专利名称:负反馈调宽稳压式直流升压调压器的制作方法
本实用新型属于一种直流－可调直流变换器，其输出电压可以从零开始均匀调节至设计额定值，它特别适用于干电池供电的设备中，例如在电子器件特性试验和电机、电器高压泄漏试验中，它可作为便携式可调高压直流电源。
在已有技术中，直流升压调压器一般由电压调压器，变换器、整流滤波器、电源组成，例如由人民邮电出版社出版的《电子电路集》第二集在57页登载一种电路，名称为22～30V变到0～1200V的直流可调变换器，其中电压调节器由前置串联式的稳压电路和电位器构成，稳压电路对电源进行稳压，电位器与稳压电路并联；变换器采用强电控制，就是用调节它的电源来控制其输出电压的幅度，然后通过整流滤波器后输出一个所需的直流电压。这种类型的调压器其电源效率比较低，这是因为它的功耗较大，特别是在输出电压调至较低时，电源的功率基本上全部损耗在电压调节器上，它的空载损耗也比较大，这些都不适用于干电池供电的设备中，另外，它的稳压、变换、调压部分是分离的，因此结构也比较复杂。
本发明的目的是提供一种输出电压不论调至何值，都具有较高的电源效率、空载损耗较低、宜于用干电池供电、结构简单的直流升压调压器。
下面根据附图详细说明。
图1直流升压调压器的方框图。
图2直流升压调压器的电路图。
图3振荡器(2)输出的波形图。
图4波形变换激励级(3)输出的波形图图5空载时功率输出级(4)输出的波形图图6轻载时，功率输出级(4)输出的波形图图7重载时，功率输出级(4)输出的波形图。
参见图1、图2、本发明由电压调节器(1)、一个其振荡强度由基极控制的晶体管变压器耦合正弦波振荡器(2)，一个波形变换激励级(3)，一个功率输出级(4)，串联电压负反馈网络(6)、整流滤波器(5)、电源(7)构成。其中电压调节器(1)由电位器(9)和一个基准电压源并联构成，基准电压源由稳压管(8)构成；振荡器(2)主要由晶体管(18)和振荡变压器(19)构成，其振荡频率取决于槽路电感量和电容(20)，其输出幅度取决于晶体管(18)的基极输入控制电压；波形变换激励级(3)由脉冲变压器(10)和有死区特性的推携放大器(11)构成；功率输出级(4)由功率输出变压器(13)和一个有死区特性的变压器耦合推挽功率放大器(12)构成；本发明的变换器由上述的振荡器(2)，波形变换激励级(3)及功率输出级(4)组成；在变换器的输入端和输出端之间接入一个由全波整流器(14)，电阻(15)(16)、电容(17)、反馈绕组(21)构成的串联电压负反馈网络(6)；功率输出级输出的部分电压通过反馈绕组取出后，经全波整流滤波，成为反馈信号加至变换器的输入端，即加到晶体管(18)的基级；电源(7)为干电池。
由于串联电压负反馈网络的接入，变换器输入端控制电压Ui＝Uk－Uf，式中Uk为电压调节器输出的电压，Uf为反馈电压，当Ui输入变换器后，振荡器(2)将产生正弦波振荡，其输出幅度由Ui控制，其输出波形如图3所示，图中两个横虚线之间为推携放大器(11)的死区(截止区)，如果Ui的峰值调至小于放大器(11)的死区电压，则变换器输出为零，当Ui的峰值调至大于放大器(11)的死区电压时，激励管T1开始导通，导通时间t1取决于输入放大器(11)的正弦波与其死区电压的交点，参看图4，放大器(11)输出的波形近似按正弦规律变化，到t2时刻T1截止，这时脉冲变压器(10)的磁感应强度和磁化电流下降导致产生反冲，造成了同上半波基本相同的下半波，到t3时刻晶体管T2导通……如此循环，产生的变换波形如图4所示，这个波形的基波频率和输入正弦波相同，其相位有一超前分量，在波形的上部叠加有高次谐波分量，它的幅度随输入电压的幅度变化，图中的横虚线为功率输出放大器(12)的死区电压，这个波形将和功率输出放大器(12)的死区电压相互作用，使输出级(4)输出的脉冲折合宽度可变。
在调节器输出电压Uk一定时，随着负载的变化，变压器系统可以自动调节功率输出级(4)输出电压的脉冲宽度，用这种自动调宽的方法降低调压器的空载损耗。由于反馈电路中滤波电容(17)的存在，Uf反映了输出电压的峰值，空载时Uf较高，Ui＝Uk－Uf较小，使波形变换激励级(3)输出波形的幅度较低，它与功率输出级(4)的死区电压相交于波形上部，使功率输出级(4)输出电压的脉冲折合宽度很窄，参见图5，同时输出波形中谐波占主要成份，二者均使输出变压器(13)的激磁电流减小，功耗降低；当负载增加时Uf下降、Ui较高，其交线部位下移，功率输出级(4)输出电压的脉冲折合宽度增大，以保持输出电压的稳定。参见图6、图7，它们分别是轻负载和重负载时，功率输出级输出的波形。由此可见，在Uk一定时，随着负载的变化，系统本身靠自动调节变换器输出级输出的脉冲宽度，以达到降低其空载损耗的目的。
本发明系统是采用弱电控制，即输出电压的幅度是靠控制振荡器(2)中的晶体管(18)的基极输入端电压来实现的，无论控制电压Uk调至何值，其功率损耗都是很低的，因此具有较高的电源效率。
本发明的调压、变换、稳压在一个环节上实现并且具有较好的稳压特性，其结构简单，输出电压可在宽范围内均匀调节。
权利要求
1.一种包括电源(7)、电压调节器(1)、变换器、整流滤波器(5)构成的直流升压调压器，其特征是a、所述的电压调节器由一个电位器(9)与基准电压源并联构成，基准电压源由稳压管(8)构成，b、所述变换器由一个其振荡强度由基极控制的晶体管变压器耦合正弦波振荡器(2)、一个波形变换激励级(3)和一个功率输出级(4)组成，波形变换激励级(3)由脉冲变压器(10)和有死区特性的推携放大器(11)组成，功率输出级由一个有死区特性的变压器耦合推挽功率放大器(12)和功率输出变压器(13)组成，c、在变换器输入端和输出端之间有一个由全波整流器(14)、电阻(15)(16)、电容(17)、反馈绕组(21)构成的串联电压负反馈网络(6)。
专利摘要
本实用新型属于一种直流—可调直流变换器，它由电源、电压调节器、变换器、整流滤波器构成，电压调节器由一个电位器与基准电压源并联构成，变换器由一个振荡器、一个波形变换激励级、和一个功率输出级组成，在变换器的输入端和输出端之间接入一个串联电压负反馈网络。本系统采用弱电控制，无论输出电压调至何值，均有较高的电源效率，它能自动调节变换器输出波形的脉冲折合宽度，使其空载换耗降低。
文档编号H02M3/24GK86205683SQ86205683
公开日1987年9月16日 申请日期1986年8月11日
发明者单觉初 申请人:单觉初导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan