CN206272485U - 一种直流电源变换为正负直流电源的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单路直流电源变换为正负直流电源的电路,它包括第二运算放大器、NPN三极管、PNP三极管、第四电阻至第七电阻、第四电容至第六电容、正向电压输入端、负向电压输入端、正向电压输出端、负向电压输出端和零电位输出端;本实用新型的电路简单,不需要进行复杂的变压器设计;本实用新型输出正负电压值由分压电阻设定,调试简单,输出电压稳定度高,受负载大小影响较小。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种由单路直流电源变换为正负直流电源的电路,属电源技术领域。
背景技术
在开关电源的一些应用中,经常需要正负电源,传统的正负电源输出电路通常采用高频变压器多个绕组,经过整流滤波并稳压的方法来实现(如图1)。图1所示电路为正负电源电路,它包括第一电阻R1至第三电阻R3、第一电容C1至第三电容C3、第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第一运算放大器IC1、开关管T1和高频变压器B1;在图1中,UI1+是开关电源输入电压正向端;UI1-是开关电源输入电压的负向端;UO1+是开关电源输出正电压正向端;U1G是开关电源输出电压零电位端;UO1-是开关电源输出电压的负向端;UB是精密基准电压芯片生成的稳定基准电压;GK是开关电源内部PWM芯片开关管T1的控制端。第一电阻R1是增加阻抗电阻,第二电阻R2和第三电阻R3为分压电阻,第一电容C1为输入电容,第二电容C2和第三电容C3为输出电容。由图1可见,UO1+通过第二电阻R2与第三电阻R3分压得到输出电压采样信号接第一运算放大器IC1的反相输入端,稳定基准电压UB通过第一电阻R1得到一个固定的电压接第一运算放大器IC1的同相输入端。当输出电压采样信号低于稳定基准电压UB,即第一运算放大器IC1同相输入端电压大于其反相输入端电压,第一运算放大器IC1输出端(即控制端GK)呈高电平,开关管T1导通,高频变压器B1初级线圈储能,通过电磁感应,高频变压器B1次级两个线圈经过整流分别为第二电容C2和第三电容C3充电,输出电压升高;当输出电压采样信号高于稳定基准电压UB,即第一运算放大器IC1反相输入端电压高于同相输入端电压,第一运算放大器IC1输出端(即控制端GK)呈低电平,开关管T1截止,第二电容C2和第三电容C3放电。经过反复循环,达到稳定输出电压的目的。
这种正负电压输出电路,输出的正向电压值需要由分压电阻确定,输出的负向电压则由高频变压器B1绕组确定。当负向电压需要调节时,则需要更改高频变压器B1绕组匝数来实现,既繁琐又不能实现精确调压,且负向电压受负载大小影响较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端,提供一种直流电源变换为正负直流电源的电路,所述电路简单实用、使用方便且性能可靠。
本实用新型所述问题是以下述技术方案解决的:
一种直流电源变换为正负直流电源的电路,包括第二运算放大器、NPN三极管、PNP三极管、第四电阻至第七电阻、第四电容至第六电容、正向电压输入端、负向电压输入端、正向电压输出端、负向电压输出端和零电位输出端;所述正向电压输入端接正向电压输出端,负向电压输入端接负向电压输出端;
所述第四电阻与第五电阻串联后接在输入电源的两端;其串联节点连接在第二运算放大器的同相输入端;
所述第二运算放大器的输出端经所述第六电阻分别接所述NPN三极管和PNP三极管的基极;所述NPN三极管的集电极分别接正向电压输入端和正向电压输出端;所述PNP三极管的集电极分别接负向电压输入端和负向电压输出端;所述NPN三极管的发射极接PNP三极管的发射极;
所述第七电阻接在NPN三极管的发射极与零电位输出端之间。
