CN104682744A - 基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置及其控制方法，该装置包括电源模块、电池智能充放电电路、二极管选择电路、直流降压模块电路、高频PWM发生电路、变压器推挽输出电路、驱动电路、被控电路和单片机控制单元；方法包括市电220V电压转换成5V直流电，送入二极管选择电路选择后同时进入高频变压器推挽输出电路和直流降压模块；高频PWM发生电路产生高频PWM波，使变压器推挽输出电路输出稳定的 V电压和多路具有载波性质的电源；控制驱动电路驱动被控电路的可控硅的导通或关断。本发明采用变压器推挽输出电路产生多路输出的具有载波性质的电源，通过单片机控制单元的控制和驱动电路，实现市电与V电源给负载供电的无隙切换。

Description

基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置及其控制方法

技术领域

本发明属于开关电源领域，具体涉及一种基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置及其控制方法。

背景技术

在诸多的电子元器件中，电源作为各种用电设备的动力装置尤为重要，所有能源的应用70%以上需要经过电力电子变换装置，然后供给负载，电源产业是支持各种高科技的基础产业，尤其是开关电源市场发展速度较快。

开关电源是相对线性电源来说的，它输入端直接将交流电整流变成直流电，再在高频振荡电路的作用下，用开关管控制电流的通断，形成高频脉冲电流。在高频变压器的帮助下，输出稳定的低压直流电。由于变压器的磁芯大小与它的工作频率的平方成反比，频率越高，铁芯越小。这样就可以大大减小变压器，使电源减轻重量和体积。而且由于它直接控制直流，使这种电源的效率比线性电源高很多。

推挽电路采用两个参数相同的功率BJT管或MOSFET管，以推挽方式存在于电路中，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小效率高。推挽电路适用于低电压大电流的场合，广泛应用于开关电源中。针对开关电源电压稳定性的提高问题，可以从闭环控制着手。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置及其控制方法。

本发明的技术方案是：

一种基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置，包括电源模块、电池智能充放电电路、二极管选择电路、直流降压模块电路、高频PWM发生电路、变压器推挽输出电路、驱动电路、被控电路和单片机控制单元；

电源模块的输入端连接市电220V，电源模块的一路输出端连接电池智能充放电电路的一路输入端，电源模块的另一路输出端、电池智能充放电电路的输出端均连接二极管选择电路的输入端，二极管选择电路的输出端分别连接直流降压模块电路的输入端、变压器推挽输出电路的输入端，直流降压模块电路的输出端连接单片机控制单元的供电端口，单片机控制单元的输出端分别连接电池智能充放电电路的另一路输入端、直流降压模块电路的输入端、驱动电路的一路输入端，驱动电路的另一路输入端连接变压器推挽输出电路的一路输出端，变压器推挽输出电路的另一路输出端连接高频PWM发生电路的输入端，高频PWM发生电路的输出端连接变压器推挽输出电路的再一路输入端，形成闭环控制，驱动电路的输出端连接被控电路的输入端。

所述电源模块用于将市电220V转换成5V直流电并送入二极管选择电路同时给电池智能充放电电路充电。

所述电池智能充放电电路用于给电池充电，保证电池始终处于满电状态。

所述二极管选择电路用于选择是由市电220V供电，还是由电池供电。

所述直流降压模块电路包括第一稳压器和第二稳压器；

第一稳压器用于当市电220V发生晃电时产生5V直流电，给高频PWM发生电路供电；

第二稳压器用于当市电220V发生晃电时产生3.3V直流电，给单片机控制单元供电。

所述高频PWM发生电路通过调节产生的PWM波的占空比来控制高频PWM发生电路中MOS管的导通与关断时间，形成闭环调节，使变压器推挽输出电路输出稳定的                                                V电源和具有载波性质的电源。

所述变压器推挽输出电路用于输出具有载波性质电源和V电源。

所述被控电路通过单片机控制单元的控制，当火线的电压在正半周发生跌落时，由+12V电源给负载供电，当火线的电压在负半周发生跌落时，由-12V电源给负载供电，实现市电220V与12V给负载供电的无缝切换，使负载能够连续工作。

所述的基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：市电220V电压通过电源模块后转换成5V直流电并送入二极管选择电路同时给电池智能充放电电路充电，单片机控制单元控制电池智能充放电电路快速充电；

