CN102340239A - 电力变换器控制电路和供电装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电力变换器控制电路和供电装置。电力变换器控制电路，可包括：电压基准源、第一三极管、第二三极管、稳压器、控制电力变换器工作的控制芯片；电压基准源的阳极接地、阴极通过第三电阻与电力变换器的电压输入端电连接、导通控制端通过第一电阻与电力变换器的电压输入端电连接、导通控制端通过第二电阻接地；稳压器的负极与电压基准源的阴极电连接、正极通过第五电阻接地；第一三极管的基极通过第四电阻与稳压器的正极电连接、集电极与控制芯片的控制端电连接；第二三极管的集电极通过第六电阻与电压基准源的导通控制端电连接、基极通过第七电阻与稳压器的阳极电连接、发射极接地。本发明电路有利于控制电力变换器稳定工作。

Description

电力变换器控制电路和供电装置

技术领域

本发明涉及电路技术领域，具体涉及一种变换器控制电路和供电装置。

背景技术

电力变换器是供电系统中的重要器件。

例如，单端反击变换器、双端反激变换器、正激变换器等多种电力变换器是对输入电压有一定限制的电力变换器。

研究和实践发现，设定适当的输入电压是电力变换器稳定工作必不可少的一个基础，若输入电压过低，即使电力变换器能短时间内启动，也不能正常稳定的工作，可能会出现电力变换器反复启动，甚至可能会因为输入电流过大而损坏一些功率器件。但现有技术目前还没有一种控制电力变换器稳定工作的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供一种电力变换器控制电路和供电装置，以期控制电力变换器稳定工作。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供一种电力变换器控制电路，可包括：

电压基准源、第一三极管、第二三极管、稳压器、控制电力变换器工作的控制芯片、以及第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻；

其中，所述电压基准源的阳极接地、阴极通过所述第三电阻与电力变换器的电压输入端电连接、导通控制端通过所述第一电阻与所述电力变换器的电压输入端电连接、该导通控制端通过所述第二电阻接地；

所述稳压器的负极与所述电压基准源的阴极电连接、正极通过所述第五电阻接地；

所述第一三极管的基极通过所述第四电阻与所述稳压器的正极电连接、集电极与所述控制芯片的控制端电连接、发射极接地；所述第二三极管的集电极通过所述第六电阻与所述电压基准源的导通控制端电连接、基极通过所述第七电阻与所述稳压器的阳极电连接、发射极接地。

可选的，所述电力变换器控制电路还包括二极管；

所述二极管的正极与所述电压基准源的导通控制端电连接、负极通过所述第六电阻与所述第二三极管的集电极电连接。

可选的，所述电力变换器控制电路还包括：将所述控制芯片的控制端接地的电容。

可选的，所述电压基准源的型号为TL431A。

可选的，所述控制芯片的型号为UC3844。

本发明实施例另一方面提供一种供电装置，可包括：

电力变换器控制电路和电力变换器；

其中，电力变换器控制电路包括：

电压基准源、第一三极管、第二三极管、稳压器、控制电力变换器工作的控制芯片、以及第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻；

其中，所述电压基准源的阳极接地、阴极通过所述第三电阻与电力变换器的电压输入端电连接、导通控制端通过所述第一电阻与所述电力变换器的电压输入端电连接、该导通控制端通过所述第二电阻接地；

所述稳压器的负极与所述电压基准源的阴极电连接、正极通过所述第五电阻接地；

所述第一三极管的基极通过所述第四电阻与所述稳压器的正极电连接、集电极与所述控制芯片的控制端电连接、发射极接地；所述第二三极管的集电极通过所述第六电阻与所述电压基准源的导通控制端电连接、基极通过所述第七电阻与所述稳压器的阳极电连接、发射极接地；

