CN107908218B - 电源电路及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电源电路及其控制方法，包括控制电路和功率电路，所述控制电路接收采样电流和基准电流，输出控制信号；所述功率电路接收所述控制信号，得到输出电压和输出电流，所述采样电流表征所述输出电流，所述功率电路的输出端作为所述电源电路的输出端；当采样电流为零时，所述控制信号控制所述功率电路的输出电压等于预设输出电压；当采样电流未达到基准电流时，所述控制电路得到控制信号控制所述功率电路的输出电压随输出电流的增大而不变或增大或减小；当采样电流达到或超过基准电流时，所述控制电路得到控制信号控制所述功率电路的输出电压随输出电流的增大而减小。本发明能够调节功率电路的输出功率，有利于保障所述电源电路的供电稳定性。

Description

电源电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种电源电路及其控制方法。
背景技术
现有技术中，电源电路常用来给终端设备供电，当电源电路连接的终端设备或者短路时，电源电路供电能力不足，会出现发热或者工作一段时间后关断等问题。如图1所示，示意了现有技术电源电路原理图，包括功率电路U004和控制电路，功率电路输出端连接分压电路，所述分压电路由两个电阻R1、R2串联而成；控制电路包括运放U001、比较器U002和钳位电路U003，电阻R1和电阻R2公共端电压为反馈电压FB，表征电源电路输出电压Vout。运放U001的两个输入端分别接收基准电压Vref和反馈电压FB，运放U001的输出端输出电压Vcomp。比较器U002的两个输入端分别接收电源电路电流采样信号VC和基准信号VC_REF，输出第一比较信号V1，所述电流采样信号VC表征功率电路U004的输出电流Iout；功率电路U004接收Vcomp信号和FB信号。当电流采样信号VC未达到基准信号VC_REF时，电压Vcomp控制电源电路输出恒压；当电流采样信号VC达到基准信号VC_REF时，Icomp控制钳位电路将电压Vcomp钳位在最大值，反馈电压FB快速下降，输出电压Vout快速下降，输出电压Vout低于预设值时，电源电路输出功率过小，功率电路消耗功率过大，功率电路可能一直工作在这种状态，进而导致电源电路发热，电源电路工作一段时间关断，停止对终端设备供电。
现有技术中，当采样电流达到基准电流Iref、输出电压Vout低于预设值时，电源电路在一段时间后停止工作，存在输出电流能力较弱、发热等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电源电路及其控制方法，用于解决现有技术存在的输出电流能力较低和电路发热等技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种电源电路，包括：
控制电路和功率电路，所述控制电路接收采样电流和基准电流，输出控制信号；所述功率电路接收所述控制信号，得到输出电压和输出电流，所述采样电流表征所述输出电流，所述功率电路的输出端作为所述电源电路的输出端；
当采样电流为零时，所述控制电路得到控制信号控制所述功率电路的输出电压等于预设输出电压；
当采样电流未达到基准电流时，所述控制电路得到控制信号控制所述功率电路的输出电压随输出电流的增大而不变或增大或减小；
当采样电流达到或超过基准电流时，所述控制电路得到控制信号控制所述功率电路的输出电压随输出电流的增大而减小。
可选的，所述控制电路包括第一运放，所述第一运放第一输入端接收基准电压，第二输入端接收所述反馈电压，输出所述控制信号，所述基准电压受所述采样电流控制，所述反馈电压表征功率电路输出电压。
可选的，所述控制电路还包括电流镜，当采样电流未达到基准电流时，所述电流镜不输出电流；当采样电流达到或超过基准电流时，所述电流镜的输入电流为采样电流与所述基准电流的差值，所述电流镜输出镜像电流，所述镜像电流控制所述输出电压随输出电流的增大而减小。
可选的，所述电流镜的镜像比例控制所述输出电压变化率。
