CN104685440B - 生产直流传递到负载供电电路的设备 - Google Patents

Abstract

生产直流传递到负载供电电路的设备。本发明涉及电气工程领域。该装置包括一个直流电压源，直流电压‑脉冲电压转换器，一个脉冲电压到直流电压转换器，和一个直流稳定器。直流稳定器的第一输入被连接到脉冲电压到直流电压转换器的输出中，直流稳定器的第二输入端被连接到直流电压源的正输出，以及直流稳定器的第一输出被连接到负载端子之一。所述负载的另一端连接到直流电压源的负输出端。该装置还包括控制电路，其中控制电路的第一输入被连接到脉冲电压到直流电压转换器的输出，所述控制电路的第二输入端连接到直流稳定器的第二输出，所述控制电路的第一输出端连接到直流电压源的第二输出，以及控制电路的第二输出被连接到脉冲电压到直流电压转换器的第二控制输入端。发明结果是稳定稳定器的耗散功率。

Description

生产直流传递到负载供电电路的设备

技术领域

本发明涉及电气工程，并且使电源产生更高效率。

背景技术

在本领域中已众所周知的是LED光源(RU93611U1，发表于2010年4月27日)，它包括下列功能：AC/DC电压转换器；电容滤波器连接与终端到AC/DC电压转换器的输出端；DC/DC下电压转换器相连与其输入到电容器滤波器端子；包含电压稳定器的直流稳定器和(一个)通过其端子的电压稳定器输出连接的电阻器；和由负载终端电阻的另一端子和(由另一个)负载终端连接的负载-到AC/DC电压转换器的负端子。

本发明和现有技术的共同特点是：(一个)直流电压源，直流稳定器，(并)通过负载端子到直流稳定器的输出之一，(并通过)另一负载侧端子连接的负载-到DC的负输出电压供给。

现有技术中还有一个熟知LED光源是(RU99593U1，发表11月20日，2010)它被选作最接近的类似物(原型)，(并且)包括以下功能：一个整流二极管电桥，电流稳定器，包括(一个)通过其终端(输入)到整流二极管电桥的正输出和电阻器通过其端子连接到稳定器的输出，(并通过)它的另一个终端到相应的电压稳定器的输入，(并通过)其端子的一个电流输出稳定器，(并通过其)以及另一端连接到整流二极管电桥的负端的负载。

本发明与原型的共同特点是：直流电压源，直流稳定器，和负载，一个负载端子连接到直流稳定器的输出，而另一个负载端子连接到直流电压源的负输出。

上述现有技术未能达到的技术效果是稳定直流稳定器上的电压降，稳定直流稳定器上的电压降导致当负载阻抗变化时在直流稳定器中较低的耗散功率。

未能实现上述技术效果的原因是由于缺乏了对稳定直流稳定器上的电压降的注意力，稳定直流稳定器上的电压降降低了在可变负载的电源电路中获得恒定电流时直流稳定器中的耗散功率，并且产生较高的效率。

发明内容

考虑了现有技术的特征和分析，我们相信，本发明的目的是提供一种用于产生恒定直流负载电流的装置，该恒定直流负载电流不受负载变化影响，该装置提供直流稳定器上的电压降稳定性，并且因此降低直流稳定器上的负载变化依赖性热功率耗散，由此，至今涉及的是，能够实现更高的效率，以及能够增加旨在提供不受负载变化影响的恒定直流负载电流的技术能力。

上述确定技术结果是通过用于产生负载恒定电流包括一个直流电压源，一个直流稳定器，以及负载通过其端子到直流稳定器第一输出，(并通过)其另一个端子连接提供的装置来达到一个负的直流电压源的终端，并配备(有一个)直流-脉冲电压转换器到其输入到直流电压源的输出，脉冲-直流电压转换器通过其输入端连接到直流-脉冲电压转换器的输出相连并通过其输出-到直流到脉冲电压转换器的第一控制输入端和直流稳定器，并由它的第一输入连接到所述脉冲到直流电压转换器的第一输入端，和一个控制电路(CC)的输出，由它的第二输入-到直流稳定器的第二输出，通过其第一输出-向负的直流电压源的终端，并且通过它的第二输出-到直流电压到脉冲电压转换器的第二控制输入。