所述控制芯片的控制信号输出端口与所述电力变换器的工作控制端电连接。

可选的，所述电力变换器控制电路还包括二极管；

所述二极管的正极与所述电压基准源的导通控制端电连接、负极通过所述第六电阻与所述第二三极管的集电极电连接。

可选的，所述电力变换器控制电路还包括：将所述控制芯片的控制端接地的电容。

可选的，所述电压基准源的型号为TL431A。

可选的，所述控制芯片的型号为UC3844。

由上可见，本发明实施例中基于电压基准源和三极管构建电力变换器控制电路的外围电路，通过三极管的巧妙连接实现了电压的回差控制，有利于控制电力变换器稳定工作，且无需改变电力变换器的主功率电路，也无需改动控制芯片的其他控制电路，实现成本相对较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-a是本发明实施例提供的一种电力变换器控制电路示意图；

图1-b是本发明实施例提供的另一种电力变换器控制电路示意图；

图1-c是本发明实施例提供的另一种电力变换器控制电路示意图；

图1-d是本发明实施例提供的另一种电力变换器控制电路示意图；

图1-e是本发明实施例提供的另一种电力变换器控制电路示意图；

图1-f是本发明实施例提供的另一种电力变换器控制电路示意图；

图2-a是本发明实施例提供的一种供电装置示意图；

图2-b是本发明实施例提供的另一种供电装置示意图；

图2-c是本发明实施例提供的另一种供电装置示意图；

图2-d是本发明实施例提供的另一种供电装置示意图；

图2-e是本发明实施例提供的另一种供电装置示意图；

图2-f是本发明实施例提供的另一种供电装置示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种电力变换器控制电路和供电装置，有利于控制电力变换器稳定工作。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下通过实施例分别进行详细说明。

参见图1-a，本发明实施例提供的一种电力变换器控制电路，可包括：

电压基准源10、第一三极管Q1、第二三极管Q2、稳压器D1、控制电力变换器工作的控制芯片20、以及第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7；

其中，电压基准源10的阳极接地、阴极通过第三电阻R3与电力变换器的电压输入端(DCBUS)电连接、导通控制端Verf通过第一电阻R1与电力变换器的电压输入端(DCBUS)电连接、该导通控制端Verf还通过第二电阻R2接地；

稳压器D1的负极与电压基准源10的阴极电连接、正极通过第五电阻R5接地；

第一三极管Q1的基极通过第四电阻R4与稳压器D1的正极电连接、集电极与控制芯片20的控制端电连接、发射极接地；第二三极管Q2的集电极通过第六电阻R6与电压基准源10的导通控制端Verf电连接、基极通过第七电阻R7与稳压器D1的阳极电连接、发射极接地。

控制芯片20的控制信号输出端口TR可与电力变换器的工作控制端电连接。例如，当控制芯片20的控制端为低电平时，控制芯片20的控制信号输出端口TR被封锁输出，进而间接控制电力变换器停止工作；当控制芯片20的控制端为高电平时，控制芯片20的控制信号输出端口TR向电力变换器的工作控制端输入控制信号(例如脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulation))以控制电力变换器工作。

图1-a所示电路的工作原理如下：

由于电压基准源10的导通控制端Verf的电压Vp1小于电压基准源10的导通电压Vo(其中，不同型号的电压基准源的导通电压Vo可能不尽相同)时，电压基准源10的阴极和阳极之间是处于截止状态；而当电压基准源10的导通控制端Verf的电压Vp1大于等于其导通电压Vo时，电压基准源10的阴极和阳极之间是处于导通状态。

基于电压基准源10的导通原理，当电力变换器的电压输入端DCBUS的输入电压Vp过低时，若电压基准源10的导通控制端Verf的电压Vp1小于导通电压Vo，电压基准源10的阴极和阳极之间处于截止状态。而在电压基准源10的阴极和阳极之间处于截止状态时，第一三极管Q1、第二三极管Q2均导通(若第一三极管Q1导通，控制芯片20的控制端为低电平，此时电力变换器不工作)。若第一三极管Q1和第二三极管Q2导通，则第二电阻R2与第六电阻R6并联后与第一电阻R1来分压Vp1，此时，电压基准源10的导通控制端Verf的电压Vp1可如下公式(1)计算：

Vp1＝Vp*R₂₆/(R1+R₂₆)    公式(1)

其中，R₂₆为第二电阻R2与第六电阻R6的并联电阻值，

R₂₆＝(R2+R6)/(R2*R6)；

由上公式可知，Vp1将随着Vp的升高而逐渐升高，例如当Vp升高到电压V1时，Vp1＝电压基准源10的导通电压Vo。

当Vp升高使得Vp1＝电压基准源10的导通电压Vo时，电压基准源10的阴极和阳极之间导通，当电压基准源10的阴极和阳极之间导通后，第一三极管Q1和第二三极管Q2均截止，而控制芯片20的控制端则为低电平，此时电力变换器开始启动工作，因此，电压V1就可看作电力变换器的启动电压。

因此，在具体实施时，可根据电压基准源10的导通电压Vo大小和需设定的电力变换器的启动电压V1大小，来设置第一电阻R1、第二电阻R2和第六电阻R6的阻值比例关系，使得当电力变换器的电压输入端DCBUS的输入电压Vp上升到设定的启动电压V1时，电压基准源10的导通控制端Verf的电压Vp1等于其导通电压Vo，进而电压基准源10导通，进而第一三极管Q1和第二三极管Q2截止，进而控制芯片20的控制端变为高电平，进而电力变换器开始启动工作。

当然，由于Vp1将随着Vp的升高而逐渐升高，因此，若Vp上升到了大于电压V1的电压V2时，电压基准源10还是处于导通状态的，控制芯片20仍将控制电力变换器正常工作。

本发明实施例期望达到的目的是，当输入电压Vp升高到高于V1时，电力变换器启动并进入正常工作模式，当遇到输入电压Vp在V1附近波动时，也要保证电力变换器能正常工作，故需要设定一定的回差范围(V1～V3，即Vp即使从启动电压V1下降到V3，在V1和V3之间波动，仍然能控制电力变换器正常工作)，以保证电力变换器稳定的工作。

首先说明的是，当电压基准源10处于截止状态时，电压基准源10的导通控制端Verf的电压Vp1如公式(1)计算。但当输入电压Vp逐渐升高，使得电压基准源10的导通控制端Verf的电压Vp1上升到其导通电压Vo时，电压基准源10导通，进而使得第一三极管Q1和第二三极管Q2截止，而第二三极管Q2的截止所产生的效果是第六电阻R6被挂起(即，第二三极管Q2的截止改变了第二电阻R2和第六电阻R6的串并联关系，第二三极管Q2的截止使得第六电阻R6不再与第二电阻R2并联)，此时，电压基准源10的导通控制端Verf的电压Vp1可如下公式(2)计算：

Vp1＝Vp*R2/(R1+R2)    公式(2)

可以理解，Vp*R2/(R1+R2)＞Vp*R₂₆/(R1+R₂₆)

可见，输入电压Vp升高使得电压基准源10导通的瞬间，电压基准源10的导通控制端Verf的电压Vp1会从导通电压Vo突然升高如下幅度：

Vp*R2/(R1+R2)-Vp*R₂₆/(R1+R₂₆)

这一突变的电压幅度正是实现回差控制功能的基础。

下面分析当输入电压Vp从高于启动电压V1的V2开始逐渐下降时，电路的工作情况：

首先，当输入电压Vp从高于启动电压V1的V2下降到启动电压V1时，电压基准源10仍然处于导通状态，且此时电压基准源10的导通控制端Verf的电压Vp1是高于Vo的(基于公式2计算)，而并非是等于Vo；

输入电压Vp从启动电压V1继续下降，若在下降到电压V3时，电压基准源10的导通控制端Verf的电压Vp1等于Vo的(基于公式2计算)，此时如果输入电压Vp继续下降，则电压基准源10就将处于截止状态，而电压基准源10处于截止状态又将使得电力变换器停止工作。

