专利名称：工频线性电源预稳控制电路的制作方法
技术领域：
本发明创造属于工频线性电源领域，具体涉及工频线性电源预稳控制电路。
背景技术：
现有的工频线性电源如图1，市电AC220V经变压器隔离降压成30V后经功率调整管Q5接到电源输出端。功率调整管Q5的压降Uce为电源输入电压与电源输出电压之差，因此在输出电流IO额定不变的情况下，如果根据实际需要来调低电源输出电压，功率调整管Q5的压降Uce就会增大，管耗随之增加，造成功率调整管Q5必须采用大功率管并带来散热问题，影响了广品可靠性和整机效率。
发明内容
本发明创造的目的是解决由电源输出电压被调低带来的功率调整管Q5管耗过度增加的问题。为此给出工频线性电源预稳控制电路，包括接在电源输入端的变压器，变压器原边输入交流电，副边获得电压后经功率调整管接到电源输出端，其特征是，包括从电源输出端取样的开关电路，变压器副边具有由开关电路控制接通和断开的线圈，电源输出电压越高则开关电路通过接通和断开所述线圈来让变压器副边提供越高的输入电压。开关电路取样电源输出电压进行反馈当电源输出电压上升时，开关电路提高变压器副边提供的输入电压，当电源输出电压下降时，开关电路降低变压器副边提供的输入电压。输入电压跟随电源输出电压上升和下降，避免了功率调整管压降过度增大，也就避免了管耗过度增加，从而提高了产品的可靠性和整机效率。
图1是现有的工频线性电源的电路图。图2是预稳控制电路用于工频线性电源的电路图。图3是开关电路的电路图。
具体实施例方式工频线性电源如图2。变压器原边输入市电AC220V。变压器副边线圈包括基础段P4-P5和4个叠加段。基础段P4-P5获得IlV电压；第I个叠加段P3-P4获得3V电压，第2个叠加段P5-P6获得6V电压，第3个叠加段P7-P8获得12V电压，第4个叠加段P9-P10获得24V电压，即对于全部4个叠加段，均有第k+Ι个叠加段获得的电压为第k个叠加段的两倍。开关电路通过4个继电器分别实现对4个叠加段的接通和断开，其中，继电器RLYl负责接通第I个叠加段P3-P4，继电器RLY2负责接通第2个叠加段P5-P6，继电器RLY3负责接通第3个叠加段P7-P8，继电器RLY4负责接通第4个叠加段P9-P10。为了方便理解，4个继电器RLY1、RLY2、RLY3、RLY4在图2中只画出触点处的连接，而它们的控制部分则画在图3中。开关电路具有4个开关依次对应4个叠加段，目的是通过4个开关分别接通和断开4个叠加段让变压器副边提供由低至高24=16种输入电压；电源输出电压由低至高分为24=16个区间，电源输出电压处于电压值越高的区间则开关电路让变压器副边提供越高的输入电压。在下文的详细叙述中，读者将发现在开关电路中，把上述16种输入电压和电源输出电压的电压值区间表示为4位二进制数0000 1111(相当于十进制数O 15)的个位、十位、百位、千位的功能将分别由第1、2、3、4个开关实现。在初始状态下，变压器副边如图2所示，仅基础段P4-P5接通，而4个叠加段均未接通，此状态记为二进制数0000，故变压器副边提供IIV输入电压，此时电源输出端OUT+、OUT-有相应电压输出。以此时电源输出电压为基准O。然后调高电源输出电压达至(与基准O相比，下同)为4V。开关电路从电源输出端取样，具体请看图3，第I个开关包括比较器U1，比较器Ul输入-端通过由电阻R25、R26、R27组成的分压电路接到电源输出端OUT-。电源输出电压(即OUT+和OUT-之间的压差)上升4V，则OUT-相对地下降4V，此时比较器Ul输入-端电压随之降低，比较器Ul的输出就由低电平翻转为高电平，开关管Ql因而导通使继电器RLYl得电，图2中继电器RLYl就转接至常开触点2从而接通第I个叠加段P3-P4，此状态记为二进制数0001，此时变压器副边提供的输入电压在原IlV的基础上增加了 3V为14V，可见输入电压跟随电源输出电压上升，使得功率调整管Q5压降Uce变化不大。继续调高电源输出电压至8V。请看图3，第2个开关包括比较器U2，比较器U2输入端通过由电阻R20、R21组成的分压电路接到电源输出端OUT-。OUT-相对地下降8V，比较器U2的输出就由低电平翻转为高电平，开关管Q2因而导通使继电器RLY2得电。开关管Q2导通也使得并联在电阻R25旁边的开关管Q6因输入端为低电平而被开通，电阻R25就被开关管Q6短路，第I个开关中的比较器Ul的输入-端随之被拉高，第I个开关就被触发恢复到初始状态(表示为二进制数个位归0)，比较器Ul的输出就由高电平翻转为低电平，开关管Ql因而截止使继电器RLYl失电。