提供所述直流到脉冲电压转换器，脉冲-直流电压转换器，和上述鉴定连接作为CC(使得)能够将恒定电压转换为脉冲1，(将获得)此举具有进入脉冲-经过一定脉冲持续时间的脉冲电压到直流电压转换器的转化(率)和过滤之后，以恒定电压出现并被施加到直流稳定器第一输入，然后将转换器的输出，作为一个稳定的直流输进到负载。在此过程中，一个参考电压源的电压(18，图1)馈送通过从直流电压源1的正端子的电阻器与在MOP-源的电压相比直流稳定器14，以及控制电压的晶体管15形成在一个运算放大器(OA)16的输出被施加到MOP-晶体管15的栅极，从而平衡在MOP-晶体管15和一个电阻器19和电压的非反相输入端(“+”)的OA的连接16，这导致负载的恒定电流不受负载固定的电压之间变化(例如，当它被加热时，通过温度的变化引起的。这也提供了在MOP-晶体管15漏-源上稳定电压，这是由于比较了从直流稳定器14的MOP-晶体管漏极施加到CC21的OA22的反相输入(“-”)的电压与从基准电压源23施加到CC21的OA22的非反相输入端(“+”)的电压，其第二端连接到一个直流稳定器14的第二输出(MOP-晶体管15的源极)(被通过电阻24从直流电压源1的正极端子供给)。

在这种固定情况下，是在CC21的OA22反相(“-”)和非反相(“+”)的输入上的电压平衡，由于施加放大的电压差向CC21的MOP-晶体管25的栅极，它提供了(通过)其漏极，对直流电压源的负极端子1的连接到直流到脉冲电压转换器2的第二控制输入端，并通过一电阻器9，(以一个)OA7的反相输入(“-”)。借助于比较(在)特定时刻施加到一个直流到脉冲电压转换器2的OA的电压7的反相输入(“-”)与从基准电压源送出的电压5和施加到直流到脉冲电压转换器2的OA7非反相(“+”)的输入，形成在直流到脉冲电压转换器2的OA7的输出的电压(的)差，其作用相当于一个可控门电路6，来变更脉冲(来)直流到脉冲电压转换器2的MOP-晶体管4栅极的相对持续时间的控制输入端，并提供用于与改变施加脉冲电压从直流到脉冲电压转换器2(的)脉冲的相对持续时间MOP-晶体管4漏到脉冲电压的转换器10转换成直流电压的输入端。如电压需要改变在该负载20的所有值，在直流稳定器固定电压存在时，和脉冲电压随后的转化率和过滤物后，将出现在脉冲到直流电压转换器10的输出和其基准电压源23中，由此直流稳定器14的MOP-晶体管15，漏源等于向CC21的OA22非反相(“+”)的输入电压施加在MOP-晶体管15的漏-源和负载电流以使其负载变动-不受影响(的稳定固定)。

以这种方式，所述耗散在MOP-晶体管15上的功率变为稳定，并且基本上负载变化不受影响，这导致大幅度效率提高，并展现上述技术效果的稳定性。

所建议的装置上，用于提供负载的恒定电流进行的分析没有发现现有技术包含两个全功能的聚集，所以建议装置新功能的合理性，提出负载的恒定电流具有“新颖性”和“创造性”的标准。

附图说明

本发明的特征和其它地性能目的将在以下的描述中详细解释，并(与)伴随图1，(其中)所提出的工程设计的(一个)功能框图和给出的附图一起参考。

具体实施方式

用于提供负载恒定电流的装置包括：

-直流电压源1，包括，例如，(一个)全波整流器的带滤波器；

-(一个)直流到脉冲电压转换器2，包括：(在)通过其终端(其直流到脉冲电压转换器2的第一和第二输入端)连接到直流电压源的第一和第二端子的恒定频率的方脉冲发生器3；(的恒定频率的方脉冲发生器3；)可控门电路6通过其(信息)输入端连接到恒频方波脉冲发生器3和其输出口-向MOP-晶体管4的栅极；OA7连接其输出到所述可控门电路6的一个控制输入端并且通过它的非反相端(“+”)的输入-到一个参考电压源5的输出；(的)第一电阻器8中，其第一端子被连接到一个OA7反相(“-”)的输入和(一个)第二端被连接到一个直流-脉冲电压转换器2的第一控制输入端；(一个)第二电阻器9通过其终端到OA7反相(“-”)连接的输入端，所述第二电阻器9是(一个)直流到脉冲电压转换器2的第二控制输入的另一端；