步骤二：单片机控制单元实时检测电池智能充放电电路中电池的电压值，当电压值达到设定值时，电池智能充放电电路停止充电；

步骤三：电源模块的输出电压、电池智能充放电电路的输出电压通过二极管选择电路选择后同时进入高频变压器推挽输出电路和直流降压模块；

步骤四：电压信号经过直流降压模块分别生成5V直流电和3.3V直流电，生成的5V直流电和3.3V直流电分别给高频PWM发生电路和单片机控制单元供电；

步骤五：单片机控制单元控制高频PWM发生电路产生高频PWM波，作用于高频变压器推挽输出电路；

步骤六：高频PWM发生电路通过调节其产生的PWM波的占空比来控制高频PWM发生电路中MOS管的导通与关断时间，形成闭环调节，使变压器推挽输出电路输出稳定的V电压和多路具有载波性质的电源；

步骤七：多路具有载波性质的输出电压输出至驱动电路；

步骤八：单片机控制单元控制驱动电路驱动被控电路的可控硅的导通或关断，实现市电220V与V给负载供电的无隙切换。

有益效果：

（1）本发明采用变压器推挽输出电路产生多路输出的具有载波性质的电源，通过单片机控制单元的控制和驱动电路，控制可控硅的导通或关断，实现市电与V电源给负载供电的无隙切换。

（2）本发明采用闭环控制，通过调节高频PWM发生电路输出的PWM波的占空比，产生稳定的V电源。

（3）本发明采用二极管选择电路，通过单片机的控制，实现电源模块和电池电源给变压器推挽输出电路的选择性供电。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置的结构框图；

图2为本发明具体实施方式的电源模块电路原理图；

图3为本发明具体实施方式的电池智能充放电电路原理图；

图4为本发明具体实施方式的直流降压模块电路原理图；

图5为本发明具体实施方式的二极管选择电路、变压器推挽输出电路与高频PWM发生电路连接原理图，其中，1-二极管选择电路， 2-高频PWM发生电路，3-变压器推挽输出电路；

图6为本发明具体实施方式的驱动电路原理图；

图7为本发明具体实施方式的被控电路原理图；

图8为本发明具体实施方式的单片机控制单元原理图；

图9为本发明具体实施方式的基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的说明。

一种基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置，如图1所示，包括电源模块、电池智能充放电电路、二极管选择电路、直流降压模块电路、高频PWM发生电路、变压器推挽输出电路、驱动电路、被控电路和单片机控制单元；该图中的二极管选择电路、变压器推挽输出电路均简化。

电源模块的输入端连接220V市电，电源模块的一路输出端连接电池智能充放电电路的一路输入端，电源模块的另一路输出端、电池智能充放电电路的输出端均连接二极管选择电路的输入端，二极管选择电路的输出端分别连接直流降压模块电路的输入端、变压器推挽输出电路的输入端，直流降压模块电路的输出端连接单片机控制单元的供电端口，单片机控制单元的输出端分别连接电池智能充放电电路的另一路输入端、直流降压模块电路的输入端、驱动电路的一路输入端，驱动电路的另一路输入端连接变压器推挽输出电路的一路输出端，变压器推挽输出电路的另一路输出端连接高频PWM发生电路的输入端，高频PWM发生电路的输出端连接变压器推挽输出电路的再一路输入端，形成闭环控制，驱动电路的输出端连接被控电路的输入端。

220V市电经过电源模块产生5V电源，给电池充电。5V电源与电池电源经过二极管选择电路，分别输入直流降压模块电路、变压器推挽输出电路。直流降压模块电路产生5V电源和3.3V电源，其中3.3V电源给单片机控制单元供电，5V电源给高频PWM发生电路供电。变压器推挽输出电路输出V电源，产生的V电源与高频PWM发生电路相连（这句话有点不顺），通过调节产生的PWM波的占空比，控制高频PWM发生电路中MOS管的导通与关断时间，形成闭环调节，使变压器推挽输出电路输出稳定的V电源。变压器推挽输出电路输出的具有载波性质的压差为5V或4.12V电源，通过驱动电路和单片机控制单元的控制信号，控制被控电路中可控硅的导通或关断。

电源模块用于将市电220V转换成5V直流电并送入二极管选择电路同时给电池智能充放电电路充电。电源模块的电路原理图如图2所示，采用JZDA-2.5-S05W电源模块，U90的L脚、N脚分别与LIVE、NEUTRAL相连，U90的VPP脚与VPP相连，VPP通过二极管D50与GND相连。220V市电经过电源模块转换成5V直流电，为整个推挽式开关电源装置提供电源。

