專利名稱:均分式電源的制作方法
本發(fā)明屬于電源技術(shù)領(lǐng)域：
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目前已有的交直流穩(wěn)壓電源有線性穩(wěn)壓電源、開關(guān)穩(wěn)壓電源和交流穩(wěn)壓電源。例如;SU957372A，整流器和倒相器晶閘管的控制器;DE3308407A、用于兩個放電式燈起動器的電源供電電路;美國馬克西姆公司生產(chǎn)的MAX610/611/612三個型號的集成電路等。
本發(fā)明的目的是提供一種功率大、損耗小、幅射干擾小、可靠性大、體積小、重量輕的電源裝置。
本發(fā)明的主要部分是均分器(JF)，我們知道電容器是能夠存儲能量的，其大小由A＝1/2CV2來決定。當(dāng)兩個容量分別為C1、C2、且C1＝C2的電容器串聯(lián)起來充電時，若電容倆端的電壓為V，由C＝Q/V可知，每個電容器充有的電壓為V/2;每個電容器存儲的能量為A＝1/2C1V21＝1/2C1(1/2V)2＝1/8C1V2，而兩個電容器C1、C2串聯(lián)時存儲的能量為1/4C1V2;由此可知要使電壓降低的情況下、存儲的能量不變，須將兩個電容器并聯(lián)起來。
實現(xiàn)電容器串聯(lián)充電、并聯(lián)向負載傳遞能量的電路(即均分電路)原理如圖1所示;當(dāng)K2斷開、K1合上時，直流高壓V經(jīng)C1、D1、C2回到高壓電源負極，向C1、C2充電，D2、D3因是反向電壓、故不導(dǎo)通，充電完畢后、當(dāng)C1＝C2時，每個電容充有的電壓為1/2V，這時斷開K1、合上K2;D1因C1的負電壓和C2的正電壓，使D1截止、D2、D3導(dǎo)通，這時相當(dāng)于C1、C2并聯(lián)起來，向R放電，電壓為1/2V。這就實現(xiàn)了降低電壓、傳遞能量的作用。實際上C1、C2不可能完全相等，但由于二極管的作用，可以使每個電容器上的電壓，在幾個周波之后自動完成平均分配。兩個電容器組成的電路可以將電壓降低1/2，三個以上電容器也可組成均分器，將電壓降為1/3、1/4、……。
要實現(xiàn)電容器的串聯(lián)充電、并聯(lián)向負載傳遞能量，需要解決K1、K2的自動聯(lián)結(jié);這可由三極管、可控硅等電路來完成。
均分電源的方框圖如圖2所示;原理圖如圖3所示;其工作原理是這樣的當(dāng)A端為正半周時，高壓經(jīng)保險絲RD，高壓整流D1、均分器(JF)、二極管D3、D8、電阻R2回到電源向JF充電。當(dāng)A端為負半周時，D1截止，負電流經(jīng)選通取樣電阻R1、比較放大管B3發(fā)射極、基極、R6、R7、R2使B3導(dǎo)通;推動B2、再推動選通開關(guān)管B1使之導(dǎo)通。這時JF40伏左右的低電壓，經(jīng)B1、R5、C3、D5、C2、D2回到JF向C2、C3充電。充電的結(jié)果使C3、C2經(jīng)幾個周期后，充有各為15-21伏的電壓。C2上端的電壓及C3上端的電壓極性與B點極性相反，將電壓極性反了相。JF向C3、C2充電后，電源A端由負變?yōu)檎龝r，電源又向JF充電;然后JF再以低電壓形式向C3、C2放電，周而復(fù)始，使低電壓電容器C3、C2得到穩(wěn)定的低壓，達到了降低電壓、傳遞能量的目的。
C2、C3、D5、D6實際上組成了一個二極JF，B4、B5相當(dāng)于前面講到的K2，B1相當(dāng)于K1。二級均分器有兩個作用一是可以起到平滑電感的作用，使負載上的電流較為平穩(wěn)。再就是可以將JF的級數(shù)由14級減為7級，使JF少用了很多二極管。D9、R9、R10構(gòu)成了穩(wěn)壓取樣環(huán)結(jié)，當(dāng)需要穩(wěn)定的低壓時，可由此環(huán)節(jié)來調(diào)整。
D3也有兩個作用一是沒有D3，JF將會在放電時發(fā)生短路。再者當(dāng)JF擊穿時，正高壓通過D3，形成回路，燒斷保險絲，使高壓電壓不會在低壓輸出端出現(xiàn)，避免了損壞設(shè)備。
