CN108633139B - 一种具有两路稳定输出的电源装置及其控制方法 - Google Patents

一种具有两路稳定输出的电源装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有两路稳定输出的电源装置及其控制方法，包括变换器、变压器、LED整流装置、控制整流装置、电流误差放大器、PWM控制器、比例变换电路、电压误差放大器和控制驱动器；所述PWM控制器，用于发出PWM信号控制LED负载的通断来实现调光功能。当PWM控制器控制LED负载断开时，所述电流误差放大器保持断开前一时刻的所述误差电平不变，使得LED的驱动电压保持不变。由于LED驱动和控制端输出来自同一变压器两个耦合紧密的绕组，在LED驱动电压不变时，控制端的两端电压也会保持不变。本发明既能保证LED负载导通时，LED负载恒流工作，又能保证控制端的两端电压在LED负载断开前和断开后保持不变、始终稳定而不产生扰动。

Description

一种具有两路稳定输出的电源装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种具有两路稳定输出的电源装置及其控制方法。
背景技术
目前，在电源技术领域，当需要变换器给设备端和控制端同时供电时，由于设备端经常在开启和关闭状态之间来回切换，为了使设备端能够正常工作，并且使控制端的实时电压保持稳定，因此，通常采用两个变换器分别给设备端和控制端供电，一个变换器给设备端供电，另一个变换器给控制端供电。
由于需要使用两个变换器分别给设备端和控制端供电，使得电源装置的成本很高。因此，设计一种电源装置，只包括一个变换器，同时给设备端和控制端供电，使得设备端能够正常工作，并且控制端的实时电压保持稳定，成为本领域技术人员所要研究的重要课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有两路稳定输出的电源装置及其控制方法，只使用一个变换器，同时给LED负载和控制端供电，使得LED负载能够恒流工作，并且控制端的实时电压保持稳定。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有两路稳定输出的电源装置，包括变换器、变压器、LED整流装置和控制整流装置，所述变压器包括原边绕组和两个副边绕组，所述变换器的输出端连接于所述原边绕组，两个所述副边绕组分别连接于所述LED整流装置和控制整流装置，所述LED整流装置的输出端连接有LED负载，所述控制整流装置的输出端连接有控制端。
所述电源装置还包括电流误差放大器、PWM控制器、比例变换电路、电压误差放大器和控制驱动器；
所述电流误差放大器，用于采样LED负载的电流、将其与基准电流相比较，并且输出一电流误差电平；
所述比例变换电路，用于采样LED负载的电压并根据所述电流误差电平输出相应的比例电压；
所述电压误差放大器，用于将所述比例电压和基准电压相比较并输出一电压误差电平；
所述控制驱动器，用于接收所述电压误差电平并驱动所述变换器工作，通过调节LED负载的驱动电压使得LED负载的电流和基准电流保持一致；
所述PWM控制器，用于发出PWM信号控制LED负载的通断实现调光功能；
当所述PWM控制器控制LED负载断开时，所述电流误差放大器保持断开前一时刻的所述电流误差电平不变，使得LED负载的驱动电压保持不变。
可选的，所述电源装置还包括跟随器，所述跟随器连接于所述电流误差放大器和比例变换电路之间，用于所述电流误差放大器和比例变换电路之间的阻抗匹配。
可选的，所述电流误差放大器包括跨导运算放大器、第一开关和积分电路，所述跨导运算放大器用于输出所述电流误差电平，所述积分电路用于保持所述电流误差电平，所述第一开关连接于所述跨导运算放大器和积分电路之间，所述PWM控制器发出的PWM信号同时控制LED负载和所述第一开关的通断。
可选的，所述电压误差放大器包括电压环比例积分调节电路。
可选的，所述跟随器为运算放大器。
一种如上所述电源装置的控制方法，包括：
当PWM控制器控制LED负载导通时，所述电流误差放大器采样LED负载的电流、将其与基准电流比较，并且输出所述电流误差电平，通过所述电流误差电平控制所述比例变换电路，进而通过所述电压误差放大器和控制驱动器控制LED负载的驱动电压，使LED负载的电流和基准电流一致；
当PWM控制器控制LED负载断开时，所述电流误差放大器保持断开前一时刻的所述电流误差电平不变，通过所述电流误差电平控制所述比例变换电路，进而通过所述电压误差放大器和控制驱动器控制LED负载的驱动电压，使得LED负载的驱动电压保持不变，控制端的两端电压也保持不变。