可见，第2个开关切换触发了第I个开关反向切换，具体地，第2个开关开通开关管Q6，籍此通过对电阻R25进行短路来实现对第I个开关的触发。继电器RLY2得电接通第2个叠加段P5-P6，继电器RLYl失电断开第I个叠加段P3-P4，此状态记为二进制数0010，此时变压器副边提供的输入电压为11V+6V=17V。当电源输出电压被反过来调低至低于8V时，电路动作过程则相反，届时第2个开关将关断开关管Q6，籍此通过对电阻R25解除短路来实现对第I个开关的触发。继续调高电源输出电压至12V，此时比较器Ul输入-端电压随之降低，比较器Ul的输出就由低电平翻转为高电平，通过开关管Ql使继电器RLYl得电从而接通第I个叠加段P3-P4，此状态记为二进制数0011，此时变压器副边提供的输入电压为11V+6V+3V=20V。继续调高电源输出电压至16V。请看图3，第3个开关包括比较器U3，第I 2个开关的输入端经2号开关管Q7连接第3个开关的输入端和电源输出端0UT-,在2号开关管Q7旁边并联有16V的2号稳压管ZD2。OUT-相对地下降16V，比较器U3的输出就由低电平翻转为高电平，开关管Q3因而导通使继电器RLY3得电。比较器的U3的输出由低电平翻转为高电平也使得2号开关管Q7由开通转为关断，此时2号稳压管ZD2发挥稳压作用，其阴极电压高于阳极16V从而让第I 2个开关被触发恢复到初始状态(表示为二进制数个位、十位归O)。可见，第3个开关切换触发了第I 2个开关反向切换，具体地，第3个开关通过对2号开关管进行关断以及2号稳压管在2号开关管关断时的稳压作用来实现对第I 2个开关的触发。继电器RLY3得电接通第3个叠加段P7-P8，继电器RLY2失电断开第2个叠加段P5-P6，继电器RLYl失电断开第I个叠加段P3-P4，此状态记为二进制数0100，此时变压器副边提供的输入电压为11V+12V=23V。当电源输出电压被反过来调低至低于16V时，电路动作过程则相反，届时第3个开关将通过对2号开关管进行开通来实现对第I 2个开关的触发。继续调高电源输出电压至20V。OUT-相对地下降20V，比较器Ul的输出就由低电平翻转为高电平，开关管Ql因而导通使继电器RLYl得电接通第I个叠加段P3-P4，此状态记为二进制数0101，此时变压器副边提供的输入电压为11V+12V+3V=26V。继续调高电源输出电压至24V。OUT-相对地下降24V，比较器U2的输出就由低电平翻转为高电平，开关管Q2因而导通使继电器RLY2得电。开关管Q2导通也使得开关管Q6被开通，电阻R25就被开关管Q6短路，第I个开关就被触发恢复到初始状态，比较器Ul的 输出就由高电平翻转为低电平，开关管Ql因而截止使继电器RLYl失电。继电器RLY2得电接通第2个叠加段P5-P6，继电器RLYl失电断开第I个叠加段P3-P4，此状态记为二进制数0110，此时变压器副边提供的输入电压为11V+12V+6V=29V。继续调高电源输出电压至28V。此时比较器Ul输入-端电压随之降低，比较器Ul的输出就由低电平翻转为高电平，通过开关管Ql使继电器RLYl得电从而接通第I个叠加段P3-P4，此状态记为二进制数0111，此时变压器副边提供的输入电压为11V+12V+6V+3V=32V。继续调高电源输出电压至32V。请看图3，第4个开关包括比较器U4，第I 3个开关的输入端经3号开关管Q8连接第4个开关的输入端和电源输出端0UT-,在3号开关管Q8旁边并联有32V的3号稳压管ZD3。OUT-相对地下降32V，比较器U4输出就由低电平翻转为高电平，开关管Q4因而导通使继电器RLY4得电。比较器的U4输出由低电平翻转为高电平也使得3号开关管Q8由开通转为关断，此时3号稳压管ZD3阴极电压高于阳极32V从而让第I 3个开关被触发恢复到初始状态(表示为二进制数个位、十位、百位归O)。可见，第4个开关切换触发了第I 3个开关反向切换，具体地，第4个开关通过对3号开关管进行关断以及3号稳压管在3号开关管关断时的稳压作用来实现对第I 3个开关的触发。继电器RLY4得电接通第4个叠加段P9-P10，继电器RLY3失电断开第3个叠加段P7-P8，继电器RLY2失电断开第2个叠加段P5-P6，继电器RLYl失电断开第I个叠加段P3-P4，此状态记为二进制数1000，此时变压器副边提供的输入电压为11V+24V=35V。当电源输出电压被反过来调低至低于32V时，电路动作过程则相反，届时第4个开关将通过对3号开关管进行开通来实现对第I 3个开关的触发。然后继续调高电源输出电压，依次进入二进制数1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111的状态，它们与上述依次进入二进制数0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111
