一種單路多電壓輸出的電源控制方法及裝置的製作方法
2023-05-11 20:25:01
專利名稱：一種單路多電壓輸出的電源控制方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種開關電源，特別涉及一種實現單路多種電壓輸出的電源控制方法與裝置。
背景技術：
開關電源按類型可分為隔離與非隔離兩種形式，其中隔離電源按照結構形式不 同，又可分為兩大類正激式和反激式。正激和反激電路各有其特點，在設計電路的過程中 為達到最優性價比，可以靈活運用。一般在小功率場合可選用反激式，稍微大一些可採用單 管正激電路，中等功率可採用雙管正激電路或半橋電路或移相全橋電路，而反激式電源因 其結構簡單，省掉了一個和變壓器體積大小差不多的電感，其在中小功率電源技術中得到 廣泛的應用。常規開關電源具有固定的輸出電壓，在實際上很多使用條件變化、需要用不 同的電壓對負載供電實現需要的功率輸出的場合裡，往往需要配置多個不同輸出的電源工 作，或將電源做成多路輸出、通過控制轉換、有選擇地給負載供電。多路輸出通常只採樣輸 出電壓低、輸出電流變化範圍大的一路作為主電路輸出進行反饋調節控制，以保證在輸入 電壓及負載變化時保持輸出電壓的穩定，因此交叉調整性能較差。基於反激式電源的構造 相對簡單，構造成本與其體積上的優勢較為明顯，若然突破利用單路進行多輸出的電源技 術瓶頸問題，對開關電源的技術進步與社會產能效率而言均為一重大突破。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種單路多電壓輸出的電源控制方法及裝置，從 而實現利用一般單路開關電源則能進行多種不同電壓的輸出效果。本發明所述的一種單路多電壓輸出的電源控制方法，其包括以下步驟1)製備一 PWM控制單元、功率轉換單元、輸出整流濾波單元和電壓設置單元並依 次連接，電壓設置單元包括一接地分壓電阻，所述電壓設置單元將輸出整流濾波單元的輸 出信號反饋給PWM控制單元以調整PWM佔空比；2)設置一輸入整流濾波單元對輸入電源進行橋式整流和濾波，得到穩定的直流信 號並輸出至所述功率轉換單元和PWM控制單元；3)設置一多電壓設置調整控制單元，並聯至所述接地分壓電阻以控制多種電壓輸出ο所述輸入整流濾波單元內部設置一開關電源冷機啟動時扼制輸入衝擊電流的熱 敏電阻、吸收交流輸入浪湧成份及電網波動的壓敏電阻和一 EMI電路，所述EMI電路包括兩 個安規電容及兩個濾除幹擾雜波的電感。本發明所述的一種單路多電壓輸出的電源控制裝置，其包括依次連接的輸入整流 濾波電路、PWM控制電路、功率轉換電路、輸出整流濾波電路和電壓設置電路，所述電壓設置 電路連接PWM控制電路，輸入整流濾波電路連接功率轉換電路，而所述的電壓設置電路還 包括一接地分壓電阻。
所述輸入整流濾波電路包括一保險絲、熱敏電阻、壓敏電阻、EMI濾波電路和整流 濾波電路，其中所述保險絲和熱敏電阻相互並聯並依次連接所述EMI濾波電路和整流濾波 電路，並聯的保險絲和熱敏電阻之間連接有一所述的壓敏電阻，所述的EMI濾波電路包括 串接的兩安規電容和兩電感，其作用是濾除交流輸入的幹擾雜波。
所述的一種單路多電壓輸出的電源控制裝置還包括一電壓設置調整控制電路，其 與所述接地分壓電阻並聯，包括一電壓基準集成電路、敏感器分壓電阻、敏感器和多級由比 較器單元、比較器分壓電阻、三極體通斷電路組成的開關電路，各級開關電路相互並聯，其 中各級的比較器單元輸出端連接該級三極體的基極，同相端接所述的比較器分壓電阻將同 相端電壓設定在某一電壓值，各級分壓電阻各不相同，從而實現各級比較器不同的電壓值 比較。所述敏感器的一端接地，另一端連接比較器單元的比較器反相端，同時經所述敏感器 分壓電阻連接至電源端，所述電壓基準集成電路接至所述敏感器分壓電阻與地端之間。本發明的有益效果是在一般單路開關電源上利用電壓調節，則能進行多種不同 電壓的輸出效果，在不增加其它附加控制、操作的情況下，其既能節省空間與成本，用單路 輸出電源更能滿足負載不同的電壓要求。下面結合附圖與實施例，對本發明作進一步的詳細說明。