电池智能充放电电路用于给电池充电，保证电池始终处于满电状态。电池智能充放电电路的电路原理图如图3所示，采用锂电池充电电路MCP73831-t2ACI/OT和锂电池BC-16340。U4的4脚与VPPS相连。U4的3脚与VBB相连。U4的2脚与GND相连。U4的5脚通过电阻R17与GND相连。VPPS与GND之间分别连接滤波电容C50、C10，且滤波电容C50还连接在VBB与GND之间。B1的2脚与VBB相连。B1的1脚与GND相连。VPPS作为电池智能充放电电路的输入与U4的4脚相连，5V BattStatus作为电池智能充放电电路的输出与单片机控制单元的25脚相连。VBB先后经过电阻R97和R98与GND相连，根据电阻分压原理，当检测到5V BattStatus的电压小于2.06V时，电池智能充放电电路处于充电状态，即对电池充电；当检测到5V BattStatus的电压等于2.06V时，电池智能充放电电路处于停止充电状态，即停止对电池充电。

直流降压模块电路包括第一稳压器和第二稳压器；第一稳压器用于当市电220V发生晃电时产生5V直流电，给高频PWM发生电路供电；第二稳压器用于当市电220V发生晃电时产生3.3V直流电，给单片机控制单元供电。直流降压模块电路的电路原理图如图4所示，采用MCP1623-I/CHY稳压器（U5）和MCP1700T-3302E/MB稳压器（U6）。U5的6脚与VMID相连。U5的6脚通过电感L2与U5的1脚相连。U5的5脚与U6的2脚相连。U5的5脚先后经过电阻R90、型号为BAV70的二极管D3与U5的3脚相连。U5的3脚通过二极管D3与VPP相连。U5的3脚先后经过二极管D3、电阻R94与单片机控制单元的14脚相连。U5的3脚通过电阻R91与GND相连。U5的4脚通过电阻R20与GND相连。U5的4脚通过电阻R18与VAUX相连。VAUX与GND之间连接有滤波电容C11。U6的3脚与VCC相连。VCC与GND之间连接有滤波电容C13、C14。VMID作为直流降压模块电路的输入信号与U5的6脚相连，U5的输出为5V直流电，U5的输出作为U6的输入，U6输出3.3V的直流电。直流降压模块电路为整个推挽式开关电源装置提供电源。当市电220V正常时，VPP通过二极管D3与U5的3脚相连，使能U5，使整个直流降压模块工作。当市电220V发生晃电时，单片机控制单元通过14脚发出高电平，VAUX通过电阻R90、二极管D3与U5的3脚相连，使能芯片U5，使整个直流降压模块工作。直流降压模块通过芯片MCP1623-I/CHY把经过二极管选择电路产生的电源VMID转化为5V电源，5V电源经过芯片MCP1700T-3302E/MB降压为3.3V电源，生成的5V和3.3V电源分别给高频PWM发生电路和单片机控制单元供电。

二极管选择电路、变压器推挽输出电路与高频PWM发生电路连接原理图如图5所示。

二极管选择电路用于选择是由市电220V供电，还是由电池供电。二极管选择电路1中，VBB通过二极管D6与VMID相连。VPP与MOS管Q20的源级相连。Q20的漏极通过二极管D6与VMID相连。Q20的栅极与三极管Q50的集电极相连。Q20的栅极通过电阻R91与VPP相连。Q50的基极通过二极管D30、电阻R93与单片机控制单元的3脚相连。单片机控制单元的3脚通过电阻R92与VPP相连。Q50的发射极与GND相连。当市电220V正常时，单片机控制单元的3脚发出高电平，通过VPP的拉升作用，Q50导通，Q20的栅极与地相连，Q20导通，因为VPP的电压大于VBB，所以VMID等于VPP。当市电220V发生晃电时，单片机控制单元的3脚发出低电平，Q50关断，Q20的栅极与VPP相连，Q20关断，VBB等于VMID。二极管选择电路通过单片机控制单元的控制，可以在市电220V正常时，选择由市电供电，在市电220V发生晃电时，选择由电池供电，并能实现无缝切换。通过二极管选择电路的无缝切换实现被控电路的无缝切换。