-(一个)脉冲-直流电压转换器10，它包括一个二极管11，在阴极的一个终端的一个第一脉冲-直流电压转换器10输入端，并连接到直流到脉冲电压转换器的第一输出2和阳极的端子，其中(一个)第二脉冲-直流电压转换器10的输入和连接到所述直流到脉冲电压转换器2的第二输出口；通过其端子到直流到脉冲电压转换器2的第一输出连接的电感器12；并通过它(的)板之一的电容器13连接到另一电感器12的终端并到直流到脉冲电压转换器2的第一控制输入端(它是第一电阻器8的第二端子)，通过其另一板-对直流电压源1第二端子，电感器12和电容器13的连接点的脉冲-到直流电压转换器10输出；

-直流稳定器14包括通过它的漏极，(这)是一个直流稳定器14第一输入端，直到脉冲-直流电压转换器10输出相连的MOP-晶体管15；通过其反相连接一个OA16(“-”)输入到MOP-晶体管15的源，这是一个直流稳定器14的第二输出，和(通过)输出到MOP-晶体管15的栅极相连；还有基准电压源18，它通过电阻17从直流电压源1的正端输送，(是通过)其末端和非反相(“+”)的OA16的输入端相连，(并且连接)由它的另一端与电阻19的另一端连接到所述MOP-晶体管15，基准电压源18和电阻19是一个直流稳定器14的第一输出连接点(的)源(的)端子中的一个；

-(通过)它的一个(第一)端子连接到直流稳定器14的第一输出端(连接)，(并通过)其另一(第二)终端连接到负的负载20(第二)直流电压源1的终端；

-在CC21包括通过它的反相(“-”)，(其)连接一个OA22输入，这也是(一个)CC21第一输入端连接到脉冲-直流电压转换器10输出，(并通过)它的非反相连接的(“+“)输入到一个(第一端子)CC21的参考电压源23，其第二端子是一个CC21秒输入端连接到直流稳定器14的第二输出口；电阻器24由它的终端到OA22非反相(“+”)输入口1连接，(并且通过)它的另一端子连接到直流电压源1的正极(第一)端(相连)；(并通过)其栅极连到一个OA22输出，(由)它的源极连接到负直流电压源1(第二)的终端(的)MOP-晶体管25并通过其漏极，这也是CC21秒输出至其所连接的直流(至)脉冲电压转换器2的第二控制输入端，是所述直流到脉冲电压转换器2第二电阻9的另一端。

用于制备负载的恒定电流装置的操作，当直流电压从直流电压源1端子被施加到直流到脉冲电压转换器2输入端，转换器的恒定频率(的)方脉冲发生器32开始产生脉冲来控制端口门6的信息(的)输入。由于在OA中7反相的电压(“-”)输入小于在OA7非反相(“+”)的输入，其输出将处于(这)将保持可控门电路6打开，使向电压(从而)使通过所述可控门电路6传递恒定频率的方脉冲发生器3的脉冲向MOP-晶体管4的栅极成为可能。MOP-晶体管4将直流电压从直流电压源1转为脉冲电压，并且这些脉冲来自MOP-晶体管4漏极到脉冲-直流电压转换器10的第一输入口。各个转换和过滤通过一个LC滤波器(在电感器12和电容器13)，直流电压在脉冲-直流电压转换器10输出之后开始增加。通过电阻器8中，它被施加到直流到脉冲电压转换器2的第一控制输入端，即在OA7反相(“-”)的输入端，而施加到所述非反相(“+”)输入的OA7是从基准电压源5的电压。

