CN202840976U

CN202840976U - 一种高效能全范围稳压电源

Info

Publication number: CN202840976U
Application number: CN 201220343116
Authority: CN
Inventors: 欧寿春; 侯飞; 胡诚
Original assignee: Luoyang Longsheng Technology Co Ltd
Current assignee: Luoyang Longsheng Technology Co Ltd
Priority date: 2012-07-16
Filing date: 2012-07-16
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-07-16

Abstract

本实用新型介绍了一种高效能全范围稳压电源，包括输入端口、输出端口、前端电路、第一滤波电容、开关型稳压模块、线性稳压电路、第二滤波电容，还可设置辅助电源，辅助电源提供电位器。本专利省掉了笨重的工频变压器；适应输入电压变化范围大；可实现高稳定度、低纹波电压，同输出电压零伏起调全范围调节；可实现同步联调，保证线性稳压的高效率；输出电压可联动调节，可实现输出宽范围的调节；该电源可广泛应用各个领域，特别对电源性能要求较高使用环境恶劣的航空、航天、舰船等领域更可推广应用。

Description

一种高效能全范围稳压电源

技术领域

本实用新型涉及一种直流稳压电源领域技术，特别是一种高效能全范围稳压电源。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，电子产品已广泛应用于国防和国民经济的各个领域，而稳压电源则是电子产品的重要组成部分。

稳压电源一般分为开关稳压电源和线性稳压电源，开关电源中的调整功率管是处在高频开关状态，而线性电源的调整功率管是处在线性放大状态，随着半导体技术的进步及相关技术的发展，目前国内外高集成度的开关稳压电源以其效率高、体积小、适应输入电压变化范围大以及可靠性高等优点而被广泛应用于各个领域。但不足之处是电路复杂，响应速度慢，特别是输出纹波、噪声大，且输出电压不能实现零伏起调的全范围调节。

线性稳压电源，电路简单，响应速度快，稳压精度高，特别是输出纹波电压小，但因少不了工频变压器，宽范围调节时功率管功耗大，须很大的散热器，因而体积大，效率低，限制了它的使用，只在功率较小，要求高精度低纹波电压的场合才被采用。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高效能全范围稳压电源，可以将开关型稳压电路与线性稳压电路相结合，取开关稳压电源效率高，体积小，适应输入电压变化范围大，可靠性高等特点和线性稳压电源响应速度快，稳压精度高，调节范围宽，输出纹波、噪声电压小之优点互相结合。

为了实现解决上述技术问题的目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种高效能全范围稳压电源，包括输入端口、输出端口、前端电路、第一滤波电容、开关型稳压模块、线性稳压电路、第二滤波电容，其连接关系为：

高效能全范围稳压电源的输入端口即为前端电路的输入L、N；

将220V 50Hz交流电压的L、N两端分别接到前端电路的输入L、N两端，前端电路的输出正、负两端并联第一滤波电容再分别接到开关型稳压模块的正、负输入端；开关型稳压模块的输出正、负两端分别接到线性稳压电路的正负输入端，线性稳压电路的正、负输出端并联第三滤波电容后最终输出所需的全范围调节的稳定电压，高效能全范围稳压电源的输出端口即为线性稳压电路的正、负输出端。

所述的开关型稳压模块为DC/DC转换器集成模块，+IN和-IN为输入电压正、负端口；+OUT和-OUT为模块的正、负输出端口；±S为输出电压的正、负取样端；SC为模块的基准电压调节端。

所述的前端电路由EMI滤波电路、整流电路和缓启动电路所组成；其中EMI滤波电路用来抑制传导干扰信号，可直接选用220V 50Hz EMI滤波器；整流电路将220V 50Hz直接进行整流，可选用GBPC3510W整流桥；缓启动电路用来限制开机瞬间输入回路出现大电流，可直接选用KJH浪涌电流限制器；

所述的EMI滤波电路有五个引出端，两个输入端、两个输出端和接地端；整流电路有四个引出端：两个交流引出端，一个正直流引出端（+）和一个负直流引出端（-）；缓启动电路共有四个引出端：两个交流引出端和正、负直流引出端；其中EMI滤波电路的输入端子分别接输入交流电压220V的L和N，两个输出端分别接整流电路的交流输入端，整流电路的输出正端接电容器的正端，整流电路的输出负端接缓启动电路的负端，缓启动电路的正端接电容器的负端，缓启动电路的两个交流引出端分别接整流电路的交流输入端。

所述的线性稳压电路由采样电路、基准源电路、比较放大电路和线性调整三极管组成；其端口分别为正、负输入端、正、负输出端。

其中，采样电路由第三电阻器和第四电阻器所组成，第三电阻器的一端接输出电压的正端，另一端与第四电阻器相连，同时接比较放大电路的反相输入端即“2” 端，第四电阻器的另一端接输出电压的负端；