由公式(1)和公式(2)可推知：电压V3与V1关系如下：

$V3=\frac{V1*R_{26}*(R1+R2)}{R2*(R1+R_{26})}$

V1和V3的差值就构成了回差范围。

也就是说，当输入电压Vp超过V1后，电力变换器能启动并工作；在电力变换器启动工作后，即使输入电压Vp在V1和V3(V3＜V1)之间波动，电压基准源10仍能处于导通状态，因此电力变换器仍然能正常工作，若输入电压继续下降到低于Vp给定值V3时，电路才会再次产生低电平信号以封锁控制芯片10的控制信号输出端TR的输出，进而控制电力变换器停止工作，该电路巧妙的运用了两个三极管(三极管导通后使得原有的电压基准源外围电路的分压比例发生改变)实现了回差控制功能，回差波动范围是(V1～V3)。

参见图1-b，电力变换器控制电路还可包括：

将控制芯片20的控制端接地的电容C1。其中，电容C1可起到一定的抗干扰和保护作用。

参见图1-c和图1-d，电力变换器控制电路还可包括：

二极管D2，其中，二极管D2的正极与电压基准源10的导通控制端Verf电连接、负极通过第六电阻R6与第二三极管Q2的集电极电连接。

其中，二极管D2可起到一定的抗干扰和保护作用。

参见图1-e，二极管D2的数量也可为两个或更多个。

在具体实施时，所选用的电压基准源10的型号例如为TL431A，当然也可选用具有类似功能的其它型号的电压基准源。所选用的控制芯片20的型号例如可为UC3844(例如图1-f所示)，当然也可选用具有类似功能的其它型号的电压基准源。

由上可见，本实施例中基于电压基准源和三极管构建电力变换器控制电路的外围电路，通过三极管的巧妙连接实现了电压的回差控制，有利于控制电力变换器稳定工作，且无需改变电力变换器的主功率电路，也无需改动控制芯片的其他控制电路，实现成本相对较低。

测试和实践证明，本实施例提供的电力变换器控制电路能够很好的达到保护电力变换器的效果。例如将其应用与双端反激变换器的控制，若输入启动电源为120VDC，回差下限可达96VDC，电力变换器控制电路控制双端反激变换器正常启动工作，基本无震荡现象。

参见图2-a，本发明实施例提供的一种供电装置，可包括：

电力变换器控制电路和电力变换器100；

其中，电力变换器控制电路包括：

电压基准源10、第一三极管Q1、第二三极管Q2、稳压器D1、控制电力变换器工作的控制芯片20、以及第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7；

其中，电压基准源10的阳极接地、阴极通过第三电阻R3与电力变换器100的电压输入端(DCBUS)电连接、导通控制端Verf通过第一电阻R1与电力变换器100的电压输入端(DCBUS)电连接、该导通控制端Verf通过第二电阻R2接地；

稳压器D1的负极与电压基准源10的阴极电连接、正极通过第五电阻R5接地；

第一三极管Q1的基极通过第四电阻R4与稳压器D1的正极电连接、集电极与控制芯片20的控制端电连接、发射极接地；第二三极管Q2的集电极通过第六电阻R6与电压基准源10的导通控制端Verf电连接、基极通过第七电阻R7与稳压器D1的阳极电连接、发射极接地；

控制芯片20的控制信号输出端口与电力变换器100的工作控制端电连接。

控制芯片20的控制信号输出端口TR可与电力变换器100的工作控制端电连接。例如，当控制芯片20的控制端为低电平时，控制芯片20的控制信号输出端口TR被封锁输出，进而间接控制电力变换器100停止工作；当控制芯片20的控制端为高电平时，控制芯片20的控制信号输出端口TR向电力变换器100的工作控制端输入控制信号(例如脉冲宽度调制(PWM))以控制电力变换器100工作。