圖1是本發明單路開關電源實現多電壓輸出的電路原理圖；圖2是利用三極體實現電壓設置調整的控制單元電路原理圖；圖3是利用MOS管實現電壓設置調整的控制單元電路原理圖。
具體實施例方式參見圖1 圖3，本發明提供的單路多電壓輸出的電源控制方法，其包括以下步 驟1)製備一 PWM控制單元、功率轉換單元、輸出整流濾波單元和電壓設置單元並依 次連接，電壓設置單元包括一接地分壓電阻，所述電壓設置單元將輸出整流濾波單元的輸 出信號反饋給PWM控制單元以調整PWM佔空比；2)設置一輸入整流濾波單元對輸入電源進行橋式整流和濾波，得到穩定的直流信 號並輸出至所述功率轉換單元和PWM控制單元；3)設置一多電壓設置調整控制單元，並聯至所述接地分壓電阻以控制多種電壓輸出ο其中，所製備的輸入整流濾波單元、PWM控制單元、功率轉換單元、輸出整流濾波單 元和電壓設置單元並依次連接，其中電壓設置單元包括一接地分壓電阻，所述輸入整流濾 波單元對輸入電源進行橋式整流和濾波，得到穩定的直流信號後同時輸出至所述功率轉換 單元和PWM控制單元，所述電壓設置單元將輸出整流濾波單元的輸出信號反饋給PWM控制 單元以調整PWM振蕩信號的佔空比，從而調整輸出功率。其中，所設置的電壓設置調整控制單元，與所述電壓設置單元中的接地分壓電阻 Rll並聯，所述的電壓設置調整控制單元中設置多個相互並聯的不同電壓擋位開關Kl KN，其各與一電阻串聯。一開關信號對開關進行閉合、斷開控制改變接地分壓電阻Rll的大小從而調整PWM控制電路的振蕩信號，當閉合的開關越多時，輸出電壓就相應越高，當斷開 的開關越多時，輸出電壓就相應越低，從而實現多種電壓的控制輸出。所述輸入整流濾波單元內部設置一開關電源冷機啟動時扼制輸入衝擊電流的熱 敏電阻NTCl、吸收交流輸入浪湧成份及電網波動的壓敏電阻VRl和一 EMI電路，所述EMI電 路包括兩個安規電容及兩個濾除幹擾雜波的電感。本發明所述的一種單路多電壓輸出的電源控制裝置，其包括依次連接的輸入整流 濾波電路、PWM控制電路、功率轉換電路、輸出整流濾波電路和電壓設置電路，所述電壓設置 電路連接PWM控制電路，輸入整流濾波電路連接功率轉換電路，而所述的電壓設置電路還 包括一接地分壓電阻。所述的一種單路多電壓輸出的電源控制裝置還包括一電壓設置調整控制電路與 所述接地分壓電阻Rll並聯，其包括一電壓基準集成電路U4、敏感器分壓電阻R13、敏感器 RT和多級由比較器單元Ul-I UN-1、比較器分壓電阻R1-5 RN-5、Rl-6 RN-6、三極體通 斷電路組成的開關電路，各級開關電路相互並聯，其中各級的比較器單元輸出端連接該級 三極體的基極，同相端接所述的比較器分壓電阻將同相端電壓設定在某一電壓值，各級分 壓電阻各不相同，從而實現各級比較器不同的電壓值比較。所述敏感器RT的一端接地，另 一端連接比較器單元的比較器反相端，同時經所述敏感器分壓電阻R13連接至電源端Vdc， 所述電壓基準集成電路U4接至所述敏感器分壓電阻R13與地端之間。所述輸入整流濾波電路如圖1所示，包括一保險絲F1、熱敏電阻NTC、壓敏電阻 VRUEMI濾波電路和整流濾波電路，其中所述保險絲Fl和熱敏電阻NTC相互並聯並依次連 接所述EMI濾波電路和整流濾波電路，並聯的保險絲Fl和熱敏電阻NTC之間連接有一所述 的壓敏電阻VRl，所述EMI濾波電路包括依次連接的安規電容CXl、電感Ll、安規電容CX2和 電感L2，該電路可保護後級電路不受損害。基於本發明所述的電壓設置調整控制電路可實行第二實施例其三極體通斷電路 還可以用MOS管通斷電路代替，其電路圖如圖3所示，其中的MOS管柵極連接比較器的輸出端。以上所述僅為本發明的部分優選的實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明基 礎上所作的修改、替換或改進，如利用其他相類似功能的電子元件實現電壓設置調整控制 電路中開關的通斷均落入本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種單路多電壓輸出的電源控制方法，其特徵在於，其包括以下步驟1)製備一PWM控制單元、功率轉換單元、輸出整流濾波單元和電壓設置單元並依次連 接，電壓設置單元包括一接地分壓電阻，所述電壓設置單元將輸出整流濾波單元的輸出信 號反饋給PWM控制單元以調整PWM佔空比；2)設置一輸入整流濾波單元對輸入電源進行橋式整流和濾波，得到穩定的直流信號並 輸出至所述功率轉換單元和PWM控制單元；3)設置一多電壓設置調整控制單元，並聯至所述接地分壓電阻以控制多種電壓輸出。
