[实用新型]电源调整管输出输入电压自动跟踪

说明书

所属技术领域

本实用新型是在串联型直流稳压电源里，当电源调整管的输出电压发生改变时，其输入电压也随之改变的一种自动控制技术，属电源领域。

背景技术

目前的串联型直流稳压电源，电源调整管的输出电压可调，而电源调整管的输入电压不变，一般比最大输出电压大几伏，以保证稳压电源在所有输出电压范围内都能正常工作。这样，当输出电压低时，电源调整管输出输入两端就有很大的压差，当输出电流也大时，电源调整管就有很大的功率消耗，因此，目前的串联型直流稳压电源的效率很低，其次，电源调整管必须有很大的功率储备，这导致产品的成本增高。

有一种改进方法是：当输出电压调整到某一阈值时，使一个继电器动作，继电器触点接通变压器次级相应的电压绕组，这种方法对降低电源调整管的最大功率消耗有一定的作用，但由于技术和成本原因，这种控制点不能设太多，一般0-30V设一个点，0-50V设两个点，因此，在整个输出范围内，对效率的提高并不明显。

另外提到的是，提高效率最好的方法是低压开关电源，目前效率可达到90％左右，但它纹波太大，至少在100mV以上，即使采取很大的成本措施，也只能做到几十mV，不能达到直流稳压电源的技术指标要求。

发明内容

本实用新型的构想是在电源调整管的输入端和输入电压之间接一个电子开关，当电源调整管的输出电压改变时，通过控制电子开关，使电源调整管的输入电压作相应改变，即输出电压和输出电流在额定范围内作任何改变，电源调整管输出输入两端的压差始终控制在能正常工作的最低电压(该压差可根据半导体的制造工艺水平而任意设定，目前设定为1V)，以达到降低电源调整管功率消耗，提高电源效率，降低电源制造成本的目的。

具体的技术方案是(参看附图2)，在电源调整管的输入和输出端取出采样电压，分别送到集成运算放大器的同相和反相输入端作减法运算，将运算出的差值电压和设定压差比较，得到的误差电压送到开关电源控制芯片的反相输入端，芯片的同相输入端接基准电压，芯片的输出端接大功率开关管，反相输入端的误差电压可改变开关管导通的频率和占空比(或称脉冲宽度)，再利用电容器C储能和电感L两端电压不能跳变原理，即可实现电源调整管输出输入电压自动跟踪。这是自动控制理论中的一个闭环负反馈过程。例如当输出电压↑(或电源调整管的输入电压↓)——差值电压↓——误差电压↑——开关管的占空比↑——电源调整管的输入电压↑，反之亦然。

本实用新型的技术实质和有益效果是，将开关型电源和串联型电源的工作原理和特性在技术上进行有机结合，取长补短，使直流稳压电源既具有串联型直流稳压电源的低纹波，又具有开关型直流稳压电源的高效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的基本原理框图。

图2是本实用新型可实施的典型电路原理图。

图1中，(1).开关三极管，(2).储能电感，(3).储能电容，(4).电源调整管，(5).输出电压调整电路，(6).对电源调整管输出输入电压作减法运算并设定跟踪电压压差的电路，(7).将实际压差和设定压差进行比较、判断，进而控制开关三极管的导通频率和导通宽度，以期达到电源调整管输入输出压差为设定压差的电路。

图1是用于说明本实用新型的技术结构特征。

图2中，元器件旁边标注的代号用于说明该元器件的特性，例如“R”代表电阻，“BG”代表三极管，“IC”代表集成电路等，以及在“具体实施方式”说明中方便引用元器件，没有其它特别意义。

图2中标示的外接电压，仅用于在“具体实施方式”中对该典型电路原理图说明，在实际应用中，直流稳压电源有很多规格，某些元器件参数、外接电压会有改变。

具体实施方式

图2是一个典型实施例，它可以输出0-30V电压，电源调整管的输入电压可在1-31V作相应变动。改变35V电压和相关元器件参数，输出电压和电流可以任意扩展。

5V电压是辅助电压，0V和5V是一个独立电压绕组，0V不是一般意义的电路公共地电位，该电压叠加在电源调整管的输入电压之上，使集成三端稳压器始终只有几伏压差，这既是集成三端稳压器正常工作所必须的，还可以扩大它的使用范围，即使输出电压大于50V，甚至100V，也能使用。调节输出电压部分是一般串联型直流稳压电源典型的调压方式，这里引用只是为了和本实用新型构成一个可实施的整体电路。