高频PWM发生电路通过调节产生的PWM波的占空比来控制高频PWM发生电路中MOS管的导通与关断时间，形成闭环调节，使变压器推挽输出电路输出稳定的V电源和具有载波性质的电源。高频PWM发生电路2中，型号为UCC38084D的PWM电流模式控制器U7的1脚与三极管Q51的集电极相连。U7的1脚通过电阻R24的VAUX相连，通过调节U7的1脚的电压值，在U7的6脚、7脚可输出占空比可调的PWM波。Q51的基极通过稳压二极管D16与VDD相连。VDD先后经过稳压二极管D16、电阻R31与地相连。Q51的发射极通过RC并联电路（R100与C100并联）与地相连。三极管Q51的基极通过电容C27与Q51的集电极相连、三极管Q51的基极先后经过电容C28、电阻R25与Q51的集电极相连。U7的2脚、4脚分别通过电阻R27、R28与地相连。U7的3脚通过电阻R30、R32与地相连。U7的3脚通过电容C32与地相连。U7的8脚与VAUX相连，作为芯片UCC38084D的供电电源。U7的7脚、6脚分别通过电阻R26、R29与MOS管Q1的栅极、MOS管Q2的栅极相连。MOS管Q2的源级通过R32与地相连。MOS管Q1的漏极与变压器T1一次绕组的2脚相连，MOS管Q2的漏极与T2一次绕组的2脚相连。MOS管Q1的漏极通过二极管D10、RC并联电路（R21与C20并联）与T1一次绕组的1脚相连，MOS管Q2的漏极通过二极管D11、RC并联电路（R22与C22并联）与T2一次绕组的1脚相连。

VDD作为外环反馈信号，当VDD的电压大于12V，三极管Q51导通，VAUX通过电阻R24、R100与GND相连。根据分压原理，U7的1脚电压小于5V，U7输出的PWM波占空比降低，VDD降低。当VDD电压低于12V，三极管Q51关断，VAUX通过电阻R24与U7的1脚相连，U7的1脚电压为5V。U7输出的PWM波占空比升高，VDD升高。U7的3脚的电流作为内环反馈信号。根据双闭环控制原理，VDD的电压稳定在12V。

高频PWM发生电路生成互补的400KHZ的PWM波形，MOS管Q1、Q2交替导通，变压器T1、T2交替工作，由于Q1、Q2的开通与关断的频率为400KHZ和电容稳压，变压器T1、T2可近似为连续工作。通过MOS管Q1、Q2交替导通，把直流电VMID斩波变为方波，产生的方波通过变压器T1、T2的变压，供给后续电路使用。

变压器推挽输出电路用于输出具有载波性质电源和V电源。变压器推挽输出电路3中，VMID与变压器T1一次绕组的1端、T2一次绕组的1端相连，T1的2端、T2的2端分别与Q1的漏极、Q2的漏极相连。T1的二次绕组3端、T2的二次绕组3端分别通过二极管D9、D15与VDD相连。T1、T2的二次绕组的4端与GND相连。T1的二次绕组的5端、T2的二次绕组的5端通过二极管D8、D14与VEE相连。VDD与地之间并联有电容C24、二极管D21，VEE与地之间并联有电容C23、二极管D20。T1的二次绕组的7端、9端分别于SCR_V1、SCR_K0相连。T2的二次绕组的7端、9端分别于SCR_V2、VEE相连。T1的二次绕组的6端、10端分别通过二极管D7、D5与LIVE、SCR_V0相连。T2的二次绕组的6端、10端分别通过二极管D12、D13与SCR_K2、SCR_V3相连。变压器推挽输出电路通过闭环控制输出稳定的的12V电源，供给被控电路直流侧使用；变压器推挽输出电路产生的具有载波性质的电源，通过驱动电路和单片机控制单元的控制，保证了被控电路中可控硅Q3、Q4、Q5、Q6可靠地开通或关断，从而保证被控电路的无缝切换。

通过U7生成的PWM波控制MOS管Q1、Q2的开通与关断，直流电VMID被斩波为方波，输入变压器T1的一次绕组、T2的一次绕组。RC并联电路为吸收回路，吸收变压器T1、T2的剩磁。其中，直流分量通过电阻吸收，交流分量储存在电容中，通过电阻吸收。变压器的型号为EPCOS-N87。该变压器气隙为 0.17mm左右，电感量为5uH ±10%，脚距为2.5mm。1-2绕组的线径为8 x 24AWG；3-4绕组、4-5绕组的线径均为3 x 24AWG，3-4绕组与4-5绕组并绕。6-7绕组、9-10绕组的线径均为2 x 24AWG。1-2绕组与3-4绕组、4-5绕组的匝数比为5:15。1-2绕组与6-7绕组、9-10绕组的匝数比为5：5。

