一種恆功率電路的製作方法
2023-06-15 00:20:41
專利名稱：一種恆功率電路的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電路領域，尤其涉及一種恆功率電路。
背景技術：
開關電源主要應用在一些感性類負載上，如馬達、升降床、按摩儀等儀器上，需要能在瞬間提供很大的能量，但平均功率較小，設 計時如果器件餘量按最大能量輸出考慮，勢必造成巨大成本負擔，同時資源沒有得到合理化使用，造成資源浪費。按器件極限參數來設計時就需要考慮到可靠性問題，原有的電路使用限功率值方式，在溫度、輸入參數和器件參數等條件下都有很大的離散性，造成不滿足功率驅動，或使可靠性大幅度降低，因此必須有一個更精準、更可靠的電路專門用來恆定輸出功率。傳統的恆功率電路主要有下述三種專用乘法器來做功率取樣電路雖然能夠提供很準確功率控制，但同時給電源成本造成更大壓力；分立器件搭乘法器電路一方面成本上仍舊比較高，另一方面造成電路極其複雜；簡易限功率電路用一級運放採樣電流信息，採用比例運算方式拉光耦控制電流，限制佔空比，起到了限制輸出功率作用，但該方式有很大的離散性，周邊很多器件對電路影響很大，恆功率效果不太理想。
實用新型內容本實用新型實施例提供一種恆功率電路，旨在解決現有恆功率電路的成本較高、電路複雜、恆功率效果不佳的問題。本實用新型實施例是這樣實現的，一種恆功率電路，所述電路包括將電流米樣信號放大輸出的電流放大器；輸入端接電壓採樣信號和所述電流放大器的輸出端，將所述電壓採樣信號和所述電流放大器輸出的電流信號混合，輸出功率信號的誤差放大器；輸入端與所述誤差放大器輸出端連接的光耦器件；以及與光耦器件輸出端連接的PWM控制電路。進一步地，所述電流放大器包括一雙路運放晶片的第一同相輸入腳、第一反相輸入腳、輸出腳及外圍電路。進一步地，所述誤差放大器包括一雙路運放晶片的輸出腳、第二反相輸入腳，以及第二同相輸入腳。進一步地，所述雙路運放晶片採用AP4310。進一步地，所述光耦器件由晶片PC123構成。本實用新型實施例提供的恆功率電路實現簡單、成本較低，不易受外界環境影響，並且功率輸出穩定，在滿足設備特殊要求的同時簡化電路的複雜性，對資源利用起到了非常積極的作用，適合應用在需要瞬間提供大功率但最大功率需要恆功率的設備中，如按摩器、馬達、升降機等。
圖I是本實用新型實施例提供的恆流電路的結構圖；圖2是本實用新型實施例提供的恆流電路的電路結構圖；圖3是本實用新型實施例中電流在5. 5A-9A的功率曲線示意圖；圖4是本實用新型實施例中電流在9A-13A的功率曲線示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。本實用新型實施例採用了一級運放將電流信號放大，再去控制輸出電壓採樣基準，誤差放大器的輸出控制光耦，通過信號的複合在滿足設備特殊要求同時簡化電路的複雜性，可以對資源利用起到非常積極的作用。本實用新型實施例提供的恆功率電路，如圖I所示，包括電流放大器I、誤差放大器2、光耦器件3和PWM控制電路4。電流放大器I將電流採樣信號進行放大輸出，放大輸出後的電流信號與電壓採樣信號混合，輸入誤差放大器2。誤差放大器2的輸入端接電壓米樣信號和電流放大器I的輸出端，其輸出端與光率禹器件3的輸入端連接,將米樣電壓信號與電流放大器I輸出的電流信號混合，輸出電壓信號和電流信號混合的功率信號，通過光耦器件3控制PWM控制電路4。光耦器件3的輸入端與誤差放大器2的輸出端連接。PWM控制電路4與光耦器件3的輸出端連接。本實用新型實施例具體實現電路如圖2所示，其中ICl為穩壓晶片，可以採用TL431。IC2為光耦器件，可以採用PC123。晶片IC3為雙路運放晶片，可以採用晶片AP4310。晶片IC3的第一同相輸入腳(5腳)、第一反相輸入腳(6腳)、輸出腳(7腳)構成一組運放，並與電阻R3、電阻R10、電阻Rl I等外圍電路構成同相比例放大器，從而實現電流放大器I。電流放大器I將電阻R3上的電壓放大再經過晶片IC3的7腳輸出給下一級，放大倍數等於1+R10/R11，這樣可以得到7腳上的電壓為Io*R3*(l+R10/Rll)。