只要(在)OA7反向电压(“-”)输入小于在OA7个非反相(“+”)的输入，在OA7的输出电压将保持可控门电路6开关，并且，相应地，恒定频率的方脉冲发生器3的脉冲将输入到MOP-晶体管4的栅极。这将会有持续时间变化的电压脉冲，该脉冲在直流到脉冲电压转换器2输出口被施加之后，(并且)被转换并过滤(在)，脉冲-直流电压转换器10中(，将)产生的脉冲-是直流电压转换器10的输出电压。所得增加的直流电压在脉冲-直流电压转换器10输出的到达直流稳定器14第一输入端(MOP-晶体管15漏极)，其中，由一个稳定器装置包括所述的OA16，MOP-晶体管15和基准电压源18，(它)通过电阻器17从直流电压源1的正端供给，使在直流稳定器14的电阻19上的电压稳定。基于上述过程的结果，流过电阻19的电流将既不取决于在直流稳定器14的输入电压也取决于没有负载20，电流值由电阻器19和直流稳定器14的参考电压源的电阻被定义为18电压。

在这种情况下，一旦连接到直流稳定器14 OA16的非反相的参考源18的电压(“+”)输入比在OA16中反相(“-”)的电压更高的输入端连接到直流稳定器14 MOP-晶体管15源极和电阻器19，然后在OA16中的输出口连接到MOP-晶体管15上的电压的栅极将(是这样的值)使MOP-晶体管15打开，(与)该电压所在电阻器19将被增加(对只要它变成)为等于参考源18的电压。在此时，(在)OA16输出与(分别)在MOP-晶体管15源极的电压将停止增加，(将是)这样(一个)值使MOP-晶体管15源极和电阻19的连接点的电压等于处的电压的OA16非反相(“+”)的输入值，也就是等于参考源18的电压。这种状态仍将受直流稳定器14的输入电压的变化以及不加载20变化。因此，尽管负载20值的变化，一个稳定的，恒定的直流，其值由参考源18的输出电压和电阻器19的值来定义，并流过负载20。

作为直流稳定器14(的)输入电压增加时，直流稳定器14 MOP-晶体管15的源-漏电压会增加，并且不断增加的热功率将在晶体管15中产生。以稳定的MOP-晶体管15不论负载20和直流稳定器14的输入电变化所产生的热功率，MOP-晶体管15的源-漏电压应稳定。要做到这一点，要从MOP-晶体管的电压15漏极被施加到CC21 OA22反相(“-”)的输入，(而)施加到CC21 OA22非反相(“+”)的输入要从电压(由它)的另一端连接到直流稳定器14MOP.晶体管15的源，即来自直流稳定器14的第二输出被施加(的)电压的基准电压源23的一个端子。在此变化发生时，参考电压23通过电阻器24从直流电压源1正端送入。电压导致在CC21OA22输出形成(的)电压的比较，电压出现在CC21 MOP-晶体管25的栅极，以确保(通过)该晶体管的直流到漏极连接的直流电压1负端-脉冲电压转换器2的第二控制输入端的顺畅，即通过第二电阻器9向直流到脉冲电压变换器2的OA7反相(“-”)的输入。只要在CC内的电压21OA22反相(“-”)的输入(是)小于CC21 OA22非反相(“+”)的输入(的)电压，在OA22输出连接到所述CC 21 MOP-晶体管25的电压的栅极将高到足以保持所述的CC21 MOP-晶体管25打开，因此，要确保CC21晶体管25连接到直流电压1直流到脉冲电压转换器2第二电阻9源负极的畅通。这样，在直流到脉冲电压转换器的电压2的OA7反相(“-”)的输入将(直流到脉冲)较少，在所述非反相的电压(“+”)输入电压变换器2的OA7，并在其输出端上的电压也将是同样的值，这样以确保直流到脉冲电压转换器2控制的门电路6打开，(从而)使传递直流到脉冲电压转换器2恒定频率方形脉冲发生器3的脉冲向MOP-晶体管4的栅极成为可能。因此，存在于所述脉冲对直流电压转换器10的输入将是变化中的相对脉冲持续时间的脉冲，(而)在该脉冲直流电压转换器10中的转化率和过滤后，将导致转换器的输出电压的增加。

