CN206272485U - 一种直流电源变换为正负直流电源的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单路直流电源变换为正负直流电源的电路，它包括第二运算放大器、NPN三极管、PNP三极管、第四电阻至第七电阻、第四电容至第六电容、正向电压输入端、负向电压输入端、正向电压输出端、负向电压输出端和零电位输出端；本实用新型的电路简单，不需要进行复杂的变压器设计；本实用新型输出正负电压值由分压电阻设定，调试简单,输出电压稳定度高，受负载大小影响较小。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种由单路直流电源变换为正负直流电源的电路，属电源技术领域。
背景技术
在开关电源的一些应用中，经常需要正负电源，传统的正负电源输出电路通常采用高频变压器多个绕组，经过整流滤波并稳压的方法来实现(如图1)。图1所示电路为正负电源电路，它包括第一电阻R1至第三电阻R3、第一电容C1至第三电容C3、第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第一运算放大器IC1、开关管T1和高频变压器B1；在图1中，UI1+是开关电源输入电压正向端；UI1-是开关电源输入电压的负向端；UO1+是开关电源输出正电压正向端；U1G是开关电源输出电压零电位端；UO1-是开关电源输出电压的负向端；UB是精密基准电压芯片生成的稳定基准电压；GK是开关电源内部PWM芯片开关管T1的控制端。第一电阻R1是增加阻抗电阻，第二电阻R2和第三电阻R3为分压电阻，第一电容C1为输入电容，第二电容C2和第三电容C3为输出电容。由图1可见，UO1+通过第二电阻R2与第三电阻R3分压得到输出电压采样信号接第一运算放大器IC1的反相输入端，稳定基准电压UB通过第一电阻R1得到一个固定的电压接第一运算放大器IC1的同相输入端。当输出电压采样信号低于稳定基准电压UB，即第一运算放大器IC1同相输入端电压大于其反相输入端电压，第一运算放大器IC1输出端(即控制端GK)呈高电平，开关管T1导通，高频变压器B1初级线圈储能，通过电磁感应，高频变压器B1次级两个线圈经过整流分别为第二电容C2和第三电容C3充电，输出电压升高；当输出电压采样信号高于稳定基准电压UB，即第一运算放大器IC1反相输入端电压高于同相输入端电压，第一运算放大器IC1输出端(即控制端GK)呈低电平，开关管T1截止，第二电容C2和第三电容C3放电。经过反复循环，达到稳定输出电压的目的。
这种正负电压输出电路，输出的正向电压值需要由分压电阻确定，输出的负向电压则由高频变压器B1绕组确定。当负向电压需要调节时，则需要更改高频变压器B1绕组匝数来实现，既繁琐又不能实现精确调压，且负向电压受负载大小影响较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种直流电源变换为正负直流电源的电路，所述电路简单实用、使用方便且性能可靠。
本实用新型所述问题是以下述技术方案解决的：
一种直流电源变换为正负直流电源的电路，包括第二运算放大器、NPN三极管、PNP三极管、第四电阻至第七电阻、第四电容至第六电容、正向电压输入端、负向电压输入端、正向电压输出端、负向电压输出端和零电位输出端；所述正向电压输入端接正向电压输出端，负向电压输入端接负向电压输出端；
所述第四电阻与第五电阻串联后接在输入电源的两端；其串联节点连接在第二运算放大器的同相输入端；
所述第二运算放大器的输出端经所述第六电阻分别接所述NPN三极管和PNP三极管的基极；所述NPN三极管的集电极分别接正向电压输入端和正向电压输出端；所述PNP三极管的集电极分别接负向电压输入端和负向电压输出端；所述NPN三极管的发射极接PNP三极管的发射极；
