專利名稱：輸出功率穩(wěn)定的開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直流輸出的開關(guān)電源，特別是涉及一種脈寬 調(diào)制、直流輸出的開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的直流輸出的開關(guān)電源，通常為直流穩(wěn)壓輸出的開關(guān)電源，
多采用圖i所示的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)。輸入整流濾波電路r將
交流市電變換為高壓直流加到變壓器2'初級21'的一端，變壓器2' 初級21'的另一端經(jīng)過一個(gè)脈寬調(diào)制開關(guān)3'接高壓直流地線。脈寬 調(diào)制開關(guān)3'控制變壓器2'初級21'通電或斷電；變壓器2'次級 22'的感應(yīng)輸出經(jīng)輸出整流濾波電路4'變換為低壓直流送到負(fù)載5'。 采樣電路6'的輸入端接在輸出整流濾波電路4'的輸出端，采樣電 路6'的輸出接光電藕合器7'的輸入端，光電藕合器7'的輸出端 連接脈寬調(diào)制開關(guān)3'的控制輸入端。光電藕合器7'隔離變壓器2' 初級21' —側(cè)的高壓直流地線與變壓器2'次級22' —側(cè)的低壓直 流地線。在負(fù)載5'電阻降低，輸出整流濾波電路4'的輸出端的輸 出電流增大、電壓降低時(shí)采樣電路6'輸出的電壓信號減??；光電 藕合器7'初級的發(fā)光二極管發(fā)光亮度降低，而次級的光敏三極管的 管壓降增高；脈寬調(diào)制開關(guān)3'的控制端電位提高；脈寬調(diào)制開關(guān)3' 使變壓器2'初級21'高壓直流通電的占空比增加即有效脈寬變寬； 變壓器2'次級22'的感應(yīng)輸出經(jīng)輸出整流濾波電路4'變換的直流電壓增加，彌補(bǔ)了原來送到負(fù)載5'的直流電壓降低的成份，使送到 負(fù)載5'的直流電壓保持穩(wěn)定。在負(fù)載5'電阻增加，輸出整流濾波 電路4'的輸出端的輸出電流降低、電壓增大時(shí)采樣電路6'輸出 的電壓信號增大，光電藕合器7'初級的發(fā)光二極管發(fā)光亮度增大， 而次級的光敏三極管的管壓降降低；脈寬調(diào)制開關(guān)3'的控制端電位 降低；脈寬調(diào)制開關(guān)3'使變壓器2'初級21'高壓直流通電的占空 比降低即有效脈寬變窄；變壓器2'次級22'的感應(yīng)輸出經(jīng)輸出整流 濾波電路4'變換的直流電壓減小，彌補(bǔ)了原來送到負(fù)載5'的直流 電壓增大的成份，使送到負(fù)載5'的直流電壓保持穩(wěn)定。也就是說， 在該開關(guān)電源允許的功率范圍內(nèi)，無論負(fù)載5'電阻如何變化，送到 負(fù)載5'的直流電壓總能趨向穩(wěn)定。
但是，在某些應(yīng)用設(shè)備中負(fù)載電阻在運(yùn)行過程中變化很大，例如 電池的充電裝置，要求開關(guān)電源隨著負(fù)載電阻的減小即輸出電流增大 而減小送到負(fù)載的直流電壓，使輸出功率穩(wěn)定在特定的范圍內(nèi)。顯然， 現(xiàn)有技術(shù)的直流輸出的開關(guān)電源無法實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用設(shè)備的上述要求。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型旨在提供一種可以在負(fù)載電阻變化時(shí)自動(dòng)調(diào)整輸出電 壓的輸出功率穩(wěn)定的開關(guān)電源。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是輸出功率穩(wěn)定的開關(guān)電源，，將交流 市電變換為高壓直流的輸入整流濾波電路的高壓直流輸出端連接變壓 器初級的一端，變壓器初級的另一端經(jīng)過一個(gè)脈寬調(diào)制開關(guān)接輸入整 流濾波電路的高壓直流地線；變壓器次級的兩個(gè)感應(yīng)輸出端對應(yīng)連接
