在線式集成一體化高精密恆流源的製作方法
2023-08-01 06:06:06 2
在線式集成一體化高精密恆流源的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種在線式集成一體化高精密恆流源，包括工頻變壓器、整流和濾波電路、恆流控制電路、恆流功率電路和輸出濾波電路。利用工頻變壓器隔離降壓，利用運算放大器和三極體線性調整輸出電壓進而調整輸出電流實現恆定，利用放大器正負供電實現短路恆流。本發明所述線性調整電路採用調整管線性放大原理控制技術，所述交流降壓電路採用穩固的在線式工頻變壓器調整技術。本發明一種在線式集成一體化高精密恆流源具有電網適應能力強，輸出穩壓精度高、輸出紋波電壓低、輸出電流大、輸出功率大、可靠性高、環境適應能力強等特點。
【專利說明】在線式集成一體化高精密恆流源
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電源電路，具體地說，涉及一種在線式集成一體化高精密恆流源電路。
【背景技術】
[0002]目前，公知的線性恆流電源是恆定輸出電流源的一種。他利用調整管線性放大原理，通過調整電晶體的線路壓降實現調整輸出電壓，進而實現輸出電流恆定，其恆流精度和響應速度遠遠高於其他恆流電源。但傳統的線性恆流源只能實現相對恆流，即負載接近短路時已經失去恆流控制。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題就在於克服現有技術的缺陷，提供一種在線式集成一體化高精密恆流源，並支持短路恆流。
[0004]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
一種在線式集成一體化高精密恆流源，包括工頻變壓器、整流和濾波電路、恆流控制電路、恆流功率電路和輸出濾波電路。AC220伏交流經在線式工頻變壓器Tl變壓後輸出給集成橋式整流器D1，經Dl整流後經電容Cl濾波輸出穩定的直流電壓VIN，直流電壓Vin經恆流功率電路輸出給輸出濾波電路，恆流功率電路由恆流控制電路控制。
[0005]所述在線式集成一體化高精密恆流源，其恆流功率電路由三極體Qll、Q12，電阻R20、RlI，電容C11、C12、C13和二級管Dll組成，其連接關係是:直流電壓Vin連接三極體Q1UQ12的集電極，三極體Q12的發射極與三極體Qll的基極相連，三極體Qll的發射極經電阻R20輸出+VQUT，同時三極體Qll的發射極連接點I與恆流控制電路的連接點I相連，三極體Q12的基極連接點b與恆流控制電路的連接點b相連，輸出+Vtot連接點R與恆流控制電路的連接點R相連；電容C12和C13並聯在+Votit和-Votit之間，二級管Dll正及與-Vtot相連，負極與+Vqut相連，電阻Rll與電容Cll並聯，一端與-Vqut相連，另一端為連接點ADJ與恆流控制電路的連接點ADJ相連。
[0006]所述在線式集成一體化高精密恆流源，其恆流控制電路由整流橋、直流電源模塊、運算放大器及外圍電路組成，其連接關係是:變壓器T2變壓後輸出兩路低壓交流分別給整流橋BI和B2，整流橋BI正端連接直流電源模塊ICl的Vin端和電容Cl的正極，負端連接電源模塊ICl地、電容Cl負端、電容C2負端、二極體Dl陽極、二極體D2陰極、可調電阻R12和電阻R5 —端、電容C5正極及連接點I ;電源模塊ICl的Vout端連接C2正極、Rl和運算放大器IC3的8腳；R3 —端接R2和運算放大器IC3的I路放大器同相端，另一端串接可調電阻R13後連接ADJ連接點；運算放大器IC3的I路放大器反相端連接在電阻R4和R5之間，輸出端串接電阻R6後連接連接點b ;整流橋B2正端連接直流電源模塊IC2的Vin端和電容C3的正極，負端連接直流電源模塊IC2地、電容C3和C4負端、電阻R11、運算放大器IC3的4腳、三極體Q3發射極；直流電源模塊IC2的Vout端接電容C4和C5正極、三極體D2陰極和可調電阻R12 —端；運算放大器IC3的2路放大器同相端連接電容C5負極、可調電阻R12的另一端以及電阻RlO—端，電阻RlO另一端連接在二極體D2陽極和電阻Rll之間；運算放大器IC3的2路放大器反相端串接電阻R8後連接連接點R，電容C6連接在運算放大器IC3的2路放大器反相端與輸出端之間，輸出端串接電阻R9後連接三極體Q3基極，三極體Q3集電極與連接點b相連。
