CN2305699Y

CN2305699Y - 场效应低压开关式可调高精度直流稳压电源

Info

Publication number: CN2305699Y
Application number: CN 97222618
Authority: CN
Inventors: 彭二毛; 常凯; 王富贵; 王巧仙; 黄永刚; 杨红星; 张子洲
Original assignee: 彭二毛
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 1999-01-27
Anticipated expiration: 2007-09-04

Abstract

一种试验用低压开关式可调直流稳压电源,它是由金属机壳、内电部及指示仪表组成。在机壳的前面板上安装有电压表、电流表、电源开关、电源指示灯、自动保护复位按钮、电压调整旋钮、电源接线柱及各种试验用转换开关,各种试验用接插件、试验用负载灯泡。后面板上固定有电源保险丝盒及电源插座。机壳内安装有电源变压器、整流二极管、开关管及其散热板、电子元件板。整电路由主电源电路、辅助电源电路、振荡电路、电子开关电路、储能滤波电路、过载保护电路、取样电路7部分电连接组成。本稳压电源体积小、造价低、功率大、自然冷却条件下,温升≤20℃,调压精度≤0.2%,电压连续可调,可对各种低压直流电器进行检验和试验。

Description

场效应低压开关式可调高精度直流稳压电源

本实用新型属于试验用低压开关式可调直流稳压电源，它能在输入电压变化较大时，基本维持电压不变，并能在超负载时进行自动保护。

目前，进行各种低压电器试验用的直流稳压电源可分为线性与开关式两种。线性稳压电源以改变调整管的内阻来达到稳定输出电压的目的。其无功损耗大、效率低、发热严重，并且造价高，体积大。开关式稳压电源以改变脉宽的方式来达到稳定输出电压的目的。由于调整管工作在开关状态，发热量较小，效率也比较高，但由于一般的三极管存在一定的内阻，稳压电源仍需要良好的散热方式，并因此使造价增高，体积加大，效率降低。另外，上述两种稳压电源的电压调整率一般在1％左右，这可以满足一般的试验要求，对于一些特殊要求的就有些力不从心。

本实用新型的目的是提供一种场效应低压开关式可调高精度直流稳压电源。它是在一般的低压开关式稳压电源电路的基础上改进的。在电路中采用低内阻的大功率N沟道场效应管做为电源调整管，为了稳定输出电压，其控制电路和振荡电路同由一组不受负载影响的独立的稳压电源供电，并由可控硅、三极管、电阻、电容组成一过载保护电路。整机体积小、造价低、调压精度高，且无需强制冷却，可对多种低压直流电器进行试验。

本实用新型的目的是这样实现的：机壳采用冲压金属结构，在机壳的前面板上，用镙钉固定着电压表、电流表、电源开关、电源指示灯、过载保护复位按钮、电压调整旋钮、电源接线柱、试验用辅助开关、试验用负载灯泡、试验用连接线束及接插件，并通过连接导线与机内电路实现电连接；机壳内机坐上，通过安装支架固定着电源变压器、整流三极管、开关管及散热板、电子元件板，通过连接导线及接插件实现各电路之间的电连接；机壳后面板上，安装有电源保险丝盒及电源插座。

稳压电源共由主电源电路、辅助电源电路、振荡电路、电子开关电路、储能滤波电路、过载保护电路、取样电路7部分顺序电连接组成。由电源变压器、整流二极管、滤波电容电连接组成的主电源电路串联电接在交流电源与电子开关电路之间。由辅助电源变压器及整流电路、电阻、电容、三极管、稳压二极管电连接组成的辅助电源电路串联电接在交流电源与振荡电路、电子开关电路之间。由电阻、电容、三极管电连接组成的振蒎电路串联电接在辅助电源与电子开关电路及电源D-之间。由一只或数只并联工作的大功率N沟道场效应管及电阻电连接组成的电子开关电路串联电接在主电源与储能虑波电路之间。由电感、续流二极管、电容、电阻电连接组成的储能滤波电路串联电接在电子开关电路和过载保护电路之间，并和电源D-实现电连接。由三极管、电阻、电容、可控硅电连接组成的过载保护电路串联电接在储能滤波电路、电子开关电路和电源D-之间。由电阻、二极管、稳压二极管、电位器电连接组成的取样电路并联在电源的输出端，并和振荡电路实现电连接。电压表和电源并联电接，电流表则串联在电源和负载之间。