輸出整流濾波電路的兩個(gè)交流輸入端，輸出整流濾波電路的低壓直流
輸出端連接負(fù)載的電源輸入端；采樣電路的電源輸入端和電源接地端 分別接在輸出整流濾波電路的低壓直流輸出端和低壓直流地線，采樣 電路的兩個(gè)輸出端對應(yīng)連接光電藕合器的兩個(gè)輸入端，光電藕合器的 輸出端連接脈寬調(diào)制開關(guān)的控制輸入端；其特征在于輸出整流濾波 電路的低壓直流地線經(jīng)一個(gè)電流采樣電阻連接負(fù)載的電源接地端；一 個(gè)電壓基準(zhǔn)電路的電源輸入端和電源接地端分別對應(yīng)地連接負(fù)載的兩 端，電壓基準(zhǔn)電路的輸出端連接采樣電路的采樣參考端。本實(shí)用新型 的開關(guān)電源在采樣電路的采樣參考端引入電壓基準(zhǔn)電路提供的固定偏 置電壓和負(fù)載電流變化時(shí)在電流采樣電阻上產(chǎn)生的偏差電壓， 采樣電 路經(jīng)光電藕合器向脈寬調(diào)制開關(guān)提供的反饋控制信號不僅包含輸出整 流濾波電路的低壓直流輸出端電壓的偏差信息，還有負(fù)載電流變化的 信息。隨著負(fù)載電阻的減小即輸出電流增大，電流釆樣電阻兩端的偏 差電壓增大。該偏差電壓導(dǎo)致采樣電路的采樣參考端電位提升，由于 采樣參考端電位的提升具有與輸出整流濾波電路低壓直流輸出端的電 壓增高相同的作用，采樣電路提供的反饋控制信號經(jīng)光電藕合器控制 脈寬調(diào)制開關(guān)使變壓器初級高壓直流通電的占空比降低；變壓器次級 的感應(yīng)輸出經(jīng)輸出整流濾波電路變換的直流電壓減小，送到負(fù)載的直 流電壓減小，輸出功率穩(wěn)定在特定的范圍內(nèi)。反之，隨著負(fù)載電阻的 增大即輸出電流減小，電流采樣電阻兩端的偏差電壓減小。該偏差電 壓導(dǎo)致采樣電路的采樣參考端電位下降，由于采樣參考端電位的降低 具有與輸出整流濾波電路低壓直流輸出端的電壓降低相同的作用，采 樣電路提供的反饋控制信號經(jīng)光電藕合器控制脈寬調(diào)制開關(guān)使變壓器初級高壓直流通電的占空比增加；變壓器次級的感應(yīng)輸出經(jīng)輸出整 流濾波電路變換的直流電壓增加，送到負(fù)載的直流電壓增加，輸出功 率穩(wěn)定在特定的范圍內(nèi)。調(diào)整電流采樣電阻的阻值和電壓基準(zhǔn)電路輸 出的電壓，可以調(diào)整負(fù)載輸出曲線的變化率。
在一個(gè)優(yōu)化的實(shí)施例中所述的采樣電路包含由第一誤差放大器 和第一限流電阻串接而成的輸出支路及由兩個(gè)電阻串接而成的分壓支 路；采樣電路的輸出支路中第一誤差放大器的正極為采樣電路的電源 接地端，第一誤差放大器的負(fù)極連接第一限流電阻的一端構(gòu)成采樣電 路的一個(gè)輸出端；第一限流電阻的另一端作為采樣電路的電源輸入端 和采樣電路的另一個(gè)輸出端；采樣電路的分壓支路中分壓點(diǎn)連接輸出 支路誤差放大器的參考端， 一個(gè)電阻的自由端連接輸出整流濾波電路 的低壓直流輸出端，另一個(gè)電阻的自由端為采樣電路的采樣參考端； 電壓基準(zhǔn)電路包含由第二誤差放大器和第二限流電阻串接而成的恒壓 支路及由兩個(gè)電阻串接而成的分壓支路；電壓基準(zhǔn)電路的恒壓支路中 第二誤差放大器的負(fù)極與參考端相連接構(gòu)成一個(gè)精密的穩(wěn)壓管；第二 誤差放大器的正極為電壓基準(zhǔn)電路的接地端，第二誤差放大器的負(fù)極 連接第二限流電阻的一端，第二限流電阻的另一端為電壓基準(zhǔn)電路的 電源輸入端；電壓基準(zhǔn)電路的分壓支路中分壓點(diǎn)為電壓基準(zhǔn)電路的輸 出端，分壓支路兩個(gè)電阻的自由端分別連接恒壓支路第二誤差放大器 的正極和負(fù)極。