[0007]本發明在線式集成一體化高精密恆流源，輸入採用工頻變壓器降壓，直流輸出採用運算放大器和調整三極體調整電壓，進而實現輸出電流恆定，利用放大器正負供電實現短路恆流，採用實體灌封全金屬密閉結構提高環境適應能力。
[0008]本發明的工作過程是:交流220V輸入先經工頻變壓器進行隔離降壓，以滿足後級調整三極體的低壓差要求，經整流濾波電路轉換為脈動直流，再利用運算放大器組成的穩壓控制電路通過調整三極體基極電流實現調整電壓輸出。其中，輸出採樣採用電阻器串聯在輸出線路上，通過檢測採樣電阻兩端的電壓變化檢測輸出電流變化，反饋給調整電路進行輸出電壓調整，使負載變動時輸出電壓同時適應性調整，實現了輸出電流的恆定。
[0009]本發明與傳統的線性電源相比有如下優點:
1、在線式工作模式，直接接入市電電網工作。
[0010]2、恆流精度高於5%0。
[0011]3、支持短路恆流模式。
[0012]4、全金屬密封,實體灌封,耐苛刻使用環境。
[0013]5、供電電網兼容性強。
[0014]本發明在線式集成一體化高精密恆流源的有益效果是恆流精度高，可OV恆流輸出，支持短路恆流，具有電網適應能力強，輸出穩壓精度高、輸出紋波電壓低、輸出電流大、輸出功率大、可靠性高、環境適應能力強等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明電路原理框圖。
[0016]圖2為本發明輸入工頻降壓和整流濾波電路原理圖。
[0017]圖3為本發明恆流功率電路原理圖。
[0018]圖4為本發明恆流控制電路原理圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0020]如圖1和2所示，本發明在線式集成一體化高精密恆流源，包括工頻變壓器、整流和濾波電路、恆流控制電路、恆流功率電路和輸出濾波電路。AC220伏交流經在線式工頻變壓器Tl變壓後輸出給集成橋式整流器D1，經Dl整流後經電容Cl濾波輸出穩定的直流電壓VIN，直流電壓Vin經恆流功率電路輸出給輸出濾波電路，恆流功率電路由恆流控制電路控制。
[0021]如圖3所示，所述在線式集成一體化高精密恆流源，其恆流功率電路由三極體Q11、Q12，電阻R20、R11，電容C11、C12、C13和二級管Dll組成，其連接關係是:直流電壓Vin連接三極體Q11、Q12的集電極，三極體Q12的發射極與三極體Qll的基極相連，三極體Qll的發射極經電阻R20輸出+VQUT，同時三極體Qll的發射極連接點I與恆流控制電路的連接點I相連，三極體Q12的基極連接點b與恆流控制電路的連接點b相連，輸出+Votit連接點R與恆流控制電路的連接點R相連；電容C12和C13並聯在+Votit和-Vtot之間，二級管Dll正及與-Vot相連，負極與+Vot相連，電阻Rll與電容Cll並聯，一端與-Vtot相連，另一端為連接點ADJ與恆流控制電路的連接點ADJ相連。
[0022]如圖4所示，所述在線式集成一體化高精密恆流源，其恆流控制電路由運算放大器、三極體等組成，通過輸出端的分壓電阻對輸出電壓採樣，然後反饋到運算放大器I的同相端，與反相端的基準電壓比較，輸出信號放大後控制三極體基極電流，以調整三極體導通電阻，進而調整輸出電壓，實現輸出電壓相對穩定；通過輸出線路上串聯的取樣電阻對輸出電流進行採樣，然後反饋給運算放大器2的同相端，與反相端的基準電壓比較，輸出信號放大後控制三極體基極電流，以調整三極體導通電阻，進而調整輸出電壓，實現輸出電電流恆定。穩壓輸出經濾波電容濾波後供給負載。