可选的，所述电流误差放大器包括跨导运算放大器、第一开关和积分电路，所述跨导运算放大器用于输出所述电流误差电平，所述积分电路用于保持所述电流误差电平不变，所述第一开关连接于所述跨导运算放大器和积分电路之间；
所述控制方法还包括，所述PWM控制器发出的PWM信号同时控制LED负载和所述第一开关的通断。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
因此，本实施例提供的一种具有两路稳定输出的电源装置及其控制方法，当PWM控制器控制LED负载断开时，所述电流误差放大器保持断开前一时刻的所述误差电平不变，使得LED负载的驱动电压保持不变。由于LED负载的驱动电压和控制端的两端电压来自同一变压器的两个耦合紧密的绕组，在LED负载的驱动电压不变时，控制端的两端电压也会保持不变。本发明既能保证LED负载导通时，LED负载恒流工作，又能保证控制端的两端电压在LED负载断开前和断开后保持不变、始终稳定而不产生扰动。
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它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种具有两路稳定输出的电源装置的电路结构图。
图2为本发明实施例提供的一种具有两路稳定输出的电源装置的另一电路结构图。
图3为本发明实施例提供的一种具有两路稳定输出的电源装置的又一电路结构图。
图4为本发明实施例提供的一种具有两路稳定输出的电源装置的控制方法流程图。
图示说明：变换器10；变压器11；LED整流装置12；控制整流装置13；LED负载14；控制端15；PWM控制器16；电流误差放大器17；跟随器18；比例变换电路19；电压误差放大器20；控制驱动器21。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
请参阅图1所示，图1为本实施例提供一种具有两路稳定输出的电源装置的电路结构图。
具体的，该电源装置包括变换器10、变压器11、LED整流装置12和控制整流装置13。其中，变压器11包括原边绕组和两个副边绕组，变换器10的输出端连接于原边绕组，两个副边绕组分别连接于LED整流装置12和控制整流装置13，LED整流装置12的输出端连接有LED负载14，控制整流装置13的输出端连接有控制端15。
进一步的，该电源装置还包括电流误差放大器17、PWM控制器16、比例变换电路19、电压误差放大器20和控制驱动器21。
电流误差放大器17，用于采样LED负载14的电流、将其与基准电流相比较，并且输出一电流误差电平。基准电流为LED负载14正常工作的电流值，具体根据实际工作需要而定。
比例变换电路19，用于采样LED负载14的电压并根据电流误差电平输出相应的比例电压。
电压误差放大器20，用于将比例电压和基准电压相比较并输出一电压误差电平。基准电压为LED负载14正常工作的驱动电压值，具体根据实际工作需要而定。
控制驱动器21，用于接收电压误差电平并驱动变换器10工作，通过调节LED负载14的驱动电压使得LED负载14的电流和基准电流保持一致。
PWM控制器16，用于发出PWM信号控制LED负载14的通断实现调光功能。
当PWM控制器16控制LED负载断开时，电流误差放大器20保持断开前一时刻的电流误差电平不变，使得LED负载14的驱动电压保持不变。
由于LED负载14的驱动电压和控制端15的两端输出电压来自同一变压器11两个耦合紧密的绕组，即两个副边绕组；在LED负载14的驱动电压不变时，控制端15的两端电压也会保持不变。
该电源装置的工作原理为：
当PWM控制器16发出PWM信号控制LED负载14导通时，电流误差放大器17采样LED负载14的实时电流Isen，将采样到的电流与基准电流相比较，并且输出一电流误差电平给比例变换电路19。比例变换电路19采样LED负载14的实时电压Vsen，并根据接收到的电流误差电平输出一相应的比例电压给电压误差放大器20。电压误差放大器20根据接收的比例电压和基准电压比较，输出一电压误差电平，该电压误差电平用于驱动控制驱动器21，最终使变换器10工作，使得LED负载14恒流工作，即使LED负载的电流和基准电流保持一致。
当PWM控制器16发出PWM信号控制LED负载14断开时，电流误差放大器17保持断开前一时刻的电流误差电平不变，该电流误差电平仍然输出给比例变换电路19，使得比例变换电路19输出的比例电压保持不变，从而使得LED负载14的驱动电压保持不变。
由于LED负载14的驱动电压和控制端15的两端输出电压来自同一变压器11两个耦合紧密的绕组，在LED负载14的驱动电压保持不变时，控制端15的两端电压保持不变。因此，控制端15的两端电压始终保持稳定，不会产生扰动。