采樣電路的輸出支路中流過第一誤差放大器和第一限 流電阻的電流為光電藕合器的初級提供控制；采樣電路的分壓支路中 分壓點(diǎn)向輸出支路第一誤差放大器的參考端提供控制信號，控制流過 第一誤差放大器的電流。電壓基準(zhǔn)電路的第二誤差放大器按穩(wěn)壓管的方式使用，恒壓支路提供高穩(wěn)定的電壓源由分壓支路提取偏置電壓與 電流采樣電阻上的電壓一起疊加到采樣電路的采樣參考端。負(fù)載電流 增大時(shí)，流過電流采樣電阻的電流使負(fù)載電源接地端的電位升高，采 樣電路的采樣參考端和分壓支路分壓點(diǎn)的電位升高，導(dǎo)致采樣電路的 輸出支路中第一誤差放大器的導(dǎo)通程度增加，流過第一誤差放大器和 第一限流電阻的電流使光電藕合器的初級發(fā)光二極管兩端的電壓增 高，發(fā)光量增大，次級的光藕三極管導(dǎo)通程度增加，使脈寬調(diào)制開關(guān) 的控制端電壓下降，從而改變脈寬調(diào)制開關(guān)輸出的占空比，使變壓器 次級經(jīng)輸出整流濾波電路提供給負(fù)載的輸出電壓下降。反之，負(fù)載電 流減小時(shí)，流過電流采樣電阻的電流使負(fù)載電源接地端的電位降低， 采樣電路的采樣參考端和分壓支路分壓點(diǎn)的電位降低，導(dǎo)致采樣電路 的輸出支路中第一誤差放大器導(dǎo)通程度降低，流過第一誤差放大器和 第一限流電阻的電流減少使光電藕合器的初級發(fā)光二極管兩端的電壓 降低，電流減少，次級的光藕三極管導(dǎo)通程度降低，使脈寬調(diào)制開關(guān) 的控制端電壓提升，脈寬調(diào)制開關(guān)輸出的占空比加大，使變壓器次級 經(jīng)輸出整流濾波電路提供給負(fù)載的輸出電壓上升。
特別是所述采樣電路中第一誤差放大器的穩(wěn)壓值與電壓基準(zhǔn)電 路中第二誤差放大器的穩(wěn)壓值相同。調(diào)整電壓基準(zhǔn)電路輸出的電壓， 可以明顯地調(diào)整負(fù)載輸出曲線的變化率。
本實(shí)用新型輸出功率穩(wěn)定的開關(guān)電源在輸出端的地線中設(shè)置一個(gè) 電流采樣電阻，并在采樣電路的采樣參考端增加一個(gè)與電流采樣電阻 相連接的電壓基準(zhǔn)電路。利用電壓基準(zhǔn)電路提供的固定偏置電壓和負(fù)載電流變化時(shí)在電流采樣電阻上產(chǎn)生的偏差電壓；采樣電路經(jīng)光電藕 合器向脈寬調(diào)制開關(guān)提供的反饋控制信號不僅包含輸出整流濾波電路 的低壓直流輸出端電壓的偏差信息，還有負(fù)載電流變化的信息。使開 關(guān)電源能隨著負(fù)載電阻的減小即輸出電流增大而將送到負(fù)載的直流電 壓減?。换蛘唠S著負(fù)載電阻的增大即輸出電流減小而將送到負(fù)載的直 流電壓增大；最終保證輸出功率穩(wěn)定在特定的范圍內(nèi)。特別是采用電 壓基準(zhǔn)電路提供偏置的方式，可以得到調(diào)整負(fù)載輸出曲線變化率的效 果，并由此擴(kuò)展了本實(shí)用新型的開關(guān)電源的適用范圍。本實(shí)用新型的 開關(guān)電源附加元件少，易于推廣實(shí)施。


圖1為普通脈寬調(diào)制穩(wěn)壓開關(guān)電源的電路方框結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型輸出功率穩(wěn)定的開關(guān)電源的電路方框結(jié)構(gòu)示 意圖。
