CN105356769A - 一种开关电源的升降压控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开关电源的升降压控制方法，包括交流滤波模块、整流模块、DC/DC模块、控制模块、输出滤波稳压模块、输出检测电路、继电器，所述控制模块包括控制芯片、开关管、二极管、电感，其中，开关管的输入端与DC/DC模块的输出端连接，开关管的输出端分别与控制芯片的一个输入端、电感的一端、二极管的阴极连接，开关管的控制端与控制芯片的一个输出端连接，电感的另一端接地，二极管的阳极与输出滤波稳压模块的输入端连接，在一个周期内，控制开关管导通的占空比为1/3～2/3。控制开关管导通的占空比，使得输出电压范围可控，并且能够有效的减少纹波，输出电压平稳。

Description

一种开关电源的升降压控制方法
技术领域
本发明属于电源电路应用领域，具体涉及一种开关电源的升降压控制方法。
背景技术
充电电源chargingsupply供蓄电池充电用的整流装置。早期采用交流电动机-直流发电机组(又称旋转式机组)作充电电源，20世纪60年代以后，由电力电子器件组成的充电电源取代。充电电源常采用单相(或三相)半控整流电路(由晶闸管和二极管混合组成，负载电压不能反向)或不控整流电路(由无控制动能的整流二极管组成)加接交流调压器的整流电路，在直流电路中，需用平波电抗器抑制直流电流脉动，防止电流断续。
蓄电池充电方式通常有:①恒电压充电。充电电压恒定，充电电流随蓄电池电压上升而减小，直至为零。②恒电流充电。为防止气泡和酸雾，常用分阶段递降电流的恒流充电法。③恒电压恒电流充电。先恒流充电，当电压达到产生气泡时再恒压充电。④定出气率充电。先用大电流充电，待蓄电池出气率到某恒定值时，降低充电电流，使出气率稳定在较低数值。⑤恒温充电法。蓄电池温度升到某定值后，降低充电电流，使蓄电池温度保持在规定值。此外，50年代以后出现脉冲充电、放电和快速充电技术。其充电时间只需数十分钟(常规充电需数十小时)。快速充电电源除有充电电路，还有放电电路。各类充电电源除主电路外，都需有相应的检测和控制电路。
BOOST升压电路中：电感的作用：是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当MOS开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁砀能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，既升压过程的完成；肖特基二极管主要起隔离作用，即在MOS开关管闭合时，肖特基二极管的正极电压比负极电压低，此时二极管反偏截止，使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电；因在MOS管断开时，两种叠加后的能量通过二极向负载供电，此时二极管正向导通，要求其正向压降越小越好，尽量使更多的能量供给到负载端！
目前，现有技术中的升压转换电路均采用电感方式，这种方式升压范围小，而且输出端纹波比较大，影响了输出质量，而且不能够同时灵活控制升压和降压工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种开关电源的升降压控制方法，解决了现有技术中开关电源不能够同时实现升降压功能的问题。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种开关电源的升降压控制方法，包括交流滤波模块、整流模块、DC/DC模块、控制模块、输出滤波稳压模块、输出检测电路、继电器，所述交流滤波模块用于对市电进行滤波，整流模块用于将交流电变换为直流电，DC/DC模块用于将直流电进行电压变换，控制模块用于对充电的电流、电压进行控制，输出滤波稳压模块用于对输出的电压进行滤波稳压，所述输出检测电路用于检测输出电流，继电器用于控制输入端交流电的通断，所述控制模块包括控制芯片、开关管、二极管、电感，其中，开关管的输入端与DC/DC模块的输出端连接，开关管的输出端分别与控制芯片的一个输入端、电感的一端、二极管的阴极连接，开关管的控制端与控制芯片的一个输出端连接，电感的另一端接地，二极管的阳极与输出滤波稳压模块的输入端连接，在一个周期内，控制开关管导通的占空比为1/3～2/3。
所述输出检测电路包括比较器、第一至第四电阻、第一至第三电容，所述比较器的正极输入端连接参考电压，比较器的负极分别与第一至第四电阻、第二电容的一端连接，第二电阻的另一端与第一电容的一端连接，第三电阻的另一端与第三电容的一端连接，第一电阻的另一端、第三电容的另一端均与充电器控制电路的输出端连接，比较器的输出端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、继电器的控制端连接，第四电阻的另一端接地。
所述参考电压值为充电器控制电路输出电压的二分之一。
所述开关管导通的占空比为1/2。
所述控制芯片为51系列单片机。
