为L298，U7的型号为OP07，U8型号为LM2596。

9.权利要求1所述的线圈式稳压器的控制结构的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

A：系统电信号进入线圈式稳压器，线圈式稳压器的调压线圈的初级线圈提供第一路电压输出信号；线圈式稳压器的调压线圈的次级线圈提供第二路电压信号、第三路电压信号；

B：第二路电压信号、第三路电压信号经过AC/DC转换电路转换后输出第四路电压信号、第五路电压信号；

C：第四路电信号经过精密稳压电路稳压，输出稳定的第六路参考电压信号；第五路电压信号经过滤波电路进行滤波处理，输出小波纹的第七路电压信号；

D：第六路参考电压信号与第七路电压信号经窗比较电路处理后，产生第八路电压信号、第九路电压信号；

E：伺服电机驱动电路根据第八路电压信号、第九路电压信号产生伺服电机的驱动信号，控制伺服电机根据不同驱动信号呈现不同的工作状态；

F：通过伺服电机的不同工作状态，调整线圈式稳压器的调压线圈的初级线圈所提供的第一路电压输出信号，从而输出稳定的电压。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：精密稳压电路包括参考电压电路、稳压精度调整电路，参考电压电路输入端与AC/DC电路第一输出端连接；参考电压电路输出端与稳压精度调整电路连接；稳压精度调整电路输出端与窗比较电路连接；

AC/DC电路包括二极管D7、D8、D9、D10；D7的正极与调压线圈的次级线圈的第一个输出端、D10的负极连接；D7的负极与D8的负极、精密稳压电路的输入端、滤波电路的输入端连接；D7的正极与调压线圈的次级线圈的第二个输出端、D9的负极连接；D9、D10的正极接地；

参考电压电路包括电容C1、C2，稳压芯片U8、二极管D11，电感L1；C1的正极与AC/DC电路第一输出端、U8的管脚1连接；C1的负极接地；U8的管脚5接地；U8的管脚3接地；U8的管脚2与D11的负极、L1的一端连接；U8的管脚4与L1的另一端、C2的一端、参考电压电路的输出端连接；D11的正极接地；C2的另一端接地；

稳压精度调整电路包括电位器R1、R2、集成运放U2， R1的第一端与参考电压电路的输出端连接，R1的滑动触点与U2的5脚连接；R1的第二端与R2的第一端连接；R2的滑动触点与U2的3脚连接；R2的第二端接地；U2的7脚与窗比较电路的第一输入端；U2的1脚与窗比较电路的第三输入端连接；U2的8脚与直流电源电正极连接；U2的4脚与直流电源的负极连接；U2的7脚与U2的6脚连接；U2的1脚与U2的2脚连接；

滤波电路包括电阻R4、R5，电位器R3，电容C3、C4、C5，集成运算放大器U7、U3；C3的正极与R5的一端、AC/DC电路第二输出端连接；C3的负极接地；R5的另一端与R4的一端、C5的正极连接；C5的负极与U7的2脚、U7的6脚、R3的第一端连接；R4的另一端与U7的3脚、C4的正极连接；C4的负极接地；U7的7脚与直流电源的正极连接；U7的4脚与直流电源的负极连接；R3的第二端接地；R3的滑动触点与U3的3脚连接；U3的1脚与U3的2脚与窗比较电路的第二输入端连接；U3的8脚与直流电源的正极连接；U3的4脚与直流电源的负极连接；

窗比较电路包括电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13，集成运放U1；R6的一端与窗比较电路的第一输入端连接，R6的另一端与U1的2脚连接；R7的一端与窗比较电路的第二输入端、R8的一端连接；R7的另一端与U1的3脚、R12的一端连接；R8的另一端与U1的6脚连接；R11的一端与U1的1脚连接，R11的另一端与R12的另一端、窗比较电路的第一输出端连接；R9的一端与比较电路的第三输入端连接，R9的另一端与U1的5脚、R13的一端连接；R13的另一端与R10的一端、窗比较电路的第二输出端连接；R10的另一端与U1的7脚连接；U1的8脚与直流电源的正极连接；U1的4脚与直流电源的负极连接；

伺服电机驱动电路包括电阻R14、R15、R16、R17，光耦U9、U10，电机驱动器U4，二极管D3、D4、D5、D6；R14的一端与窗比较电路的第一输出端连接，R14的另一端与U9的1脚连接；U9的2脚接地；U9的3脚与U4管脚5连接；U9的4脚与R16的一端连接；R16的另一端接直流电；R15的一端与窗比较电路的第二输出端连接，R15的另一端与U10的1脚连接；U10的2脚接地；U10的3脚与U4的管脚7连接；U10的4脚与R17的一端连接；R17的另一端接直流电；U4的管脚6与U4的管脚11接直流电；U4的管脚8接地；U4的管脚9接直流电；U4的管脚4接直流电；U4的管脚1 与U4的管脚15接地；U4的管脚2 与D3的正极、D5的负极、伺服电机的第一输入端连接；U4的管脚3与D6的负极、D4的正极、伺服电机的第二输入端连接；D3的负极、D4的负极接直流电；D6的正极、D5的正极接地；U4的管脚4接直流电；U4的管脚9接直流电；

U1、U2、U3的型号为TL062，U4的型号为：L298，U7的型号为OP07，U8型号为LM2596。

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