圖3為本實(shí)用新型輸出功率穩(wěn)定的開關(guān)電源一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié) 構(gòu)示意圖。
圖4為圖3實(shí)施例與線性變壓器及普通脈寬調(diào)制穩(wěn)壓開關(guān)電源的 負(fù)載曲線對比圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型輸出功率穩(wěn)定的開關(guān)電源的電路方框結(jié)構(gòu)，如圖2所 示。請對比圖l，普通脈寬調(diào)制穩(wěn)壓開關(guān)電源將采樣電路6的采樣參 考端直接與輸出整流濾波電路4的低壓直流輸出端相連接；本實(shí)用新 型輸出功率穩(wěn)定的開關(guān)電源在采樣電路6的采樣參考端605與輸出整
流濾波電路4的兩個(gè)輸出端403、404之間增加了電流采樣電阻8和電 壓基準(zhǔn)電路9;從而在采樣電路6的采樣參考端605引入電壓基準(zhǔn)電 路9提供的固定偏置電壓和負(fù)載電流變化時(shí)在電流采樣電阻8上產(chǎn)生 的偏差電壓。采樣電路6經(jīng)光電藕合器7向脈寬調(diào)制開關(guān)3提供的反 饋控制信號不僅包含輸出整流濾波電路4的低壓直流輸出端403電壓 的偏差信息，還有負(fù)載5電流變化的信息。通過采樣電路6對脈寬調(diào) 制開關(guān)3的反饋控制，使負(fù)載曲線按線性變化，達(dá)到輸出功率穩(wěn)定在 特定的范圍內(nèi)的功效。
本實(shí)用新型輸出功率穩(wěn)定的開關(guān)電源的輸入整流濾波電路1的輸 入端101與交流市電的火線連接，另一個(gè)輸入端102與交流市電的零 線相連接。輸入整流濾波電路1的高壓直流輸出端103連接變壓器2 初級21的一端211,變壓器2初級21的另一端212連接脈寬調(diào)制開 關(guān)3的輸出端302。輸入整流濾波電路1的高壓直流地線104分別連 接脈寬調(diào)制開關(guān)3的接地端304和光電藕合器7次級的接地端704。 脈寬調(diào)制開關(guān)3的控制輸入端303連接光電藕合器7次級的輸出端 703。輸入整流濾波電路1將交流市電變換為高壓直流，脈寬調(diào)制開關(guān) 3間歇地接通或斷開，使得變壓器2初級21的端頭212間歇地經(jīng)過脈 寬調(diào)制開關(guān)3連接到輸入整流濾波電路1的高壓直流地線104;高壓 直流電在變壓器2的初級21間歇地流過。
變壓器2次級22的兩個(gè)感應(yīng)輸出端221、 222對應(yīng)連接輸出整流 濾波電路4的兩個(gè)交流輸入端401、 402。輸出整流濾波電路4的低壓 直流輸出端403連接負(fù)載5的電源輸入端501;輸出整流濾波電路4 的低壓直流地線404經(jīng)一個(gè)電流采樣電阻8連接負(fù)載5的電源接地端
502。采樣電路6的電源輸入端601接在輸出整流濾波電路4的低壓直 流輸出端403，采樣電路6的電源接地端602接在輸出整流濾波電路4 的低壓直流地線404。采樣電路6的兩個(gè)輸出端603、 604對應(yīng)連接光 電藕合器7的兩個(gè)輸入端701 、 702。電壓基準(zhǔn)電路9的電源輸入端901 、 電源接地端902分別對應(yīng)地連接負(fù)載5的電源輸入端501、電源接地 端502，電壓基準(zhǔn)電路9的輸出端903連接采樣電路6的采樣參考端 605。