的状态电路动作基本相同，仅第4个开关状态不同，故此处不赘述。当电源输出电压被反过来调低时，电路动作过程则相反，此处不赘述。本实施例因为对于全部4个叠加段，均有 第k+Ι个叠加段获得的电压为第k个叠加段的两倍，使得每跨越一个二进制数状态，输入电压就变化3V，而且电源输出电压的24=16个区间长度相等，每个区间长度均为4V，所以电源输出电压每变化4V，输入电压就变化3V，电压跟随得非常精细准确。
权利要求
1.工频线性电源预稳控制电路，包括接在电源输入端的变压器，变压器原边输入交流电，副边获得电压后经功率调整管接到电源输出端，其特征是，包括从电源输出端取样的开关电路，变压器副边具有由开关电路控制接通和断开的线圈，电源输出电压越高则开关电路通过接通和断开所述线圈来让变压器副边提供越高的输入电压。
2.根据权利要求1所述的工频线性电源预稳控制电路，其特征是变压器副边线圈包括基础段和N个叠加段，N为正整数，开关电路具有N个开关依次对应N个叠加段，通过N个开关分别接通和断开N个叠加段可让变压器副边提供由低至高2N种输入电压；电源输出电压由低至高分为2Nf区间，电源输出电压处于电压值越高的区间则开关电路让变压器副边提供越闻的输入电压。
3.根据权利要求2所述的工频线性电源预稳控制电路，其特征是，N>1。
4.根据权利要求3所述的工频线性电源预稳控制电路，其特征是 对于全部N个叠加段，均有第k+Ι个叠加段获得的电压为第k个叠加段的两倍； 电源输出电压的2N个区间长度相等。
5.根据权利要求3所述的工频线性电源预稳控制电路，其特征是，开关电路具体地，第n+1个开关切换触发第I η个开关反向切换。
6.根据权利要求5所述的工频线性电源预稳控制电路，其特征是，在η=1的情况下，开关电路具体地采用如下分压电阻短路结构第I个开关包括比较器U1，比较器Ul输入端通过分压电路接到电源输出端；第2个开关通过对分压电路中的一部分电阻R25进行短路和解除短路来实现对第I个开关的触发。
7.根据权利要求6所述的工频线性电源预稳控制电路，其特征是，分压电阻短路结构更具体地，在电阻R25旁边并联有开关管Q6，第2个开关开通和关断开关管Q6从而对电阻R25进行短路和解除短路。
8.根据权利要求5所述的工频线性电源预稳控制电路，其特征是，开关电路具体地采用如下关断稳压-开通结构包括η号开关管，第I η个开关的输入端经η号开关管连接第n+1个开关的输入端和电源输出端，在η号开关管旁边并联有η号稳压管，第n+1个开关通过对η号开关管进行开通和关断以及η号稳压管在η号开关管关断时的稳压作用来实现对第I η个开关的触发。
9.根据权利要求8所述的工频线性电源预稳控制电路，其特征是，在η>1的情况下，开关电路采用所述的关断稳压-开通结构。
10.根据权利要求2或3所述的工频线性电源预稳控制电路，其特征是，开关电路通过继电器来实现对叠加段的接通和断开。
全文摘要
本发明创造属于工频线性电源领域，具体涉及工频线性电源预稳控制电路，其包括接在电源输入端的变压器，变压器原边输入交流电，副边获得电压后经功率调整管接到电源输出端，包括从电源输出端取样的开关电路，变压器副边具有由开关电路控制接通和断开的线圈，电源输出电压越高则开关电路通过接通和断开所述线圈来让变压器副边提供越高的输入电压。开关电路取样电源输出电压进行反馈当电源输出电压上升时，开关电路提高变压器副边提供的输入电压，当电源输出电压下降时，开关电路降低变压器副边提供的输入电压。输入电压跟随电源输出电压上升和下降，避免了功率调整管压降过度增大，也就避免了管耗过度增加，从而提高了产品的可靠性和整机效率。
文档编号H02M5/34GK103001510SQ20121042335
公开日2013年3月27日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者洪水保 申请人:广东易事特电源股份有限公司