專利名稱：開關式直流穩壓調節器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可控硅開關型穩壓電源的開關式直流穩壓調節器。
發動機的最高轉速往往是其怠速的數倍，故其帶動的交流發電機發出的交流電壓的幅度隨轉速的變化也將有數倍的變化。但有些電器負載需要直流供電，而且要求直流電壓的穩定性要好，基本上不受發動機轉速變化的影響，以保障電器負載的正常使用和壽命。為此，現有技術中出現了根據調整元件工作狀態的不同而分類的線性穩壓器和開關穩壓器。線性穩壓器的調整元件工作在特性曲線的線性區、要耗散較大的功率，因此效率較低，而且要選用大功率調整元件并安裝必要的散熱器;而開關穩壓器的調整元件工作于開關狀態，穩壓器的效率就能大大提高，可以采用功率較小的調整元件輸出較大的功率，被廣泛應用于要求輸出功率大、直流電壓穩定性好的環境中，如中國專利公告的《電子式直流穩壓調節器》(CN87217185U)，其三相調節器的電路如

圖1所示，就是為解決發動機帶動的交流發電機發出的交流電整流為電壓穩定的直流電供給電器負載而設計的，但它輸出直流電壓變化只能達到±1.5V，仍不能滿足一些電器負載對直流電壓穩定度的要求。
本發明的目的就在于克服上述的不足之處，而提供一種電路結構簡單、成本低、效率高、調試容易，對大電流輸出的直流電壓穩定性能好，其輸入交流電壓值的浮動幅度可在額定輸出電壓的1～3倍范圍內變化，而輸出直流電壓的變化可達±0.3V的開關式直流穩壓調節器(以下簡稱調節器)。
本發明的調節器由大電流回路、控制調整電路的直流電源和控制調整電路組成。
現結合實施例及附圖對本發明的電路結構和工作原理作出詳細說明圖1為《電子式直流穩壓調節器》三相調節器原理圖。
圖2為本發明三相調節器原理圖。
圖3為本發明單相調節器原理圖。
圖4為本發明另一實施例原理圖。
圖5為本發明又一實施例原理圖。
圖6為本發明輸出直流電壓可調整的實施例原理圖。
圖7為本發明輸出端可不并接電容性負載實施例原理圖。
圖2中，可控硅T1、T2、T3和二極管D1、D2、D3接成三相半控全波整流橋，它是調節器的大電流回路。這個半控橋的陽極組由可控硅T1、T2、T3的陰極并聯于點1，陰極組由二極管D1、D2、D3的陽極并聯于點2，點1、2即為調節器的直流電壓輸出端，點1為正極、點2為負極，A、B、C三點為三相交流電壓的輸入端。二極管D1～D6接成三相不控全波整流橋，不控橋的輸出正極為點3、負極為點2，它是調節器控制調整電路的直流電源。調節器的控制調整電路包括可控硅觸發電路和標準電壓比較器。可控硅觸發電路由二極管D7、D8、D9，電阻R1、R2、R3和晶體管BG1組成，D7、D8、D9的陰極分別與可控硅T1、T2、T3的控制極相連接，D7、D8、D9的陽極并接于點5，BG1集電極通過限流電阻R1連接電源正極3，BG1發射極通過R3與點5相連接，BG1基極4通過電阻R2與點3相連接;標準電壓比較器由穩壓管D10、晶體管BG2和電阻R4組成，D10的陰極與BG2的集電極并接于點4、D10的陽極與BG2的基極并接于點6，BG2的發射極與R4的一端并接于點2，R4的另一端接于點6，本標準電壓比較器為一精密穩壓電路，也可單獨作為精密穩壓器件使用。
本調節器的輸出端1、2要求并接電容性負載，否則將無穩壓作用。但圖7所示實施例在輸出直流電壓變化只要求達到±1.5V時可不并接電容性負載。
當調節器1、2兩端接上電容性負載，A、B、C三點加上三相交流電源，在各相交流電壓大于某一個最小值后，晶體管BG1由于偏置電阻R2的存在而導通，導通電流經R3使可控硅T1、T2、T3中陽極電位最高的那一只導通，根據整流電路理論，任何時刻T1～T3只有可能其中的一只導通，這樣，調節器1、2端輸出直流電壓。
由D10、BG2和R4組成的標準電壓比較器為一高精度固定穩壓值的電路。根據電子電路理論可知，1端電位跟隨于BG1的基極4的電位，只有當1端電位低于BG1基極4電位約2.4V時，T1、T2、T3才能導通;而當1端電位大于或等于BG1基極4電位時，不管三相輸入電壓多高，T1、T2、T3均不能導通，這時，直流輸出端并接的電容性負載放電、端電壓降低，直至端電壓低于點4電位2.4V時，T1、T2、T3才再導通，控制調整電路將自動地調整可控硅的導通角，因此1、2端的直流輸出電壓就能很好地穩定在某一確定的電壓值內。
圖3所示的單相調節器電路與圖2相比較，只是大電流回路由三相半控全波整流橋改為單相半控全波整流橋，調節器控制調整電路的直流電源也由三相不控全波整流橋改為單相不控全波整流橋，這樣省去了可控硅T3和二極管D3、D6、D9元件，其余的電路是一樣的。
圖2、圖3中由D10、BG2、R4組成的標準電壓比較器也可以僅用穩壓管D10，D10的陰極接于點4、陽極接于點2，如圖4所示。