變壓器2的次級22感應(yīng)初級21電流的變化，次級22的輸出經(jīng) 輸出整流濾波電路4變換為低壓直流電送到負(fù)載5。若負(fù)載5的電阻 發(fā)生變化隨著負(fù)載5電阻的減小即輸出整流濾波電路4輸出電流增 大，電流采樣電阻8兩端的偏差電壓增大。該偏差電壓的增大導(dǎo)致采 樣電路6的采樣參考端605電位提升，由于采樣參考端605電位的提 升具有與輸出整流濾波電路4低壓直流輸出端403的電壓增高相同的 作用，采樣電路6提供的反饋控制信號經(jīng)光電藕合器7控制脈寬調(diào)制 開關(guān)3，使變壓器2初級21高壓直流通電的占空比降低；變壓器2 次級22的感應(yīng)輸出經(jīng)輸出整流濾波電路4變換的直流電壓減小，送 到負(fù)載5的直流電壓減小。反之，隨著負(fù)載5電阻的增大即輸出整流 濾波電路4輸出電流減小，電流采樣電阻8兩端的偏差電壓減小。該 偏差電壓的減小導(dǎo)致采樣電路6的采樣參考端605電位下降，由于采 樣參考端605電位的降低具有與輸出整流濾波電路4低壓直流輸出端 403的電壓降低相同的作用，采樣電路6提供的反饋控制信號經(jīng)光電 藕合器7控制脈寬調(diào)制開關(guān)3,使變壓器2初級21高壓直流通電的占 空比增加；變壓器2次級22的感應(yīng)輸出經(jīng)輸出整流濾波電路4變換
的直流電壓增加，送到負(fù)載5的直流電壓增加。采樣電路6經(jīng)光電藕 合器7對脈寬調(diào)制開關(guān)3進(jìn)行反饋控制，使輸出整流濾波電路4的輸 出功率穩(wěn)定在線性的負(fù)載曲線范圍內(nèi)。調(diào)整電流采樣電阻8的阻值和 電壓基準(zhǔn)電路9輸出的電壓，可以調(diào)整負(fù)載5輸出曲線的變化率。
本實(shí)用新型輸出功率穩(wěn)定的開關(guān)電源一個(gè)優(yōu)化實(shí)施例的電路結(jié) 構(gòu)，請參看圖3:
輸入整流濾波電路1由四個(gè)整流二極管Dl—D4構(gòu)成的橋式整流 器與電解電容Cl組成。輸入整流濾波電路1的輸入端101與交流市 電的火線L連接，另一個(gè)輸入端102與交流市電的零線N相連接。輸 入整流濾波電路1的高壓直流輸出端103連接變壓器2初級21的端頭 211，輸入整流濾波電路1的高壓直流地線104分別連接脈寬調(diào)制開關(guān) 3的接地端304和光電藕合器7次級的接地端704。
脈寬調(diào)制開關(guān)3以型號為ICE3A2065的脈寬調(diào)制集成電路Ul為 核心，在脈寬調(diào)制集成電路Ul的1腳配備電容C3、 2腳配備電容C4、 3腳配備電阻R5。電容C3、 C4和電阻R5的另一個(gè)端頭與脈寬調(diào)制 集成電路Ul的8腳連接在一起，構(gòu)成脈寬調(diào)制開關(guān)3的接地端304。 電阻R1、電阻R4、穩(wěn)壓二極管Z1、整流二極管D6與變壓器2的副 感應(yīng)級23構(gòu)成供電電路，向脈寬調(diào)制開關(guān)3的電源輸入端301 (即脈 寬調(diào)制集成電路Ul的7腳)供電。脈寬調(diào)制集成電路Ul的5腳作為 脈寬調(diào)制開關(guān)3的輸出端302連接變壓器2初級21的端頭212。電容 C2、電阻R2和反向連接的二極管D5組成變壓器2初級21的反向電 流泄放回路，保護(hù)脈寬調(diào)制集成電路U1。脈寬調(diào)制集成電路U1的2 腳作為脈寬調(diào)制開關(guān)3的控制輸入端303經(jīng)限流電阻R6連接光電藕合器7次級的輸出端703。
整流二極管D7、電解電容C5和電感Ll組成輸出整流濾波電路 4。整流二極管D7的正極作為輸出整流濾波電路4的一個(gè)交流輸入端 401連接變壓器2次級22的感應(yīng)輸出端221。電解電容C5的負(fù)極作 為輸出整流濾波電路4的另一個(gè)交流輸入端402連接變壓器2次級22 的感應(yīng)輸出端222。電感Ll的一端連接電解電容C5的正極和整流二 極管D7的負(fù)極，電感L1的另一端作為輸出整流濾波電路4的低壓直 流輸出端403連接負(fù)載5的一個(gè)輸入端501。電解電容C5的負(fù)極又是 輸出整流濾波電路4的低壓直流地線404，經(jīng)電流采樣電阻8連接負(fù) 載5的另一個(gè)輸入端502。電解電容C6與負(fù)載5相并聯(lián)。