基准源电路是由第二输出电压、电阻器和电位器所组成，电阻器的一端接辅助电源的第二输出电压端，另一端与第二电位器相连接，同时接到比较放大电路的同相输入端即 “3” 端，电位器的另一端接输出电压的负端；所述的比较放大电路的输出端即“1” 端接线性调整三极管的基极，三极管的集电极为线性稳压电路的正输入端，三极管的发射极为线性稳压电路的正输出端，线性稳压电路的负输入端-IN与负输出端-OUT直接相连；第三电容器的正端接的正输出端，第三电容器的负端接线性稳压电路的负输出端。

所述的比较放大电路的引出端“1”接线性调整三极管的基极，三极管的集电极为线性稳压电路的正输入端，三极管的发射极为线性稳压电路的正输出端，线性稳压电路的负输入端-IN与负输出端-OUT直接相连；第三电容器的正端接的正输出端，第三电容器的负端接线性稳压电路的负输出端。

所述的比较放大电路与运算放大器为相同型号的LM158双运放。

优选的技术方案是：本专利的高效能全范围稳压电源还设置辅助电源，辅助电源提供第一电位器，输入220V的L、N两输入端连接到辅助电源的L和N输入两端，辅助电源有两路：第一输出电压和可调节第二输出电压；辅助电源提供的第一电位器用作第二输出电压的调节。

进一步优选的技术方案是：本专利的高效能全范围稳压电源还包括运算放大器、第五电阻器、第一电阻器、第一电容器、第三电位器，运算放大器的8端接第一输出电压，4端接输出负端、5端分别接第五电阻器到第二输出电压和接第三电位器到输出的负端；运算放大器的输出7端与6端相连再接到开关型稳压模块的SC端，SC端与-S端之间并联第一电阻器和第一电容器。这样可以实现线性稳压电路与开关型稳压电路的联调。

所述的第一输出电压是指辅助电源产生的供运算放大器工作电压；第二输出电压是指辅助电源产生的用于控制线性稳压电路和开关稳压电路的输出电压，第二输出电压联调的方式由外接的第一电位器来实现。

其中运算放大器的引出端定义是：8端为工作电压输入正端；4端为工作电压输入负端；5端为同相信号输入端；6端为反相信号输入端；7端为运算放大器的信号输出端。

所述的比较放大电路的引出端“2”、“3”、“1”分别为运算放大器的反相输入端、同相输入端、输出端。

本专利的直流稳压电源的主回路是直接将220V 50Hz交流电压经前端电路获得未稳压的300V直流电压，再将300V通过DC/DC集成化模块转换成所需的可调输出电压，该电压再通过高效的线性稳压电路进行线性调节，最后输出零伏起调的低纹波稳压电源。

本专利将开关电源作为第一级稳压，这样既省掉了笨重的工频变压器，又适应输入电压变化范围大等特点；第二级采用线性稳压电路，可实现高稳定度、低纹波电压，同时可实现输出电压零伏起调全范围调节；利用集成开关稳压电源的调节端SC和线性稳压的输出调节电路实现同步联调，保证线性稳压的调整管在整个调节范围内始终保持较低的电压差，从而保证线性稳压的高效率；输出电压的联动调节，可采用第二输出电压连续可调的小功率线性稳压电源，以保证调节的精度；而第二输出电压的调节只需一只电位器即可方便的调节，通过第二输出电压的调节便可实现输出宽范围的调节。

通过采用上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：

本专利的一种高效能全范围稳压电源，省掉了笨重的工频变压器；适应输入电压变化范围大；第二级采用线性稳压电路，可实现高稳定度、低纹波电压，同时可实现输出电压零伏起调全范围调节；可实现同步联调，保证线性稳压的调整管在整个调节范围内始终保持较低的电压差，从而保证线性稳压的高效率；输出电压可联动调节，可实现输出宽范围的调节；该电源可广泛应用各个领域，特别对电源性能要求较高使用环境恶劣的航空、航天、舰船等领域更可推广应用。

附图说明

图1是本专利的一种高效能全范围稳压电源的原理电路图。

图2是图1的左半部分放大图。

图3是图1的右半部分放大图。

图中，1-辅助电源，2-第一电位器，3-前端电路，4-第一电容器，5-开关型稳压模块，即DC/DC集成化模块，6-第一电阻器，7-第二电容器，8-线性稳压电路，9-第二电阻器，10-第二电位器，11-第三电阻器，12-第四电阻器， 13-第三电容器，14-运算放大器，15-第五电阻器，16-第三电位器，17-比较放大电路，18-三极管。