圖5為本發明又一實施例，與圖2比較，只是標準電壓比較器改由晶體管BG2，電阻R4、R5和穩壓管D11組成，其它電路是一樣的BG2集電極接于點4，BG2發射極與R4一端并接于點2，BG2基極與R4另一端、D11陽極并接于點6，R5一端與D11陰極連接，R3另一端接于點1。
圖6為本發明輸出直流電壓可調整的實施例，與圖2不同之處只是標準電壓比較器改由晶體管BG2、電阻R6、R7和電位器W1組成，其它電路是一樣的。BG2集電極與R7一端并接于點4，BG2發射極與R6一端并接于點2，BG2基極接W1中間滑動端，R7、R6的另一端分別與W1的二固定端連接。
圖7為本發明輸出端可不并接電容性負載的實施例，與圖2比較，只是標準電壓比較器改由晶體管BG2，穩壓管D10、D12，電阻R4、R8、R9和電容器C1組成，其它電路是一樣的。BG2集電極與D10陰極并接于點4，BG2發射極、C1負極與R4一端并接于點2，BG2基極、D10陽極、R4的另一端和R8的一端并接于點6，R8另一端、C1正極與R9的一端并接于點7，D12的陽極、陰極分別接于R9另一端和點1。本實施例的輸出端1、2連接電容性負載時，輸出直流電壓的變化小于±0.3V;輸出端1、2不并接電容性負載時，輸出直流電壓平均值的變化也可小于±1.5V。
電路中的電阻R3可以是一固定阻值的電阻，也可以將其去掉，BG1發射極直接與點5連接，也可以用一只二極管代替之，二極管陽極與BG1發射極連接，二極管陰極與點5連接。
本發明由于采用以上設計，允許輸入交流電壓值的浮動幅度可在額定輸出電壓的1～3倍范圍內變化，而輸出直流電壓的變化小于±0.3V的大電流輸出，較好地滿足了各種發動機的自身照明、蓄電池充電、點火系統、起動機、儀器儀表等電容性負載用電要求，可廣泛應用于汽車、拖拉機、船舶、鐵路、航空、郵電、礦山等行業。
權利要求
1.一種開關式直流穩壓調節器，它包括大電流回路、控制調整電路直流電源，大電流回路由可控硅T1、T2、T3和二極管D1、D2、D3接成半控全波整流橋，控制調整電路的直流電源由二極管D1～D6接成不控全波整流橋，其特征在于有一個由可控硅觸發電路和標準電壓比較器組成的控制調整電路，可控硅觸發電路包括二極管D7、D8、D9，電阻R1、R2、R3和晶體管BG1，D7、D8、D9的陰極分別與可控硅T1、T2、T3的控制極相連接，D7、D8、D9的陽極并接于點5，BG1集電極通過電阻R1連接電源正極3，BG1發射極通過R3與點5相連接，BG1基極4通過電阻R2與點3相連接；標準電壓比較器包括穩壓管D10、晶體管BG2和電阻R4，D10的陰極與BG2的集電極并接于點4，D10的陽極與BG2的基極并接于點6，BG2的發射極與R4的一端并接于點2，R4的另一端接于點6。
2.如權利要求1所述的開關式直流穩壓調節器，其特征在于標準電壓比較器可以僅用穩壓管D10，D10的陰極接于點4，陽極接于點2。
3.如權利要求1所述的開關式直流穩壓調節器，其特征在于標準電壓比較器也可以由晶體管BG2，電阻R4、R5和穩壓管D11組成，BG2集電極接于點4，BG2發射極與
一端并接于點2，BG2基極與R4另一端、D11陽極并接于點6，R5一端與D11陰極連接，R5另一端接于點1。
4.如權利要求1所述的開關式直流穩壓調節器，其特征在于標準電壓比較器又可以由晶體管BG2，電阻R6、R7和電位器W1組成，BG2集電極與R7一端并接于點4，BG2發射極與R6一端并接于點2，BG2基極接W1中間滑動端，R7、R6的另一端分別與W1的二固定端連接。
5.如權利要求1所述的開關式直流穩壓調節器，其特征在于標準電壓比較器也可以由晶體管BG2，穩壓管D10、D12，電阻R4、R8、R9和電容器C1組成，BG2集電極與D10陰極并接于點4，BG2發射極、C1負極與R4一端并接于點2，BG2基極、D10陽極、R4的另一端和R8的一端并接于點6，R8另一端、C1正極與R9的一端并接于點7，D12的陽極、陰極分別接于R9的另一端和點1。
6.如權利要求1或2或3或4或5的開關式直流穩壓調節器，其特征在于電阻R3也可以去掉，BG1發射極直接與點5連接，或用一只二極管代替之，二極管陽極與BG1發射極連接，二極管陰極與點5連接。
全文摘要
本發明提供了一種輸入交流電源的電壓幅度變化大，而輸出直流電壓變化很小的開關式直流穩壓調節器。該調節器允許輸入交流電壓值的浮動幅度可在額定輸出電壓的1～3倍范圍內變化，而輸出直流電壓變化小于±0.3V的大電流輸出，較好地滿足了各種發動機的自身照明、蓄電池充電、點火系統、起動機、儀器儀表等電容性負載用電要求，可廣泛應用于汽車、拖拉機、船舶、鐵路、航空、郵電、礦山等行業。
文檔編號G05F1/607GK1059215SQ9010553
公開日1992年3月4日 申請日期1990年8月23日 優先權日1990年8月23日
發明者趙黎明 申請人:衡陽市電子研究所