上述直流电源变换为正负直流电源的电路,增加第四电容至第六电容,所述第四电容连接在正向电压输入端与负向电压输入端之间;所述第五电容连接在正向电压输出端与输出端之间;所述第六电容连接在负向电压输出端与输出端之间。
本实用新型的有益效果是:本实用新型电路简单,不需要进行复杂的变压器设计;本实用新型的输出正负电压值由分压电阻设定,调试简单,输出的电压稳定度高,受负载大小影响较小。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是现有正负电源电路原理图;
图2是本实用新型电路原理图。
图中各标号清单为:R1、第一电阻,R3、第三电阻,C1、第一电容,C2、第二电容,C3、第三电容,D1、第一整流二极管,D2、第二整流二极管,IC1、第一运算放大器,T1、开关管,B1、高频变压器,UI1+、开关电源输入电压正向端,UI1-、开关电源输入电压的负向端,UO1+、开关电源输出正电压正向端,U1G、开关电源输出电压零电位端,UO1-、开关电源输出电压的负向端,UB、精密基准电压芯片生成的稳定基准电压,GK、开关电源内部PWM芯片开关管T1的控制端;IC2、第二运算放大器,T2、NPN三极管,T3、PNP三极管,R4、第四电阻,R5、第五电阻,R6、第六电阻,R7、第七电阻,C4、第四电容,C5、第五电容,C6、第六电容,UI+、正向电压输入端,UI-、负向电压输入端,UO+、正向电压输出端,UO-、负向电压输出端,UG、零电位输出端。
具体实施方式
参看图2,本实用新型包括第二运算放大器IC2、NPN三极管T2、PNP三极管T3、第四电阻R4至第七电阻R7、第四电容C4至第六电容C6、正向电压输入端UI+、负向电压输入端UI-、正向电压输出端UO+、负向电压输出端UO-和零电位输出端UG;所述正向电压输入端UI+接正向电压输出端UO+,负向电压输入端UI-接负向电压输出端UO-;所述第四电容C4接在正向电压输入端UI+与负向电压输入端UI-之间;所述第四电阻R4与第五电阻R5串联后接在所述第四电容C4的两端;所述第四电阻R4与第五电阻R5的节点接第二运算放大器IC2的同相输入端;所述第五电容C5与第六电容C6串联后接在正向电压输出端UO+与负向电压输出端UO-之间;所述第五电容C5与第六电容C6的节点为零电位输出端UG,它与第二运算放大器IC2的反相输入端相连接;所述第二运算放大器IC2的输出端经所述第六电阻R6分别接所述NPN三极管T2和PNP三极管T3的基极;所述NPN三极管T2的集电极分别接正向电压输入端UI+和正向电压输出端UO+;所述PNP三极管T3的集电极分别接负向电压输入端UI-和负向电压输出端UO-;所述NPN三极管T2的发射极接PNP三极管T3的发射极;所述第七电阻R7接在NPN三极管T2的发射极与零电位输出端UG之间。
所述NPN三极管T2的型号为S8050;所述PNP三极管T3的型号为S8550。所述第二运算放大器IC2的型号为LM358N。
所述正向电压输入端UI+是本实用新型的输入电压正向端;所述负向电压输入端UI-是本实用新型的输入电压的负向端;所述正向电压输出端UO+是本实用新型输出电压正向端;所述零电位输出端UG是本实用新型的输出电压零电位端;所述负向电压输出端UO-是本实用新型的输出电压的负向端。
所述第四电阻R4和第五电阻R5为分压电阻,第六电阻R6和第七电阻R7为阻抗电阻,第四电容C4为输入电容,第五电容C5和第六电容C6为输出电容。
下面结合图2对本实用新型作进一步详述。正向电压输入端UI+通过第四电阻R4与第五电阻R5分压得到“输出电压设定信号”接入第二运算放大器IC2的同相输入端,零电位输出端UG接IC2的反相输入端,第二运算放大器IC2的输出端经过驱动电阻R6分别接NPN三极管T2和PNP三极管T3的基极,NPN三极管T2的集电极分别接正向电压输入端UI+和正向电压输出端UO+,PNP三极管T3的集电极分别接负向电压输入端UI-和负向电压输出端UO-,NPN三极管T2的发射极接PNP三极管T3的发射极,并通过驱动电阻R7接至零电位输出端UG。
