在線式集成一體化高精密恒流源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在線式集成一體化高精密恒流源，包括工頻變壓器、整流和濾波電路、恒流控制電路、恒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(yùn)算放大器和三極管線性調(diào)整輸出電壓進(jìn)而調(diào)整輸出電流實(shí)現(xiàn)恒定，利用放大器正負(fù)供電實(shí)現(xiàn)短路恒流。本發(fā)明所述線性調(diào)整電路采用調(diào)整管線性放大原理控制技術(shù)，所述交流降壓電路采用穩(wěn)固的在線式工頻變壓器調(diào)整技術(shù)。本發(fā)明一種在線式集成一體化高精密恒流源具有電網(wǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)，輸出穩(wěn)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(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
【專利說明】在線式集成一體化高精密恒流源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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恒流源電路。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的線性恒流電源是恒定輸出電流源的一種。他利用調(diào)整管線性放大原理，通過調(diào)整晶體管的線路壓降實(shí)現(xiàn)調(diào)整輸出電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輸出電流恒定，其恒流精度和響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他恒流電源。但傳統(tǒng)的線性恒流源只能實(shí)現(xiàn)相對(duì)恒流，即負(fù)載接近短路時(shí)已經(jīng)失去恒流控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種在線式集成一體化高精密恒流源，并支持短路恒流。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種在線式集成一體化高精密恒流源，包括工頻變壓器、整流和濾波電路、恒流控制電路、恒流功率電路和輸出濾波電路。AC220伏交流經(jīng)在線式工頻變壓器Tl變壓后輸出給集成橋式整流器D1，經(jīng)Dl整流后經(jīng)電容Cl濾波輸出穩(wěn)定的直流電壓VIN，直流電壓Vin經(jīng)恒流功率電路輸出給輸出濾波電路，恒流功率電路由恒流控制電路控制。
[0005]所述在線式集成一體化高精密恒流源，其恒流功率電路由三極管Qll、Q12，電阻R20、RlI，電容C11、C12、C13和二級(jí)管Dll組成，其連接關(guān)系是:直流電壓Vin連接三極管Q1UQ12的集電極，三極管Q12的發(fā)射極與三極管Qll的基極相連，三極管Qll的發(fā)射極經(jīng)電阻R20輸出+VQUT，同時(shí)三極管Qll的發(fā)射極連接點(diǎn)I與恒流控制電路的連接點(diǎn)I相連，三極管Q12的基極連接點(diǎn)b與恒流控制電路的連接點(diǎn)b相連，輸出+Vtot連接點(diǎn)R與恒流控制電路的連接點(diǎn)R相連；電容C12和C13并聯(lián)在+Votit和-Votit之間，二級(jí)管Dll正及與-Vtot相連，負(fù)極與+Vqut相連，電阻Rll與電容Cll并聯(lián)，一端與-Vqut相連，另一端為連接點(diǎn)ADJ與恒流控制電路的連接點(diǎn)ADJ相連。
[0006]所述在線式集成一體化高精密恒流源，其恒流控制電路由整流橋、直流電源模塊、運(yùn)算放大器及外圍電路組成，其連接關(guān)系是:變壓器T2變壓后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(fù)端連接電源模塊ICl地、電容Cl負(fù)端、電容C2負(fù)端、二極管Dl陽極、二極管D2陰極、可調(diào)電阻R12和電阻R5 —端、電容C5正極及連接點(diǎn)I ;電源模塊ICl的Vout端連接C2正極、Rl和運(yùn)算放大器IC3的8腳；R3 —端接R2和運(yùn)算放大器IC3的I路放大器同相端，另一端串接可調(diào)電阻R13后連接ADJ連接點(diǎn)；運(yùn)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后連接連接點(diǎn)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(fù)端連接直流電源模塊IC2地、電容C3和C4負(fù)端、電阻R11、運(yùn)算放大器IC3的4腳、三極管Q3發(fā)射極；直流電源模塊IC2的Vout端接電容C4和C5正極、三極管D2陰極和可調(diào)電阻R12 —端；運(yùn)算放大器IC3的2路放大器同相端連接電容C5負(fù)極、可調(diào)電阻R12的另一端以及電阻RlO—端，電阻RlO另一端連接在二極管D2陽極和電阻Rll之間；運(yùn)算放大器IC3的2路放大器反相端串接電阻R8后連接連接點(diǎn)R，電容C6連接在運(yùn)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后連接三極管Q3基極，三極管Q3集電極與連接點(diǎn)b相連。