具体实施方式

实施例1

下面结合附图对本专利进一步解释说明。

如图1到图3所示，一种高效能全范围稳压电源，包括输入输出端口、前端电路3、第一滤波电容4、开关型稳压模块5、线性稳压电路8、第二滤波电容13，其连接关系为：

将220V 50Hz交流电压的L、N两端分别接到前端电路3的输入两端，前端电路3的输出正、负两端并联第一滤波电容4再分别接到开关型稳压模块5的正、负输入端，开关型稳压模块5的输出正、负两端分别接到线性稳压电路8的正负输入端，线性稳压电路8的正、负输出端并联滤波电容13后最终输出所需的全范围调节的稳压输出。

高效能全范围稳压电源还设置辅助电源，辅助电源1提供第一电位器，输入220V的输入L、N连接到辅助电源1的输入两端，辅助电源1产生第一输出电压和第二可调节输出电压，辅助电源1提供的电位器2用作第二输出电压的调节。

所述的线性稳压电路8由采样电路、基准源电路、比较放大电路和线性调整三极管组成；其端口分别为正、负输入端、正、负输出端。

其中，采样电路由第三电阻器11和第四电阻器12所组成，第三电阻器11的一端接输出电压的正端，另一端与第四电阻器12相连，同时接比较放大电路17的输出端“2”，第四电阻器12的另一端接输出电压的负端。

基准源电路是由第二输出电压、第二电阻器9和第二电位器10所组成，第二电阻器9的一端接辅助电源1的第二输出电压端，另一端与第二第二电位器10相连接，同时接到比较放大电路17的同相输入端“3”，第二电位器10的另一端接输出电压的负端；所述的比较放大电路17的输出端“1”接线性调整三极管18的基极，三极管18的集电极为线性稳压电路8的正输入端，三极管的发射极为线性稳压电路8的正输出端，线性稳压电路8的负输入端-IN与负输出端-OUT直接相连。第三电容器13的正端接8的正输出端，第三电容器13的负端接线性稳压电路8的负输出端。

比较放大电路17的输出端“1”接线性调整三极管18的基极“b”，三极管18的集电极“c”为线性稳压电路8的正输入端，三极管的发射极“e”为8的正输出端，线性稳压电路8的负输入端-IN与负输出端-OUT直接相连。第三电容器13的正端接线性稳压电路8的正输出端，第三电容器13的负端接线性稳压电路8的负输出端。

所述的比较放大电路17与运算放大器14为相同型号的LM158双运放。

本专利的高效能全范围稳压电源还设置辅助电源1，辅助电源1提供电位器2，输入220V的L、N两输入端连接到辅助电源1的L和N输入两端，辅助电源1有两路，第一输出电压和可调节第二输出电压；辅助电源1提供的电位器2用作第二输出电压的调节。

本专利的高效能全范围稳压电源还可以包括运算放大器14、第五电阻器15、第一电阻器6、第二电容器7、第三电位器16；运算放大器14的8端接第一输出电压的正端，4端接输出负端， 5端分别接第五电阻器15到第二输出电压的正端，接第三电位器16到输出的负端。运算放大器14的输出7端与6端相连再接到开关型稳压模块5的SC端，SC端与-S端之间并联第一电阻器6和第一电容器7。这样可以实现线性稳压电路8与开关型稳压电路的联调。

Claims

1.一种高效能全范围稳压电源，其特征是：包括输入端口、输出端口、前端电路、第一滤波电容、开关型稳压模块、线性稳压电路、第三滤波电容，其连接关系为：

高效能全范围稳压电源的输入端口即为前端电路（3）的输入L、N；

将220V 50Hz交流电压的L、N两端分别接到前端电路（3）的输入L、N两端，前端电路（3）的输出正、负两端并联第一滤波电容（4）再分别接到开关型稳压模块（5）的正、负输入端；开关型稳压模块（5）的输出正、负两端分别接到线性稳压电路（8）的正负输入端，线性稳压电路（8）的正、负输出端并联第三滤波电容（13）后最终输出所需的全范围调节的稳定电压，高效能全范围稳压电源的输出端口即为线性稳压电路（8）的正、负输出端；

高效能全范围稳压电源设置辅助电源，辅助电源（1）提供第一电位器（2），输入220V的L、N两输入端连接到辅助电源（1）的L和N输入两端，辅助电源（1）有两路：第一输出电压和可调节第二输出电压；辅助电源（1）提供的第一电位器（2）用作第二输出电压的调节。