其中，本实施例供电装置的工作原理可参见上述实施例的描述，此处不再赘述。

参见图2-b，电力变换器控制电路还可包括：

将控制芯片20的控制端接地的电容C1。其中，电容C1可起到一定的抗干扰和保护作用。

参见图2-c和图2-d，电力变换器控制电路还可包括：

二极管D2，其中，二极管D2的正极与电压基准源10的导通控制端Verf电连接、负极通过第六电阻R6与第二三极管Q2的集电极电连接。

其中，二极管D2可起到一定的抗干扰和保护作用。

参见图2-e，二极管D2的数量也可为两个或更多个。

在具体实施时，所选用的电压基准源10的型号例如为TL431A，当然也可选用具有类似功能的其它型号的电压基准源。所选用的控制芯片20的型号例如可为UC3844(例如图2-f所示)，当然也可选用具有类似功能的其它型号的电压基准源。

由上可见，本实施例中基于电压基准源和三极管构建电力变换器控制电路的外围电路，通过三极管的巧妙连接实现了电压的回差控制，有利于控制电力变换器稳定工作，且无需改变电力变换器的主功率电路，也无需改动控制芯片的其他控制电路，实现成本相对较低。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本发明实施例所提供的电力变换器控制电路和供电装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电力变换器控制电路，其特征在于，包括：

电压基准源、第一三极管、第二三极管、稳压器、控制电力变换器工作的控制芯片、以及第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻；

其中，所述电压基准源的阳极接地、阴极通过所述第三电阻与电力变换器的电压输入端电连接、导通控制端通过所述第一电阻与所述电力变换器的电压输入端电连接、该导通控制端通过所述第二电阻接地；

所述稳压器的负极与所述电压基准源的阴极电连接、正极通过所述第五电阻接地；

所述第一三极管的基极通过所述第四电阻与所述稳压器的正极电连接、集电极与所述控制芯片的控制端电连接、发射极接地；所述第二三极管的集电极通过所述第六电阻与所述电压基准源的导通控制端电连接、基极通过所述第七电阻与所述稳压器的阳极电连接、发射极接地。

2.根据权利要求1所述的电力变换器控制电路，其特征在于，

所述电力变换器控制电路还包括二极管；

所述二极管的正极与所述电压基准源的导通控制端电连接、负极通过所述第六电阻与所述第二三极管的集电极电连接。

3.根据权利要求1所述的电力变换器控制电路，其特征在于，所述电力变换器控制电路还包括：将所述控制芯片的控制端接地的电容。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电力变换器控制电路，其特征在于，

所述电压基准源的型号为TL431A。

5.根据权利要求1至3任一项所述的电力变换器控制电路，其特征在于，

所述控制芯片的型号为UC3844。

6.一种供电装置，其特征在于，包括：

电力变换器控制电路和电力变换器；

其中，电力变换器控制电路包括：

电压基准源、第一三极管、第二三极管、稳压器、控制电力变换器工作的控制芯片、以及第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻；

其中，所述电压基准源的阳极接地、阴极通过所述第三电阻与电力变换器的电压输入端电连接、导通控制端通过所述第一电阻与所述电力变换器的电压输入端电连接、该导通控制端通过所述第二电阻接地；

所述稳压器的负极与所述电压基准源的阴极电连接、正极通过所述第五电阻接地；

所述第一三极管的基极通过所述第四电阻与所述稳压器的正极电连接、集电极与所述控制芯片的控制端电连接、发射极接地；所述第二三极管的集电极通过所述第六电阻与所述电压基准源的导通控制端电连接、基极通过所述第七电阻与所述稳压器的阳极电连接、发射极接地；所述控制芯片的控制信号输出端口与所述电力变换器的工作控制端电连接。

7.根据权利要求6所述的供电装置，其特征在于，

所述电力变换器控制电路还包括二极管；

所述二极管的正极与所述电压基准源的导通控制端电连接、负极通过所述第六电阻与所述第二三极管的集电极电连接。

8.根据权利要求6所述的供电装置，其特征在于，所述电力变换器控制电路还包括：将所述控制芯片的控制端接地的电容。

9.根据权利要求6至8任一项所述的供电装置，其特征在于，

所述电压基准源的型号为TL431A。

10.根据权利要求6至8任一项所述的供电装置，其特征在于，

所述控制芯片的型号为UC3844。

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