当接通交流电源时，主电源电路将220V交流电经变压和整流转换为低压直流电以供后级电路使用，同时，辅助电源电路也将220V交流电转换成略高于主电源的稳定直流电压，此电压经电阻加至电子开关电路N沟道场效应管的栅极使其饱和导通，主电源输出的直流电压经场效应管的源极、漏极向储能电路中的电感、电容充电并向负载输出电流，同时，辅助电源输出的稳定直流电压还经振荡电路中的电阻向电容充电，其充电电流在电阻上的压降使PNP三极管导通，导通电压使一只NPN型三极管获得基极电流而导通。电子开关因场效应管的栅极被接地而关断，主电源流向负载的电流被切断，电感中因此产生反电动势，此电压经续流二极管向电容充电，继续维持负载电流，直到下一个循环的到来。此时，振荡电路中电容上的电压已接近电源电压，其充电电流在电阻上的压降迅速降低，使PNP三极管和NPN三极管相继关断，场效应管恢复导通，主电源再次向负载提供电流。当输出电压达到取样电路的设定值时，取样电路中的三极管导通并为振荡电路中的电容提供放电回路，放电终止，电容再次充电，如此循环，输出端就获得了一个稳定的直流电压。改变取样电路中电位器上的分压比，就改变了电容的放电时间，同时就改变了输出电压。过载保护电路在正常时不对电路产生影响，当负载电流超过设计值时，并联在三极管发射极和基极之间电阻上的压降使三极管导通，导通电压触发可控硅，场效应管因栅极被接地而关断，从而保护了开关管不致因过流而烧坏。在排除过载现象后，按一下复位按钮，切断可控硅的维持电流，稳压电源即恢复正常工作。

由于采取上述方案，本实用新型体积小、造价低、功率大，自然冷却条件下，温升≤20℃，电压调整率±0．2％。过载保护安全、可靠。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的电路框图。

图2是本实用新型的外形图。

图3是本实用新型的电路原理图。

图中1、主电源电路 2、辅助电源电路

3、振荡电路 4、电子开关电路

5、储能滤波电路 6、过载保护电路

7、取样电路

图1中，主电源电路(1)一端经电源开关及保险丝和220V交流电源电连接，另一端和电子开关电路(4)电连接，其直流输出的负极端做为电源D-直接输出。辅助电源电路(2)一端和主电源的220V交流端电连接，另一端和振荡电路(3)及电子开关电路(4)电连接，稳压输出的负极端和主电源直流输出的负极端电连接。振荡电路(3)一端与辅助电源电路电连接，另一端和电子开关电路(4)电连接，还有一端与D-实现电连接。电子开关电路(4)一端与主电源(1)电连接，另一端与储能滤波电路(5)电连接，而储能滤波电路(5)的另一端和过载保护电路(6)电连接，还有一端和电源D-电连接。过载保护电路(6)的另一端做为电源的B+和取样电路(7)及输出指示仪表电连接，还有一端和电子开关电路(4)电连接。取样电路(7)还分别和电源D-及振荡电路(3)实现电连接。