这个过程将持续(，直)到在直流稳定器14 MOP-晶体管15相对于它的源的漏极电压变为等于或大于，则变为CC21的参考电压源23的电压。当这种情况发生时，在CC上的电压21 OA22反相(“-”)输入超过电压的CC21 OA22变成非反相(“+”)输入，将创建一个可以使晶体管开始关闭的在OA 22输出连接在CC21晶体管25的栅极的电压值。作为(一个)结果，在直流到脉冲电压转换器(的)电压2的OA7反相(“-”)的输入将增加并超过电压在直流到脉冲电压变换器2的OA7非反相(“+“)的输入，(以及)直流到脉冲电压变换器2的OA7将成为同样值，可控门电路6将被关闭，以防止从恒定频率的方脉冲发生器3的脉冲到达的输出电压在MOP-晶体管4输入口。为此，在脉冲-直流电压转换器10的输出电压将不再增加，并开始减小，再次使电压在直流到脉冲电压变换器2的OA7反相(“-”)输入小于(在的)非反相(“+”)(的)直流到脉冲电压转换器2的OA7的输入端，这整个过程会自动重复。

换句话说，以直流到脉冲电压变换器2的OA7这些电压和产生施加到可控门电路6的控制输入端而打开或关闭其接触作比较，(从而)有脉冲的相对持续时间而变化作为控制输出电压得出的MOP-晶体管4变换的直流电压源1的电压成为脉冲电压的栅极。这些脉冲(到达)从MOP-晶体管4到脉冲-直流电压转换器10的输入端的漏极(，以及)之后的脉冲电压被变换，并通过LC滤波器(在电感器12和电容器13)过滤，该转换器10(开始的)输出的电压再次上升。它涉及到直流到脉冲电压转换器2的第一控制输入端通过第一电阻器8，并进一步到反相(“-”)到OA7的输入。与其非反相(“+”)的输入是从基准电压源5的电压。只要(在)反相的电压(“-”)(的)OA7的输入小于在其非反相(“+”)输入端的电压，所述的OA7的输出电压将是同样值，可控门电路6将打开，(并且，)相应地，从恒定频率的方脉冲发生器3的脉冲将出现在晶体管4的栅极，并存在于所述直流到脉冲电压转换器2的输出口，(到达将脉冲的，)经过转换和过滤，脉冲在-直流电压转换器10，将导致转换器10的输出电压增加。所得增加的直流电压在脉冲-直流电压转换器10出来后直接进入直流稳定器14的第一输入端，即到MOP-晶体管15的漏极。通过这种方式，在直流稳定器14 MOP-晶体管15的漏-源电压将等于向CC21的参考电压源23的电压小的电压纹波的值，而电流在负载20(的意志是)不受负载变化，这就是热耗散功率，尤其是直流稳定器MOP-晶体管15和用于产生恒定电流负载作为一个整体的装置。

为了证实以上结论，我们辨别并够测试了产生恒定电流负载的装置，试验结果(其)被概括表1中。测试装置的制造恒流和显示的数据在以下的表内，显示了耗散的热功率的支配主要通过直流稳定器14MOP-晶体管15耗散的热功率(是)不受负载变化，因此，我们建议的用于产生恒定电流负载的装置与现有技术的比较，效率会大幅提高。

图表1

所提出的装置上的测试的结果用于产生恒定负载直流电流

Claims (1)

1.一种用于产生恒定直流负载电流的装置，包括：

直流电压源，

直流稳定器，和

负载，该负载的一端连接到所述直流稳定器的第一输出，并且该负载的另一端连接到直流电压源的负端子，

其特征在于，所述装置配备有

转换直流电压到脉冲电压的转换器，该转换直流电压到脉冲电压的转换器的输入连接到所述直流电压源的输出，

转换脉冲电压到直流电压的转换器，该转换脉冲电压到直流电压的转换器的输入连接到所述转换直流电压到脉冲电压的转换器的输出，并且该转换脉冲电压到直流电压的转换器的输出连接到所述转换直流电压到脉冲电压的转换器的第一控制输入端和所述直流稳定器的第一输入，和

控制电路，该控制电路的第一输入被连接到所述转换脉冲电压到直流电压的转换器的输出，该控制电路的第二输入被连接到所述直流稳定器的第二输出，该控制电路的第一输出被连接到所述直流电压源的负端子，并且该控制电路的第二输出被连接到所述转换直流电压到脉冲电压的转换器的第二控制输入。