專利名稱：一種單電源零伏起調(diào)穩(wěn)定電源的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種應用于穩(wěn)定電源的裝置，它可以克服一般零伏起調(diào)電源需要用到雙電源的缺點，只需一個電源即可實現(xiàn)從零伏起調(diào)，應用于實驗電源等需要從零開始調(diào)節(jié)電壓大小的穩(wěn)定電源裝置。
背景技術(shù)：
目前傳統(tǒng)的線性穩(wěn)定電源電路最常見的如圖1所示電路結(jié)構(gòu)，它的電壓反饋網(wǎng)絡取自輸出穩(wěn)定電壓兩端由R2、R3組成，反饋電壓送到由Q2組成的比較放大環(huán)節(jié)與基準電壓作比較放大后控制調(diào)整管Ql的基極電流大小，從而實現(xiàn)對輸出電壓的控制，完成對輸出電壓的穩(wěn)定過程。該電路當輸出電壓為零伏時，由于反饋網(wǎng)絡電壓為零，比較放大管Q2失去基流，基極發(fā)射極反向偏置管子處于截止狀態(tài)，電路失去控制故該電路無法實現(xiàn)從零伏起調(diào)。為了實現(xiàn)從零伏起調(diào)功能，通常電路必須增加負向電源，電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。電源E2是與非穩(wěn)壓直流電壓輸入接成負向輸出，相對穩(wěn)定輸出的直流電壓是一個處于零伏以下的負電源。由于E2的作用比較放大環(huán)節(jié)的基準電壓處在零伏以下，當輸出電壓到達零伏時，比較放大環(huán)節(jié)Q2的基極與發(fā)射極結(jié)電壓仍然存在，Q2始終處于放大狀態(tài)實現(xiàn)對輸出調(diào)整管Ql的控制，從而保證了電路能夠?qū)崿F(xiàn)從零伏起調(diào)的功能。輸出電壓的調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)R2、R3的分壓比改變輸出信號的取樣比例，再通過比較放大環(huán)節(jié)實現(xiàn)，整個調(diào)節(jié)過程基準電壓始終不變。該電路的缺點是增加了一個負向電源E2，不但給電路的結(jié)構(gòu)帶來了復雜化，而且由于這個負電源提供的是基準電壓，所以負電源E2略有紋波就會直接通過比較放大環(huán)節(jié)傳導到輸出，影響到輸出穩(wěn)定直流電壓的性能使穩(wěn)定電源的技術(shù)指標下降。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種僅需一個輸入電源就能實現(xiàn)輸出穩(wěn)定并能從零伏起調(diào)的穩(wěn)定電源電路裝置，在實現(xiàn)功能的同時去掉了負電源，從而大大減化電路結(jié)構(gòu)，以降低電路成本提高電源的穩(wěn)定性技術(shù)指標。本實用新型所要解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是如圖3所示，它由調(diào)整管Q1、 基準電壓源D1、比較放大管Q2等環(huán)節(jié)組成，其基本特征是比較放大管Q2的發(fā)射極接在調(diào)整管Ql的基極以獲取輸出電壓信號，穩(wěn)壓管Dl與電阻Rl、R2、R3組成基準電壓電路，短路保護二極管D2正極接在比較放大管Q2的基極，負極接在調(diào)整管Ql的發(fā)射極，利用二極管 D2的鉗位作用實現(xiàn)輸出短路保護，恒流源El為調(diào)整管提供基極偏置電流。它的比較放大管三極管Q2也可改用運算放大器來擔任。電路輸出電壓反饋信號改從調(diào)整管Ql的基極取出加在比較放大管Q2的發(fā)射極，RU R2、R3、Dl組成基準電壓電路，由Dl上獲得的基準電壓經(jīng)過R2、R3分壓后加在比較放大管Q2的基極作為輸出基準，通過比較放大管Q2的發(fā)射結(jié)電壓變化導制Q2射極電流發(fā)生變化對輸出調(diào)整管Ql基流進行控制，從而實現(xiàn)對輸出電壓的調(diào)節(jié)與穩(wěn)定。由于調(diào)整管Ql的基極比輸出電壓始終高一個發(fā)射結(jié)偏置電壓，故當輸出電壓為零時比較放大管Q2仍有偏置電壓存在，此時放大管Q2仍工作在放大狀態(tài)，可以正常控制調(diào)整管Ql工作，電路實現(xiàn)從零伏起調(diào)輸出穩(wěn)定的電壓。電路調(diào)節(jié)輸出電壓是通過R2、 R3組成基準電壓分壓電路實現(xiàn)，通過改變分壓比調(diào)節(jié)基準電壓加在比較管Q2基極的實現(xiàn)對輸出的調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)過程中輸出取樣電壓不變，1 1直接取自輸出回路；本電路的取樣調(diào)節(jié)與傳統(tǒng)的電路正好相反。本實用新型的優(yōu)點是取消了負向電源，僅使用單一電源就能實現(xiàn)電路從零伏起調(diào)，實現(xiàn)穩(wěn)定輸出電壓的功能。使用本實用新型可取得的有益之處有兩點一是取消了負向電源大大減化了電路結(jié)構(gòu)；二是輸出反饋取樣直接1 1取自輸出回路，反饋比例高對輸出的紋波控制能力強， 電路輸出電壓紋波極小。

