一種低紋波大功率直流電源的製作方法

2024-03-04 23:35:15 1

專利名稱：一種低紋波大功率直流電源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油測井用電源，具體涉及高電壓低紋波輸出電源。
背景技術：
電源電路是一切電子設備正常工作的基礎所在。通常情況下，電子設備都要求電源電路供給持續穩定、滿足負載要求的電能，而且一般是直流電能。直流電源按電路中功率器件工作狀態，分為線性電源和開關電源兩類。線性電源的功率器件調整管工作在線性區， 依靠調整管壓降的調整來穩定輸出電壓；而開關電源的功率器件工作在開關狀態，依靠改變導通_關斷時間比來穩定輸出電壓。開關電源功率小，體積小，重量輕，輸出紋波較大。線性電源輸入、輸出電壓穩定度高，輸出紋波電壓小，瞬態響應速度快，技術成熟， 結構簡單，故障率低，便於維護修理，不存在高頻噪音幹擾，但是線性電源的調整管工作在線性區時功耗大、效率低；當負載電流較大同時輸出電壓較低的時候，調整管承受的管壓降很大，調整管發熱量很大，需要安裝散熱片，體積和重量大，且器件容易損壞。

實用新型內容為了解決現有的線性電源在線性區時功耗大、效率低、並且在低電壓高電流的工作環境中發熱量大的技術問題，本實用新型提供一種低紋波大功率直流電源。本實用新型的技術解決方案一種低紋波大功率直流電源，其特殊之處在於包括脈衝發生電路和穩壓電路，所述脈衝發生電路包括脈衝發生網絡和用於控制脈衝發生網絡產生脈寬可調的的信號控制單元，所述穩壓電路包括依次串聯的信號輸入單元、穩壓電路、調整管以及輸出單元，所述調整管的S極和輸出單元之間設置有信號比較單元，所述信號比較單元包括電流比較單元和電壓比較單元，所述電流比較單元包括電流採樣單元、電流比較器以及電流基準電路，所述電流採樣單元的輸入端連接在調整管的S極，所述電流比較器的兩個比較端分別與電流採樣單元的輸出端和電流基準電路的輸出端連接，所述電流比較器的輸出端與調整管的G極連接，所述電壓比較單元包括電壓採樣單元、電壓比較器以及電壓基準電路，所述電壓採樣單元的輸入端連接在調整管的S極，所述電壓比較電路的兩個比較端分別與電壓採樣單元的輸出端和電壓基準電路的輸出端連接，所述電壓比較器的輸出端與調整管的G極連接，所述調整管的D極與信號控制單元的連接，所述脈衝發生網絡的輸出端與穩壓電路連接。上述調整管為MOS管。[0015]上述信號控制單元為信號控制開關器件。本實用新型的優點在於1、本實用新型提出一種借鑑開關電源原理的線性電源方案，其工作電路由輸入獨立的脈衝發生電路和穩壓電路組成。脈衝發生電路借鑑開關電源原理，可根據預輸出電壓的大小產生調脈寬脈衝，控制主穩壓電路功率器件的導通時間，達到調節調整管之間電壓的目的，而穩壓電路仍按傳統的線性電源原理工作。2、本實用新型工作電路脈衝生成單元借鑑了開關電源以改變導通時間調整輸出的思路，而整個工作電路又保留了線性電源輸出紋波小的優勢，在工作效率和輸出質量上有所兼顧，輸出電壓高，紋波小，應用廣泛。3、本實用新型電路引入開關器件，調節速度加快。4、本實用新型的調整管管壓降較低，發熱量小，電路工作穩定，不容易損壞，有過流保護功能。

