专利名称：开关电源电压输出稳定性验证用实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种开关电源用实验装置，尤其是涉及一种开关电源电压输出稳定性验证用实验装置。
背景技术：
电源是各种电子设备必不可缺少的组成部分，其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。目前，常用的直流稳压电源分线性电源和开关电源两大类，开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制控制芯片和MOSFET管构成。由于具有效率高、功耗小、体积小、重量轻等显著优点，现如今已成为稳压电源的主流产品。实际使用时，电源的优劣直接影响到各类电子设备的性能。对于开关电源，实际运行时会出现一些异常现象，其输出电压中会含有大幅度较低频率的波动，甚至产生“啸叫”现象，这种情况不仅会影响电压稳定性，而且降低转换效率。但现如今，市场上并未出现一种电路简单、操作简便、工作性能稳定且有效避免输出电压产生低频波动现象的实验装置。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种开关电源电压输出稳定性验证用实验装置，其电路简单、设计合理、使用操作简便且工作性能稳定、能对开关电源的输出电压进行实时监控并有效避免输出电压产生低频波动现象。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种开关电源电压输出稳定性验证用实验装置，其特征在于包括开关电源主电路模块和与所述开关电源主电路模块相接的控制电路模块；所述开关电源主电路模块包括直流电源、MOSFET管、二极管整流电路、储能电感L、电容滤波电路、DC/DC变换电路和负载电路，所述MOSFET管的漏极与直流电源的正输出端相接，二极管整流电路为二极管D1，二极管Dl的阴极与所述MOSFET管的源极相接且其阳极接地；所述MOSFET管的源极经储能电感L后为电源输出端V0，且电源输出端VO经电容滤波电路后接地，所述DC/DC变换电路和负载电路均并接在电容滤波电路上；所述控制电路模块包括对MOSFET管进行开关控制的PWM调节器、对电源输出端VO的实际输出电压值进行实时测量的电压测量电路、对电源输出端VO的实际输出电压值与标准参考电压值进行差值比较并根据差值比较结果对PWM调节器进行控制的主控制器以及分别与主控制器相接的标准参考电压输入电路和显示单元，所述电源输出端VO与所述电压测量电路的输入端相接，所述电压测量电路的输出端与主控制器相接，所述主控制器与PWM 调节器相接，且PWM调节器的输出端与MOSFET管的栅极相接。上述开关电源电压输出稳定性验证用实验装置，其特征是所述主控制器为集成控制芯片SG3525，所述电压测量电路包括连接在电源输出端VO与控制芯片SG3525的IN+ 管脚之间的电阻R1，且电阻Rl与电源输出端VO之间的连接点为电压测量电路的电压测量点；所述控制芯片SG3525的IN-管脚与标准参考电压输入电路的输出端相接。[0006]上述开关电源电压输出稳定性验证用实验装置，其特征是所述控制电路模块还包括分别与集成控制芯片SG3525相接的锯齿波自激振荡电路和差动放大电路；所述锯齿波自激振荡电路包括电阻R5和电容C2，所述控制芯片SG3525的CT管脚经电容C2后接地且其RT管脚经电阻R5后接地；所述差动放大电路包括可变电阻R31、电阻R4和电容Cl，所述控制芯片SG3525的COMP管脚经可变电阻R31后接地，电容Cl和电阻R4相串接后并接在可变电阻R31的两端。上述开关电源电压输出稳定性验证用实验装置，其特征是所述PWM调节器为设置有滞后电路的比较器。上述开关电源电压输出稳定性验证用实验装置，其特征是所述比较器为电压比较器LM139 ；所述滞后电路由电阻Rf和电容Cf组成；所述控制芯片SG3525的COMP管脚经电阻Rf后与电压比较器LM139的反相输入端相接，且电压比较器LM139的反相输入端经电容Cf后接地。上述开关电源电压输出稳定性验证用实验装置，其特征是所述电压比较器 LM139的输出端经三极管Ql和三极管Q2后与MOSFET管的栅极相接；所述电压比较器LM139 的输出端与三极管Ql的基极相接，三极管Ql的发射极接地且其集电极与三极管Q2的基极相接，三极管Q2的发射极经二极管D2后与其基极相接，三极管Q2的发射极与MOSFET管的栅极相接；三极管Ql的基极经电阻Rl后与直流电源的正输出端相接，三极管Q2的集电极与直流电源的正输出端相接，且三极管Ql的集电极经电阻R9后与三极管Q2的集电极相接。