专利名称：稳压电源延时充电式无级高位跟踪系统的制作方法
技术领域：
稳压电源延时充电式无级高位跟踪系统
(-M支术领域本实用新型涉及电子技术领域，属于电源类产品，是一 种稳压电源延时充电式无级高位跟踪系统。
背景技术：
当前，对于直流稳压、稳流电源的开发，效率高、输 出电压紋波小始终是电源的两大基本要求。
目前，具有效率高、重量轻、体积小、携带1^更利等优点的开关电源， 迎合了当今市场的需求，成为直流电源类的主流产品，但是其输出电压紋 波大、不易检修等缺点使得很多对电源要求较高或用于实验教学、实验测 量等场合的电子部件不便使用开关电源，而一般的工频式电源，都采用继 电器切换变压器输出抽头的方式，其提高效率的空间极其有限。
(H)发明内容本实用新型的目的是要克服现有电源类产品输出电压 紋波大、效率低，不易4全修等缺点，提供一种稳压电源延时充电式无级 高位跟踪系统。
本实用新型的具体方案是稳压电源延时充电式无级高位跟踪系 统，其特征是具有两个环路共同控制延时开关比较器组成，第一个 环路由全波整流电路、全波信号取样电路、同步方波发生器、延时开 关比较器、可控硅依次连接而成；第二环路由全波整流电路、可控 硅、功率滤波器、输出调整功率管依次连接，并由输出调整功率管的 前端通过差压标准转换电^^与输出调整功率管的尾端一起，控制连接 差压比较兼积分滤波器，再接延时开关比较器反回可控硅。
本实用新型通过控制可控硅开关延时时间的方式，^使功率滤波电 容用无损耗的方式获得不同的充电电压、使稳压电源输出功率管输入 端(集电极)与输出端(发射极)始终保持一个固定的电压差(全程 无级高位跟踪)、最终达到了使稳压电源始终保持较高的效率的目 的。其结构简单、工作可靠。卿
图l是本实用新型的方框原理图； 图2是本实用新型的电路设计原理图； 图3是控制波形变换原理之图一； 图4是控制波形变换原理之图二； 图5是控制波形变换原理之图三；
图6是输出电压较高时的跟踪电压波形变换原理之图一； 图7是输出电压较高时的跟踪电压波形变换原理之图二； 图8是输出电压较低时的跟踪电压波形变换原理之图一； 图9是输出电压较低时的跟踪电压波形变换原理之图二； 图10是假设变压器的输出端为理想电压源时功率滤波电容上的充 电电压波形(E)具体实施方式
参见图l,本实用新型具有两个环路共同控制延时开关比较器组 成，第一个环路由全波整流电路、全波信号取样电路、同步方波发生 器、延时开关比较器、可控硅依次连接而成；第二环路由全波整流电 路、可控硅、功率滤波器、输出调整功率管依次连接，并由输出调整 功率管的前端通过差压标准转换电路与输出调整功率管的尾端一起， 控制连接差压比较兼积分滤波器，再接延时开关比较器反回可控硅。
本实用新型的工作原理参见图1,系统电路由两个环^各共同控制延 时开关比较器，改变可控硅的导通时间，使功率滤波电容获得不同的 最大充电电压。
第一个环路从全波整流开始，通过全波信号取样，比4交器，产生
同步方波；再转换成同步三角波，送到延时开关比较器。
第二个环路也从全波整流开始，通过可控硅、功率滤波，至输出
调整功率管，再由输出调整功率管的a端通过差压标准转换，与输出调 整功率管的c端一起，控制差压比较兼积分滤波器的输出电压。同步三角波与比较兼积分滤波器的输出电压共同控制延时开关比较 器输出正向脉冲的延时时间，来调整可控硅整流后的全波波形上导通时 间的相对位置，从而达到控制功率滤波电容的最大充电电压的目的。
调整管(功率输出管)差压转换电^各，使b点的电压始终比a点的电 压低固定的3V，差压比较兼积分滤波电路将b点和c点的电压差进行比 较、变成波动较为平緩的浮动电压送到延时比较开关的反相输入端。
工频电压同步取样电路将整流后的全波波形变成同步方波、同步 三角波发生器将同步方波变成同步三角波，再送到延时比较开关的同
相车lr入端。
延时比较开关输出方波电压的上升檐；受差压比较兼积分滤波器 和同步三角波发生器的信号控制，改变可控硅的导通延时时间，使功 率滤波电容的最大充电电压受到控制。