可选的，所述控制电路还包括基准电流源和电流采样电路，所述电流采样电路接收所述输出电流，所述基准电流源第一端连接所述电流采样电路输出端，其连接端作为所述电流镜的输入端，所述电流采样电路输出所述采样电流，所述基准电流源输出所述基准电流。
可选的，所述控制电路还包括第一电阻和第一电流源，所述第一电流源受所述采样电流控制输出第一电流，所述第一电阻第一端接地，所述第一电阻第二端和所述第一电流源连接所述第一运放输入端，其公共端作为所述电流镜输出端，其公共端电压为基准电压，所述基准电压为所述第一电流流经第一电阻产生。
当采样电流为零时，所述第一电流流经所述第一电阻产生的基准电压控制输出电压等于预设输出电压；
当所述采样电流未达到基准电流时，所述第一电流随采样电流增大而不变或增大或减小，所述第一电流流经所述第一电阻产生的基准电压控制所述输出电压随输出电流增大而不变或增大或减小；
当所述采样电流达到或超过基准电流时，所述第一电流和所述镜像电流之和随采样电流增大而减小，所述第一电流和所述镜像电流之和流经所述第一电阻产生的基准电压控制所述输出电压随输出电流增大而减小。
本发明还提供一种电源电路的控制方法，其特征在于：
采用功率电路的输出电流，得到采样电流，将所述采样电流与基准电流进行比较，得到控制信号；所述功率电路接收所述控制信号，得到输出电压和输出电流；
当采样电流为零时，所述控制信号控制所述功率电路的输出电压等于预设输出电压；
当采样电流未达到基准电流时，所述控制信号控制所述功率电路的输出电压随输出电流的增大而增大或减小或不变；
当采样电流达到或超过基准电流时，所述控制信号控制所述功率电路的输出电压随输出电流的增大而减小。
与现有技术相比：当采样电流为零时，所述控制信号控制所述功率电路的输出电压等于预设输出电压；当采样电流未达到基准电流时，所述控制电路控制所述功率电路的输出电压随输出电流的增大而增大或减小或不变；当采样电流达到或超过基准电流时，所述控制电路控制所述功率电路的输出电压随输出电流的增大而减小。本发明能够调节功率电路的输出功率，有利于保障所述电源电路的供电稳定性。
附图说明
图1为现有技术电源电路原理图；
图2为本发明电源电路原理图；
图3为本发明电源电路输出波形示意图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图2所示，示意了本发明电源电路原理图，包括控制电路U1、功率电路U201，所述功率电路U201输出端连接分压电路，所述分压电路由两个电阻R1、R2串联而成，所述电阻R1、R2的大小可调以满足不同的应用需求，电阻R1和电阻R2连接端电压为功率电路反馈电压FB，电阻R1、R2组成的串联电路第一端连接所述功率电路U201输出端，第二端接地，所述反馈电压FB表征所述功率电路输出电压，所述功率电路输出信号为所述电源电路输出信号。所述控制电路U1包括基准电流源Iref、第一电流源I1(I1、I2同时表征相应电流源输出电流大小)、电流镜U101、第一电阻R、第一运放U102和电流采样电路U103，电流镜U101镜像比例(输入输出比例)为k。所述功率电路U201输出端作为所述电流采样电路U103的输入端，所述电流采样电路U103输出采样电流Isense，所述采样电流Isense为所述功率电路U201输出电流lout的采样信号，所述第一电流源I1受所述采样电流Isense控制输出第一电流；所述电流采样电路U103输出端连接所述基准电流源Iref，其连接端作为电流镜U101的输入端；所述第一电阻第一端接地，所述第一电阻第二端连接所述第一电流源，其连接端电压为基准电压Vref，其连接端作为电流镜输出端，所述电流镜输出镜像电流；第一运放U102正相输入端接收基准电压Vref，反相输入端接收反馈电压FB，输出控制信号Vcomp，所述功率电路U3接收控制信号Vcomp，所述控制信号Vcomp控制所述功率电路输出电压。
