一种高精度大量程正负电源的制作方法

文档序号:7426946
专利名称:一种高精度大量程正负电源的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种高精度电源装置,具体地说是一种高精度大量程正负电源。
背景技术
LM317/LM337是应用最为广泛的电源集成电路之一,它不仅具有固定式三端稳压 电路的最简单形式,又具备输出电压可调的特点,其中LM317用于正电压,LM337用于负 电压。此外,还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点。其主要性能 参数如下输出电压1.25-37V DC;输出电流5mA_l. 5A ;芯片内部具有过热、过流、短路 保护电路;最大输入-输出电压差40V DC,最小输入-输出电压差3V DC;使用环境温 度-10-+85°C。 由于输出端(2脚)与调节输入端(3脚)之间的电压保持在1. 25V,调整接在输出 端与地之间的分压电阻Rl和R2来改变ADJ端的电位,可以达到调节输出电压的目的。 如图1所示,Rl两端的1. 25V恒定电压产生的恒定电流流过Rl和R2,在R2上产 生的电压加到ADJ端。此时,输出电压Vo取决于Rl和R2的比值,当R2阻值增大时,输出 电压升高,即Vo = 1. 25 [ (Rl+R2) /Rl]。 如图2所示,改变Rl和R2的比值可使输出电压在1. 25-37V之间连续可变。其中 Dl和D2的作用是当输出短路时,C2上的电压被D1泄放掉,从而达到反偏保护的目的。此 外,当输入短路时,C3等元件上储存的电压会通过D2泄放,用于防止内部调整管反偏。C2 用以提高IC的纹波抑制能力。C3用以改善IC的瞬态响应。Cl用于输入整流滤波。在大 电流输出时,IC会因温升过高而截止,必须加适当面积的散热器。R2应选用线性的电位器。 为了获得大量程的电源,其电路设置通常如图3所示,电路由四块LM317组成,四 组输出电势只通过R2进行调节。调节R2, IC4的输出电势在1. 25-30V之间连续可变,同 时,与之串联的IC1-IC3的输出电势也随之改变,从而得到1. 25-120V间的四组直流稳定电 压。 然而上述电路设计复杂,成本高,同时电压值的变化范围还不够大,不能满足实际需要。

实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述电源电路的不足,提供一种电路简单、成本低、具 有正负电压的高精度大量程电源装置。 为实现本发明目的,本实用新型采用如下技术方案 —种高精度大量程正负电源,包括变压器、整流模块、滤波模块、电压调整模块、 LM317模块、LM337模块、在所述LM317和LM337模块外接基准提升模块。 所述电源还包括过压保护模块和过流保护模块。所述电压调整模块主要部分是一 个高反压场效应晶体管。所述基准提升模块包括用于所述LM317模块输入电压提升的正基 准提升模块,和用于所述LM337模块输入电压提升的负基准提升模块。
3[0012] 本实用新型的有益效果在于电路简单、成本低、具有正负电压,且电压变化范围大。

图1是LM317应用电路图; 图2是采用LM317制作简易电源的设计电路图; 图3是采用LM317制作宽量程电源的设计电路图; 图4是本实用新型具体实施方式
的原理框图; 图5是本实用新型具体实施方式
的电路设计图。
具体实施方式现结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步说明。 如图1、2、3所示,是LM317具体应用的设计电路图,这里不再一一赘述。 如图4所示是本实用新型具体实施方式
的原理框图,包括变压器、正电压整流、负
电压整流、滤波、正电压调整、负电压调整、过流保护、过压保护、317稳压、正基准提升、337
稳压、负基准提升和电压输出前的滤波。 经过变压器整流和滤波后得到的直流高压电源,电压值不稳定,随交流电压的波 动或负载的变化而变化。高压正电源部分通过本实用新型具体实施方式
所示的改进型317 稳压模块后获得稳定的直流正高压输出。对称地,高压负电源部分通过本实用新型具体实 施方式所示的改进型337稳压模块后获得稳定的直流负高压输出。由于采用的是线性电 源,因此输出纹波低于5mV,精度很高,适用于精密仪器要求的高压精密直流稳压正负对称 电源。 改进型317稳压模块由317稳压、正基准电压提升、过流保护、过压保护、正电压调 整以及滤波电路构成。由于普通的317稳压电源内部电压基准仅1. 2V,输入电压因此限制 在40V以下,通过外接电压基准提升电路,可使317稳压电源的输入电压提升到几百伏甚至 上千伏。又由于317稳压电源的输入引脚和输出引脚之间的极限电压差低于40V,因此不 稳定的整流滤波输入电压与稳定的输出电压之间的电压差大部分由正电压调整电路承担。 该电路主要部分是一个高反压场效应晶体管(FET, field effect transistor场效应晶体 管),过压保护电路检测317稳压电源的输入输出电压差,通过调节电流控制高反压场效应 晶体管栅极电压,从而维持317稳压电源的输入引脚和输出引脚之间的电压差低于20V。另 外,当稳压电源短路时,过压保护电路会迅速关闭高反压场效应晶体管,起到保护电源电路 的作用。图4中的过流保护电路可以设置最大输出电流,当负载超过要求时,电流限制输 出,保护了外部电路。 高压负电源部分工作原理类似。 如图5所示是本实用新型具体实施方式
的电路设计图。J13为经过普通变压器得 到的可调的交流电压,但不稳定。Bl为整流滤波单元,输出直流电压。正电源部分R141为 PTC电阻(保险丝电阻),起限流保护作用。C129为滤波电容。 由W6、 R115、 Z8、 LM317、 R118、 R120、 R116、 D20、 C124等组成的正基准电压提 升电路,采用了 6.9V的基准电压源。317的2、1引脚间电压差为1.25V,l脚输出的电流为0. lmA,所以流经Z8的电流为1. 25V/1. 5K Q +0. 1mA = 0. 93mA,流经R116的电流 (1. 25V+6. 9V)/1. 5KQ = 5. 43mA,因此流过电阻R115的电流0. 93mA+5. 43mA = 6. 36mA。 R116禾口 R115间的电压降最小为24KQ*6. 36mA = 152. 6V,最大为(5K Q+24K Q ) *6. 36mA = 184. 4V,所以317的1引脚的电压为159. 5 191.3V, LM317的引脚3输入电压可提升到 200V。 由R134、R130、C130、R131、T18、Z10、C128等组成的正电压调整电路,其中T18是 一种N沟道高反压场效应晶体管,当整流滤波后的电压超过200V时,电压降落到T18的漏 极和源极,从而保护317,电路中T18需安装散热器。 T16、T17、C126、R123、Z9构成过压保护电路。当A点减去B点的电压差过大时,会 损坏317。这时过压保护电路通过T16、 T17、 Z9导通,降低T18栅极和源极间的电压,增大 T18的导通电阻,降低工作电流。特别是当B点发生短路时,T18关闭,工作电流为零,从而 有效保护317。 AB点产生保护的电压差计算公式是T16压差0. 7V+T17击穿电压4. 5V+Z9 击穿电压6. 2V = 11. 4V。 R121是过流保护电阻。适当地设计电阻值,图中保护电流为(11.4V-3V)/56Q = 150mA,当电流超出时,AB点压差启动过压保护电路保,限制电流输出。 负电源原理类似,在此不再分析。 调整怖和W5可获得正负对称的电源,图5中电压调整值为± 162 ± 194V。 要得到更高的电压,可根据以上原理计算基准电压提升电路相关的值,并提高变 压器的输出电压。 上述说明只是该实用新型的具体实施方式
,其不对实用新型的实质内容构成限 制,所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对上述的具体实施方式
作修改或 变形,而不背离实用新型的实质和范围。
权利要求一种高精度大量程正负电源,包括变压器、整流模块、滤波模块、电压调整模块、LM317模块、LM337模块、其特征在于,在所述LM317和LM337模块外接基准提升模块。
2. 根据权利要求1所述的电源,其特征在于,所述电源还包括过压保护模块和过流保 护模块。
3. 根据权利要求1所述的电源,其特征在于,所述电压调整模块主要部分是一个高反 压场效应晶体管。
4. 根据权利要求1所述的电源,其特征在于,所述基准提升模块包括用于所述LM317模 块输入电压提升的正基准提升模块,和用于所述LM337模块输入电压提升的负基准提升模 块。
专利摘要本实用新型一种高精度大量程正负电源,包括变压器、整流模块、滤波模块、电压调整模块、LM317模块、LM337模块、在所述LM317和LM337模块外接基准提升模块,所述基准提升模块包括用于所述LM317模块输入电压提升的正基准提升模块,和用于所述LM337模块输入电压提升的负基准提升模块。本实用新型电路简单、成本低、具有正负电压,且电压变化范围大。
文档编号H02M7/02GK201479023SQ200920175589
公开日2010年5月19日 申请日期2009年8月24日 优先权日2009年8月24日
发明者罗先照, 胡志强 申请人:苏州海兹思纳米科技有限公司
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