由型號為TL431的誤差放大器U2和限流電阻R8串接而成的輸 出支路及由兩個(gè)電阻R9、 R10串接而成的分壓支路組成采樣電路6。 采樣電路6的輸出支路中誤差放大器U2的正極作為采樣電路6的電 源接地端602連接輸出整流濾波電路4的低壓直流地線404,誤差放 大器U2的負(fù)極連接限流電阻R8的一端構(gòu)成采樣電路6的一個(gè)輸出端 604連接光電藕合器7的輸入端702。限流電阻R8的另一端作為采樣 電路6的電源輸入端601連接輸出整流濾波電路4的低壓直流輸出端 403,限流電阻R8的這一端又是采樣電路6的另一個(gè)輸出端603連接 光電藕合器7的輸入端701。采樣電路6的分壓支路中分壓點(diǎn)607連 接輸出支路誤差放大器U2的參考端，電阻R9的自由端606連接輸出 整流濾波電路4的低壓直流輸出端403,電阻R10的自由端作為采樣 電路6的采樣參考端605。
本實(shí)施例中光電藕合器7的型號是EL817，初級發(fā)光二極管的正極接有一個(gè)限流電阻R7;限流電阻R7的自由端為光電藕合器7的輸 入端701，初級發(fā)光二極管的負(fù)極為光電藕合器7的輸入端702。次級 的光藕三極管的集電極為光電藕合器7的輸出端703;光藕三極管的 發(fā)射極為光電藕合器7次級的接地端704。
本實(shí)施例中電流采樣電阻8由兩個(gè)阻值很小的電阻并聯(lián)而成。 由型號為TL431誤差放大器Z2和限流電阻Rll串接而成的恒壓 支路及由兩個(gè)電阻R12、 R13串接而成的分壓支路組成電壓基準(zhǔn)電路 9。電壓基準(zhǔn)電路6的恒壓支路中誤差放大器Z2的負(fù)極與參考端相連 接構(gòu)成一個(gè)精密的穩(wěn)壓管。誤差放大器Z2的正極作為電壓基準(zhǔn)電路9 的電源接地端902連接負(fù)載5的低壓直流地線端502，誤差放大器Z2 的負(fù)極連接限流電阻Rll的一端，限流電阻Rll的另一端作為電壓基 準(zhǔn)電路9的電源接地端901連接輸出整流濾波電路4的低壓直流輸出 端403。電壓基準(zhǔn)電路9的分壓支路中分壓點(diǎn)作為電壓基準(zhǔn)電路9的 輸出端903連接采樣電路6的采樣參考端605，分壓支路兩個(gè)電阻R12、 R13的自由端分別連接恒壓支路誤差放大器Z2的正極和負(fù)極。誤差 放大器22為分壓支路提供2.5伏的穩(wěn)定電壓，兩個(gè)電阻R12、 R13將 該電壓分壓后為采樣電路6的分壓支路提供偏置電壓。
本實(shí)施例工作時(shí)輸入整流濾波電路l將交流市電變換為高壓直 流，脈寬調(diào)制開關(guān)3間歇地接通或斷開，使得變壓器2初級21的端頭 212間歇地經(jīng)過脈寬調(diào)制開關(guān)3連接到輸入整流濾波電路1的高壓直 流地線104;高壓直流電間歇地流過變壓器2的初級21。變壓器2次 級22感應(yīng)的交變信號經(jīng)輸出整流濾波電路4變換為低壓直流電經(jīng)電流 采樣電阻8供給負(fù)載5。請注意，由于輸出整流濾波電路4輸出的電