2.根据权利要求1所述高效能全范围稳压电源，其特征是：所述的开关型稳压模块为DC/DC转换器集成模块，+IN和-IN为输入电压正、负端口；+OUT和-OUT为模块的正、负输出端口；±S为输出电压的正、负取样端；SC为模块的基准电压调节端。

3.根据权利要求1所述高效能全范围稳压电源，其特征是：所述的前端电路由EMI滤波电路、整流电路和缓启动电路所组成；其中EMI滤波电路用来抑制传导干扰信号；整流电路将220V 50Hz直接进行整流；缓启动电路用来限制开机瞬间输入回路出现大电流；

所述的EMI滤波电路有五个引出端，两个输入端（L1、N1）、两个输出端（L2、N2）和接地端（G）；整流电路有四个引出端：两个交流引出端（L3、N3），一个正直流引出端（+）和一个负直流引出端（-）；缓启动电路共有四个引出端：两个交流引出端（L4、N4）和正、负直流引出端（+、-）；其中EMI滤波电路的输入端子（L1、N1）分别接输入交流电压220V的L和N，两个输出端（L2、N2）分别接整流电路的交流输入端（L3、N3），整流电路的输出正端（+）接电容器（4）的正端，整流电路的输出负端（-）接缓启动电路的负端，缓启动电路的正端接电容器（4）的负端，缓启动电路的两个交流引出端（L4、N4）分别接整流电路的交流输入端（L3、N3）。

4.根据权利要求3所述高效能全范围稳压电源，其特征是：所述的EMI滤波电路为220V 50Hz EMI滤波器；缓启动电路为KJH浪涌电流限制器；整流电路为GBPC3510W整流桥。

5.根据权利要求1所述高效能全范围稳压电源，其特征是：所述的线性稳压电路由采样电路、基准源电路、比较放大电路和线性调整三极管组成；其端口分别为正、负输入端、正、负输出端；

其中，采样电路由第三电阻器（11）和第四电阻器（12）所组成，第三电阻器（11）的一端接输出电压的正端，另一端与第四电阻器（12）相连，同时接比较放大电路（17）的反相输入端即“2”端，第四电阻器（12）的另一端接输出电压的负端；

基准源电路是由第二输出电压、电阻器（9）和电位器（10）所组成，电阻器（9）的一端接辅助电源（1）的第二输出电压端，另一端与第二电位器（10）相连接，同时接到比较放大电路（17）的同相输入端即“3”端，电位器（10）的另一端接输出电压的负端；所述的比较放大电路（17）的输出端即“1”端接线性调整三极管（18）的基极“b”，三极管（18）的集电极“c”为线性稳压电路（8）的正输入端，三极管的发射极“e”为（8）的正输出端，线性稳压电路（8）的负输入端-IN与负输出端-OUT直接相连；第三电容器（13）的正端接（8）的正输出端，（13）的负端接（8）的负输出端；

所述的比较放大电路（17）为LM158双运放，输出端“1”接线性调整三极管（18）的基极，三极管（18）的集电极为线性稳压电路（8）的正输入端，三极管的发射极为线性稳压电路（8）的正输出端，线性稳压电路（8）的负输入端-IN与负输出端-OUT直接相连；第三电容器（13）的正端接线性稳压电路（8）的正输出端，第三电容器（13）的负端接（8）的负输出端。

6.根据权利要求5所述高效能全范围稳压电源，其特征是：所述的第一输出电压是指辅助电源（1）产生的供运算放大器（14）工作电压；第二输出电压是指辅助电源（1）产生的用于控制线性稳压电路（8）和开关稳压电路（5）的输出电压，第二输出电压联调的方式由外接的第一电位器（2）来实现。

7.根据权利要求1所述高效能全范围稳压电源，其特征是：所述的的高效能全范围稳压电源还包括运算放大器（14）、第五电阻器（15）、第一电阻器（6）、第一电容器（7）、第三电位器（16），运算放大器（14）的8端接第一输出电压，4端接输出负端、5端分别接第五电阻器（15）到第二输出电压和接第三电位器（16）到输出的负端；运算放大器（14）的输出7端与6端相连再接到开关型稳压模块（5）的SC端，SC端与-S端之间并联第一电阻器（6）和第一电容器（7）。

8.根据权利要求7所述高效能全范围稳压电源，其特征是：所述的运算放大器（14）的引出端定义是：8端为工作电压输入正端；4端为工作电压输入负端；5端为同相信号输入端；6端为反相信号输入端；7端为运算放大器的信号输出端。

9.根据权利要求5所述高效能全范围稳压电源，其特征是：所述的比较放大电路（17）的引出端“2”、“3”、“1”分别为运算放大器的反相输入端、同相输入端、输出端。