CN102064704B - 一种单路多电压输出的电源控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单路多电压输出的电源控制方法及装置，其包括PWM控制电路、功率转换电路、输出整流滤波电路、电压设置电路和电压设置调整控制电路，利用电压设置调整控制电路，电压设置电路可对PWM控制电路输出的振荡信号占空比进行控制，从而改变电源电压的输出，本发明在不增加其它附加控制、操作的情况下，利用单路输出电源则能满足负载不同所需的电压要求，解决需用多个电源实行不同电压的输出或将电源做成多路输出、通过控制转换、有选择地给负载供电的问题，节省了空间与成本，所需技术要求更为简单。

Description

一种单路多电压输出的电源控制方法及装置

技术领域

本发明涉及一种开关电源，特别涉及一种实现单路多种电压输出的电源控制方法与装置。

背景技术

开关电源按类型可分为隔离与非隔离两种形式，其中隔离电源按照结构形式不同，又可分为两大类：正激式和反激式。正激和反激电路各有其特点，在设计电路的过程中为达到最优性价比，可以灵活运用。一般在小功率场合可选用反激式，稍微大一些可采用单管正激电路，中等功率可采用双管正激电路或半桥电路或移相全桥电路，而反激式电源因其结构简单，省掉了一个和变压器体积大小差不多的电感，其在中小功率电源技术中得到广泛的应用。常规开关电源具有固定的输出电压，在实际上很多使用条件变化、需要用不同的电压对负载供电实现需要的功率输出的场合里，往往需要配置多个不同输出的电源工作，或将电源做成多路输出、通过控制转换、有选择地给负载供电。多路输出通常只采样输出电压低、输出电流变化范围大的一路作为主电路输出进行反馈调节控制，以保证在输入电压及负载变化时保持输出电压的稳定，因此交叉调整性能较差。基于反激式电源的构造相对简单，构造成本与其体积上的优势较为明显，若然突破利用单路进行多输出的电源技术瓶颈问题，对开关电源的技术进步与社会产能效率而言均为一重大突破。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种单路多电压输出的电源控制方法及装置，从而实现利用一般单路开关电源则能进行多种不同电压的输出效果。

本发明所述的一种单路多电压输出的电源控制方法，其包括以下步骤：

1)制备一PWM控制单元、功率转换单元、输出整流滤波单元和电压设置单元并依次连接，电压设置单元包括一接地分压电阻，所述电压设置单元将输出整流滤波单元的输出信号反馈给PWM控制单元以调整PWM占空比；

2)设置一输入整流滤波单元对输入电源进行桥式整流和滤波，得到稳定的直流信号并输出至所述功率转换单元和PWM控制单元；

3)设置一多电压设置调整控制单元，并联至所述接地分压电阻以控制多种电压输出。

所述输入整流滤波单元内部设置一开关电源冷机启动时扼制输入冲击电流的热敏电阻、吸收交流输入浪涌成份及电网波动的压敏电阻和一EMI电路，所述EMI电路包括两个安规电容及两个滤除干扰杂波的电感。

本发明所述的一种单路多电压输出的电源控制装置，其包括依次连接的输入整流滤波电路、PWM控制电路、功率转换电路、输出整流滤波电路和电压设置电路，所述电压设置电路连接PWM控制电路，输入整流滤波电路连接功率转换电路，而所述的电压设置电路还包括一接地分压电阻。

所述输入整流滤波电路包括一保险丝、热敏电阻、压敏电阻、EMI滤波电路和整流滤波电路，其中所述保险丝和热敏电阻相互并联并依次连接所述EMI滤波电路和整流滤波电路，并联的保险丝和热敏电阻之间连接有一所述的压敏电阻，所述的EMI滤波电路包括串接的两安规电容和两电感，其作用是滤除交流输入的干扰杂波。

