一种输出电源稳压反馈系统的制作方法

1.本发明涉及电源输出系统技术领域，特别是涉及一种输出电源稳压反馈系统。


背景技术：

2.随着电子技术和信息技术不断发展，越来越多的电子设备进入了人们的日常工作与生活中，社会的信息化程度也越来越高，电子设备已成为人们日常工作与生活不可缺少的一部分。其中，供电电源堪称电子设备的心脏，特别是精密仪器、显示设备等领域，要求电源满足在额定的输出电压范围至关重要。
3.然而在输出电源电流较大、输出线材较长的情况下，电源设备输出电压经输出线材后到达负载端，因为输出线材导体本身存在电阻，经电流后会产生压差，从而会导致负载端电压和电源输出端电压不一致，因此无法准确控制负载端电压的大小，对于对电压稳定系数有要求的用电负载会产生较大影响。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种输出电源稳压反馈系统，以规避因线材传输损耗原因产生压差而造成负载端电压不稳定的问题，实现准确控制负载端电压。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种输出电源稳压反馈系统，所述系统包括：光耦、稳压二极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻；
7.所述光耦的第一输入端与所述第三电阻的一端连接；所述光耦的第二输入端与所述稳压二极管的阴极连接；所述光耦的第一输出端和所述光耦的第二输出端均与电源的脉宽调制单元连接；
8.所述稳压二极管的阳极接地；所述稳压二极管的参考端分别与所述第一电阻的一端及所述第二电阻的一端连接；
9.所述第一电阻的另一端接地；
10.所述第二电阻的另一端与负载端电压反馈取样点连接；所述负载端电压反馈取样点为输出线材与负载的节点；
11.所述第三电阻的另一端与电源的输出电压端连接；
12.所述稳压二极管用于根据所述负载端电压反馈取样点的电压变化调整所述光耦的电流；所述光耦用于根据电流变化控制所述脉宽调制单元，以对所述电源的输出电压进行反馈调节。
13.可选地，所述系统还包括：开关；
14.所述开关的动端与所述第二电阻的另一端连接；所述开关的第一不动端与所述负载端电压反馈取样点连接；所述开关的第二不动端与电源端电压反馈取样点连接；所述电源端电压反馈取样点与所述电源的输出电压端连接；
15.当所述负载需要稳压时，所述动端与所述第一不动端连接；当所述负载不需要稳
压时，所述动端与所述第二不动端连接。
16.可选地，所述光耦包括：发光二极管和光敏三极管；
17.所述发光二极管与所述光敏三极管对应设置；
18.所述发光二极管的两端分别为所述光耦的第一输入端和第二输入端；所述光敏三极管的两端分别为所述光耦的第一输出端和第二输出端；
19.所述发光二极管用于根据电流变化调整发光量；所述光敏三极管用于根据所述发光量调整开关频率；所述开关频率用于控制所述脉宽调制单元。
20.可选地，所述系统还包括：第四电阻；
21.所述第四电阻的一端分别与所述光耦的第一输入端及所述第三电阻的一端连接；所述第四电阻的另一端分别与所述光耦的第二输入端及所述稳压二极管的阴极连接。
22.可选地，所述系统还包括：有极性电容；
23.所述有极性电容的正极与所述电源的输出电压端连接；所述有极性电容的负极接地。
24.可选地，所述系统还包括：输出二极管；
25.所述输出二极管的阳极与所述电源的隔离变压器次级端连接；所述输出二极管的阴极与所述第三电阻的另一端连接；所述输出二极管的阴极为所述电源的输出电压端。
26.可选地，所述稳压二极管的型号为tl431。
27.可选地，所述光耦的型号为tlp521或pc817。
28.可选地，所述第三电阻的阻值为6kω；所述第四电阻的阻值为3kω。
29.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
30.本发明提供一种输出电源稳压反馈系统，包括：光耦、稳压二极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻。其中，光耦的第一输入端与第三电阻的一端连接；光耦的第二输入端与稳压二极管的阴极连接；光耦的第一输出端和光耦的第二输出端均与电源的脉宽调制单元连接；稳压二极管的参考端分别与第一电阻的一端及第二电阻的一端连接；第二电阻的另一端与负载端电压反馈取样点连接；第三电阻的另一端与电源的输出电压端连接。本发明通过将输出线材与负载的节点作为负载端电压反馈取样点，利用稳压二极管根据取样点的电压变化调整光耦的电流，使光耦根据电流变化控制脉宽调制单元，以对电源的输出电压进行反馈调节，能够实现对负载端电压的稳定控制。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明提供的输出电源稳压反馈系统的电路图。
