專利名稱：產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)電變量或磁變量的系統(tǒng)，尤其涉及一種產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源的方法和裝置。
本發(fā)明產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源的方法，將輸入單電源電壓轉(zhuǎn)換為具有穩(wěn)定正電壓的正負(fù)雙電壓輸出，包括以下步驟接收單電源電壓輸入，利用輸入的單電壓產(chǎn)生用于輸出設(shè)定的穩(wěn)定正電壓所需基準(zhǔn)電壓，對(duì)輸出正電壓進(jìn)行比例采樣，獲得輸出采樣電壓；把所述基準(zhǔn)電壓與所述輸出采樣電壓的偏差放大，并將放大的偏差用于功率輸出調(diào)整，對(duì)由于負(fù)載或輸入電壓變化而造成的輸出正電壓變化提供負(fù)反饋，并使輸出采樣電壓與基準(zhǔn)電壓趨于相等；將調(diào)整后的正電壓作為正電壓輸出，并將輸入單電壓減去調(diào)整后正電壓的結(jié)果作為負(fù)電壓輸出；還包括以下步驟對(duì)輸出負(fù)電壓的大小進(jìn)行欠壓監(jiān)測(cè)，將檢測(cè)到的負(fù)電壓欠壓信號(hào)接入相應(yīng)的絕緣柵晶體管驅(qū)動(dòng)電路去實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣柵晶體管的封鎖。
這種應(yīng)用上述產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源方法的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源的裝置，包括電壓輸入單元，用于接收單電源電壓輸入；基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生輸出設(shè)定的穩(wěn)定正電壓所需基準(zhǔn)電壓；輸出電壓采樣單元，用于對(duì)輸出正電壓進(jìn)行比例采樣，獲得輸出采樣電壓；差動(dòng)放大單元，用于將所述的基準(zhǔn)電壓與輸出采樣電壓偏差放大；功率輸出調(diào)整單元，功率輸出調(diào)整單元受所述差動(dòng)放大單元的驅(qū)動(dòng)，對(duì)于由于負(fù)載或輸入電壓變化而造成的輸出正電壓變化提供負(fù)反饋，并使輸出采樣電壓與基準(zhǔn)電壓趨于相等；電壓輸出單元，用于輸出經(jīng)功率輸出調(diào)整單元調(diào)整后的正電壓，并將輸入電壓減去所述調(diào)整后正電壓的結(jié)果作為負(fù)電壓輸出。
電壓輸入單元中輸入正端Vin+和電壓輸出單元中輸出正端Vo+相通，電壓輸入單元中輸入負(fù)端Vin-和電壓輸出單元中輸出負(fù)端Vo-相通，輸入正端Vin+和輸入負(fù)端Vin-之間連有一差動(dòng)放大單元和一個(gè)連接于差動(dòng)放大單元中的兩個(gè)三極管集電極之間的功率輸出三極管Q3，差動(dòng)放大單元中的輸入三極管Q1基極與差動(dòng)放大單元中的長(zhǎng)尾電阻R3的外端之間連有穩(wěn)壓管DZ1，差動(dòng)放大單元中的輸出三極管Q2基極與輸出正端Vo+及接地輸出端Vo之間分別連接取樣電阻R4和取樣電阻R5，且接地輸出端Vo與三極管Q3集電極相連。
本發(fā)明的有益效果為在本發(fā)明中，經(jīng)過比例采樣的采樣電壓較為穩(wěn)定、準(zhǔn)確，再通過功率輸出調(diào)整來抵消由于負(fù)載或輸入電壓變化而造成的輸出正電壓變化，這樣的設(shè)計(jì)能很好地穩(wěn)定輸出電壓，而且對(duì)功率輸出調(diào)整單元相應(yīng)配置可以用于較大功率的絕緣柵晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)，因此，本發(fā)明穩(wěn)定性高且性能強(qiáng)，而且，由于對(duì)正電壓變化引入負(fù)反饋，使得本發(fā)明對(duì)輸入電源的電壓穩(wěn)定度要求不高；由串接于電壓輸入單元兩端的穩(wěn)壓管DZ1和電阻R1構(gòu)成基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生單元、功率輸出三極管Q3形成功率輸出調(diào)整單元以及輸出電壓采樣單元為連接于電壓輸出單元正電壓輸出端的取樣電阻R4和取樣電阻R5，這種設(shè)置使本發(fā)明電路簡(jiǎn)單、元件數(shù)量少，成本低廉，從本發(fā)明的這種設(shè)計(jì)可以看出，電源電壓利用率在原理上達(dá)到了100％，對(duì)輸出正電壓大小可根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路的要求通過調(diào)整對(duì)輸出電壓采樣的比例靈活調(diào)節(jié)，由于各種不同形式或不同廠家設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路往往需要不同的電源電壓，一般驅(qū)動(dòng)電源的正電源電壓在+15V—+18V之間，這樣就能根據(jù)需要靈活設(shè)置，增強(qiáng)了本發(fā)明的適應(yīng)性和實(shí)用性；穩(wěn)壓管DZ1兩端并聯(lián)電容，能濾除由穩(wěn)壓管DZ1和輸入電源帶來的高頻噪聲，以及功率輸出三極管Q3的基極和集電極之間連有電容，該電容為相位補(bǔ)償電容，防止功率輸出三極管Q3自激震蕩，進(jìn)一步提高了本發(fā)明的工作穩(wěn)定性；電壓輸出單元連接一個(gè)欠壓檢測(cè)電路，該欠壓檢測(cè)電路對(duì)輸出負(fù)電壓的大小進(jìn)行欠壓監(jiān)測(cè)，將檢測(cè)到的負(fù)電壓欠壓信號(hào)接入相應(yīng)的絕緣柵晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路去實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣柵晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管的封鎖，這樣在使用中可以通過監(jiān)測(cè)負(fù)電壓的大小對(duì)絕緣柵晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行實(shí)時(shí)欠壓保護(hù)控制，提高了本發(fā)明的使用完全性和實(shí)用性。
總之，本發(fā)明穩(wěn)定性高、性能強(qiáng)、電路簡(jiǎn)單、成本低廉，適合于各種絕緣柵晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)裝置的電源驅(qū)動(dòng)。
在電壓輸入單元1中包含輸入濾波單元，由電容C3構(gòu)成的輸入濾波單元提供輸入濾波和快速的電流響應(yīng)；在電壓輸出單元6中包含輸出濾波單元，由電容C4、C5構(gòu)成的輸出濾波單元提供輸出正負(fù)電源的濾波并為負(fù)載電流的突變提供快速的電流響應(yīng)。
根據(jù)附圖
可見，本發(fā)明將輸入的單電源分裂為可調(diào)的穩(wěn)定正電壓和由正電壓大小及輸入電源共同決定的負(fù)電壓。
本發(fā)明的基本工作原理為輸出電壓采樣單元5對(duì)輸出正電壓進(jìn)行比例采樣，獲得輸出采樣電壓，差動(dòng)放大單元3將基準(zhǔn)電壓與輸出采樣電壓偏差放大，功率輸出調(diào)整單元4受差動(dòng)放大單元3的驅(qū)動(dòng)對(duì)于由于負(fù)載或輸入電壓變化而造成的輸出正電壓變化提供負(fù)反饋，并使輸出采樣電壓與基準(zhǔn)電壓趨于相等，電壓輸出單元6輸出經(jīng)功率輸出調(diào)整單元4調(diào)整后的正電壓，并將輸入電壓減去所述調(diào)整后正電壓的結(jié)果作為負(fù)電壓輸出，現(xiàn)設(shè)穩(wěn)壓管DZ1提供5.1V基準(zhǔn)電壓，則可得到輸出正電壓的值
Vo+＝(R5/R4+1)*5.1同時(shí)，可得到輸出負(fù)電壓的值Vo-＝Vin-Vo+，其中Vin為輸入電壓的值。
本發(fā)明對(duì)于負(fù)載調(diào)整穩(wěn)壓原理如下當(dāng)電源輸出電流減小，輸出正電壓升高—→電阻R4兩端壓差增加，即比基準(zhǔn)電壓高—→三極管Q2集電極電流增大—→三極管Q1集電極電流減小，三極管Q3基極電流減小—→三極管Q3集電極電流減小，三極管Q3等效電阻增加，三極管Q3集電極發(fā)射極電壓增加，—→輸出正電壓下降。
本發(fā)明對(duì)于輸入調(diào)整穩(wěn)壓原理如下當(dāng)輸入電壓升高—→輸出正電壓升高—→電阻R4兩端壓差增加，即比基準(zhǔn)電壓高—→三極管Q2集電極電流增大—→三極管Q1集電極電流減小，三極管Q3基極電流減小—→三極管Q3集電極電流減小，三極管Q3等效電阻增加，三極管Q3集電極發(fā)射極電壓增加—→輸出正電壓下降。
功率輸出調(diào)整單元4通過改變調(diào)整其等效內(nèi)阻來抵消由于負(fù)載或輸入電壓變化而造成的輸出正電壓變化，實(shí)現(xiàn)大電流的功率調(diào)整控制。