誤差放大器2包括晶片IC3的輸出腳(I腳)、第二反相輸入腳(2腳)、第二同相輸入腳(3腳)，I腳與光耦器件3連接。晶片IC3內部為3腳提供2. 5V的電壓基準。電阻R16、電阻R17為2腳提供電壓米樣信號，晶片IC3的7腳輸出的電壓通過電阻R16給2腳提供電流信號，因此2腳所得到的信號是一組電壓和電流混合的功率信號，電壓或電流任何一方的增大都會造成2腳電位的提升，從而控制I腳的輸出，並通過光耦器件3來調節PWM控制電路4的佔空比。設置電路輸出的限制電流為11-12，電流在O-Il時，輸出電壓由晶片ICl穩壓控制；當電流超過Il時，晶片IC3的I腳開始控制光耦器件3，在11-12之間控制輸出電壓，以保持輸出功率基本不變；超過12以後輸出功率逐漸降低，直到輸出電壓低於一定電壓值時，初級PWM控制電路4提供欠壓保護，關斷輸出。為方便理解，以下通過示例對本實用新型的效果進行說明假設輸出電壓為32V，電流5. 5A前不限制功率，電流5. 5A以後要控制恆功率，電流繼續上升同時電壓要往下降，以保持輸出功率不會過大，當電流達到9A時已可以滿足驅動要求，電流繼續增大時應大幅降低輸出功率，在電流處於9-14A之間應關斷輸出，以保護電源。電阻R3 採用 IOmQ 電阻，RlO = 20KQ , Rll = 0. 51KQ , R16 = 3. 6KQ , R15 = 33KQ , R17 = 3KQ ；則有7 腳輸出電壓=0. OlIo*(1+20) = 0. 21Io ；Vo = (2. 5/3-(0. 21Io_2. 5)/3. 6) *33+2. 5 ；Po = Vo*Io ；則可得到電流在5. 5A到9A的功率曲線，如圖3所示。電流在9A-13A的功率曲線如圖4所示。電流在0-5. 5A時，輸出電壓由ICl穩壓控制；當電流超過5. 5A時，IC3Pinl開始控制光耦器件3，在電流5. 5A-9A之間控制輸出電壓，以保持輸出功率基本不變；電流超過9A以後輸出功率逐漸降低，直到輸出電壓低於13V附近，初級PWM IC供電欠壓保護，關斷輸出。本實用新型實施例提供的恆功率電路實現簡單、成本較低，不易受外界環境影響，並且功率輸出穩定。在滿足設備特殊要求的同時簡化電路的複雜性，可以對資源利用起到非常積極的作用，非常適合應用在需要瞬間提供大功率但最大功率需要恆功率的設備中，如按摩器、馬達、升降機等。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種恆功率電路，其特徵在於，所述電路包括 將電流採樣信號放大輸出的電流放大器； 輸入端接電壓採樣信號和所述電流放大器的輸出端，將所述電壓採樣信號和所述電流放大器輸出的電流信號混合，輸出功率信號的誤差放大器； 輸入端與所述誤差放大器輸出端連接 的光耦器件；以及 與光耦器件輸出端連接的PWM控制電路。
2.如權利要求I所述的恆功率電路，其特徵在於，所述電流放大器包括一雙路運放晶片的第一同相輸入腳、第一反相輸入腳、輸出腳及外圍電路。
3.如權利要求I所述的恆功率電路，其特徵在於，所述誤差放大器包括一雙路運放晶片的輸出腳、第二反相輸入腳，以及第二同相輸入腳。
4.如權利要求2或3所述的恆功率電路，其特徵在於，所述雙路運放晶片採用AP4310。
5.如權利要求I所述的恆功率電路，其特徵在於，所述光耦器件由晶片PC123構成。
專利摘要本實用新型適用於電路領域，提供了一種恆功率電路，所述電路包括將電流採樣信號放大輸出的電流放大器；輸入端接電壓採樣信號和所述電流放大器的輸出端，將所述電壓採樣信號和所述電流放大器輸出的電流信號混合，輸出功率信號的誤差放大器；輸入端與所述誤差放大器輸出端連接的光耦器件；以及與光耦器件輸出端連接的PWM控制電路。本實用新型提供的恆功率電路實現簡單、成本較低，不易受外界環境影響，並且功率輸出穩定，在滿足設備特殊要求的同時簡化電路的複雜性，對資源利用起到了非常積極的作用，適合應用在需要瞬間提供大功率但最大功率需要恆功率的設備中。
文檔編號G05F1/66GK202502431SQ20122017708
公開日2012年10月24日 申請日期2012年4月24日 優先權日2012年4月24日
發明者謝寶棠, 鄭陽輝 申請人:深圳市瑞必達科技有限公司