附圖1是傳統(tǒng)的線性穩(wěn)定電源電路圖。附圖2是傳統(tǒng)帶負向電源的穩(wěn)定電源電路圖。附圖3是本實用新型的電路原理圖。附圖4是本實用新型輸出電壓在0 15V可調(diào)節(jié)的穩(wěn)定電源特例。
具體實施方式
參閱圖3電路中Rl、R2、R3、Dl組成基準電路，在穩(wěn)壓二極管Dl兩端獲得穩(wěn)定的電壓，該電壓經(jīng)由R2、R3分壓后提供給由Q2組成的比較放大器作為穩(wěn)定輸出電壓的電路基準；恒流源El為調(diào)整管Ql提供基極偏置電流，Ql處于放大狀態(tài)電路向外輸出電流，并建立起輸出電壓；由調(diào)整管的特性可知，Ql的基極電壓比發(fā)射極的輸出電壓高一個發(fā)射極壓降，這個電壓加在比較放大管Q2的發(fā)射極與基準電壓共同形成比較放大管的發(fā)射結(jié)電壓， 當輸出電壓升高時，Q2發(fā)射結(jié)電壓升高，Q2的發(fā)射極電流上升，分流了部份由El提供給 Ql調(diào)整管的基流，從而降低了 Ql管的輸出電流降低了輸出電壓，實現(xiàn)了輸出電壓的穩(wěn)定過程；當調(diào)節(jié)R2、R3的分壓比時，改變了比較放大管Q2的基極基準電壓，重新引起Q2發(fā)射極電流的改變，這一改變再通過調(diào)整管的基流變化實現(xiàn)對輸出電壓的調(diào)節(jié)。電路中的D2 二極管組成輸出短路保護電路；正常工作時，D2兩端電壓與調(diào)整管發(fā)射結(jié)電壓相等，在電路中處于臨界導通狀態(tài)，對調(diào)整管的基流基本不起分流作用；當輸出短路時，調(diào)整管發(fā)射極與D2的陰極同時處于零伏電位D2導通，由于二極管的鉗位作用把調(diào)整管的發(fā)射結(jié)電壓始終鉗制在0.7伏左右，降低了調(diào)整管基流，抑制了調(diào)整管的輸出電流大小實現(xiàn)電路的短路保護。圖4是本實用新型電路的一個特例。市電經(jīng)變壓器T變壓后輸出18伏左右的低壓交流電，Dl D4、C1組成整流濾波電路，在Cl兩端得到一個不穩(wěn)定的直流電壓作為電路輸入電源，R1、D5組成一個小功率穩(wěn)壓電路，在D5兩端獲得一個16V左右穩(wěn)定的基準電壓， 該電壓由RW分壓調(diào)節(jié)后作為輸出穩(wěn)定電壓的基準。場效應管Ql、R2組成恒流電源電路為調(diào)整管提供基極電流，Q3、Q4組成復合管擔任輸出調(diào)整管向外輸出電流并建立起電壓；Q2 是比較放大管，當從調(diào)整管基極送過來的輸出電壓信號加在發(fā)射極，該電壓與Q2基極電壓作比較后決定了 Q2的發(fā)射極電流，當輸出電壓升高電流就增大，分流了恒流源El送來的偏置電流降低了調(diào)整管的基極電流，也就降低了輸出電壓實現(xiàn)了輸出電壓的穩(wěn)定。D6為短路保護二極管，當輸出短路時，由于D6的鉗位作用調(diào)整管的發(fā)射結(jié)電壓被有效的鉗制在0. 7伏左右，限制了調(diào)整管基極電流也就限制了短路輸出電流，從而起到了短路保護作用。C2接在調(diào)整管的基極是起到高頻濾波作用防止電路自激，R3為調(diào)整管的集電極發(fā)射極漏電流分流電阻，為Q3泄漏電流提供一個通路，減小Q3管泄漏電流對Q4管的影響提高電路的可控性。本特例可以作為輸出最大電流為500mA，輸出電壓在0 15V范圍可調(diào)的穩(wěn)定電源，應用于小功率電器設備，也可以作為實驗室的實驗電源使用。
權(quán)利要求1.一種單電源零伏起調(diào)穩(wěn)定電源裝置，它由調(diào)整管Q1、基準電壓源D1、比較放大管Q2 等環(huán)節(jié)組成，其基本特征是比較放大管Q2的發(fā)射極接在調(diào)整管Ql的基極以獲取輸出電壓信號，穩(wěn)壓管Dl與電阻Rl、R2、R3組成基準電壓電路，短路保護二極管D2正極接在比較放大管Q2的基極，負極接在調(diào)整管Ql的發(fā)射極，利用二極管D2的鉗位作用實現(xiàn)輸出短路保護，恒流源El為調(diào)整管提供基極偏置電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單電源零伏起調(diào)穩(wěn)定電源，其特征是它的比較放大管三極管Q2改用運算放大器來擔任。
專利摘要一種單電源零伏起調(diào)穩(wěn)定電源裝置，它由調(diào)整管、基準電路、比較放大電路等組成；其基本特征是輸出電壓的反饋信號取自調(diào)整管的基極電壓，通過調(diào)節(jié)比較放大環(huán)節(jié)的基準電壓實現(xiàn)對輸出電壓的調(diào)節(jié)。由于輸出調(diào)整管的基極電壓比輸出電壓高出約一個發(fā)射結(jié)壓降，故在輸出零伏時調(diào)整管的基極電壓仍高于零伏，為比較放大管提供工作電壓，在輸出零伏時仍能對調(diào)整管起到控制作用，電路能夠?qū)崿F(xiàn)從零伏起調(diào)。電路通過二極管的嵌位作用在輸出短路時控制調(diào)整管的基極電壓實現(xiàn)對輸出短路保護。本裝置可以應用于一般需要從零伏起調(diào)起的實驗電源等場合。
文檔編號G05F1/56GK202331248SQ20112005445
公開日2012年7月11日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者傅璐璐, 徐愛親, 趙洪 申請人:麗水職業(yè)技術(shù)學院