所述的一种单路多电压输出的电源控制装置还包括一电压设置调整控制电路，其与所述接地分压电阻并联，包括一电压基准集成电路、敏感器分压电阻、敏感器和多级由比较器单元、比较器分压电阻、三极管通断电路组成的开关电路，各级开关电路相互并联，其中各级的比较器单元输出端连接该级三极管的基极，同相端接所述的比较器分压电阻将同相端电压设定在某一电压值，各级分压电阻各不相同，从而实现各级比较器不同的电压值比较。所述敏感器的一端接地，另一端连接比较器单元的比较器反相端，同时经所述敏感器分压电阻连接至电源端，所述电压基准集成电路接至所述敏感器分压电阻与地端之间。

本发明的有益效果是：在一般单路开关电源上利用电压调节，则能进行多种不同电压的输出效果，在不增加其它附加控制、操作的情况下，其既能节省空间与成本，用单路输出电源更能满足负载不同的电压要求。

下面结合附图与实施例，对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明单路开关电源实现多电压输出的电路原理图；

图2是利用三极管实现电压设置调整的控制单元电路原理图；

图3是利用MOS管实现电压设置调整的控制单元电路原理图。

具体实施方式

参见图1～图3，本发明提供的单路多电压输出的电源控制方法，其包括以下步骤：

1)制备一PWM控制单元、功率转换单元、输出整流滤波单元和电压设置单元并依次连接，电压设置单元包括一接地分压电阻，所述电压设置单元将输出整流滤波单元的输出信号反馈给PWM控制单元以调整PWM占空比；

2)设置一输入整流滤波单元对输入电源进行桥式整流和滤波，得到稳定的直流信号并输出至所述功率转换单元和PWM控制单元；

3)设置一多电压设置调整控制单元，并联至所述接地分压电阻以控制多种电压输出。

其中，所制备的输入整流滤波单元、PWM控制单元、功率转换单元、输出整流滤波单元和电压设置单元并依次连接，其中电压设置单元包括一接地分压电阻，所述输入整流滤波单元对输入电源进行桥式整流和滤波，得到稳定的直流信号后同时输出至所述功率转换单元和PWM控制单元，所述电压设置单元将输出整流滤波单元的输出信号反馈给PWM控制单元以调整PWM振荡信号的占空比，从而调整输出功率。

其中，所设置的电压设置调整控制单元，与所述电压设置单元中的接地分压电阻R11并联，所述的电压设置调整控制单元中设置多个相互并联的不同电压挡位开关K1～KN，其各与一电阻串联。一开关信号对开关进行闭合、断开控制改变接地分压电阻R11的大小从而调整PWM控制电路的振荡信号，当闭合的开关越多时，输出电压就相应越高，当断开的开关越多时，输出电压就相应越低，从而实现多种电压的控制输出。

所述输入整流滤波单元内部设置一开关电源冷机启动时扼制输入冲击电流的热敏电阻NTC1、吸收交流输入浪涌成份及电网波动的压敏电阻VR1和一EMI电路，所述EMI电路包括两个安规电容及两个滤除干扰杂波的电感。

本发明所述的一种单路多电压输出的电源控制装置，其包括依次连接的输入整流滤波电路、PWM控制电路、功率转换电路、输出整流滤波电路和电压设置电路，所述电压设置电路连接PWM控制电路，输入整流滤波电路连接功率转换电路，而所述的电压设置电路还包括一接地分压电阻。

所述的一种单路多电压输出的电源控制装置还包括一电压设置调整控制电路与所述接地分压电阻R11并联，其包括一电压基准集成电路U4、敏感器分压电阻R13、敏感器RT和多级由比较器单元U1-1～UN-1、比较器分压电阻R1-5～RN-5、R1-6～RN-6、三极管通断电路组成的开关电路，各级开关电路相互并联，其中各级的比较器单元输出端连接该级三极管的基极，同相端接所述的比较器分压电阻将同相端电压设定在某一电压值，各级分压电阻各不相同，从而实现各级比较器不同的电压值比较。所述敏感器RT的一端接地，另一端连接比较器单元的比较器反相端，同时经所述敏感器分压电阻R13连接至电源端Vdc，所述电压基准集成电路U4接至所述敏感器分压电阻R13与地端之间。