当VMID等于VPP时，VMID等于5V，通过变压器T1、T2的1-2绕组与3-4绕组、4-5绕组5:15的匝数比，T1、T2的3端、5端分别输出+15V、-15V的方波，T1的4端与GND相连。变压器的3端、5端通过二极管D9，经过1000uf大电容稳压，输出15V直流电。通过闭环控制，调节PWM的占空比来控制MOS管Q1、Q2的导通与关断，变压器的3端、5端最终产生12V的直流电。续流二极管IN4007起泄流作用，释放1000uf大电容中的电压；通过变压器T1、T2的1-2绕组与6-7绕组、9-10绕组5:5的匝数比，T1、T2的6-7绕组、9-10绕组的压差为5V。220uf电容起稳压作用。

当VMID等于VBB时，VMID等于4.12V。通过变压器T1、T2的1-2绕组与3-4绕组、4-5绕组5:15的匝数比，T1、T2的3端、5端分别输出+12.36V、-12.36V的方波，T1的4端与GND相连。变压器的3端、5端通过二极管D9，经过1000uf大电容稳压，输出12.36V直流电。通过闭环控制，调节PWM的占空比来控制MOS管Q1、Q2的导通与关断，变压器的3端、5端最终产生12V的直流电。续流二极管IN4007起泄流作用，释放1000uf大电容中的电压；通过变压器T1、T2的1-2绕组与6-7绕组、9-10绕组5:5的匝数比，T1、T2的6-7绕组、9-10绕组的压差为4.12V。220uf电容起稳压作用。

通过变压器T1、T2的变压，变压器T1、T2二次绕组6端、7端，9端、10端的压差为5V或4.12V，并且具有载波的功能。变压器T1的10脚通过二极管D5与SCR_V0相连，变压器T1的9脚与SCR_K0相连，能实现SCR_V0的电压始终比SCR_K0的电压高5V或4.12V。电容C17起稳压作用。同理，SCR_V1的电压始终比LIVE的电压高5V或4.12V；SCR_V3的电压始终比VEE的电压高5V或4.12V；SCR_V2的电压始终比SCR_K2的电压高5V或4.12V。产生的压差为5V或4.12V的电源供给驱动电路使用，通过单片机控制单元的控制信号，控制可控硅的导通或关断。

高频PWM发生电路生成互补的400KHZ的PWM波形，MOS管Q1、Q2交替导通，当Q1导通时，Q2关断，变压器T1工作，变压器T2不工作。当Q2导通时，Q1关断，变压器T2工作，变压器T1不工作。变压器T1、T2交替工作，由于Q1、Q2的开通与关断的频率为400KHZ和电容稳压，变压器T1、T2可近似为连续工作。使用两个变压器T1、T2，可保证多路输出，供给后续电路使用。

驱动电路的电路原理图如图6所示，VCC通过电阻R34、R37、R40、R45分别与光电隔离模块U10的1脚、U11的1脚、U12的1脚、U14的1脚相连，光电隔离模块U10、U11、U12、U14的3脚分别与CTRL G0、CTRL G1、CTRL G2、CTRL G3相连。CTRL G0、CTRL G1、CTRL G2、CTRL G3分别与单片机控制单元的4脚、5脚、6脚、7脚相连。光电隔离模块U10、U11、U12、U14的4脚分别与SCR V0、SCR V1、SCR V2、SCR V3相连。光电隔离模块U10、U11、U12、U14的6脚通过220R的电阻R35、1K电阻R36分别与SCR K0、LIVE、SCR K2、VEE相连。SCR G0、SCR G1、SCR G2、SCR G3通过电阻R36、R39、R42、R47分别与SCR K0、LIVE、SCR K2、VEE相连。SCR G0、SCR G1、SCR G2、SCR G3通过电容C40、C42、C43、C46分别与SCR K0、LIVE、SCR K2、VEE相连。当CTRL G0为1时，光电隔离模块关断，SCR G0与SCR K0之间的压差为0V。当CTRL G0为0时，光电隔离模块开通，根据电阻分压原理，因为SCR V0与SCR K0之间的压差为5V 或4.12V，SCR G0与SCR K0的压差为4.3V或3.4V。同理，SCR G1与LIVE的压差为4.3V或3.4V，SCR G2与SCR K2的压差为4.3V或3.4V，SCR G3与VEE的压差为4.3V或3.4V。