所述第七电阻接在NPN三极管的发射极与零电位输出端之间。
上述直流电源变换为正负直流电源的电路，增加第四电容至第六电容，所述第四电容连接在正向电压输入端与负向电压输入端之间；所述第五电容连接在正向电压输出端与输出端之间；所述第六电容连接在负向电压输出端与输出端之间。
本实用新型的有益效果是：本实用新型电路简单，不需要进行复杂的变压器设计；本实用新型的输出正负电压值由分压电阻设定，调试简单,输出的电压稳定度高，受负载大小影响较小。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是现有正负电源电路原理图；
图2是本实用新型电路原理图。
图中各标号清单为：R1、第一电阻，R3、第三电阻，C1、第一电容，C2、第二电容，C3、第三电容，D1、第一整流二极管，D2、第二整流二极管，IC1、第一运算放大器，T1、开关管，B1、高频变压器，UI1+、开关电源输入电压正向端，UI1-、开关电源输入电压的负向端，UO1+、开关电源输出正电压正向端，U1G、开关电源输出电压零电位端，UO1-、开关电源输出电压的负向端，UB、精密基准电压芯片生成的稳定基准电压，GK、开关电源内部PWM芯片开关管T1的控制端；IC2、第二运算放大器，T2、NPN三极管，T3、PNP三极管，R4、第四电阻，R5、第五电阻，R6、第六电阻，R7、第七电阻，C4、第四电容，C5、第五电容，C6、第六电容，UI+、正向电压输入端，UI-、负向电压输入端，UO+、正向电压输出端，UO-、负向电压输出端，UG、零电位输出端。
具体实施方式
参看图2，本实用新型包括第二运算放大器IC2、NPN三极管T2、PNP三极管T3、第四电阻R4至第七电阻R7、第四电容C4至第六电容C6、正向电压输入端UI+、负向电压输入端UI-、正向电压输出端UO+、负向电压输出端UO-和零电位输出端UG；所述正向电压输入端UI+接正向电压输出端UO+，负向电压输入端UI-接负向电压输出端UO-；所述第四电容C4接在正向电压输入端UI+与负向电压输入端UI-之间；所述第四电阻R4与第五电阻R5串联后接在所述第四电容C4的两端；所述第四电阻R4与第五电阻R5的节点接第二运算放大器IC2的同相输入端；所述第五电容C5与第六电容C6串联后接在正向电压输出端UO+与负向电压输出端UO-之间；所述第五电容C5与第六电容C6的节点为零电位输出端UG，它与第二运算放大器IC2的反相输入端相连接；所述第二运算放大器IC2的输出端经所述第六电阻R6分别接所述NPN三极管T2和PNP三极管T3的基极；所述NPN三极管T2的集电极分别接正向电压输入端UI+和正向电压输出端UO+；所述PNP三极管T3的集电极分别接负向电压输入端UI-和负向电压输出端UO-；所述NPN三极管T2的发射极接PNP三极管T3的发射极；所述第七电阻R7接在NPN三极管T2的发射极与零电位输出端UG之间。
所述NPN三极管T2的型号为S8050；所述PNP三极管T3的型号为S8550。所述第二运算放大器IC2的型号为LM358N。
所述正向电压输入端UI+是本实用新型的输入电压正向端；所述负向电压输入端UI-是本实用新型的输入电压的负向端；所述正向电压输出端UO+是本实用新型输出电压正向端；所述零电位输出端UG是本实用新型的输出电压零电位端；所述负向电压输出端UO-是本实用新型的输出电压的负向端。
所述第四电阻R4和第五电阻R5为分压电阻，第六电阻R6和第七电阻R7为阻抗电阻，第四电容C4为输入电容，第五电容C5和第六电容C6为输出电容。