如圖7所示，為本發(fā)明應(yīng)用于一公用電源的方案，圖中的絕緣柵晶體管驅(qū)動(dòng)電源I至絕緣柵晶體管驅(qū)動(dòng)電源VI采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)。
電壓輸出單元6連有一個(gè)欠壓檢測(cè)電路7，該欠壓檢測(cè)電路7檢測(cè)負(fù)電壓的大小，將檢測(cè)到的負(fù)電壓信號(hào)接入相應(yīng)的絕緣柵晶體管驅(qū)動(dòng)電路去實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣柵晶體管的封鎖，同時(shí)實(shí)現(xiàn)輸出正電壓、輸出負(fù)電壓的欠壓保護(hù)。
根據(jù)圖6所示，電源欠壓時(shí)，如輸出負(fù)電源低于設(shè)定的值，即
(DZ22+0.7)*(R1+R2)/R2-Vo+，其中DZ22為穩(wěn)壓值，三極管Q12集電極呈高阻狀態(tài)，電源正常工作時(shí)三極管Q12導(dǎo)通，可以將三極管Q32的集電極信號(hào)接到相應(yīng)的絕緣柵晶體管驅(qū)動(dòng)電路去實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣柵晶體管的封鎖。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源的方法，將輸入單電源電壓轉(zhuǎn)換為具有穩(wěn)定正電壓的正負(fù)雙電壓輸出，其特征在于，包括以下步驟接收單電源電壓輸入；利用輸入的單電壓產(chǎn)生用于輸出設(shè)定的穩(wěn)定正電壓所需基準(zhǔn)電壓；對(duì)輸出正電壓進(jìn)行比例采樣，獲得輸出采樣電壓；把所述基準(zhǔn)電壓與所述輸出采樣電壓的偏差放大，并將放大的偏差用于功率輸出調(diào)整，對(duì)由于負(fù)載或輸入電壓變化而造成的輸出正電壓變化提供負(fù)反饋，并使輸出采樣電壓與基準(zhǔn)電壓趨于相等；將調(diào)整后的正電壓作為正電壓輸出，并將輸入單電壓減去調(diào)整后正電壓的結(jié)果作為負(fù)電壓輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源的方法，其特征在于，還包括以下步驟對(duì)輸出負(fù)電壓的大小進(jìn)行欠壓監(jiān)測(cè)，將檢測(cè)到的負(fù)電壓欠壓信號(hào)接入相應(yīng)的絕緣柵晶體管驅(qū)動(dòng)電路去實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣柵晶體管的封鎖。
3.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源方法的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源的裝置，其特征在于，它包括電壓輸入單元(1)，用于接收單電源電壓輸入；基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生單元(2)，用于產(chǎn)生輸出設(shè)定的穩(wěn)定正電壓所需基準(zhǔn)電壓；輸出電壓采樣單元(5)，用于對(duì)輸出正電壓進(jìn)行比例采樣，獲得輸出采樣電壓；差動(dòng)放大單元(3)，用于將所述的基準(zhǔn)電壓與輸出采樣電壓偏差放大；功率輸出調(diào)整單元(4)，功率輸出調(diào)整單元(4)受所述差動(dòng)放大單元(3)的驅(qū)動(dòng)，對(duì)于由于負(fù)載或輸入電壓變化而造成的輸出正電壓變化提供負(fù)反饋，并使輸出采樣電壓與基準(zhǔn)電壓趨于相等；電壓輸出單元(6)，用于輸出經(jīng)功率輸出調(diào)整單元(4)調(diào)整后的正電壓，并將輸入電壓減去所述調(diào)整后正電壓的結(jié)果作為負(fù)電壓輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源的裝置，其特征在于，所述的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生單元(2)為串接于電壓輸入單元(1)兩端的穩(wěn)壓管(DZ1)和電阻(R1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源的裝置，其特征在于，所述的功率輸出調(diào)整單元(4)為功率輸出三極管(Q3