本实用新型的具体电路结构参见图2，由稳压二极管W1 (约3V)和 恒流电路组成差压转换电路，使b点的电压始终比a点的电压低固定的 3V,并通过电阻R4接在差压比较兼积分滤波器T2的反相输入端，调整 管D卩的发射极c点(电源的+V输出端)接在差压比较器T2的同相输入 端，共同组成比较器兼积分滤波器(输出电压变化速率控制在50V/s左 右，电压的波动较为平緩)。
此时，就能使调整管T2集电极电压的平均值高于发射极电压3V左 右的时候；差压比较兼积分滤波器T2的输入端处于过零比4交状态。比 较电压的输出端会以速率大约50V/s的、较为平緩的浮动电压，通过反 向器T3加到延时比较开关T6的反相输入端。
同步方波比较器T4的方波电压通过简单的积分式三角;:^^生器T5 变换成同步三角波，输出端的三角波再送到延时比较开关T6的同相输 入端。
延时比较开关输出端方波电压的正向启动时间，就会受受功率管 T2输入端(集电极)与输出端(发射极)电压差的控制，调整可控硅 Kl的开关时间。可控硅K1的受控开关时间，使功率滤波电容C1的充电电压的最大 值；,皮控制在比功率管T2输出电压始终高一个固定电压值(3V)的状 态。最终达到使稳压电源始终保持较高的效率的目的。
本实用新型的控制波形变换原理，参见图3、 4、 5,工频电压同步 取样电路是将变压器整流后的全波电压波形作为取样信号。
同步方波发生电路是将工频电压加在同步方波比较器T4的反相输 入端，使同步方波比较输出与全波电压波形同步的反向方波电压，并 送至简易三角波转换器T5，变成同步三角波。同步三角波再送至延时 比專交开关T6的同相输入端。
当稳压电源输出电压受到调整时，差压比较兼积分滤波器的输出 电压作为延时比较开关的门限电压；与同相输入端的同步三角波共同 对可控硅的开关延时时间进行控制。
本实用新型输出电压较高时的跟踪电压波形变换原理参见图6、 7,稳压电源输出电压调高时，差压比较兼积分滤波器T2的输出电压； 作为延时开关比较器的门限电压会下降；使可控硅K 1的开通时间提 前，功率滤波电容C1就能在全波电压上得到较大的充电电压，功率滤 波电容C1的电压平均值因此而上升。
本实用新型输出电压较低时的跟踪电压波形变换原理参见图8 、 9,稳压电源输出电压调低时，差压比较兼积分滤波器T2的输出电压； 作为延时开关比较器T6的门限电压会上升；使可控硅K 1的开通时间滞 后，功率滤波电容C1就只能在全波电压上得到较小的充电电压，功率 滤波电容C1的电压平均值因此而下降。
本实用新型中如果假设变压器的输出端为理想电压源，那么功率 滤波电容C1上的电压就应当是如图10所示的波形，充电电压有陡峭的 上升檐，这就会产生强大的瞬间冲击电流而造成器件的损坏和干扰。
但变压器的输出端实际上不是理想电压源，而是内阻具有电感的性 质。所以功率滤波电^Cl上实际的电压就^i口图ll所示的波形，充电电压 有较为柔緩的上升檐，这就不会产生瞬间的强大冲击电流所造成的危害。
权利要求1.稳压电源延时充电式无级高位跟踪系统，其特征是具有两个共同控制延时开关比较器组成，第一个环路由全波整流电路、全波信号取样电路、同步方波发生器、延时开关比较器、可控硅依次连接而成；第二环路由全波整流电路、可控硅、功率滤波器、输出调整功率管依次连接，并由输出调整功率管的前端通过差压标准转换电路与输出调整功率管的尾端一起，控制连接差压比较兼积分滤波器，再接延时开关比较器反回可控硅。
专利摘要一种稳压电源延时充电式无级高位跟踪系统，其特征是具有两个环路共同控制延时开关比较器组成，第一个环路由全波整流电路、全波信号取样电路、同步方波发生器、延时开关比较器、可控硅依次连接而成；第二环路由全波整流电路、可控硅、功率滤波器、输出调整功率管依次连接，并由输出调整功率管的前端通过差压标准转换电路与输出调整功率管的尾端一起，控制连接差压比较兼积分滤波器，再接延时开关比较器反回可控硅；本实用新型解决了普通开关电源输出电压纹波大、不易检修的缺点，特别适合用于实验教学、实验测量以及对电源稳定性要求较高场合。
文档编号G05F1/10GK201149667SQ200820065499
公开日2008年11月12日 申请日期2008年1月24日 优先权日2008年1月24日
发明者琦 彭, 李任青 申请人:湖北师范学院