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、电路简单、接线方便且使用操作简便，投入成本低。2、设计合理，主要包括开关电源主电路模块和控制电路模块，其中控制电路模块先对开关电源主电路模块实际输出电压值进行测量，并通过对电压反馈信号(具体是测量得出的开关电源主电路模块实际输出电压值)与标准参考电压信号进行比较产生对开关电源主电路模块进行控制的控制信号，以保证开关电源主电路模块正常工作，使得输出符合要求，同时也起到对开关电源主电路模块进行保护的作用。3、工作性能稳定且使用效果好，本实用新型能有效控制开关电源输出电压稳定， 并对输出电压进行准确测量，且通过对电路参数的调整有效避免输出电压的低频波动现象。综上所述，本实用新型电路简单、设计合理、使用操作简便且工作性能稳定、能对开关电源的输出电压进行实时监控并有效避免输出电压产生低频波动现象。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本实用新型的电路原理图。图2为本实用新型控制电路模块的电路原理图。附图标记说明1-直流电源； 2-二极管整流电路； 3-电容滤波电路；4-PWM调节器； 5-主控制器；6-标准参考电压输入电路；[0021]7-显示单元； 8-电压测量电路； 9-DC/DC变换电路；10-负载电路。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型包括开关电源主电路模块和与所述开关电源主电路模块相接的控制电路模块。所述开关电源主电路模块包括直流电源1、M0SFET管、二极管整流电路2、储能电感L、电容滤波电路3、DC/DC变换电路9和负载电路10，所述MOSFET管的漏极与直流电源1的正输出端相接，二极管整流电路2为二极管D1，二极管Dl的阴极与所述MOSFET管的源极相接且其阳极接地。所述MOSFET管的源极经储能电感L后为电源输出端V0，且电源输出端VO经电容滤波电路3后接地，所述DC/DC变换电路9和负载电路10均并接在电容滤波电路3上。所述控制电路模块包括对MOSFET管进行开关控制的PWM调节器4、对电源输出端VO的实际输出电压值进行实时测量的电压测量电路8、对电源输出端VO 的实际输出电压值与标准参考电压值进行差值比较并根据差值比较结果对PWM调节器4进行控制的主控制器5以及分别与主控制器5相接的标准参考电压输入电路6和显示单元7， 所述电源输出端VO与所述电压测量电路8的输入端相接，所述电压测量电路8的输出端与主控制器5相接，所述主控制器5与PWM调节器4相接，且PWM调节器4的输出端与MOSFET 管的栅极相接。本实施例中，MOSFET管为P沟道增强型场效应管，显示单元6与主控制器5的输出端相接且其由主控制器5进行控制，实际使用过程中，通过显示单元6可以直观对电源输出端VO的输出电压进行同步显示。本实施例中，所述主控制器5为集成控制芯片SG3525，所述电压测量电路8包括连接在电源输出端VO与控制芯片SG3525的IN+管脚之间的电阻R1，且电阻Rl与电源输出端VO之间的连接点为电压测量电路8的电压测量点；所述控制芯片SG3525的IN-管脚与标准参考电压输入电路6的输出端相接。同时，所述控制电路模块还包括分别与集成控制芯片SG3525相接的锯齿波自激振荡电路和差动放大电路；所述锯齿波自激振荡电路包括电阻R5和电容C2，所述控制芯片 SG3525的CT管脚经电容C2后接地且其RT管脚经电阻R5后接地；所述差动放大电路包括可变电阻R31、电阻R4和电容Cl，所述控制芯片SG3525的COMP管脚经可变电阻R31后接地，电容Cl和电阻R4相串接后并接在可变电阻R31的两端。本实施例中，所述标准参考电压输入电路6为所述控制芯片SG3525的REF管脚。实际使用时，所述PWM调节器4为设置有滞后电路的比较器。本实施例中，所述比较器为电压比较器LM139 ；所述滞后电路由电阻Rf和电容Cf组成；所述控制芯片SG3525 的COMP管脚经电阻Rf后与电压比较器LM139的反相输入端相接，且电压比较器LM139的反相输入端经电容Cf后接地。本实施例中，所述电压比较器LM139的输出端经三极管Ql和三极管Q2后与 MOSFET管的栅极相接；所述电压比较器LM139的输出端与三极管Ql的基极相接，三极管Ql 的发射极接地且其集电极与三极管Q2的基极相接，三极管Q2的发射极经二极管D2后与其基极相接，三极管Q2的发射极与MOSFET管的栅极相接；三极管Ql的基极经电阻Rl后与直流电源1的正输出端相接，三极管Q2的集电极与直流电源1的正输出端(即VS电源输出端)相接，且三极管Ql的集电极经电阻R9后与三极管Q2的集电极相接。 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种开关电源电压输出稳定性验证用实验装置，其特征在于包括开关电源主电路模块和与所述开关电源主电路模块相接的控制电路模块；所述开关电源主电路模块包括直流电源(1)、MOSFET管、二极管整流电路O)、储能电感L、电容滤波电路(3)、DC/DC变换电路(9)和负载电路(10)，所述MOSFET管的漏极与直流电源(1)的正输出端相接，二极管整流电路(2)为二极管D1，二极管Dl的阴极与所述MOSFET管的源极相接且其阳极接地；所述 MOSFET管的源极经储能电感L后为电源输出端V0，且电源输出端VO经电容滤波电路(3) 后接地，所述DC/DC变换电路(9)和负载电路(10)均并接在电容滤波电路(3)上；所述控制电路模块包括对MOSFET管进行开关控制的PWM调节器(4)、对电源输出端VO的实际输出电压值进行实时测量的电压测量电路(8)、对电源输出端VO的实际输出电压值与标准参考电压值进行差值比较并根据差值比较结果对PWM调节器(4)进行控制的主控制器(5)以及分别与主控制器( 相接的标准参考电压输入电路(6)和显示单元(7)，所述电源输出端VO与所述电压测量电路(8)的输入端相接，所述电压测量电路(8)的输出端与主控制器 (5)相接，所述主控制器(5)与PWM调节器⑷相接，且PWM调节器⑷的输出端与MOSFET 管的栅极相接。
2.按照权利要求1所述的开关电源电压输出稳定性验证用实验装置，其特征在于所述主控制器( 为集成控制芯片SG3525，所述电压测量电路(8)包括连接在电源输出端VO 与控制芯片SG3525的IN+管脚之间的电阻R1，且电阻Rl与电源输出端VO之间的连接点为电压测量电路(8)的电压测量点；所述控制芯片SG3525的IN-管脚与标准参考电压输入电路(6)的输出端相接。
3.按照权利要求2所述的开关电源电压输出稳定性验证用实验装置，其特征在于所述控制电路模块还包括分别与集成控制芯片SG3525相接的锯齿波自激振荡电路和差动放大电路；所述锯齿波自激振荡电路包括电阻R5和电容C2，所述控制芯片SG3525的CT管脚经电容C2后接地且其RT管脚经电阻R5后接地；所述差动放大电路包括可变电阻R31、电阻R4和电容Cl，所述控制芯片SG3525的COMP管脚经可变电阻R31后接地，电容Cl和电阻 R4相串接后并接在可变电阻R31的两端。
4.按照权利要求2或3所述的开关电源电压输出稳定性验证用实验装置，其特征在于 所述PWM调节器(4)为设置有滞后电路的比较器。
5.按照权利要求4所述的开关电源电压输出稳定性验证用实验装置，其特征在于 所述比较器为电压比较器LM139 ；所述滞后电路由电阻Rf和电容Cf组成；所述控制芯片 SG3525的COMP管脚经电阻Rf后与电压比较器LM139的反相输入端相接，且电压比较器 LMl39的反相输入端经电容Cf后接地。
6.按照权利要求5所述的开关电源电压输出稳定性验证用实验装置，其特征在于所述电压比较器LM139的输出端经三极管Ql和三极管Q2后与MOSFET管的栅极相接；所述电压比较器LM139的输出端与三极管Ql的基极相接，三极管Ql的发射极接地且其集电极与三极管Q2的基极相接，三极管Q2的发射极经二极管D2后与其基极相接，三极管Q2的发射极与MOSFET管的栅极相接；三极管Ql的基极经电阻Rl后与直流电源⑴的正输出端相接， 三极管Q2的集电极与直流电源(1)的正输出端相接，且三极管Ql的集电极经电阻R9后与三极管Q2的集电极相接。
专利摘要本实用新型公开了一种开关电源电压输出稳定性验证用实验装置，包括开关电源主电路模块和控制电路模块；开关电源主电路模块包括直流电源、MOSFET管、二极管整流电路、储能电感、电容滤波电路、DC/DC变换电路和负载电路；控制电路模块包括对MOSFET管进行开关控制的PWM调节器、对开关电源实际输出电压值进行测量的电压测量电路、对实际输出电压值与标准参考电压值进行差值比较并根据差值比较结果对PWM调节器进行控制的主控制器及分别与主控制器相接的标准参考电压输入电路和显示单元。本实用新型电路简单、设计合理、使用操作简便且工作性能稳定、能对开关电源的输出电压进行实时监控并有效避免输出电压产生低频波动现象。
文档编号G01R31/40GK202305772SQ20112043945
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者王媛彬 申请人:西安科技大学