所述控制芯片为51系列单片机中的AT89S52。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、采用控制芯片与电感结合的方式进行升降压控制，并且控制开关管导通的占空比，使得输出电压范围可控，并且能够有效的减少纹波，输出电压平稳。
2、增加了输出电压检测电路，能够随时监测电池充电情况，当电池充电饱和后，自动断开交流输入端电源，避免多次充电。
附图说明
图1为本发明开关电源控制模块的电路图。
具体实施方式
下面对本发明的结构及工作过程作进一步说明。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
如图1所示，一种开关电源的升降压控制方法，包括交流滤波模块、整流模块、DC/DC模块、控制模块、输出滤波稳压模块、输出检测电路、继电器，所述交流滤波模块用于对市电进行滤波，整流模块用于将交流电变换为直流电，DC/DC模块用于将直流电进行电压变换，控制模块用于对充电的电流、电压进行控制，输出滤波稳压模块用于对输出的电压进行滤波稳压，所述输出检测电路用于检测输出电流，继电器用于控制输入端交流电的通断，所述控制模块包括控制芯片、开关管、二极管、电感，其中，开关管的输入端与DC/DC模块的输出端连接，开关管的输出端分别与控制芯片的一个输入端、电感的一端、二极管的阴极连接，开关管的控制端与控制芯片的一个输出端连接，电感的另一端接地，二极管的阳极与输出滤波稳压模块的输入端连接，在一个周期内，控制开关管导通的占空比为1/3～2/3。
所述输出检测电路包括比较器、第一至第四电阻、第一至第三电容，所述比较器的正极输入端连接参考电压，比较器的负极分别与第一至第四电阻、第二电容的一端连接，第二电阻的另一端与第一电容的一端连接，第三电阻的另一端与第三电容的一端连接，第一电阻的另一端、第三电容的另一端均与充电器控制电路的输出端连接，比较器的输出端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、继电器的控制端连接，第四电阻的另一端接地。
所述参考电压值为充电器控制电路输出电压的二分之一。
所述开关管导通的占空比为1/2。
所述控制芯片为51系列单片机。
所述控制芯片为51系列单片机中的AT89S52。
51单片机操作简单、可扩展性强，且具有功耗低、性能稳定的特点，广泛应用于工业测控系统之中，同时，价格低廉，降低了该设备的成本。
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能:8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
MCS-51器件有单独的程序存储器和数据存储器。外部程序存储器和数据存储器都可以64K寻址。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种开关电源的升降压控制方法，包括交流滤波模块、整流模块、DC/DC模块、控制模块、输出滤波稳压模块、输出检测电路、继电器，所述交流滤波模块用于对市电进行滤波，整流模块用于将交流电变换为直流电，DC/DC模块用于将直流电进行电压变换，控制模块用于对充电的电流、电压进行控制，输出滤波稳压模块用于对输出的电压进行滤波稳压，所述输出检测电路用于检测输出电流，继电器用于控制输入端交流电的通断，所述控制模块包括控制芯片、开关管、二极管、电感，其中，开关管的输入端与DC/DC模块的输出端连接，开关管的输出端分别与控制芯片的一个输入端、电感的一端、二极管的阴极连接，开关管的控制端与控制芯片的一个输出端连接，电感的另一端接地，二极管的阳极与输出滤波稳压模块的输入端连接，其特征在于：在一个周期内，控制开关管导通的占空比为1/3～2/3。
2.根据权利要求1所述的开关电源的升降压控制方法，其特征在于：所述输出检测电路包括比较器、第一至第四电阻、第一至第三电容，所述比较器的正极输入端连接参考电压，比较器的负极分别与第一至第四电阻、第二电容的一端连接，第二电阻的另一端与第一电容的一端连接，第三电阻的另一端与第三电容的一端连接，第一电阻的另一端、第三电容的另一端均与充电器控制电路的输出端连接，比较器的输出端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、继电器的控制端连接，第四电阻的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的开关电源的升降压控制方法，其特征在于：所述参考电压值为充电器控制电路输出电压的二分之一。
4.根据权利要求1所述的开关电源的升降压控制方法，其特征在于：所述开关管导通的占空比为1/2。
5.根据权利要求1所述的开关电源的升降压控制方法，其特征在于：所述控制芯片为51系列单片机。
6.根据权利要求5所述的开关电源的升降压控制方法，其特征在于：所述控制芯片为51系列单片机中的AT89S52。
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