33.符号说明：稳压二极管—u1，光耦—u2，第一电阻—r1，第二电阻—r2，第三电阻—r3，第四电阻—r4，有极性电容—c1，输出二极管—d1，开关—s，负载端电压反馈取样点—p，电源端电压反馈取样点—q，输出电压端—v。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.本发明的目的是提供一种输出电源稳压反馈系统，适用于ac/dc电源输出控制系统，以规避因线材传输损耗原因产生压差而造成负载端电压不稳定的问题，实现准确控制负载端电压。
36.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
37.电源在特定场合，如电源设备与负载距离过远时，需采用输出线材将电源与负载进行连接，而由于输出线材本身存在电阻，采用输出线材连接会使电源与负载之间产生压差。例如常用电源12vdc，输出重载时测试负载端电压为11.56v、电源端电压为12.3v，空载时电源端电压为12.3v、负载端电压为12.3v，显然重载电流流过输出线材产生的电压会被输出线材损耗掉。
38.由于压差额与线材导线材料、截面s、长度l、负电流i等有关，目前普遍采用增加输出线材的数量，从而通过变相增加导体横截面积，来尽可能减小压差。可以通过公式r＝电阻率*l/s计算单根导线电阻，其中，电阻率与线材导线材料有关，如铜线电阻率为0.0172ωm，铝线为0.0283ωm。进而通过公式u＝ri计算单根导线电压降，可以发现，当流过输出线材的电流发生变化时，同样会影响输出线材上的压降，且输出线材上电压损耗和流过输出线材的电流成正比。
39.由此可知，在输出电源的输出电流较大的情况下，电源经过输出线材到负载之间会产生压差，这部分压差会造成负载得到的电压和实际电源输出端不一致，采用现有技术提供的减小压差的手段，在负载对电压有精度要求的使用场景下，无法实现准确对负载端电压进行控制。
40.基于此，在需要特定电压稳定的使用环境下，迫切需要一种能完全能规避掉因为传输线材损耗导致的压差的电源系统，以保持经过输出线材传输后负载端电压能够满足负载的要求。
41.本发明提供一种输出电源稳压反馈系统，图1为本发明提供的输出电源稳压反馈系统的电路图，如图1所示，所述系统包括：光耦u2、稳压二极管u1、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3。
42.其中，所述光耦u2的第一输入端与所述第三电阻r3的一端连接；所述光耦u2的第二输入端与所述稳压二极管u1的阴极连接；所述光耦u2的第一输出端和所述光耦u2的第二输出端均与电源的脉宽调制单元连接。所述稳压二极管u1的阳极接地；所述稳压二极管u1的参考端分别与所述第一电阻r1的一端及所述第二电阻r2的一端连接。所述第一电阻r1的另一端接地。所述第二电阻r2的另一端与负载端电压反馈取样点p连接；所述负载端电压反馈取样点p为输出线材与负载的节点；所述负载端电压反馈取样点p的电压等于所述负载的输入电压。所述第三电阻r3的另一端与电源的输出电压端v连接。所述稳压二极管u1用于根据所述负载端电压反馈取样点p的电压变化调整所述光耦u2的电流；所述光耦u2用于根据
电流变化控制所述脉宽调制单元，以对所述电源的输出电压进行反馈调节。
43.进一步地，所述光耦u2包括：发光二极管和光敏三极管。所述发光二极管与所述光敏三极管对应设置。所述发光二极管的两端分别为所述光耦u2的第一输入端和第二输入端；所述光敏三极管的两端分别为所述光耦u2的第一输出端和第二输出端。所述发光二极管用于根据电流变化调整发光量；所述光敏三极管用于根据所述发光量调整开关频率；所述开关频率用于控制所述脉宽调制单元。
44.具体地，当电源输入端交流电变动或输出端负载变动时，负载端的电压会发生变动，因此需要电源有稳定电压输出，本发明通过将输出线材与负载端的节点作为负载端电压反馈取样点，当负载端电压反馈取样点的电压变动时，经分压电阻r1和r2分压给稳压二极管u1，使稳压二极管u1的阴极电压改变，进而改变光耦u2输入端的电流，从而通过调整光耦内部发光二极管的发光量实现隔离控制光敏三极管的开关频率，进而控制电源的脉宽调制单元，从而对电源的输出电压进行反馈调节，达到输出电压额定范围稳定，负载端电压保持一致。