下面结合图2对本实用新型作进一步详述。正向电压输入端UI+通过第四电阻R4与第五电阻R5分压得到“输出电压设定信号”接入第二运算放大器IC2的同相输入端，零电位输出端UG接IC2的反相输入端，第二运算放大器IC2的输出端经过驱动电阻R6分别接NPN三极管T2和PNP三极管T3的基极，NPN三极管T2的集电极分别接正向电压输入端UI+和正向电压输出端UO+，PNP三极管T3的集电极分别接负向电压输入端UI-和负向电压输出端UO-，NPN三极管T2的发射极接PNP三极管T3的发射极，并通过驱动电阻R7接至零电位输出端UG。
本实用新型输出的正电压与负电压的绝对值之和为输入电压值，输出的正负电压值通过第四电阻R4与第五电阻R5设定。输入电压经第四电阻R4与第五电阻R5分压，得到一个系数为R5/(R4+R5)正比于“输出电压设定”信号的分压电压V1(第五电阻R5两端的电压)，接入到第二运算放大器IC2的同相输入端，同时输出负电压V-的零电位输出端UG接到第二运算放大器的反相输入端，作为负反馈与分压电压V1比较。初次上电时，输入电压为输入电容(C4)、输出电容(C5、C6)充电，由于第二运算放大器IC2的“虚短”特性，它的同相输入端和反相输入端电压相同，从而使零电位输出端UG对负向电压输出端UO-的电压V-基本等于分压电压V1；当电压V-的值低于分压电压V1的值时，通过负反馈第二运算放大器IC2输出高电平，使NPN三极管T2导通，PNP三极管T3截止，输入电压通过NPN三极管T2与第七电阻R7为第六电容C6充电，从而使电压V-值升高，第五电容C5为负载放电而使电压V+降低；当V-电压高于V1时，通过负反馈第二运算放大器IC2输出低电平，使NPN三极管T2截止，PNP三极管T3导通，第六电容C6储存的电量通过负载放电而使电压V-降低，正向电压输入端UI+通过零电位输出端UG、第七电阻R7、PNP三极管T3给第五电容C5充电，从而调整输出电压使电压V+值增加，使电压V-值减小；通过上述的反馈控制调压，在输出负载较大时，输出电压V+与电压V-均能始终稳定在设定电压。理想状态下，第四电容C4两端电压Vin，第四电阻R4两端电压(Vin-V1)，第五电阻R5两端电压V1，第五电容C5两端电压V+，第六电容C6两端电压V-，有如下关系：Vin＝(V+)+(V-)，V1＝V-，(Vin-V1)＝V+。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种直流电源变换为正负直流电源的电路，其特征在于：包括第二运算放大器(IC2)、NPN三极管(T2)、PNP三极管(T3)、第四电阻(R4)至第七电阻(R7)、正向电压输入端(UI+)、负向电压输入端(UI-)、正向电压输出端(UO+)、负向电压输出端(UO-)和零电位输出端(UG)；所述正向电压输入端(UI+)接正向电压输出端(UO+)，负向电压输入端(UI-)接负向电压输出端(UO-)；
所述第四电阻(R4)与第五电阻(R5)串联后接在输入电源的两端；其串联节点连接在第二运算放大器(IC2)的同相输入端；
所述第二运算放大器(IC2)的输出端经所述第六电阻(R6)分别接所述NPN三极管(T2)和PNP三极管(T3)的基极；所述NPN三极管(T2)的集电极分别接正向电压输入端(UI+)和正向电压输出端(UO+)；所述PNP三极管(T3)的集电极分别接负向电压输入端(UI-)和负向电压输出端(UO-)；所述NPN三极管(T2)的发射极接PNP三极管(T3)的发射极；
所述第七电阻(R7)接在NPN三极管(T2)的发射极与零电位输出端(UG)之间。
2.根据权利要求1所述的直流电源变换为正负直流电源的电路，其特征在于：增加第四电容(C4)至第六电容(C6)，所述第四电容(C4)连接在正向电压输入端(UI+)与负向电压输入端(UI-)之间；所述第五电容(C5)连接在正向电压输出端(UO+)与输出端(UG)之间；所述第六电容(C6)连接在负向电压输出端(UO-)与输出端(UG)之间。
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