[發明專利]一種寬范圍高精度低噪音的自動量程直流電源

有效

• 申請號: 201110052699.2
• 申請日: 2011-03-07
• 公開（公告）號: CN102195480A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 張順龍
• 申請（專利權）人: 艾德克斯電子（南京）有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧伯興

技術領域

本發明涉及一種直流電源產品，尤其是涉及一種寬范圍高精度低噪音的自動量程直流電源。

背景技術

在電子實驗室中，由于需要用于測試多種不同的產品，通常選用的電源需要有一定的余量，因為在通常情況下很難預料到將來可能出現的各種測試要求。所以，目前市場上現狀就是，很多實驗室必須備多個型號的電源來實現測試需求，因為常規的DC電源包括線性電源和開關電源，線性電源的隔離變壓器和開關電源的高頻變壓器起著電氣隔離和功率傳輸的雙重作用，其功率輸出能力都是正比于它的磁芯截面積和繞線窗口的面積，對于確定的變壓器，其傳遞的最大功率受限于磁芯的有效截面積和繞線窗口的面積，這個最大功率限制了其輸出電壓電流的乘積，如果一定的輸出電壓下需要更大的輸出電流，就必須更大的變壓器，而更換更大的變壓器需要更高的成本，且需要更大的機箱來放置，即占用實驗室空間、浪費測試成本，又造成接線的麻煩，因為對于工程師意味著，每測試一種產品，就需要更換一種電源。總體來說，目前市場上的此類電源產品在一定功率范圍內的電壓/電流量程范圍窄的缺陷造成客戶需要購買多臺不同功率的電源實現測試要求，造成了購置電源成本的提高和資源浪費，同時頻繁更換電源操作十分的不便。

發明內容

本發明的目的是解決在小體積機箱內，實現一定功率范圍內非常寬廣的高電壓/低電流或者低電壓/高電流的輸出工作范圍，以及實現電源更快的、可調特性的輸出電壓或輸出電流的下降特性。

為了實現上述目的，本發明提供一種寬范圍高精度低噪音的自動量程直流電源，包括前級電源和CPU控制電路，還包括降壓電路，所述降壓電路包括MOS管Q1、二極管D1、蓄能電感L1、負載電阻R4、電流取樣電阻R5、電容C3、輸出電容C2、驅動電路、PWM電路；

MOS管Q1的漏極和前級電源的輸出正極連接，源極和驅動電路的一個輸出端、二極管D1的負極和蓄能電感L1的一端連接，柵極和驅動電路的另一端連接；

蓄能電感L1的另一端和負載電阻R4的一端、電容C3的一端和輸出電容C2的正極連接，用于作為自動量程電源的輸出正極；

前級電源的輸出負極和二極管D1的正極、負載電阻R4的另一端、電容C3的另一端和電流取樣電阻R5的一端連接；

電流取樣電阻R5的另一端和輸出電容C2的負極連接，用于作為自動量程電源的輸出負極；

PWM電路的輸入端接收CPU控制電路的電壓或電流比較信號輸出PWM脈沖到驅動電路的輸入端，再由驅動電路的輸出端分別連接MOS管Q1的源極和柵極，控制MOS管Q1的通斷。

還包括至少一個電子負載、電子負載包括MOS管Q2、電子負載誤差放大器和限流電阻R6；

MOS管Q2的漏極和輸出電容C2的正極連接，柵極和電子負載誤差放大器的輸出端連接，源極和限流電阻R6的一端和電子負載運算放大器的負端連接，限流電阻R6的另一端和前級電源的負極連接；

CPU控制電路和電子負載誤差放大器的正輸入端連接，用于控制MOS管Q2的通斷。

所述CPU控制電路包括電流誤差放大器、電壓誤差放大器、電子負載基準電壓電路、分壓電阻R1、R2、R3、三極管Q3、PWM狀態比較器、狀態比較電平端和電子負載使能信號端；

PWM狀態比較器的輸出端和三極管Q3的基極連接，三極管Q3的基極設置有電子負載使能信號端，三極管Q3的發射極和自動量程電源的負極連接，三極管Q3的集電極依次串聯連接分壓電阻R2、R3后，再和電子負載誤差放大器的正輸入端連接，分壓電阻R1的一端連接在分壓電阻R2、R3之間，另一端和電子負載基準電壓電路連接，PWM狀態比較器的一個輸入端設置為狀態比較電平端，另一個輸入端和電流誤差放大器及電壓誤差放大器的輸出端連接；

電流誤差放大器的輸入端并聯在電流取樣電阻R5的兩端，采集電流信號后經電流誤差放大器輸出端輸入PWM電路的輸入端后，再由PWM電路的輸出端輸出到驅動電路的輸入端，由驅動電路輸出信號控制MOS管Q1的通斷；

電壓誤差放大器的輸入端并聯在輸出電容C2的兩端，采集到電壓信號后經電壓誤差放大器的輸出端輸入PWM電路的輸入端后，再由PWM電路的輸出端輸出到驅動電路的輸入端，由驅動電路輸出信號控制MOS管Q1的通斷；

電流誤差放大器的輸出端、電壓誤差方大器的輸出端和PWM電路的輸入端相連。

PWM電路包括PWM比較器，PWM比較器的輸入端為PWM電路的輸入端。

MOS管Q1的漏極和源極上跨接有吸收電容C1。

前級電源為常規開關電源或常規線性電源。