45.进一步地，为使上述反馈调节仅在特定场合下使用，所述系统还包括：开关s。所述开关s的动端与所述第二电阻r2的另一端连接；所述开关s的第一不动端与所述负载端电压反馈取样点p连接；所述开关s的第二不动端与电源端电压反馈取样点q连接；所述电源端电压反馈取样点q与所述电源的输出电压端v连接。当所述负载需要稳压时，所述动端与所述第一不动端连接；当所述负载不需要稳压时，所述动端与所述第二不动端连接。
46.作为一种具体的实施方式，所述开关s为微型手拨开关。当电源需在长距离线材传输使用且负载对输入电压的精度要求较高时，电源需要通过输出线材输出至负载，在输出线材上预留取样线，开关s需与取样线接通，将开关s拨动至负载端电压反馈取样点p，从而保证因输出线材损耗产生的压差能够通过负载端电压反馈取样点p取样反馈，使电源抬高输出电压，经线材后达到负载需要的电压值，规避输出线材上产生的压差。在输出线材距离较短，或负载对电源电压范围要求较宽时，将开关s拨回至电源端电压反馈取样点q，即取电源本身取样点电压，从而能够防范取样点开路导致的输出电压过高，保证电源输出电压正常。
47.进一步地，所述系统还包括：第四电阻r4。所述第四电阻r4的一端分别与所述光耦u2的第一输入端及所述第三电阻r3的一端连接；所述第四电阻r4的另一端分别与所述光耦u2的第二输入端及所述稳压二极管u1的阴极连接。在本实施例中，所述第三电阻r3为限流电阻。所述第三电阻r3与所述光耦u2串联，起限流作用，能够防止电流过大击穿损坏所述光耦u2内部的发光二极管。所述第四电阻r4为电流泄放电阻。所述第四电阻r4并联在所述光耦u2的输入端的两端，用于稳定电路结构，为所述稳压二极管u1提供基础电流，以避免所述稳压二极管u1作业到封闭区域(即过小的电流值)。同时，所述稳压二极管u1引起的电压变量也在所述第四电阻r4上体现。
48.进一步地，所述系统还包括：输出二极管d1。所述输出二极管d1的阳极与所述电源的隔离变压器次级端连接；所述输出二极管d1的阴极与所述第三电阻r3的另一端连接；所述输出二极管d1的阴极为所述电源的输出电压端v。所述输出二极管d1用于对所述隔离变压器次级端输出的交流电进行整流。具体地，所述脉宽调制单元(即开关管调制单元)输出的交变电压经隔离变压器输出后经所述输出二极管d1整流后转为直流电压输出。
49.进一步地，所述系统还包括：有极性电容c1。所述有极性电容c1的正极与所述电源的输出电压端v连接；所述有极性电容c1的负极接地。所述有极性电容c1为滤波电容，由于本发明提供的输出电源稳压反馈系统应用于ac/dc电源输出控制系统，输出为直流电，所述有极性电容c1用于滤除输出电压中的交流成分。具体地，经所述输出二极管d1整流后的输出电压经所述有极性电容c1滤波后得到最终用于输出至负载的dc直流。
50.作为一种具体的实施方式，所述稳压二极管u1的型号优选为tl431。所述光耦u2的型号优选为tlp521或pc817。所述第三电阻r3的阻值为6kω；所述第四电阻r4的阻值为3kω。但并不以此为限制，可以根据实际情况进行调整。
51.下面以输出电压为120v直流电压、稳压二极管u1为反向击穿稳压二极管tl431，第三电阻r3的阻值为6kω，第四电阻r4的阻值为3kω为例，对本发明的原理进行详细说明：
52.参见图1，r1与r2为120v输出分压电阻，当开关s在120v电源端电压反馈取样点q取样时，流过该分压电阻r1与r2的电流计算公式为2.5/r1＝(120-2.5)/r2。采用反馈取样模式稳压，当输出电压因负载变化或者交流电网电压变化时，取样点电压也同步产生变化(即电压值升高或降低)，经过电阻r1与r2分压后，稳压二极管参考端的电压改变(即当取样点电压升高时，参考端电压升高，当取样点电压降低时，参考端电压降低)，将参考端电压与稳压二极管u1的基准电压(如tl431基准电压为2.5v)进行比较，使稳压二极管u1阴极电压发生改变，进而调整光耦u2电流，光耦u2控制电源的脉宽调制单元，对电源的输出电压进行调整，从而实现输出电压稳定。当开关s在负载端电压反馈取样点p取样时同理。
53.具体地，当取样点电压升高，稳压二极管u1的参考端电压升高，大于稳压二极管u1的参考电压2.5v，则稳压二极管u1的阴极电压降低，光耦u2内部发光二极管两端电压升高，流过发光二极管的电流增大，则光耦u2的输出电流增大，从而影响电源的脉宽调制单元。当取样点电压降低，稳压二极管u1的参考端电压降低，小于稳压二极管u1的参考电压2.5v，则稳压二极管u1的阴极电压升高，光耦u2内部发光二极管两端电压降低，流过发光二极管的电流减小，则光耦u2的输出电流减小，从而影响电源的脉宽调制单元。
54.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
55.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。