其連接關係是:變壓器T2變壓後輸出兩路低壓交流分別給整流橋BI和B2，整流橋BI正端連接直流電源模塊ICl的Vin端和電容Cl的正極，負端連接電源模塊ICl地、電容Cl負端、電容C2負端、二極體Dl陽極、二極體D2陰極、可調電阻R12和電阻R5 —端、電容C5正極及連接點I ;電源模塊ICl的Vout端連接C2正極、Rl和運算放大器IC3的8腳；R3 —端接R2和運算放大器IC3的I路放大器同相端，另一端串接可調電阻R13後連接ADJ連接點；運算放大器IC3的I路放大器反相端連接在電阻R4和R5之間，輸出端串接電阻R6後連接連接點b ；整流橋B2正端連接直流電源模塊IC2的Vin端和電容C3的正極，負端連接直流電源模塊IC2地、電容C3和C4負端、電阻R11、運算放大器IC3的4腳、三極體Q3發射極；直流電源模塊IC2的Vout端接電容C4和C5正極、三極體D2陰極和可調電阻R12 —端；運算放大器IC3的2路放大器同相端連接電容C5負極、可調電阻R12的另一端以及電阻RlO —端，電阻RlO另一端連接在二極體D2陽極和電阻Rll之間；運算放大器IC3的2路放大器反相端串接電阻R8後連接連接點R，電容C6連接在運算放大器IC3的2路放大器反相端與輸出端之間，輸出端串接電阻R9後連接三極體Q3基極，三極體Q3集電極與連接點b相連。
[0023]本發明不局限於上述最佳實施方式，任何人在本發明的啟示下得出的其他任何與本發明相同或相近似的產品，均落在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種在線式集成一體化高精密恆流源，包括工頻變壓器、整流和濾波電路、恆流控制電路、恆流功率電路和輸出濾波電路；其特徵在於:AC220伏交流經在線式工頻變壓器Tl變壓後輸出給集成橋式整流器DlJ^Dl整流後經電容Cl濾波輸出穩定的直流電壓Vin，直流電壓Vin經恆流功率電路輸出給輸出濾波電路，恆流功率電路由恆流控制電路控制。
2.根據權利要求1所述的在線式集成一體化高精密恆流源,其特徵在於:恆流功率電路由三極體Q11、Q12，電阻R20、R11，電容C11、C12、C13和二級管Dll組成，其連接關係是:直流電壓Vin連接三極體Ql1、Q12的集電極，三極體Q12的發射極與三極體Qll的基極相連，三極體Qll的發射極經電阻R20輸出+VQUT，同時三極體Qll的發射極連接點I與恆流控制電路的連接點I相連，三極體Q12的基極連接點b與恆流控制電路的連接點b相連，輸出+Vout連接點R與恆流控制電路的連接點R相連；電容C12和C13並聯在+Vtm和-Vtm之間，二級管Dll正及與-Vtot相連，負極與+Vtot相連，電阻Rll與電容Cll並聯，一端與-Vtm相連，另一端為連接點ADJ與恆流控制電路的連接點ADJ相連。
3.根據權利要求1所述的在線式集成一體化高精密恆流源，其特徵在於:恆流控制電路由整流橋、直流電源模塊、運算放大器及外圍電路組成，其連接關係是:變壓器T2變壓後輸出兩路低壓交流分別給整流橋BI和B2，整流橋BI正端連接直流電源模塊ICl的Vin端和電容Cl的正極，負端連接電源模塊ICl地、電容Cl負端、電容C2負端、二極體Dl陽極、二極體D2陰極、可調電阻R12和電阻R5 —端、電容C5正極及連接點I ;電源模塊ICl的Vout端連接C2正極、Rl和運算放大器IC3的8腳；R3 —端接R2和運算放大器IC3的I路放大器同相端，另一端串接可調電阻R13後連接ADJ連接點；運算放大器IC3的I路放大器反相端連接在電阻R4和R5之間，輸出端串接電阻R6後連接連接點b ；整流橋B2正端連接直流電源模塊IC2的Vin端和電容C3的正極，負端連接直流電源模塊IC2地、電容C3和C4負端、電阻R11、運算放大器IC3的4腳、三極體Q3發射極；直流電源模塊IC2的Vout端接電容C4和C5正極、三極體D2陰極和可調電阻R12 —端；運算放大器IC3的2路放大器同相端連接電容C5負極、可調電阻R12的另一端以及電阻RlO —端，電阻RlO另一端連接在二極體D2陽極和電阻Rll之間；運算放大器IC3的2路放大器反相端串接電阻R8後連接連接點R，電容C6連接在運算放大器IC3的2路放大器反相端與輸出端之間，輸出端串接電阻R9後連接三極體Q3基極，三極體Q3集電極與連接點b相連。
【文檔編號】G05F1/56GK104407660SQ201410644568
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】白傑 申請人:航天長峰朝陽電源有限公司