流會(huì)在電流采樣電阻8的兩端形成電位差，輸出整流濾波電路4低壓 直流地線404的電位低于負(fù)載5電源接地端502的電位。又由于電壓 基準(zhǔn)電路9的誤差放大器Z2按穩(wěn)壓管的方式使用，恒壓支路提供高 穩(wěn)定的2.5伏電壓源由分壓支路提取偏置電壓與電流采樣電阻8上的 電壓一起疊加到采樣電路6的采樣參考端605。釆樣電路6實(shí)時(shí)監(jiān)測 輸出整流濾波電路4輸出的低壓直流電的電壓和電流，采樣電路6的 分壓支路中分壓點(diǎn)607向輸出支路誤差放大器U2的參考端提供控制 信號，當(dāng)分壓點(diǎn)607與輸出整流濾波電路4輸出的低壓直流地線404 的電位差高于誤差放大器U2的穩(wěn)壓值2.5伏時(shí)，誤差放大器U2的正 極與負(fù)極間有電流流過；分壓點(diǎn)607的電位控制誤差放大器U2的電 流。采樣電路6的輸出支路中流過誤差放大器U2和限流電阻R8的電 流為光電藕合器7的初級提供控制。光電藕合器7的初級發(fā)光二極管 的發(fā)光狀態(tài)影響次級光藕三極管的導(dǎo)通狀態(tài)，即脈寬調(diào)制開關(guān)3的控 制端電壓，從而控制脈寬調(diào)制開關(guān)3輸出的占空比，使變壓器2次級 22經(jīng)輸出整流濾波電路4提供給負(fù)載5的輸出電壓和電流相對特定的 輸出功率得到穩(wěn)定。
例如負(fù)載5電阻減小、流過電流采樣電阻8的電流增大時(shí)，負(fù)載 5的電源接地端502的電位升高，采樣電路8的采樣參考端605和分 壓支路分壓點(diǎn)607的電位升髙，導(dǎo)致采樣電路6的輸出支路中誤差放 大器U2導(dǎo)通程度加大，流過誤差放大器U2和限流電阻R8的電流增 加并使光電藕合器7的初級發(fā)光二極管兩端的電壓增加、電流增大， 發(fā)光量增強(qiáng)；次級的光藕三極管端導(dǎo)通程度加大，脈寬調(diào)制開關(guān)3的 控制端303電壓下降，從而改變脈寬調(diào)制開關(guān)3輸出的占空比，使變
壓器2次級22經(jīng)輸出整流濾波電路4提供給負(fù)載5的輸出電壓下降。 反之，負(fù)載5電阻增加、流過電流采樣電阻8的電流減小時(shí)，負(fù)載5 的電源接地端502的電位降低，采樣電路6的采樣參考端605和分壓 支路分壓點(diǎn)607的電位降低，導(dǎo)致采樣電路6的輸出支路中誤差放大 器U2導(dǎo)通程度降低，流過誤差放大器U2和限流電阻R8的電流減少 并使光電藕合器7的初級發(fā)光二極管兩端的電壓降低、電流減少，發(fā) 光量減弱；次級的光藕三極管端導(dǎo)通程度降低，脈寬調(diào)制開關(guān)3的控 制端303電壓提升，使脈寬調(diào)制開關(guān)3輸出的占空比加大，變壓器2 次級22經(jīng)輸出整流濾波電路4提供給負(fù)載5的輸出電壓上升。
請參看圖4,本實(shí)施例的負(fù)載曲線C與普通脈寬調(diào)制穩(wěn)壓開關(guān)電 源的負(fù)載曲線A相比是輸出功率穩(wěn)定的向下傾斜的直線；本實(shí)施例的 負(fù)載曲線C與線性變壓器的負(fù)載曲線B相接近。
特別需要指出的是本實(shí)施例采樣電路6中誤差放大器U2的型 號與電壓基準(zhǔn)電路9中誤差放大器Z2的型號相同，它們的穩(wěn)壓值相 同，均為2.5伏。調(diào)整電壓基準(zhǔn)電路9分壓支路中兩個(gè)電阻R12、 R13 的電阻值的比，不僅影響電壓基準(zhǔn)電路9輸出的電壓，還可以明顯地 調(diào)整負(fù)載輸出曲線的變化率。
以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不以此限定本實(shí)用新 型實(shí)施的范圍，依本實(shí)用新型的技術(shù)方案及說明書內(nèi)容所作的等效變 化與修飾，皆應(yīng)屬于本實(shí)用新型涵蓋的范圍。