[0007]本發(fā)明在線式集成一體化高精密恒流源，輸入采用工頻變壓器降壓，直流輸出采用運(yùn)算放大器和調(diào)整三極管調(diào)整電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輸出電流恒定，利用放大器正負(fù)供電實(shí)現(xiàn)短路恒流，采用實(shí)體灌封全金屬密閉結(jié)構(gòu)提高環(huán)境適應(yīng)能力。
[0008]本發(fā)明的工作過程是:交流220V輸入先經(jīng)工頻變壓器進(jìn)行隔離降壓，以滿足后級(jí)調(diào)整三極管的低壓差要求，經(jīng)整流濾波電路轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流，再利用運(yùn)算放大器組成的穩(wěn)壓控制電路通過調(diào)整三極管基極電流實(shí)現(xiàn)調(diào)整電壓輸出。其中，輸出采樣采用電阻器串聯(lián)在輸出線路上，通過檢測(cè)采樣電阻兩端的電壓變化檢測(cè)輸出電流變化，反饋給調(diào)整電路進(jìn)行輸出電壓調(diào)整，使負(fù)載變動(dòng)時(shí)輸出電壓同時(shí)適應(yīng)性調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了輸出電流的恒定。
[0009]本發(fā)明與傳統(tǒng)的線性電源相比有如下優(yōu)點(diǎn):
1、在線式工作模式，直接接入市電電網(wǎng)工作。
[0010]2、恒流精度高于5%0。
[0011]3、支持短路恒流模式。
[0012]4、全金屬密封,實(shí)體灌封,耐苛刻使用環(huán)境。
[0013]5、供電電網(wǎng)兼容性強(qiáng)。
[0014]本發(fā)明在線式集成一體化高精密恒流源的有益效果是恒流精度高，可OV恒流輸出，支持短路恒流，具有電網(wǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)，輸出穩(wěn)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(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明電路原理框圖。
[0016]圖2為本發(fā)明輸入工頻降壓和整流濾波電路原理圖。
[0017]圖3為本發(fā)明恒流功率電路原理圖。
[0018]圖4為本發(fā)明恒流控制電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0020]如圖1和2所示，本發(fā)明在線式集成一體化高精密恒流源，包括工頻變壓器、整流和濾波電路、恒流控制電路、恒流功率電路和輸出濾波電路。AC220伏交流經(jīng)在線式工頻變壓器Tl變壓后輸出給集成橋式整流器D1，經(jīng)Dl整流后經(jīng)電容Cl濾波輸出穩(wěn)定的直流電壓VIN，直流電壓Vin經(jīng)恒流功率電路輸出給輸出濾波電路，恒流功率電路由恒流控制電路控制。
[0021]如圖3所示，所述在線式集成一體化高精密恒流源，其恒流功率電路由三極管Q11、Q12，電阻R20、R11，電容C11、C12、C13和二級(jí)管Dll組成，其連接關(guān)系是:直流電壓Vin連接三極管Q11、Q12的集電極，三極管Q12的發(fā)射極與三極管Qll的基極相連，三極管Qll的發(fā)射極經(jīng)電阻R20輸出+VQUT，同時(shí)三極管Qll的發(fā)射極連接點(diǎn)I與恒流控制電路的連接點(diǎn)I相連，三極管Q12的基極連接點(diǎn)b與恒流控制電路的連接點(diǎn)b相連，輸出+Votit連接點(diǎn)R與恒流控制電路的連接點(diǎn)R相連；電容C12和C13并聯(lián)在+Votit和-Vtot之間，二級(jí)管Dll正及與-Vot相連，負(fù)極與+Vot相連，電阻Rll與電容Cll并聯(lián)，一端與-Vtot相連，另一端為連接點(diǎn)ADJ與恒流控制電路的連接點(diǎn)ADJ相連。
[0022]如圖4所示，所述在線式集成一體化高精密恒流源，其恒流控制電路由運(yùn)算放大器、三極管等組成，通過輸出端的分壓電阻對(duì)輸出電壓采樣，然后反饋到運(yùn)算放大器I的同相端，與反相端的基準(zhǔn)電壓比較，輸出信號(hào)放大后控制三極管基極電流，以調(diào)整三極管導(dǎo)通電阻，進(jìn)而調(diào)整輸出電壓，實(shí)現(xiàn)輸出電壓相對(duì)穩(wěn)定；通過輸出線路上串聯(lián)的取樣電阻對(duì)輸出電流進(jìn)行采樣，然后反饋給運(yùn)算放大器2的同相端，與反相端的基準(zhǔn)電壓比較，輸出信號(hào)放大后控制三極管基極電流，以調(diào)整三極管導(dǎo)通電阻，進(jìn)而調(diào)整輸出電壓，實(shí)現(xiàn)輸出電電流恒定。穩(wěn)壓輸出經(jīng)濾波電容濾波后供給負(fù)載。