被控电路通过单片机控制单元的控制，当火线的电压在正半周发生跌落时，由+12V电源给负载供电，当火线的电压在负半周发生跌落时，由-12V电源给负载供电，实现市电220V与12V给负载供电的无缝切换，使负载能够连续工作。被控电路的电路原理图如图7所示，其中的OUTPUT部分为负载，LIVE分别与可控硅Q3的正极、Q5负极相连。LIVE通过电容C41与NEUTRAL相连。SCR K0分别与可控硅Q3的负极、Q5的正极相连。SCR K0通过电感L3与SCR K2相连。SCR K0通过负载与NEUTRAL相连。SCR K2分别与可控硅Q4、Q6的负极、正极相连。VDD与可控硅Q4的正极相连。VEE与可控硅Q6的负极相连。SCR G0、SCR G1、SCR G2、SCR G3分别与可控硅Q3、Q5、Q4、Q6的门级相连。当LIVE处于正半周，SCR G0与SCR K0的压差大于0.7V时，可控硅Q3导通，LIVE给负载供电。当LIVE的电压发生跌落，通过单片机控制单元的控制信号和驱动电路，可使SCR G2与SCR K2的压差大于0.7V，可控硅Q4导通，VDD给负载供电。同理，当LIVE处于负半周，SCR G1与LIVE的压差大于0.7V时，可控硅Q5导通，LIVE给负载供电。当LIVE的电压发生跌落，通过单片机的控制信号和驱动电路，可使SCR G3与VEE的压差大于0.7V，可控硅Q6导通，VEE给负载供电。通过上述电路，可使负载连续工作，市电220V与12V供电实现了无隙切换。被控电路通过单片机控制单元的控制，当LIVE的电压在正半周发生跌落时，VDD给负载供电，当LIVE的电压在负半周发生跌落时，VEE给负载供电，可实现市电220V与12V给负载供电的无缝切换，使负载能够连续工作。

单片机控制单元的电路原理图如图8所示，型号为PIC32MX230F064B-I/SS，单片机控制单元的3脚与PwrSwitch相连。单片机控制单元的4脚、5脚、6脚、7脚分别与CTRL G0、CTRL G1、CTRL G2、CTRL G3相连。单片机控制单元的8脚与GND相连。单片机控制单元的13脚、14脚分别与VCC、PwrHold相连。单片机控制单元的25脚与5V BattStatus相连。单片机控制单元的17脚、18脚分别与5V RX、5V TX相连，R95的一端连到5V RX与单片机17脚之间，电阻R96的一端连到5V TX与单片机控制单元18脚之间，R95的另一端、电阻R96的另一端与VAUX相连。单片机控制单元为整个推挽式开关电源装置的正常运行提供控制信号。

基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置的控制方法，如图9所示，包括以下步骤：

步骤一：市电220V电压通过电源模块后转换成5V直流电并送入二极管选择电路同时给电池智能充放电电路充电，单片机控制单元控制电池智能充放电电路快速充电；

步骤二：单片机控制单元实时检测电池智能充放电电路中电池的电压值，当电压值达到设定值时，电池智能充放电电路停止充电；

步骤三：电源模块的输出电压VPP、电池智能充放电电路的输出电压VBB通过二极管选择电路选择后产生的VMID同时进入高频变压器推挽输出电路和直流降压模块；

步骤四：电压信号VMID经过直流降压模块分别生成5V直流电VAUX和3.3V直流电，生成的5V直流电和3.3V直流电分别给高频PWM发生电路和单片机控制单元供电；

步骤五：单片机控制单元控制高频PWM发生电路产生400KHZ的高频PWM波，作用于高频变压器推挽输出电路；

步骤六：高频PWM发生电路通过调节其产生的PWM波的占空比来控制高频PWM发生电路中MOS管的导通与关断时间，形成闭环调节，使变压器推挽输出电路输出稳定的V电压和多路具有载波性质的压差为5V或4.12V的电源；

VDD通过闭环调节，控制高频PWM生成器U7的1脚电压值，使U7输出占空比可调的PWM波。通过闭环控制，使VDD的电压值稳定在12V。同理，VEE的电压值稳定在-12V。

步骤七：多路具有载波性质的输出电压输出至驱动电路；

步骤八：单片机控制单元控制驱动电路驱动被控电路的可控硅的导通或关断，实现市电220V与V给负载供电的无隙切换。

Claims (9)

1.一种基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置，其特征在于，包括电源模块、电池智能充放电电路、二极管选择电路、直流降压模块电路、高频PWM发生电路、变压器推挽输出电路、驱动电路、被控电路和单片机控制单元；

电源模块的输入端连接市电220V，电源模块的一路输出端连接电池智能充放电电路的一路输入端，电源模块的另一路输出端、电池智能充放电电路的输出端均连接二极管选择电路的输入端，二极管选择电路的输出端分别连接直流降压模块电路的输入端、变压器推挽输出电路的输入端，直流降压模块电路的输出端连接单片机控制单元的供电端口，单片机控制单元的输出端分别连接电池智能充放电电路的另一路输入端、直流降压模块电路的输入端、驱动电路的一路输入端，驱动电路的另一路输入端连接变压器推挽输出电路的一路输出端，变压器推挽输出电路的另一路输出端连接高频PWM发生电路的输入端，高频PWM发生电路的输出端连接变压器推挽输出电路的再一路输入端，形成闭环控制，驱动电路的输出端连接被控电路的输入端。

2.根据权利要求1所述的基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置，其特征在于，所述电源模块用于将市电220V转换成5V直流电并送入二极管选择电路同时给电池智能充放电电路充电。

3.根据权利要求1所述的基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置，其特征在于，所述电池智能充放电电路用于给电池充电，保证电池始终处于满电状态。

4.根据权利要求1所述的基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置，其特征在于，所述二极管选择电路用于选择是由市电220V供电，还是由电池供电。

5.根据权利要求1所述的基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置，其特征在于，所述直流降压模块电路包括第一稳压器和第二稳压器；

第一稳压器用于当市电220V发生晃电时产生5V直流电，给高频PWM发生电路供电；

第二稳压器用于当市电220V发生晃电时产生3.3V直流电，给单片机控制单元供电。

6.根据权利要求1所述的基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置，其特征在于，所述高频PWM发生电路通过调节产生的PWM波的占空比来控制高频PWM发生电路中MOS管的导通与关断时间，形成闭环调节，使变压器推挽输出电路输出稳定的                                                V电源和具有载波性质的电源。

7.根据权利要求1所述的基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置，其特征在于，所述变压器推挽输出电路用于输出具有载波性质电源和V电源。

8.根据权利要求1所述的基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置，其特征在于，所述被控电路通过单片机控制单元的控制，当火线的电压在正半周发生跌落时，由+12V电源给负载供电，当火线的电压在负半周发生跌落时，由-12V电源给负载供电，实现市电220V与12V给负载供电的无缝切换，使负载能够连续工作。

9.如权利要求1所述的基于自适应闭环控制的推挽式开关电源装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：市电220V电压通过电源模块后转换成5V直流电并送入二极管选择电路同时给电池智能充放电电路充电，单片机控制单元控制电池智能充放电电路快速充电；

步骤二：单片机控制单元实时检测电池智能充放电电路中电池的电压值，当电压值达到设定值时，电池智能充放电电路停止充电；

步骤三：电源模块的输出电压、电池智能充放电电路的输出电压通过二极管选择电路选择后同时进入高频变压器推挽输出电路和直流降压模块；

步骤四：电压信号经过直流降压模块分别生成5V直流电和3.3V直流电，生成的5V直流电和3.3V直流电分别给高频PWM发生电路和单片机控制单元供电；

步骤五：单片机控制单元控制高频PWM发生电路产生高频PWM波，作用于高频变压器推挽输出电路；

步骤六：高频PWM发生电路通过调节其产生的PWM波的占空比来控制高频PWM发生电路中MOS管的导通与关断时间，形成闭环调节，使变压器推挽输出电路输出稳定的V电压和多路具有载波性质的电源；

步骤七：多路具有载波性质的输出电压输出至驱动电路；

步骤八：单片机控制单元控制驱动电路驱动被控电路的可控硅的导通或关断，实现市电220V与V给负载供电的无隙切换。