所述输入整流滤波电路如图1所示，包括一保险丝F1、热敏电阻NTC、压敏电阻VR1、EMI滤波电路和整流滤波电路，其中所述保险丝F1和热敏电阻NTC相互并联并依次连接所述EMI滤波电路和整流滤波电路，并联的保险丝F1和热敏电阻NTC之间连接有一所述的压敏电阻VR1，所述EMI滤波电路包括依次连接的安规电容CX1、电感L1、安规电容CX2和电感L2，该电路可保护后级电路不受损害。

基于本发明所述的电压设置调整控制电路可实行第二实施例：其三极管通断电路还可以用MOS管通断电路代替，其电路图如图3所示，其中的MOS管栅极连接比较器的输出端。

以上所述仅为本发明的部分优选的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明基础上所作的修改、替换或改进，如利用其他相类似功能的电子元件实现电压设置调整控制电路中开关的通断均落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种单路多电压输出的电源控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：

1)制备一PWM控制单元、功率转换单元、输出整流滤波单元和电压设置单元并依次连接，电压设置单元包括一接地分压电阻，所述电压设置单元将输出整流滤波单元的输出信号反馈给PWM控制单元以调整PWM占空比；

2)设置一输入整流滤波单元对输入电源进行桥式整流和滤波，得到稳定的直流信号并输出至所述功率转换单元和PWM控制单元；

3)设置一多电压设置调整控制单元，并联至所述接地分压电阻以控制多种电压输出，所述的多电压设置调整控制单元包括一电压基准集成电路、敏感器分压电阻、敏感器和由比较器单元、三极管通断单元组成的开关电路，所述比较器单元的输出端连接三极管的基极，敏感器的一端接地，另一端连接比较器单元的比较器反相端，同时经所述敏感器分压电阻连接至电源端，所述电压基准集成电路接至所述敏感器分压电阻与地端之间。

2.根据权利要求1所述的单路多电压输出的电源控制方法，其特征在于，在所述的输入整流滤波单元中设置一EMI电路、开关电源冷机启动时扼制输入冲击电流的热敏电阻和吸收交流输入浪涌成份及电网波动的压敏电阻，所述EMI电路包括两个安规电容及两个串联的滤除干扰杂波的电感。

3.根据权利要求1所述的单路多电压输出的电源控制方法，其特征在于，在所述的多电压设置调整控制单元设置多个相互并联的不同电压挡位开关单元。

4.一种实施权利要求1所述方法的单路多电压输出的电源控制装置，包括依次连接的PWM控制单元、功率转换单元、输出整流滤波单元和电压设置单元，所述电压设置单元连接PWM控制单元，包括一接地分压电阻，其特征在于，其包括一输入整流滤波单元和多电压设置调整控制单元，所述输入整流滤波单元连接功率转换单元和PWM控制单元，多电压设置调整控制单元与所述接地分压电阻并联，所述的多电压设置调整控制单元包括一电压基准集成电路、敏感器分压电阻、敏感器和由比较器单元、三极管通断单元组成的开关电路，所述比较器单元的输出端连接三极管的基极，敏感器的一端接地，另一端连接比较器单元的比较器反相端，同时经所述敏感器分压电阻连接至电源端，所述电压基准集成电路接至所述敏感器分压电阻与地端之间。

5.根据权利要求4所述的单路多电压输出的电源控制装置，其特征在于，所述的输入整流滤波单元包括一EMI电路、开关电源冷机启动时扼制输入冲击电流的热敏电阻和吸收交流输入浪涌成份及电网波动的压敏电阻，所述EMI电路包括两个安规电容及两个滤除干扰杂波的电感。

6.根据权利要求4所述的单路多电压输出的电源控制装置，其特征在于，用MOS管通断单元代替所述的三极管通断单元，MOS管的栅极连接所述比较器单元的输出端。

7.根据权利要求4所述的单路多电压输出的电源控制装置，其特征在于，所述多电压设置调整控制单元包括多级不同电压通断的开关电路，其由比较器单元、三极管通断单元组成，所述的多级不同电压通断的开关电路相互并联。

8.根据权利要求6所述的单路多电压输出的电源控制装置，其特征在于，所述多电压设置调整控制单元包括多级不同电压通断的开关电路，其由比较器单元、MOS管通断单元组成，所述的多级不同电压通断的开关电路相互并联。

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