实验装置的一体化电源的制作方法
【专利摘要】实验装置的一体化电源。现有的实验装置电源采用线性稳压电源和直流信号源两套装置，具有体积大、效率低、维护不方便等缺点。本实用新型的组成包括:输入保护及整流滤波器（1），所述的输入保护及整流滤波器连接功率变换器（2），所述的功率变换器连接输出整流滤波器（3），所述的输出整流滤波器分别连接集成稳压器（4）、可调电源（6），所述的集成稳压器连接直流信号源（5），所述的输出整流滤波器连接取样反馈电路（7），所述的取样反馈电路通过脉宽调制PWM控制器（8）连接所述的功率变换器。本实用新型用于为实验装置提供直流电源和直流信号源。
【专利说明】实验装置的一体化电源
[0001]【技术领域】:
[0002]本实用新型涉及一种实验装置的一体化电源。
[0003]【背景技术】:
[0004]目前，常规的实验装置电源采用线性稳压电源和直流信号源两套装置，线性电源采用工频变压器降压、桥式整流、电容滤波、晶体管线性稳压的结构，具有体积大、成本高、效率低的特点，同时直流信号源又是单独一套装置，在实验数据测试中由于调节参量较多，使用起来比较繁琐，且不利于现场维护。现有的实验装置电源采用线性稳压电源和直流信号源两套装置，具有体积大、效率低、维护不方便等缺点。因此，急需一种适合于针对各种实验装置的一体化电源。
[0005]实用新型内容:
[0006]本实用新型的目的是提供一种实验装置的一体化电源。
[0007]上述的目的通过以下的技术方案实现:
[0008]一种实验装置的一体化电源，其组成包括:输入保护及整流滤波器，所述的输入保护及整流滤波器连接功率变换器，所述的功率变换器连接输出整流滤波器，所述的输出整流滤波器分别连接集成稳压器、可调电源，所述的集成稳压器连接直流信号源，所述的输出整流滤波器连接取样反馈电路，所述的取样反馈电路通过脉宽调制PWM控制器连接所述的功率变换器。
[0009]所述的实验装置的一体化电源，所述的输入保护及整流滤波器的浪涌抑制保护采用负温度系数热敏电阻NTC5D-9，所述的输入保护及整流滤波器的过压保护采用压敏电阻471KD10，所述的输入保护及整流滤波器的抑制共模干扰采用铁氧体UU10.5磁芯绕制共模电感，所述的输入保护及整流滤波器的整流桥采用KBP210。
[0010]所述的实验装置的一体化电源，所述的功率变换器采用反激式拓扑结构，所述的功率变换器的高频变压器采用铁氧体磁芯EE25漆包线绕制，所述的功率变换器的功率开关管采用N沟道增强型场效应管MTP4N100 ;所述的取样反馈电路采用精密稳压器TL431和隔离光电耦合器PC817，所述的脉宽调制PWM控制器采用昂宝电子0B2268，所述的集成稳压器采用LM7812和LM7912，所述的可调电源采用LM317和LM337，所述的直流信号源采用LM353。
[0011]有益效果:
[0012]1.本实用新型的功率变换器采用反激式拓扑结构，与传统的线性电源相比具有较高的效率，较小的体积以及较低的成本，并且具有过流、过压、短路等完备的保护功能。
[0013]2.本实用新型集直流电源和直流信号源为一体，解决了两套装置占地面积大、调节参量较多使用不方便的问题，并且非常便于现场维护。
[0014]3.本实用新型的脉宽调制PWM控制器采用昂宝电子的0B2268不仅可以满足严格的待机功耗与效率标准，而且具有逐周期电流限制、最大功率限制、功率开关管栅极电压箝位保护以及优越的高低AC电压补偿，同时具有更低的启动电流和更低的工作电流。
[0015]4.本实用新型的集成稳压器采用LM1812和LM7912、可调电源采用LM317和LM337都是三端集成稳压器，具有电压跌落低纹波小的特点。直流信号源采用的LM353具有较宽频带及很强的带载能力。
[0016]5.本实用新型体积小、成本低、效率高的直流电源和直流信号源的一体化电源，满足各种实验台对直流电源和直流信号源的需求。
[0017]【专利附图】
【附图说明】:
[0018]附图1是本实用新型的总体结构图。
[0019]附图2为本实用新型的输入保护及整流滤波单元电路原理图。
[0020]附图3为本实用新型的功率变换、输出整流滤波、取样反馈、PWM控制器电路原理图。
[0021]附图4为本实用新型的可调电源电路原理图。
[0022]附图5为本实用新型的直流信号源电路原理图。
[0023]附图6为本实用新型的集成稳压器电路原理图。
[0024]【具体实施方式】:
[0025]实施例1:
[0026]一种实验装置的一体化电源，其组成包括:输入保护及整流滤波器1，所述的输入保护及整流滤波器连接功率变换器2，所述的功率变换器连接输出整流滤波器3，所述的输出整流滤波器分别连接集成稳压器4、可调电源6，所述的集成稳压器连接直流信号源5，所述的输出整流滤波器连接取样反馈电路7，所述的取样反馈电路通过脉宽调制PWM控制器8连接所述的功率变换器。
[0027]实施例2:
[0028]根据实施例1所述的实验装置的一体化电源，所述的输入保护及整流滤波器的浪涌抑制保护采用负温度系数热敏电阻NTC5D-9，所述的输入保护及整流滤波器的过压保护采用压敏电阻471KD10，所述的输入保护及整流滤波器的抑制共模干扰采用铁氧体UU10.5磁芯绕制共模电感，所述的输入保护及整流滤波器的整流桥采用KBP210。
[0029]实施例3:
[0030]根据实施例1或2所述的实验装置的一体化电源，所述的功率变换器采用反激式拓扑结构，所述的功率变换器的高频变压器采用铁氧体磁芯EE25漆包线绕制，所述的功率变换器的功率开关管采用N沟道增强型场效应管MTP4N100 ;所述的取样反馈电路采用精密稳压器TL431和隔离光电耦合器PC817，所述的脉宽调制PWM控制器采用昂宝电子0B2268，所述的集成稳压器采用LM7812和LM7912，所述的可调电源采用LM317和LM337，所述的直流信号源采用LM353。
[0031]实施例4:
[0032]所述的实验装置的一体化电源，图1中，所述的实验装置的一体化电源的所有电路都用导线连接，各图间相同名称标号的表示连接在一起。其组成包括:85?265VAC交流输入连接输入保护及整流滤波I，输入保护及整流滤波连接功率变换2，功率变换连接输出整流滤波3，输出整流滤波输出+5V电压以及+15V和-15V电压，输出整流滤波输出+5V电压连接取样反馈7，取样反馈通过脉宽调制PWM控制器8连接功率变换2，输出整流滤波输出+15V和-15V电压分别连接集成稳压器4和可调电源6，集成稳压器输出+12V和-12V电压，可调电源输出+2?+15V和_2'15V连续可调电压，集成稳压器输出+12V和-12V电压连接直流信号源5，直流信号源输出-5、5V可调的直流小信号。
[0033]图2中，85?265VAC交流作为输入，2A保险Fl起过流保护作用，安规电容Xl起到滤除串模干扰的作用，负温度系数热敏电阻RT起到通电时瞬间限流保护作用，压敏电阻RV起吸收浪涌电压和防雷击保护作用，U型共模电感LI起抑制共模干扰的作用，整流桥BG把输入的交流电压变为脉动直流电压，滤波电容Cl使脉动直流电压变得很平滑，高压瓷片电容C2滤除高频干扰信号，DC输出12(T360V的直流电压。
[0034]图3中，所述的功率变换器采用反激式拓扑结构，高频变压器BYQ采用铁氧体磁芯EE28漆包线绕制，原边绕组1、3脚50匝，电源供电绕组5、6脚9胆，+15V输出绕组8匝，-15V输出绕组8匝，5V输出绕组3匝。功率开关管采用N沟道增强型场效应管MTP4N100，该器件具有1000V的耐压值。C3、R4、D2组成缓冲网络，防止开关管漏极电压过高击穿。R1、R3为启动电阻，使驱动芯片0B2268在微安级别电流下启动。精密稳压器TL431和隔离光电耦合器PC817组成取样反馈网络，若输出电压升高隔离光电耦合器PC817的光电管导通电流增大，增大的反馈电流进入驱动芯片0B2268，0B2268的脉宽调制PWM输出的8脚脉冲宽度将减小，脉宽减小传输能量将降低，输出电压随之降低，最终实现闭环自动调节电压的功能。
[0035]图4中，快速可恢复保险S1、S2和蜂鸣器LS1、LS2共同作为输出短路保护的报警提示，线性可调三端稳压器LM317和LM337分别通过R19、R20、R21、R22共同作用，通过调整电位器R20和R22的大小使得输出分别在+2?+15V和-2?-15V间连续可调，D8、D9、D10、Dll在电路中起到钳位保护作用，C15、C17提高输出电流能力，C16、C18滤除引线过长引起的闻频干扰。
[0036]图5、图6中，R23、R24、R25共同组成分压网络，通过精密调整电位器R24来改变LM353同相端的电位，使之在-5、5V之间连续可调，LM353接成电压跟随器的形式，这样在输出端就得到了精密可调且带载能力很强的直流小信号源。LM1812和LM7912为固定输出的集成三端稳压器，输出电压分别为+12V和-12V.
【权利要求】
1.一种实验装置的一体化电源，其组成包括:输入保护及整流滤波器，其特征是:所述的输入保护及整流滤波器连接功率变换器，所述的功率变换器连接输出整流滤波器，所述的输出整流滤波器分别连接集成稳压器、可调电源，所述的集成稳压器连接直流信号源，所述的输出整流滤波器连接取样反馈电路，所述的取样反馈电路通过脉宽调制PWM控制器连接所述的功率变换器。
2.根据权利要求1所述的实验装置的一体化电源，其特征是:所述的输入保护及整流滤波器的浪涌抑制保护采用负温度系数热敏电阻NTC5D-9，所述的输入保护及整流滤波器的过压保护采用压敏电阻471KD10，所述的输入保护及整流滤波器的抑制共模干扰采用铁氧体UU10.5磁芯绕制共模电感，所述的输入保护及整流滤波器的整流桥采用KBP210。
3.根据权利要求1或2所述的实验装置的一体化电源，其特征是:所述的功率变换器采用反激式拓扑结构，所述的功率变换器的高频变压器采用铁氧体磁芯EE25漆包线绕制，所述的功率变换器的功率开关管采用N沟道增强型场效应管MTP4N100 ;所述的取样反馈电路采用精密稳压器TL431和隔离光电耦合器PC817，所述的脉宽调制PWM控制器采用昂宝电子0B2268，所述的集成稳压器采用LM7812和LM7912，所述的可调电源采用LM317和LM337，所述的直流信号源采用LM353。
【文档编号】H02M7/217GK203522567SQ201320707684
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年11月10日 优先权日:2013年11月10日
【发明者】邸斌, 何召兰, 张凯利, 孙慧, 王宏昊, 胡山 申请人:哈尔滨理工大学