图2中，(8)机壳 (9)电压表 (10)电流表

(11)电源开关 (12)电源指示灯 (13)自动保护复位按钮

(14)电压调整旋钮 (15)电压输出接线柱

(16)试验用负载灯泡 (17)试验用转换开关

(18)试验用插接件

在图3中：主电源电路(1)由电源变压器B₁、二极管D₁、D₂、D₃、D₄、电容C₁电连接组成。电路中，电源变压器B₁的初级经电源开关、保险丝和220V交流电源电连接，次级两端分别和由D₁、D₂、D₃、D₄电接组成的整流桥的交流输入端电连接，C₁的正、负极分别和整流桥的正、负极电连接。整流桥的负极还做为稳压电源的D-直接输出。辅助电源(2)由电源变压器B₂，二极管D₅、D₆、D₇、D₈，电容C₂、C₃，电阻R₁、R₂、R₃、R₄，稳压二极管D_w1、三极管T₁、T₂电连接组成。电路中，电源变压器B₂的初级和主电源变压器B₁的初级电连接；次级两端和由D₅、D₆、D₇、D₈电接组成的整流桥的交流输入端电连接；C₂的正负极和辅助电源整流桥的正负极电连接；T₁的c、e极串联电接在整流输出与负载之间；R₁并联电接在T₁的c、b极上；T₁的e极做为辅助稳压电源的正极输出，还和R₂、R₃的一端及C₃的正极电连接；R₂的另一端和D_w1的负极和T₂的e电连接；Dw₁正极和R₄的一端及C₃的负极和D-电连接；R₃、R₄的另一端和T₂的b电连接；T₂的c和T₁的b电连接；电路的负极和主电源电路的负极电连接。振荡电路(3)由电阻R₅、R₆、R₇，电容C₄，三极管T₃、T₄电连接组成。电路中，R₅、C₄串联电接在辅助电源的正极输出与D-之间，T₃的b和R₅、C₄的电接点电接；T₃的e和主电源的正极输出电连接；c和R₆的一端电连接；R₆的另一端和T₄的b、R₇的一端电连接；R₇的另一端及T₄的e和D-电连接。电子开关电路(4)由电阻R₈、大功率N沟道场效应管T₅电连接组成。电路中，T₅的S、D极串联电接在主电源的正极输出与储能滤波电路之间；G极和电阻R₈的一端及T₄的c极电连接；R₈的另一端和辅助电源的正极输出电连接。储能滤波电路(5)由电感L；申容C₅、C₆；电阻R₉、二极管D₉电连接组成。电路中，电感L一端与T₅的D极、C₅的正极、D₉的负极电连接；另一端和C₆的正极及过载保护电路电连接；C₅的负极和R₉的一端电连接；R₉的另一端和D₉的正极、C₆的负极共同与D-电连接。过载保护电路由电阻R₁₀、R₁₁、R₁₃、R₁₄；电容C₇；三极管T₇；可控硅SCR电连接组成。电路中，R13的一端、T₇的e和电感L的一端电连接；T₇的b和R₁₄的一端电连接；R₁₄的另一端和R₁₃的另一端电连接，并做为电源的B+输出；T₇的c和R₁₁的一端电连接；R₁₁的另一端，SCR的G、R₁₀的一端、C₇的正极电连接；SCR的K、C₇的负极，R₁₀的另一端和D-电连接；SCR的A通过复位按钮和T₅的G极电连接。取样电路由电位器W；电阻R₁₂、R₁₅、R₁₆；三极管T₆；稳压二极管Dw₂电连接组成。电路中，电位器W并联在电源B+、D-之间；滑动接点和R₁₅的一端电连接；R₁₅的另一端和T₆的b电连接；T₆的c和R₁₆的一端电连接；R₁₆的另一端和振荡电路中C₄的一端电连接；T₆的e和Dw₁的负极及R₁₂的一端电连接；Dw₂的正板和电源D-电连接；R₁₂的另一端和电源B+电连接。指示仪表中的电压表并联电接在电源B+及D-之间，电流表串接在B+与负载电路之间。

Claims

(1)一种场效应低压开关式可调高精度直流稳压电源，它是在金属机壳内的电路板上，主电源电路、辅助电源电路、振荡电路、电子开关电路、储能滤波电路、过载保护电路、取样电路顺序电连接组成，其特征是：辅助电源电路一端和主电源的220V交流电电连接；另一端和振荡电路(3)、电子开关电路(4)电连接；其电路的负极和主电源直流输出的负极电连接；振荡电路(3)一端和辅助电源电路(2)电连接，另一端和电子开关电路(4)电连接，还有一端和D-电连接；电子开关电路(4)一端与主电源电路(1)电连接，另一端和储能滤波电路(5)电连接；过载保护电路(6)一端与储能滤波电路电连接，另一端做为电源B+输出并和取样电路(7)及指示仪表电连接，还有一端和电子开关电路(4)电连接。
(2)根据权利要求(1)所述的场效应低压开关式可调高精度直流稳压电源，其特征是：辅助电源电路(2)的负极和主电源电路(1)的负极电连接。
(3)根据权利要求(1)所述的场效应低压开关式可调高精度直流稳压电流，其特征是：R₅、C₄串联电接在辅助电源电路(2)的正极输出与D-之间，T₃的b和R₅、C₄的电接点电接，T₃的e和主电源的正极输出电连接，T₃的c和R₆的一端电连接，R₆的另一端和T₄的b及R₇的一端电连接，R₇的另一端及T₄的e和D-电连接。
(4)根据权利要求(1)所述的场效应低压开关式可调高精度直流稳压电源，其特征是：电子开关电路(4)由电阻R₈、大功率N沟道场效应管电连接组成，电路中，T₅的S、D极串联电接在主电源(1)的正极输出与储能滤波电路(5)之间，T₅的G极和电阻R₈的一端及T₄的c电连接，R₈的一端和辅助电源(2)的正极输出电连接。
(5)根据权利要求(1)所述的场效应低压开关式可调高精度直流稳压电源，其特征是：过载保护电路(6)由电阻R₁₀、R₁₁、R₁₃、R₁₄；电容C₇；可控硅SCR电连接组成，电路中，R₁₃的一端、T₇的e和电感L的一端电连接；T₇的b和R₁₄的一端电连接；R₁₄的另一端和R₁₃的另一端电连接；T₇的c和R₁₁的一端电连接；R₁₁的另一端和SCR的G、R₁₀的一端及C₇的正极电连接；SCR的K、C₇的负极、R₁₀的一端和D-电连接；SCR的A通过复位按钮和T₅的G极电连接。