2.根據權利要求1所述的單路多電壓輸出的電源控制方法，其特徵在於，在所述的輸 入整流濾波單元中設置一 EMI電路、開關電源冷機啟動時扼制輸入衝擊電流的熱敏電阻和 吸收交流輸入浪湧成份及電網波動的壓敏電阻，所述EMI電路包括兩個安規電容及兩個串 聯的濾除幹擾雜波的電感。
3.根據權利要求1所述的單路多電壓輸出的電源控制方法，其特徵在於，在所述的多 電壓設置調整控制單元設置多個相互並聯的不同電壓擋位開關單元。
4.一種實施權利要求1所述方法的單路多電壓輸出的電源控制裝置，包括依次連接的 PWM控制電路、功率轉換電路、輸出整流濾波電路和電壓設置電路，所述電壓設置電路連接 PWM控制電路，包括一接地分壓電阻，其特徵在於，所述的一種擴大單端反激式開關電源功 率方法的裝置還包括一輸入整流濾波電路和多電壓設置調整控制電路，所述輸入整流濾波 電路連接功率轉換電路和PWM控制電路，多電壓設置調整控制電路與所述接地分壓電阻並 聯。
5.根據權利要求4所述的單路多電壓輸出的電源控制裝置，其特徵在於，所述的輸入 整流濾波電路包括一 EMI電路、開關電源冷機啟動時扼制輸入衝擊電流的熱敏電阻和吸收 交流輸入浪湧成份及電網波動的壓敏電阻，所述EMI電路包括兩個安規電容及兩個濾除幹 擾雜波的電感。
6.根據權利要求4所述的單路多電壓輸出的電源控制裝置，其特徵在於，所述的多電 壓設置調整控制電路包括一電壓基準集成電路、敏感器分壓電阻、敏感器和由比較器單元、 三極體通斷單元組成的開關電路，所述比較器單元的輸出端連接三極體的基極，敏感器的 一端接地，另一端連接比較器單元的比較器反相端，同時經所述分壓電阻連接至電源端，所 述電壓基準集成電路接至所述分壓電阻與地端之間。
7.根據權利要求4所述的單路多電壓輸出的電源控制裝置，其特徵在於，所述的多電 壓設置調整控制電路包括一電壓基準集成電路、敏感器分壓電阻、敏感器和由比較器單元、 MOS管通斷單元組成的開關電路，所述比較器單元的輸出端連接MOS管的柵極，敏感器的一 端接地，另一端連接比較器單元的比較器反相端，同時經所述分壓電阻連接至電源端，所述 電壓基準集成電路接至所述分壓電阻與地端之間。
8.根據權利要求6所述的單路多電壓輸出的電源控制裝置，其特徵在於，所述多電壓 設置調整控制電路包括多級不同電壓通斷的由比較器單元、三極體通斷單元組成的開關電 路，所述的多級開關電路相互並聯。
9.根據權利要求7所述的單路多電壓輸出的電源控制裝置，其特徵在於，所述多電壓 設置調整控制電路包括多級不同電壓通斷的由比較器單元、MOS管通斷單元組成的開關電 路，所述的多級開關電路相互並聯。
全文摘要
本發明公開了一種單路多電壓輸出的電源控制方法及裝置，其包括PWM控制電路、功率轉換電路、輸出整流濾波電路、電壓設置電路和電壓設置調整控制電路，利用電壓設置調整控制電路，電壓設置電路可對PWM控制電路輸出的振蕩信號佔空比進行控制，從而改變電源電壓的輸出，本發明在不增加其它附加控制、操作的情況下，利用單路輸出電源則能滿足負載不同所需的電壓要求，解決需用多個電源實行不同電壓的輸出或將電源做成多路輸出、通過控制轉換、有選擇地給負載供電的問題，節省了空間與成本，所需技術要求更為簡單。
文檔編號H02M3/156GK102064704SQ20101061570
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月27日 優先權日2010年12月27日
發明者王國維, 申清甫 申請人:東莞市奇立電源有限公司