当Isense为0时，所述电流镜U101不输出镜像电流，第一电流源I1输出电流流经所述第一电阻R产生的基准电压Vref控制输出电压等于预设的输出电压；当Isense＜Iref时，所述电流镜U101不输出镜像电流，第一电流源I1输出电流随采样电流Isense的增大而不变或增大或减小，第一电流源I1输出电流流经第一电阻R产生的电压为基准电压Vref，所述基准电压Vref控制所述输出电压所输出电流的增加而不变或增大或减小；当Isense≥Iref时，所述电流镜U101输出镜像电流，所述镜像电流表征采样电流Isense和基准电流Iref差值，第一电流源I1输出电流和镜像电流之和随采样电流Isense的增大而减小，第一电流源I1输出电流和镜像电流之和流经所述第一电阻R产生的电压为基准电压Vref，所述基准电压Vref控制所述输出电压所输出电流的增大而减小。当第一电流源I1输出电流为非线性电流时，所述输出电压的变化也为非线性变化。
如图3所示，示意了本发明电源电路输出波形示意图，图中Iout为输出电流，Iref为基准电流，Vout为输出电压。当输出电流Iout＝0时，V1为电源电路设定的输出电压；当Iout＜Iref时，电源电路输出电压Vout随输出电流Iout的增加而增加或者下降或者不变(分别对应图中线条a、c和b)；当Iout≥Iref时，电源电路输出电压Vout随输出电流Iout的增大而下降。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电源电路，包括：
控制电路和功率电路，所述控制电路接收采样电流和基准电流，输出控制信号；所述功率电路接收所述控制信号，得到输出电压和输出电流，所述采样电流表征所述输出电流，所述功率电路的输出端作为所述电源电路的输出端；
当采样电流为零时，所述控制电路得到控制信号控制所述功率电路的输出电压等于预设输出电压；
当采样电流未达到基准电流时，所述控制电路得到控制信号控制所述功率电路的输出电压随输出电流的增大而不变或增大或减小；
当采样电流达到或超过基准电流时，所述控制电路得到控制信号控制所述功率电路的输出电压随输出电流的增大而减小；
所述控制电路包括电流镜，当采样电流未达到基准电流时，所述电流镜不输出电流；当采样电流达到或超过基准电流时，所述电流镜的输入电流为采样电流与所述基准电流的差值，所述电流镜输出镜像电流，所述镜像电流控制所述输出电压随输出电流的增大而减小。
2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述控制电路包括第一运放，所述第一运放第一输入端接收基准电压，第二输入端接收反馈电压，输出所述控制信号，所述基准电压受所述采样电流控制，所述反馈电压表征功率电路输出电压。
3.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于：所述电流镜的镜像比例控制所述输出电压变化率。
4.根据权利要求3所述的电源电路，其特征在于：所述控制电路还包括基准电流源和电流采样电路，所述电流采样电路接收所述输出电流，所述基准电流源第一端连接所述电流采样电路输出端，其连接端作为所述电流镜的输入端，所述电流采样电路输出所述采样电流，所述基准电流源输出所述基准电流。
5.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于：所述控制电路还包括第一电阻和第一电流源，所述第一电流源受所述采样电流控制输出第一电流，所述第一电阻第一端接地，所述第一电阻第二端和所述第一电流源连接所述第一运放第一输入端，其公共端作为所述电流镜输出端，其公共端电压为基准电压。
6.根据权利要求5所述的电源电路，其特征在于：当采样电流为零时，所述第一电流流经所述第一电阻产生的基准电压控制输出电压等于预设输出电压；
当所述采样电流未达到基准电流时，所述第一电流随采样电流增大而不变或增大或减小，所述第一电流流经所述第一电阻产生的基准电压控制所述输出电压随输出电流增大而不变或增大或减小；
当所述采样电流达到或超过基准电流时，所述第一电流和所述镜像电流之和随采样电流增大而减小，所述第一电流和所述镜像电流之和流经所述第一电阻产生的基准电压控制所述输出电压随输出电流增大而减小。
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