權(quán)利要求1.輸出功率穩(wěn)定的開關(guān)電源，將交流市電變換為高壓直流的輸入整流濾波電路的高壓直流輸出端連接變壓器初級的一端，變壓器初級的另一端經(jīng)過一個(gè)脈寬調(diào)制開關(guān)接輸入整流濾波電路的高壓直流地線；變壓器次級的兩個(gè)感應(yīng)輸出端對應(yīng)連接輸出整流濾波電路的兩個(gè)交流輸入端，輸出整流濾波電路的低壓直流輸出端連接負(fù)載的電源輸入端；采樣電路的電源輸入端和電源接地端分別接在輸出整流濾波電路的低壓直流輸出端和低壓直流地線，采樣電路的兩個(gè)輸出端對應(yīng)連接光電藕合器的兩個(gè)輸入端，光電藕合器的輸出端連接脈寬調(diào)制開關(guān)的控制輸入端；其特征在于輸出整流濾波電路的低壓直流地線經(jīng)一個(gè)電流采樣電阻連接負(fù)載的電源接地端；一個(gè)電壓基準(zhǔn)電路的電源輸入端和電源接地端分別對應(yīng)地連接負(fù)載的兩端，電壓基準(zhǔn)電路的輸出端連接采樣電路的采樣參考端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出功率穩(wěn)定的開關(guān)電源，其特征在 于所述的采樣電路包含由第一誤差放大器和第一 限流電阻串接而成 的輸出支路及由兩個(gè)電阻串接而成的分壓支路；采樣電路的輸出支路 中第一誤差放大器的正極為采樣電路的電源接地端，第一誤差放大器 的負(fù)極連接第一限流電阻的一端構(gòu)成采樣電路的一個(gè)輸出端；第一限 流電阻的另一端作為采樣電路的電源輸入端和采樣電路的另一個(gè)輸出 端;采樣電路的分壓支路中分壓點(diǎn)連接輸出支路誤差放大器的參考端， 一個(gè)電阻的自由端連接輸出整流濾波電路的低壓直流輸出端，另一個(gè) 電阻的自由端為采樣電路的采樣參考端；電壓基準(zhǔn)電路包含由第二誤 差放大器和第二限流電阻串接而成的恒壓支路及由兩個(gè)電阻串接而成 的分壓支路；電壓基準(zhǔn)電路的恒壓支路中第二誤差放大器的負(fù)極與參考端相連接構(gòu)成一個(gè)精密的穩(wěn)壓管；第二誤差放大器的正極為電壓基 準(zhǔn)電路的接地端，第二誤差放大器的負(fù)極連接第二限流電阻的一端， 第二限流電阻的另一端為電壓基準(zhǔn)電路的電源輸入端；電壓基準(zhǔn)電路 的分壓支路中分壓點(diǎn)為電壓基準(zhǔn)電路的輸出端，分壓支路兩個(gè)電阻的 自由端分別連接恒壓支路第二誤差放大器的正極和負(fù)極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸出功率穩(wěn)定的開關(guān)電源，其特征在 于所述采樣電路中第一誤差放大器的穩(wěn)壓值與電壓基準(zhǔn)電路中第二 誤差放大器的穩(wěn)壓值相同。
專利摘要本實(shí)用新型輸出功率穩(wěn)定的開關(guān)電源，涉及脈寬調(diào)制的開關(guān)電源。解決輸出功率隨負(fù)載電阻變化的問題。該開關(guān)電源，變壓器初級的一端連接輸入整流濾波電路的高壓直流輸出端，另一端經(jīng)脈寬調(diào)制開關(guān)接輸入整流濾波電路的高壓直流地線；變壓器次級連接輸出整流濾波電路的兩個(gè)交流輸入端；輸出整流濾波電路的低壓直流輸出端連接負(fù)載電源輸入端，低壓直流地線經(jīng)電流采樣電阻連接負(fù)載電源接地端；采樣電路的電源輸入端和電源接地端分別接在輸出整流濾波電路的低壓直流輸出端和低壓直流地線，輸出端經(jīng)光電耦合器連接脈寬調(diào)制開關(guān)的控制輸入端；電壓基準(zhǔn)電路的電源輸入端和電源接地端分別對應(yīng)地連接負(fù)載的兩端，輸出端連接采樣電路的采樣參考端。
文檔編號H02M3/24GK201075827SQ20072000799
公開日2008年6月18日 申請日期2007年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月15日
發(fā)明者李世煌 申請人:李世煌