本实用新型输出的正电压与负电压的绝对值之和为输入电压值,输出的正负电压值通过第四电阻R4与第五电阻R5设定。输入电压经第四电阻R4与第五电阻R5分压,得到一个系数为R5/(R4+R5)正比于“输出电压设定”信号的分压电压V1(第五电阻R5两端的电压),接入到第二运算放大器IC2的同相输入端,同时输出负电压V-的零电位输出端UG接到第二运算放大器的反相输入端,作为负反馈与分压电压V1比较。初次上电时,输入电压为输入电容(C4)、输出电容(C5、C6)充电,由于第二运算放大器IC2的“虚短”特性,它的同相输入端和反相输入端电压相同,从而使零电位输出端UG对负向电压输出端UO-的电压V-基本等于分压电压V1;当电压V-的值低于分压电压V1的值时,通过负反馈第二运算放大器IC2输出高电平,使NPN三极管T2导通,PNP三极管T3截止,输入电压通过NPN三极管T2与第七电阻R7为第六电容C6充电,从而使电压V-值升高,第五电容C5为负载放电而使电压V+降低;当V-电压高于V1时,通过负反馈第二运算放大器IC2输出低电平,使NPN三极管T2截止,PNP三极管T3导通,第六电容C6储存的电量通过负载放电而使电压V-降低,正向电压输入端UI+通过零电位输出端UG、第七电阻R7、PNP三极管T3给第五电容C5充电,从而调整输出电压使电压V+值增加,使电压V-值减小;通过上述的反馈控制调压,在输出负载较大时,输出电压V+与电压V-均能始终稳定在设定电压。理想状态下,第四电容C4两端电压Vin,第四电阻R4两端电压(Vin-V1),第五电阻R5两端电压V1,第五电容C5两端电压V+,第六电容C6两端电压V-,有如下关系:Vin=(V+)+(V-),V1=V-,(Vin-V1)=V+。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等,均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种直流电源变换为正负直流电源的电路,其特征在于:包括第二运算放大器(IC2)、NPN三极管(T2)、PNP三极管(T3)、第四电阻(R4)至第七电阻(R7)、正向电压输入端(UI+)、负向电压输入端(UI-)、正向电压输出端(UO+)、负向电压输出端(UO-)和零电位输出端(UG);所述正向电压输入端(UI+)接正向电压输出端(UO+),负向电压输入端(UI-)接负向电压输出端(UO-);
所述第四电阻(R4)与第五电阻(R5)串联后接在输入电源的两端;其串联节点连接在第二运算放大器(IC2)的同相输入端;
所述第二运算放大器(IC2)的输出端经所述第六电阻(R6)分别接所述NPN三极管(T2)和PNP三极管(T3)的基极;所述NPN三极管(T2)的集电极分别接正向电压输入端(UI+)和正向电压输出端(UO+);所述PNP三极管(T3)的集电极分别接负向电压输入端(UI-)和负向电压输出端(UO-);所述NPN三极管(T2)的发射极接PNP三极管(T3)的发射极;
所述第七电阻(R7)接在NPN三极管(T2)的发射极与零电位输出端(UG)之间。
2.根据权利要求1所述的直流电源变换为正负直流电源的电路,其特征在于:增加第四电容(C4)至第六电容(C6),所述第四电容(C4)连接在正向电压输入端(UI+)与负向电压输入端(UI-)之间;所述第五电容(C5)连接在正向电压输出端(UO+)与输出端(UG)之间;所述第六电容(C6)连接在负向电压输出端(UO-)与输出端(UG)之间。
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