专利名称：高效率可调式线性电源的直流供电系统的制作方法
技术领域：
采用自动跟踪技术的高效率可调式线性电源的效率可以超过低压开关电源，但为 了最大限度地提升效率，供电必需采用高压开关电源，而开关电源主绕组全程输出，又使辅 助和控制绕组的电压产生很大变化，对整机正常工作和品质产生影响，本发明采用分别供 电的方法，从而使高效率可调式线性电源能够稳定工作，该技术属电源电子技术领域。
背景技术：
目前直流稳定电源的高压隔离供电部分，普遍采用两种方式工频变压器和高压 开关电源。工频变压器在纹波和噪声方面优于开关电源，但存在体积大、笨重、效率低、消耗 有色金属、次级电压不可调等很多弊病。高压开关电源具有体积小、重量轻、效率高等很多 优点，是未来高压隔离供电的发展方向.可调式直流稳压电源是现今最重要也是各项技术指标最高的直流稳压电源，由于 一些技术条件的制约不能采用开关电源，可调式直流稳压电源的高压隔离供电普遍采用工 频变压器，因此很多技术指标尤其是效率指标低下，这在能源匮乏的今天，尤其显得重要而 急需解决。高效率可调式线性电源如果能和高效率开关电源结合，则可调式直流稳压电源的 效率将产生革命性的提高，整机效率可超过75%，甚至可达到80%。高效率可调式线性电源要能和高效率开关电源可靠地结合并能达到实用，必须解 决以下四个方面的技术难题1)开关电源全程功率调节；2)电磁兼容性；3)在各种输出功率下系统的稳定性；4)直流供电系统。第1)、2)，3)另文专述，本发明解决第4)个问题。
发明内容
当开关电源解决了全程功率调节后，另一个问题是可调式直流稳压电源低压侧 除主电源需要输出电压和电流能分别从零线性地调到最大值外，还有一些负载都是固定输 出的辅助和控制电源，从开关电源的能量转换原理和控制机理可知，开关电源只能有一个 反馈控制稳压端，当该反馈端用于主电源而主电源作全程变化时，其它辅助和控制电源电 压会有难以克服的、不可知的大幅度变动(原因是可调式直流稳压电源输出电压电流差异 很大、大部分有多路主电源而输出功率各异和开关电源变压器的绕制和磁芯参数不完全一 样等)，这不但给电源的设计带来困难和品质受到影响，甚至有可能使系统崩溃，尤其是在 高效率可调式线性电源里。为了最大限度地提高效率，反馈控制只能用于电源调整管输出 输入电压自动跟踪，而不能采用反馈强度分配的办法。根据高效率可调式线性电源的跟踪原理，当输出电压改变时，变压器主绕组直流
3电压随之改变，而电源调整管输出输入两端电压小于等于IV，例如，当输出电压在0-50V变 化时，主绕组直流电压必须作1-51V的改变，这种大幅度变化，无论开关电源变压器怎样绕 制，都势必对其它绕组电压产生严重影响，因此，本发明采取高效率可调式线性电源各主输 出电源独立供电的方法是消除这种缺陷、保障其可靠工作的唯一方法，本发明对可调式直流稳压电源的各种输出功率、输出单路、双路或多路都可以很 好实施。本发明的技术实质和有益效果是可调式高效率线性电源和高效率开关电源组合可以最大限度地提升可调式直流 稳压电源的整机效率，从而节约大量能源，而本发明解决了这两者可靠结合必须解决的技 术难题之一，从而使其向现实成功应用跨进了一步。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1、图2、图3是本发明的基本原理框图。图1的供电系统用于单路输出的可调式直流稳压电源，主输出由单独的一个开关 电源供电，其它所有的辅助和控制电源由另一个小功率开关电源供电从而互不影响。图2的供电系统用于双路输出的可调式直流稳压电源，两路主输出用两个独立的 开关电源供电，而两路所有的辅助和控制电源由另一个小功率开关电源供电，因这些负载 大小都变化不大，故合理分配反馈强度各输出电压都可以基本稳定。图3中辅助和控制电源采用工频变压器，因为人类现今技术还没有根本解决开关 电源的电磁兼容性和纹波大的问题，而可调式直流稳压电源使用及其广泛，对其性能要求 各不相同，辅助和控制电源采用开关电源在有些使用条件下不一定符合要求，故而采用小 功率的工频变压器。这种供电方法也可以用于图2中的双路输出。图4是一个完整的、采用高效率线性电源和高效率开关电源组合、并配以本发明 的供电系统构成的具体可实施例，该电路可双路输出电压0-50V，电流0-2A，整机效率可达 75%，为便于说明，省略了过流保护、输出值显示、电子电位器模块调节输出电压、电磁干扰 处理、输出全程调节等单元电路。
具体实施例方式图4中，两路主输出分别由两个完全一样的TOP电源管构成的单端反激式开关电 源作供电电源，而两路主输出所有的辅助和控制电路电源由一个5W的工频变压器供电，如 果显示材料采用液晶显示器或指针表头，则变压器功率只需3W即可。图4中，IC2为普通 的集成三端稳压器，因Vi-Vo = IV，而该稳压器的Vi-Vo》3V才能正常工作，故增设了一组 3V的辅助电源，如果采用低压差集成稳压器，则该组电源可以不用，该图是一个实际的可实 施电路，本说明书主要对本发明说明，更详细的理解可参阅附图2和《高效率线性直流稳定 电源》和《高频开关电源全程功率调节》这两个专利文献。
权利要求
高效率可调式线性电源的直流供电系统是为了使高效率可调式线性电源和高效率开关电源组合而发明的一种直流供电方案，其特征是在高效率可调式线性电源里，主输出稳压电源用一个独立的开关电源供电，所有辅助和控制电源共用一个单独的电源供电。
2.根据权利要求1所述的高效率可调式线性电源的直流供电系统，其特征是输出两 路的高效率可调式线性电源和开关电源组合，其主输出供电电源各用一个单独的开关电 源。
3.根据权利要求1所述的高效率可调式线性电源的直流供电系统，其特征是输出多 路的高效率可调式线性电源和开关电源组合，其主输出供电电源都可以各用一个单独的开 关电源。
4.根据权利要求1所述的高效率可调式线性电源的直流供电系统，其特征是开关电 源根据输出功率的不同和使用需要采用不同的拓扑结构。
全文摘要
高效率可调式线性电源如果采用高效率开关电源供电，则可调式直流稳压电源的效率将产生革命性的提高，整机效率可以超过75％，而可调式直流稳压电源在进行全程功率调节时，会对共用开关电源的其它绕组电压产生严重影响，致使采用这种方式的可调式直流稳压电源不能正常工作，本发明《高效率可调式线性电源的直流供电系统》使用每一路主输出稳压电源各用一个独立的开关电源供电，所有辅助和控制电源共用一个单独的电源供电，从而有效地使高效率可调式线性电源和高效率开关电源成功组合。
文档编号H02M3/335GK101854123SQ200910061338
公开日2010年10月6日 申请日期2009年3月30日 优先权日2009年3月30日
发明者程杰保, 程馨如 申请人:武汉市创佳源电子有限公司