D8的作用是當(dāng)B1擊穿時，高壓通過D8構(gòu)成回路，燒斷保險絲;低壓端也不會有高壓出現(xiàn)，另外由于D8的隔離作用，給放大管B3提供一個正向選通信號。
R5的作用是R5、R6、D7構(gòu)成限流環(huán)節(jié)，限制電路電流不會高于限定的值，達到了限流保護的作用。
D2、D4的作用是一是D2、D4與R8共同作用，使的JF放電時，B4、B5截止，放電結(jié)束時，B4、B5導(dǎo)通，將C2于C3并聯(lián)起來向負載供電。再者、當(dāng)JF擊穿時，D2、D4的極性與正高壓相反，起到阻當(dāng)高電壓的作用。
R2是限流電阻，C1用來濾除干擾。
本發(fā)明與現(xiàn)有電源相比、有以下特點(1)、完全去掉了變壓器及電感元件，體積小、重量輕，在相同功率的情況下，重量只有變壓器電源的1/5以下，體積可縮小1/2到1/3。
(2)、尖峰電流小，具有變壓器將高電壓變低電壓，小電流變大電流的特點，電壓變比大小可以作到很寬。
(3)、電路頻率低，器件性能要求低，全部采用低頻器件，電路可以集成化。
(4)、當(dāng)電路原器件損壞時，低壓輸出端不會出現(xiàn)高壓。
(5)、電源空載時，損耗極小，在0.4瓦以下。
(6)、具有穩(wěn)壓功能，當(dāng)設(shè)備對供電電源要求較高時，可調(diào)整有關(guān)元件，使電源處于穩(wěn)壓狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備對電源要求不高時，可使電源工作在不穩(wěn)壓狀態(tài)，使電源效率提高到80%-90%以上。
(7)、干擾小，是因為頻率低，電壓、電流上升率小。
附圖1是均分器(JF)原理圖。
附圖2是JF電源方框圖。
附圖3是JF電源原理圖。
附圖4是均分電源原理圖中的均分器電路圖。
本發(fā)明的實施例如圖3所示，其中各元件的具體參數(shù)如表1所示;所用的均分器級數(shù)為七級，當(dāng)電壓為220伏時，輸出可達13瓦，瞬時功率可達20瓦;低壓輸出為15伏、30伏，低壓電流大于0.8安，負載阻抗大于18歐，空載損耗小于0.4瓦，效率在不穩(wěn)壓時為80%以上。
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，其特征是D1負極、B1集電極與均分器(JF)的B點相接，B2的發(fā)射極與JF的B″點相接，且B2發(fā)射極與基極間接有電阻R3，B1的基極與B2的集電極相接，B2基極與B3集電極間接有電阻R4，D2、D4負極、D3正極與JF的B′端相接，D2的正極、B4的發(fā)射極與C2負極相接，B4基級與B5發(fā)射極相接、組成一電子開關(guān)，C2、C3、D5、D6組成了二極均分器，D9、R9、R10構(gòu)成了穩(wěn)壓取樣電路，R5、R6、D7組成一限流環(huán)節(jié)。
2.如權(quán)利要求
1所述的電源裝置，其特征是為實現(xiàn)電容器的串聯(lián)充電、并聯(lián)放電，均分器中的二極管每三個串聯(lián)起來后再并聯(lián)，且二極管間接有電容器。
專利摘要
一種穩(wěn)壓電源裝置，該裝置采用均分式電路，使得該電源裝置與現(xiàn)有的線性穩(wěn)壓電源、開關(guān)穩(wěn)壓電源、交流穩(wěn)壓電源等相比，完全去掉了變壓器及電感元件；體積小、重量輕、功率大、損耗小、輻射干擾小、可靠性大。該電源尖峰電流小、電壓變比大，具有穩(wěn)壓功能；且只需普通元器件，線路簡單；是理想的微型電源設(shè)備。
文檔編號G05F1/10GK87103762SQ87103762
公開日1988年12月7日 申請日期1987年5月21日
發(fā)明者黨傳鈞 申請人:黨傳鈞導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan