一种基于微处理电路的线性滤波式双极性开关电源

本发明涉及电子领域，具体的说，是一种基于微处理电路的线性滤波式双 极性开关电源。

目前，电池厂商在制作完电池保护电路板以后一般都需要用双极性电源来 检测该电池保护电路板的各项功能是否已经达标，即使用双极性电源来实现对 电池保护电路板的过压、欠压、过流的快速校准和测试。所谓的双极性电源是 指该电源放电时其电源内部的电流是从负极流向正极，而对该电源充电时其电 源内部的电流是从正极流向负极(传统的普通电源其内部的电流无论在什么情 况下都只能从负极流向正极，而不能从正极流向负极)。但是，目前市面上所 销售的双极性电源存在供电电压性能不稳定的问题，从而导致对电池保护电路 板的各项功能检测不准确，严重影响了其深层次的使用和推广。

因此，提供一种供电性能稳定的双极性电源便是当务之急。

本发明的目的在于克服现有技术中的双极性电源存在供电性能不稳定的缺 陷，提供的一种基于微处理电路的线性滤波式双极性开关电源。

本发明通过以下技术方案来实现：一种基于微处理电路的线性滤波式双极 性开关电源，主要由控制芯片U1，变压器T，基准电压电路，三极管VT1，N 极经电阻R11后与控制芯片U1的AO管脚相连接、P极与三极管VT1的基极 相连接的二极管D1，正极经电阻R12后与三极管VT1的集电极相连接、负极 接地的极性电容C7，P极与变压器T副边电感线圈L3的非同名端相连接、N 极经极性电容C6后与变压器T副边电感线圈L3的同名端相连接的二极管D5， 串接在基准电压电路与控制芯片U1的VCC管脚之间的电压调整电路，一端与 控制芯片U1的VCC管脚相连接、另一端与电压调整电路相连接的电阻R8，串 接在基准电压电路与变压器T原边电感线圈L2的同名端之间的线性滤波电路， 串接在基准电压电路与变压器T的原边电感线圈L1之间的微处理电路，以及分 别与控制芯片U1的OUT管脚和I管脚相连接的开关控制电路组成；所述三极 管VT1的发射极和控制芯片U1分别与基准电压电路相连接；所述开关控制电 路与变压器T原边电感线圈L2的非同名端相连接；所述控制芯片U1的GND 管脚和RC管脚均接地。

所述线性滤波电路由放大器P2，三极管VT5，一端与三极管VT5的发射 极相连接、另一端与接地的电阻R39，负极与放大器P2的正极输入端相连接、 正极与三极管VT5的基极相连接的极性电容C14，正极与放大器P2的正极输入 端相连接、负极电阻R32后接地的极性电容C13，正极经电感L5后与放大器 P2的正极输入端相连接、负极经电阻R37后与放大器P2的输出端相连接的极 性电容C15，P极经电阻R33后与三极管VT5的集电极相连接、N极经电阻R38 后与极性电容C15的负极相连接的二极管D10，N极经电阻R36后与放大器P2 的输出端相连接、P极经电阻R34后与放大器P2的负极输入端相连接的二极管 D11，以及正极经电阻R35后与二极管D11的N极相连接、负极与放大器P2 的负极输入端相连接后接地的极性电容C16组成；所述放大器P2的正极输入端 作为线性滤波电路的输入端并与基准电压电路相连接；所述放大器P2的输出端 与变压器T原边电感线圈L2的同名端相连接。

所述电压调整电路由稳压芯片U2，三极管VT4，正极经电阻R22后与稳 压芯片U2的VIN管脚相连接、负极作为电压调整电路的输入端并与基准电压 电路相连接的极性电容C10，正极顺次经电阻R23和电阻R24后与极性电容C10 的正极相连接、负极经电阻R25后与稳压芯片U2的ADJ管脚相连接的极性电 容C11，一端与控制芯片U2的ADJ管脚相连接、另一端与三极管VT4的基极 相连接的可调电阻R26，正极经电阻R27后与稳压芯片U2的VOUT管脚相连 接、负极与三极管VT4的发射极相连接的极性电容C12，P极经电阻R30后与 极性电容C12的正极相连接、N极经电阻R28后与三极管VT4的集电极相连接 的二极管D9，P极与极性电容C12的正极相连接、N极经电阻R29后与二极管 D9的N极相连接的稳压二极管D8，以及P极经电阻R21后与极性电容C10的 正极相连接、N极经电阻R31后与稳压二极管D8的P极相连接的二极管D7组 成；所述二极管D9的N极与极性电容C11的负极相连接后接地；所述稳压二 极管D8的N极作为电压调整电路的输出端并经电阻R8后与控制芯片U1的 VCC管脚相连接。

所述基准电压电路由放大器P1，三极管VT2，负极经电阻R3后与三极管 VT2的基极相连接、正极经电阻R1后与放大器P1的正电极相连接的极性电容 C3，正极经电阻R7后与三极管VT2的发射极相连接、负极与放大器P1的正极 输入端相连接的极性电容C5，负极经电阻R6后与放大器P1的负极输入端相连 接、正极经电阻R13后与控制芯片U1的RC管脚相连接的极性电容C2，负极 电阻R2后与放大器P1的输出端相连接、正极与三极管VT1的发射极相连接的 极性电容C1，一端与极性电容C1的负极相连接、另一端与三极管VT1的发射 极相连接的电阻R9，以及一端与极性电容C11的负极相连接、另一端与控制芯 片U1的AO管脚相连接的电阻R10组成；所述放大器P的负电极接地；所述三 极管VT2的集电极接地，其发射极与极性电容C10的负极相连接；所述控制芯 片U1的VR管脚与极性电容C2的正极相连接；所述放大器P1的正电极与极性 电容C1的正极共同形成基准电压电路的输入端；所述放大器P1的正极输入端 与微处理电路相连接。

所述开关控制电路由场效应管MOS，三极管VT3，P极经可调电阻R14 后与场效应管MOS的栅极相连接、N极与控制芯片U1的OUT管脚相连接的 二极管D3，负极与场效应管MOS的源极相连接、正极经电阻R15后与控制芯 片U1的I管脚相连接的极性电容C9，正极与控制芯片U1的I管脚相连接、负 极接地的极性电容C8，一端与场效应管MOS的源极相连接、另一端与三极管 VT3的基极相连接的电阻R16，N极与场效应管MOS的漏极相连接、P极经电 阻R17后与三极管VT3的发射极相连接的稳压二极管D4，N极经电阻R20后 与变压器T副边电感线圈L3的同名端相连接、P极经电阻R18后与三极管VT3 的发射极相连接的稳压二极管D6，以及一端与极性电容C6的负极相连接、另 一端与稳压二极管D6的P极相连接的电阻R19组成；所述三极管VT3的集电 极接地；场效应管MOS的漏极与变压器T原边电感线圈L2的非同名端相连接。

所述微处理电路由N极经电阻R5后与变压器T原边电感线圈L1的同名 端相连接、P极经电阻R4后与放大器P1的正极输入端相连接的二极管D2，一 端与放大器P1的正极输入端相连接、另一端与变压器T原边电感线圈L1的同 名端相连接的电感L4，以及正极与二极管D2的P极相连接、负极与变压器T 原边电感线圈L1的非同名端相连接的极性电容C4组成。

为了本发明的实际使用效果，所述控制芯片U1则优先采用UC3845集成 芯片来实现；同时所述稳压芯片U2则优先采用了LM317T集成芯片来实现。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明能对输入的电压进行自动调整，有效的确保了本发明能输出稳 定的电压，从而提高了本发明对电池保护电路板的各项功能检测的准确性。

(2)本发明能对电压中的波纹电压进行抑制，有效的将波纹电压控制在 0.004％以内，从而确保了本发明能输出稳定电压。

(3)本发明能对输入的电压波动进行调整，使电压保持稳定，从而确保了 本发明能输出稳定的电压。

(4)本发明的控制芯片采用了UC3845集成芯，该芯片具有降压、稳压、 可编程电流限制、以及过电流保护的功能，从而确保了本发明能输出稳定的电 压。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的电压调整电路的电路结构示意图。

图3为本发明的线性滤波电路的电路结构示意图。

下面结合实施例及其附图对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施 方式不限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由控制芯片U1，变压器T，基准电压电路，三极 管VT1，N极经电阻R11后与控制芯片U1的AO管脚相连接、P极与三极管 VT1的基极相连接的二极管D1，正极经电阻R12后与三极管VT1的集电极相 连接、负极接地的极性电容C7，P极与变压器T副边电感线圈L3的非同名端 相连接、N极经极性电容C6后与变压器T副边电感线圈L3的同名端相连接的 二极管D5，串接在基准电压电路与控制芯片U1的VCC管脚之间的电压调整电 路，一端与控制芯片U1的VCC管脚相连接、另一端与电压调整电路相连接的 电阻R8，串接在基准电压电路与变压器T原边电感线圈L2的同名端之间的线 性滤波电路，串接在基准电压电路与变压器T的原边电感线圈L1之间的微处理 电路，以及分别与控制芯片U1的OUT管脚和I管脚相连接的开关控制电路组 成；所述三极管VT1的发射极和控制芯片U1分别与基准电压电路相连接；所 述开关控制电路与变压器T原边电感线圈L2的非同名端相连接；所述控制芯片 U1的GND管脚和RC管脚均接地。

其中，所述基准电压电路由放大器P1，三极管VT2，电阻R1，电阻R2， 电阻R3，电阻R6，电阻R7，电阻R9，电阻R10，电阻R13，极性电容C1， 极性电容C2，极性电容C3，以及极性电容C5组成。

连接时，极性电容C3的负极经电阻R3后与三极管VT2的基极相连接、 其正极经电阻R1后与放大器P1的正电极相连接。极性电容C5的正极经电阻 R7后与三极管VT2的发射极相连接、其负极与放大器P1的正极输入端相连接。

同时，极性电容C2的负极经电阻R6后与放大器P1的负极输入端相连接、 其正极经电阻R13后与控制芯片U1的RC管脚相连接。极性电容C1的负极电 阻R2后与放大器P1的输出端相连接、其正极与三极管VT1的发射极相连接。 电阻R9的一端与极性电容C1的负极相连接、其另一端与三极管VT1的发射极 相连接。电阻R10的一端与极性电容C11的负极相连接、其另一端与控制芯片 U1的AO管脚相连接。

所述放大器P的负电极接地；所述三极管VT2的集电极接地，其发射极与 极性电容C10的负极相连接；所述控制芯片U1的VR管脚与极性电容C2的正 极相连接；所述放大器P1的正电极与极性电容C1的正极共同形成基准电压电 路的输入端；所述放大器P1的正极输入端与微处理电路相连接并与外部电源相 连接。

进一步地，所述开关控制电路由场效应管MOS，三极管VT3，可调电阻 R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，极性 电容C8，极性电容C9，二极管D3，稳压二极管D4，以及稳压二极管D6组成。

连接时，二极管D3的P极经可调电阻R14后与场效应管MOS的栅极相 连接、其N极与控制芯片U1的OUT管脚相连接。极性电容C9的负极与场效 应管MOS的源极相连接、其正极经电阻R15后与控制芯片U1的I管脚相连接。 极性电容C8正极与控制芯片U1的I管脚相连接、其负极接地。电阻R16的一 端与场效应管MOS的源极相连接、其另一端与三极管VT3的基极相连接。

同时，稳压二极管D4的N极与场效应管MOS的漏极相连接、其P极经 电阻R17后与三极管VT3的发射极相连接。稳压二极管D6的N极经电阻R20 后与变压器T副边电感线圈L3的同名端相连接、其P极经电阻R18后与三极 管VT3的发射极相连接的，电阻R19的一端与极性电容C6的负极相连接、其 另一端与稳压二极管D6的P极相连接。所述三极管VT3的集电极接地；场效 应管MOS的漏极与变压器T原边电感线圈L2的非同名端相连接。

更进一步地，所述微处理电路由电阻R4，电阻R5，二极管D2，电感L4， 以及极性电容C4组成。

连接时，二极管D2的N极经电阻R5后与变压器T原边电感线圈L1的同 名端相连接、其P极经电阻R4后与放大器P1的正极输入端相连接。电感L4 的一端与放大器P1的正极输入端相连接、其另一端与变压器T原边电感线圈 L1的同名端相连接。极性电容C4的正极与二极管D2的P极相连接、其负极与 变压器T原边电感线圈L1的非同名端相连接。

如图2所示，所述电压调整电路由稳压芯片U2，三极管VT4，电阻R21， 电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25，可调电阻R26，电阻R27，电阻 R28，电阻R29，电阻R30，电阻R31，极性电容C10，极性电容C11，极性电 容C12，二极管D7，二极管D8，以及二极管D9组成。

连接时，极性电容C10的正极经电阻R22后与稳压芯片U2的VIN管脚相 连接、其负极作为电压调整电路的输入端并与基准电压电路相连接。极性电容 C11的正极顺次经电阻R23和电阻R24后与极性电容C10的正极相连接、其负 极经电阻R25后与稳压芯片U2的ADJ管脚相连接。可调电阻R26的一端与控 制芯片U2的ADJ管脚相连接、其另一端与三极管VT4的基极相连接。

同时，极性电容C12的正极经电阻R27后与稳压芯片U2的VOUT管脚相 连接、其负极与三极管VT4的发射极相连接。二极管D9的P极经电阻R30后 与极性电容C12的正极相连接、其N极经电阻R28后与三极管VT4的集电极相 连接。稳压二极管D8的P极与极性电容C12的正极相连接、其N极经电阻R29 后与二极管D9的N极相连接。二极管D7的P极经电阻R21后与极性电容C10 的正极相连接、其N极经电阻R31后与稳压二极管D8的P极相连接。

所述二极管D9的N极与极性电容C11的负极相连接后接地；所述稳压二 极管D8的N极作为电压调整电路的输出端并经电阻R8后与控制芯片U1的 VCC管脚相连接。

如图3所示，所述线性滤波电路由放大器P2，三极管VT5，电阻R32，电 阻R33，电阻R34，电阻R35，电阻R36，电阻R37，电阻R38，电阻R39，极 性电容C13，极性电容C14，极性电容C15，极性电容C16，二极管D10，二极 管D11，以及电感L5组成。

连接时，电阻R39的一端与三极管VT5的发射极相连接、其另一端与接 地。极性电容C14的负极与放大器P2的正极输入端相连接、其正极与三极管 VT5的基极相连接。极性电容C13的正极与放大器P2的正极输入端相连接、其 负极电阻R32后接地。极性电容C15的正极经电感L5后与放大器P2的正极输 入端相连接、其负极经电阻R37后与放大器P2的输出端相连接。

同时，二极管D10的P极经电阻R33后与三极管VT5的集电极相连接、 其N极经电阻R38后与极性电容C15的负极相连接。二极管D11的N极经电 阻R36后与放大器P2的输出端相连接、其P极经电阻R34后与放大器P2的负 极输入端相连接。极性电容C16的正极经电阻R35后与二极管D11的N极相连 接、其负极与放大器P2的负极输入端相连接后接地。

所述放大器P2的正极输入端作为线性滤波电路的输入端并与基准电压电 路相连接；所述放大器P2的输出端与变压器T原边电感线圈L2的同名端相连 接。

运行时，本发明能对输入的电压进行自动调整，且本发明还能对输入的电 压波动进行调整，使电压保持稳定，从而提高了本发明对电池保护电路板的各 项功能检测的准确性。本发明能对电压中的波纹电压进行抑制，有效的将波纹 电压控制在0.004％以内，从而确保了本发明能输出稳定电压。同时，本发明的 控制芯片采用了UC3845集成芯，该芯片具有降压、稳压、可编程电流限制、以 及过电流保护的功能，从而确保了本发明能输出稳定的电压。为了更好的实施 本发明，所述稳压芯片U2则优先采用了LM317T集成芯片来实现。

按照上述实施例，即可很好的实现本发明。