圖1是本電源的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示為本實用新型低紋波大功率直流電源的結構示意圖，包括脈衝發生電路和穩壓電路，脈衝發生電路包括脈衝發生網絡和用於控制脈衝發生網絡產生脈寬可調的的信號控制單元，穩壓電路包括依次串聯的信號輸入單元、穩壓電路、調整管以及輸出單元，調整管的S極和輸出單元之間設置有信號比較單元，信號比較單元包括電流比較單元和電壓比較單元，電流比較單元包括電流採樣單元、電流比較器以及電流基準電路，電流採樣單元的輸入端連接在調整管的S極和輸出單元之間，電流比較器的輸入端分別與電流採樣單元的輸出端和電流基準電路的輸出端連接，電流比較器的輸出端與調整管的G極連接，電壓比較單元包括電壓採樣單元、電壓比較器以及電壓基準電路，電壓採樣單元的輸入端連接在調整管的S極和輸出單元之間，電壓比較電路的輸入端分別與電壓採樣單元的輸出端和電壓基準電路的輸出端連接，電壓比較器的輸出端與調整管的G極連接，調整管的D 極與信號開關連接，脈衝發生網絡的輸出端與穩壓電路連接。一般調整管為MOS管，信號控制單元為信號控制開關器件。本實用新型電路的工作原理對輸出電壓、電流值進行採樣，基準信號由基準電路產生。信號比較器對基準信號和採樣信號進行比較，輸出穩壓(穩流)信號。調節輸出電壓高時，穩壓信號(電壓信號) 較大，調整管的GS極壓降就大，流過調整管DS的電流也就越大，輸出電壓就會變大。該調整管選用GS電壓控制DS電流型的MOS管。脈衝發生電路中的信號控制部分的作用在於降低調整管DS極間的電壓。電路正常工作時，穩壓電路和脈衝發生電路會有一個壓降，根據壓降的大小來控制信號控制開關器件三極體的導通，脈衝發生網絡會產生很多脈衝，脈衝信號經隔離變壓器送入穩壓管，完成輸出調節。脈衝發生部分產生的脈衝控制導通時間，導通後調整管D極電位上升。控制脈衝發生電路產生的脈衝數量變少，脈衝送入主穩壓電路， 導通時間就會變短，D極電位就會下降，因為輸出電壓穩定，即S極電位恆定，所以可以維持調整管的DS電壓不會太高。反之亦然。採樣電流以及電流基準的比較電路起到過流保護的作用。輸出電流過大時，將調整管GS間壓降拉低，調整管工作在夾斷區，無法輸出電流， 所以起到了保護的作用。 工作電路中比較器所需的工作電壓由預穩壓電路輸入整流再經集成穩壓電路產生。本設計工作電路預穩壓部分借鑑了開關電源以改變導通時間調整輸出的思路，而整個工作電路又保留了線性電源輸出紋波小的優勢，在工作效率和輸出質量上有所兼顧。
權利要求1.一種低紋波大功率直流電源，其特徵在於包括脈衝發生電路和穩壓電路， 所述脈衝發生電路包括脈衝發生網絡和用於控制脈衝發生網絡產生脈寬可調的的信號控制單元，所述穩壓電路包括依次串聯的信號輸入單元、穩壓電路、調整管以及輸出單元，所述調整管的S極和輸出單元之間設置有信號比較單元，所述信號比較單元包括電流比較單元和電壓比較單元，所述電流比較單元包括電流採樣單元、電流比較器以及電流基準電路，所述電流採樣單元的輸入端連接在調整管的S極，所述電流比較器的兩個比較端分別與電流採樣單元的輸出端和電流基準電路的輸出端連接，所述電流比較器的輸出端與調整管的G極連接，所述電壓比較單元包括電壓採樣單元、電壓比較器以及電壓基準電路，所述電壓採樣單元的輸入端連接在調整管的S極，所述電壓比較電路的兩個比較端分別與電壓採樣單元的輸出端和電壓基準電路的輸出端連接，所述電壓比較器的輸出端與調整管的G極連接， 所述調整管的D極與信號控制單元的連接，所述脈衝發生網絡的輸出端與穩壓電路連接。
2.根據權利要求1所述的低紋波大功率直流電源，其特徵在於所述調整管為MOS管。
3.根據權利要求1或2所述的低紋波大功率直流電源，其特徵在於所述信號控制單元為信號控制開關器件。
專利摘要本實用新型涉及一種低紋波大功率直流電源，包括脈衝發生電路和穩壓電路，脈衝發生電路包括脈衝發生網絡和信號控制單元，穩壓電路包括依次串聯的信號輸入單元、穩壓電路、調整管以及輸出單元，調整管的S極和輸出單元調整管的D極與信號控制單元的連接，脈衝發生網絡的輸出端與穩壓電路連接。本實用新型解決了現有的線性電源在線性區時功耗大、效率低、並且在低電壓高電流的工作環境中發熱量大的技術問題，本實用新型在工作效率和輸出質量上有所兼顧，輸出電壓高，紋波小，應用廣泛。
文檔編號H02M1/14GK202261014SQ20112026457
公開日2012年5月30日 申請日期2011年7月25日 優先權日2011年7月25日
發明者王宗銳, 薛永華, 馬輝 申請人:西安思坦儀器股份有限公司