其連接關(guān)系是:變壓器T2變壓后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(fù)端連接電源模塊ICl地、電容Cl負(fù)端、電容C2負(fù)端、二極管Dl陽極、二極管D2陰極、可調(diào)電阻R12和電阻R5 —端、電容C5正極及連接點(diǎn)I ;電源模塊ICl的Vout端連接C2正極、Rl和運(yùn)算放大器IC3的8腳；R3 —端接R2和運(yùn)算放大器IC3的I路放大器同相端，另一端串接可調(diào)電阻R13后連接ADJ連接點(diǎn)；運(yùn)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后連接連接點(diǎn)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(fù)端連接直流電源模塊IC2地、電容C3和C4負(fù)端、電阻R11、運(yùn)算放大器IC3的4腳、三極管Q3發(fā)射極；直流電源模塊IC2的Vout端接電容C4和C5正極、三極管D2陰極和可調(diào)電阻R12 —端；運(yùn)算放大器IC3的2路放大器同相端連接電容C5負(fù)極、可調(diào)電阻R12的另一端以及電阻RlO —端，電阻RlO另一端連接在二極管D2陽極和電阻Rll之間；運(yùn)算放大器IC3的2路放大器反相端串接電阻R8后連接連接點(diǎn)R，電容C6連接在運(yùn)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后連接三極管Q3基極，三極管Q3集電極與連接點(diǎn)b相連。
[0023]本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下得出的其他任何與本發(fā)明相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種在線式集成一體化高精密恒流源，包括工頻變壓器、整流和濾波電路、恒流控制電路、恒流功率電路和輸出濾波電路；其特征在于:AC220伏交流經(jīng)在線式工頻變壓器Tl變壓后輸出給集成橋式整流器DlJ^Dl整流后經(jīng)電容Cl濾波輸出穩(wěn)定的直流電壓Vin，直流電壓Vin經(jīng)恒流功率電路輸出給輸出濾波電路，恒流功率電路由恒流控制電路控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線式集成一體化高精密恒流源,其特征在于:恒流功率電路由三極管Q11、Q12，電阻R20、R11，電容C11、C12、C13和二級(jí)管Dll組成，其連接關(guān)系是:直流電壓Vin連接三極管Ql1、Q12的集電極，三極管Q12的發(fā)射極與三極管Qll的基極相連，三極管Qll的發(fā)射極經(jīng)電阻R20輸出+VQUT，同時(shí)三極管Qll的發(fā)射極連接點(diǎn)I與恒流控制電路的連接點(diǎn)I相連，三極管Q12的基極連接點(diǎn)b與恒流控制電路的連接點(diǎn)b相連，輸出+Vout連接點(diǎn)R與恒流控制電路的連接點(diǎn)R相連；電容C12和C13并聯(lián)在+Vtm和-Vtm之間，二級(jí)管Dll正及與-Vtot相連，負(fù)極與+Vtot相連，電阻Rll與電容Cll并聯(lián)，一端與-Vtm相連，另一端為連接點(diǎn)ADJ與恒流控制電路的連接點(diǎn)ADJ相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線式集成一體化高精密恒流源，其特征在于:恒流控制電路由整流橋、直流電源模塊、運(yùn)算放大器及外圍電路組成，其連接關(guān)系是:變壓器T2變壓后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(fù)端連接電源模塊ICl地、電容Cl負(fù)端、電容C2負(fù)端、二極管Dl陽極、二極管D2陰極、可調(diào)電阻R12和電阻R5 —端、電容C5正極及連接點(diǎn)I ;電源模塊ICl的Vout端連接C2正極、Rl和運(yùn)算放大器IC3的8腳；R3 —端接R2和運(yùn)算放大器IC3的I路放大器同相端，另一端串接可調(diào)電阻R13后連接ADJ連接點(diǎn)；運(yùn)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后連接連接點(diǎn)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(fù)端連接直流電源模塊IC2地、電容C3和C4負(fù)端、電阻R11、運(yùn)算放大器IC3的4腳、三極管Q3發(fā)射極；直流電源模塊IC2的Vout端接電容C4和C5正極、三極管D2陰極和可調(diào)電阻R12 —端；運(yùn)算放大器IC3的2路放大器同相端連接電容C5負(fù)極、可調(diào)電阻R12的另一端以及電阻RlO —端，電阻RlO另一端連接在二極管D2陽極和電阻Rll之間；運(yùn)算放大器IC3的2路放大器反相端串接電阻R8后連接連接點(diǎn)R，電容C6連接在運(yùn)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后連接三極管Q3基極，三極管Q3集電極與連接點(diǎn)b相連。
【文檔編號(hào)】G05F1/56GK104407660SQ201410644568
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】白杰 申請(qǐng)人:航天長(zhǎng)峰朝陽電源有限公司