引言
具有效率高、重量轻、体积小、携带便利等优点的开关电源,迎合了当今市场的需求,成为直流稳压电源的主流产品,但是其输出电压纹波大、不易检修等缺点使得很多对电源要求较高或用于实验教学、实验测量等场合的电子部件不能使用开关电源。而一般的工频式稳压电源,虽能满足低纹波的性能要求,却难以实现高效率、轻重量、小体积。
本方案在一定程度上解决了以上问题,通过调整开关延时,对稳压电源调整管实现了输入电压对输出电压的无级高位跟踪,从而大大提高了电源效率。也在一定程度上解决了重量、体积等问题。
系统设计
系统电路由调整管(放大管)差压转换电路、差压比较兼积分滤波电路、工频电压同步取样电路、同步准三角波发生和放大电路、延时比较驱动开关、可控硅共同组成,总体设计原理图如图1所示。
图1 电压高位跟踪系统总体设计原理图
差压转换电路
差压转换电路主要由稳压二极管D1和三极管Q1(9013)组成。
三极管9013给稳压二极管提供一个基本恒定的直流电流(大约1mA~2mA),稳压二极管此时的导通电压是3V(绝缘栅型大功率场效应管在2A时的饱和降压是0.8V)。
差压比较兼积分滤波电路如图2所示,稳压二极管的下端通过100K降牡缱鑂1接在运算放大器U1A的反相输入端,调整管的S(电源的正极输出端)通过电阻 R2 接在运算放大器U1A的同相输入端,与运算放大器I6共同组成比较器兼积分滤波器(输出电压变化速率控制在50V/s左右)。此时,当调整管集电极电压的平均值高于发射极电压3V时,就能使比较兼积分滤波器的输入端处于过零比较状态,比较电压的差值会在输出端以电压的形式并以大约50V/s的速度反映出来,并加到延时比较开关的同相输入端。
图2 差压比较兼积分滤波电路
同步三角波发生和放大电路
在如图3所示的同步方波发生电路中,将工频电压同步取样信号通过电阻 R7 加在运算放大器I3的反相输入端,与同相输入端的+3V参考电压进行过零比较,那么运算放大器的输出端将得到脉冲宽度符合设计要求的方波电压。