专利名称：调频调宽式开关稳压电源的制作方法
技术领域：
本实用新型属开关稳压电源技术领域，具体地说是一种调频调宽式开关稳压电源。
目前智能仪器(智能流量计、智能温度计、智能调节器等)中还广泛使用着传统的线性稳压电源，致使新型的智能仪器无法摆脱笨重、体积大、能耗多的困境。
本实用新型的目的则是针对上述存在的问题，设计了一种小功率(5W～25W)，高可靠性的调频调宽式开关稳压电源。交流220V输入，多路低压直流输出，可作各类智能仪表配套电源，亦可作为功率相应的微型计算机电源。
本实用新型技术解决方案输入电路输出端经电容器C4(节点2－2)与主电路连接，主电路输出端经高频变换器B1次级(节点3－3)与输出电路连接，输出电路输出端(＋5VDC)直接与控制回路连接，控制电路输出端经驱动器BG3集电极与主电路高压开关管BG1基极相连。
本实用新型的优点是具有耗能少，重量轻、体积小；主电路采用单端反激式逆变器，与推换式、全桥式、半桥式开关电源电路相比，具有线路简单，元器件少，并且不存在晶体管“共态导通”和高频变换器的“偏磁”等问题；因大功率开关管工作环境为40～45℃，其散热片温65℃左右，从而大大提高了电源的可靠性。
图1是本实用新型电路原理图。
下面结合该图作进一步描述整机主要包含四大部分，即由输入电路、主电路、输出电路、控制电路所组成。
输入电路由电网滤波器、高压整流器、浪涌抑制及高压滤波器组成。电网滤波器由高频电感、电容搭成，它是个低通滤波器，可实现电网与开关电源间的双向滤波。设置此环节的主要目的是抑制开关电源对电对交流电网的噪声干扰。
主电路主电路的核心器件是大功率高压开关管BG1和高频变换器B1。其任务是将输入电路送来的直流高压信号调制成30KHZ左右的矩形波信号，并经高频变换器B1隔离送至输出端。
输出电路输出电路对主电路送来的30KHZ左右的矩形波信号进行高频整流和平滑滤波，向负载提供所需直流电压。
控制电路由电压比较放大器、光电隔离耦合器、驱动器组成。比较放大器将开关电源输出端的反馈电压与基准电压值进行比较和放大，又经光电耦合送至驱动器，改变驱动电路的等内阻，进而改变主电路输出矩形波信号的脉宽和频率，控制开关电源输出电压的大小，实现稳压。
交流220V、50HZ电源进入后，经电网滤波器除去高频噪声，进行高压整流和高压滤波，得到310V左右的直流电压，经高频变换器B1初级绕阻N1加到BG1集电极，并通过R1使BG1的基、射极间得到正向偏置电压，于是BG1开始导通。BG1集电极电流流经绕组N1，那么在其次级N2－N8各绕组中将立即产生感应电势。其中N2是自激振荡的激励绕组，它的感应电势eN2方向是驱使BG1更加导通，即使BG1基极电流ib1增加，则其集电极电流iC1亦随之增加，iC1的增加又使eN2增大，这一正反馈雪崩过程将使BG1由截止状态迅速变为饱和状态。
高频变换器是工作在线性区的即各绕组的电感量恒定，所以在BG1饱和导通时，其集电极电流iC1是线性增加的，故各绕组的感应电势e＝L (dic)/(dt) 恒定。因为eN2在BG1饱和导通期间基本不变，故ib1基本恒定，而iC1线性上升，直至iC1＝βib1为止。此时由于iC1不再变化，B1铁芯内磁通也不再变化，故各绕组感应电势将要回零。而感应电势eN2的下降，将使ib1下降，iC1随之下降，B1铁芯内磁通量减少，所以各次级绕组感应电势的极性反向，反向的eN2进一步驱使ib1迅速下降，iC1随之迅速下降，这一与前相反的雪崩过程使BG1迅速截止。截止期间，B1通过负载释放能量，直至放完为止，完成一个振荡周期。这时R1又使BG1开始导通，开始了第二个周期。周而复始。在一定负载下，可获与之对应的稳定的振荡频率。
在BG1导通期间，N4－N8各绕感应电势的方向使二极管D4－D8反偏，所以绕组内无电流流过，能量储存在B1中。BG1截止期间，N4－N8各绕组感应电势反向，二极管D4－D8导通，上半周储存的能量经输出电路供给负载。故称该电路为一种单端反激变换器式。
BG1射极电阻R2(R2′＋R2″＋R2′″)是一个非常重要的参数，在电路其它参数不变的情况下，改变R2可以在一定范围内调整振荡频率和BG1集电极电流iC1，对于抑制纹波和提高电源对不同负载的适应能力有明显好处。所以本实用新型将R2分介成R2′R2″、R2′″三个电阻，其中R2″、R2′″两端留有短接口，可方便地短路或串入BG1射极。
B1兼有能量转换、储存和变压的功能，还起到高、低压的隔离作用，是一个重要的组成部份。
比较放大器的功能相当于一个基准电压和一个运算放大器。若输出电压偏高，则其反馈电压与基准电压比较，得到正的误差电压，此误差电压经运放放大后，使流过发光二极管电流增大，故其光强度增大，使光电三极管输出电流增大，进而使BG2、BG3组成的NPN型复合驱动器导通更甚，迫使大功率开关管BG1基极电流ib1减小，BG1集电极电流iC1随之减小，故在BG1导通期间储存于B1中的磁能减小，故使输出电压减小，上述负反馈过程保证了开关电源输出电压的稳定性。
输出电路设五路低压输出，其中专门设置了＋24V输出电路，其目的是使夲电源不仅满足智能仪器本身用电需要，而且可满足智能仪器对生产过程现场传感器供电的要求。
权利要求1.一种由输入电路、主电路、输出电路、控制电路组成的调频调宽式开关稳压电源，其特征是输入电路经节点[2]与主电路连接，主电路射极电阻R2″和R2″′两端留有短接口，主电路输出端经节点[3]与输出电路连接，输出电路经节点[4]与控制电路输入端连接，控制电路输出端经节点[1]与主电路连接。
专利摘要调频调宽式开关稳压电源由输入电路、主电路、输出电路、控制电路组成。交流220V输入，多路低压直流输出，可作各类智能仪表配套电源，亦可作为功率相应的微型计算机电源。
文档编号G05F1/56GK2066165SQ89205158
公开日1990年11月21日 申请日期1989年6月14日 优先权日1989年6月14日
发明者范道信, 江宁, 李亚滨, 江群 申请人:范遵信, 江宁, 李亚滨, 江群