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源的裝置，其特征在于，所述的輸出電壓采樣單元(5)為連接于電壓輸出單元(6)正電壓輸出端的取樣電阻(R4)和取樣電阻(R5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源的裝置，其特征在于，電壓輸入單元(1)中輸入正端(Vin+)和電壓輸出單元(6)中輸出正端(Vo+)相通，電壓輸入單元(1)中輸入負(fù)端(Vin-)和電壓輸出單元(6)中輸出負(fù)端(Vo-)相通，所述的差動(dòng)放大單元(3)和連接于三極管(Q1)、(Q2)的集電極之間的功率輸出三極管(Q3)連接于電壓輸入單元(1)中輸入正端(Vin+)和輸入負(fù)端(Vin-)之間，輸入三極管(Q1)基極與長(zhǎng)尾電阻(R3)的外端之間連接穩(wěn)壓管(DZ1)，輸出三極管(Q2)基極與電壓輸出單元(6)中的輸出正端(Vo+)及接地輸出端(Vo)之間分別連接取樣電阻(R4)和取樣電阻(R5)，且接地輸出端(Vo)與三極管(Q3)集電極相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或7所述的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源的裝置，其特征在于，所述的穩(wěn)壓管(DZ1)兩端還并聯(lián)電容(C1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源的裝置，其特征在于，所述的三極管(Q3)的基極和集電極之間連有電容(C2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的絕緣柵晶體管電源驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的電壓輸出單元(6)還連有一個(gè)欠壓檢測(cè)電路(7)，該欠壓檢測(cè)電路(7)連接電壓輸出單元(6)中的輸出正端(Vo+)和輸出負(fù)端(Vo-)，輸出正端(Vo+)和輸出負(fù)端(Vo-)之間順接電阻(R12)和電阻(R22)，電阻(R12)和電阻(R22)的連接處與穩(wěn)壓管(DZ22)的負(fù)極相連，穩(wěn)壓管(DZ22)的正極與三極管(Q12)基極相連，三極管(Q12)發(fā)射極與接地輸出端(Vo)相連，三極管(Q12)的發(fā)射極與基極之間連接電阻(R32)，三極管(Q12)的集電極與輸出正端(Vo+)之間連接電阻(R42)，三極管(Q12)的集電極與三極管(Q22)的基極相連，三極管(Q22)的發(fā)射極與三極管(Q12)的發(fā)射極相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)電變量或磁變量的系統(tǒng)的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電源的方法和裝置，將輸入單電源電壓轉(zhuǎn)換為具有穩(wěn)定正電壓的正負(fù)雙電壓輸出，包括以下步驟用輸入的單電壓產(chǎn)生用于輸出設(shè)定的穩(wěn)定正電壓所需基準(zhǔn)電壓，輸出正電壓進(jìn)行比例采樣，把基準(zhǔn)電壓與輸出采樣電壓的偏差放大，并將放大的偏差用于功率輸出調(diào)整，對(duì)輸出正電壓變化提供負(fù)反饋，并使輸出采樣電壓與基準(zhǔn)電壓趨于相等，將調(diào)整后的正電壓作為正電壓輸出，并將輸入單電壓減去調(diào)整后正電壓的結(jié)果作為負(fù)電壓輸出；電壓輸出單元還可連有一個(gè)欠壓檢測(cè)電路對(duì)輸出負(fù)電壓的大小進(jìn)行欠壓監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路的保護(hù)控制，本發(fā)明穩(wěn)定性高、性能強(qiáng)、成本低廉，適合于各種絕緣柵晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)裝置的電源驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)H02M3/06GK1402418SQ0210569
公開日2003年3月12日 申請(qǐng)日期2002年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月18日
發(fā)明者李樹白 申請(qǐng)人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司