因此，本实施例提供的一种具有两路稳定输出的电源装置，当PWM控制器16控制LED负载14断开时，所述电流误差放大器17保持断开前一时刻的所述误差电平不变，使得LED负载14的驱动电压保持不变。由于LED负载14的驱动电压和控制端15的两端电压来自同一变压器11的两个耦合紧密的绕组，在LED负载14的驱动电压不变时，控制端15的两端电压也会保持不变。本发明既能保证LED负载14导通时，LED负载14恒流工作，又能保证控制端15的两端电压在LED负载14断开前和断开后保持不变、始终稳定而不产生扰动。
进一步的，请参阅图2所示，电源装置还包括跟随器18，跟随器18连接于电流误差放大器17和比例变换电路19之间，用于电流误差放大器17和比例变换电路19之间的阻抗匹配。
更进一步的，请参阅图3所示，电流误差放大器17包括跨导运算放大器A1、第一开关S1和积分电路，跨导运算放大器A1用于输出电流误差电平，积分电路用于保持电流误差电平，第一开关S1连接于跨导运算放大器A1和积分电路之间，PWM控制器16发出的PWM信号同时控制LED负载14和第一开关S1的通断，PWM控制器16通过控制第二开关S2控制LED负载14的通断。
具体的，电压误差放大器20包括电压环比例积分调节电路A3，跟随器18为运算放大器A2。
请参阅图4所示，图4本发明实施例提供的一种具有两路稳定输出的电源装置的控制方法流程图，该控制方法用于控制以上所述的电源装置。
该控制方法包括：
步骤S1：PWM控制器16控制LED负载14是否导通？
当导通时，执行步骤S2；否则，执行步骤S3。
步骤S2：当PWM控制器16控制LED负载14导通时，所述电流误差放大器17采样LED负载14的电流、将其与基准电流比较，并且输出所述电流误差电平，通过所述电流误差电平控制所述比例变换电路19，进而通过所述电压误差放大器20和控制驱动器21控制LED负载14的驱动电压，使LED负载14的电流和基准电流一致。
步骤S3：当PWM控制器16控制LED负载14断开时，所述电流误差放大器17保持断开前一时刻的所述电流误差电平不变，通过所述电流误差电平控制所述比例变换电路19，进而通过所述电压误差放大器20和控制驱动器21控制LED负载14的驱动电压，使得LED负载14的驱动电压保持不变，控制端15的两端电压也保持不变。
进一步的，该控制方法还包括，PWM控制器16发出的PWM信号同时控制LED负载14和第一开关S1的通断。
综上所述，本发明实施例提供的一种具有两路稳定输出的电源装置及其控制方法，当PWM控制器16控制LED负载14断开时，所述电流误差放大器17保持断开前一时刻的所述误差电平不变，使得LED负载14的驱动电压保持不变。由于LED负载14的驱动电压和控制端15的两端电压来自同一变压器11的两个耦合紧密的绕组，在LED负载14的驱动电压不变时，控制端15的两端电压也会保持不变。本发明既能保证LED负载14导通时，LED负载14恒流工作，又能保证控制端15的两端电压在LED负载14断开前和断开后保持不变、始终稳定而不产生扰动。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种具有两路稳定输出的电源装置，包括变换器、变压器、LED整流装置和控制整流装置，所述变压器包括原边绕组和两个副边绕组，所述变换器的输出端连接于所述原边绕组，两个所述副边绕组分别连接于所述LED整流装置和控制整流装置，所述LED整流装置的输出端连接有LED负载，所述控制整流装置的输出端连接有控制端，其特征在于：
所述电源装置还包括电流误差放大器、PWM控制器、比例变换电路、电压误差放大器和控制驱动器；
所述电流误差放大器，用于采样LED负载的电流、将其与基准电流相比较，并且输出一电流误差电平；
所述比例变换电路，用于采样LED负载的电压并根据所述电流误差电平输出相应的比例电压；
所述电压误差放大器，用于将所述比例电压和基准电压相比较并输出一电压误差电平；
所述控制驱动器，用于接收所述电压误差电平并驱动所述变换器工作，通过调节LED负载的驱动电压使得LED负载的电流和基准电流保持一致；
所述PWM控制器，用于发出PWM信号控制LED负载的通断实现调光功能；
当所述PWM控制器控制LED负载断开时，所述电流误差放大器保持断开前一时刻的所述电流误差电平不变，使得LED负载的驱动电压保持不变。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述电源装置还包括跟随器，所述跟随器连接于所述电流误差放大器和比例变换电路之间，用于所述电流误差放大器和比例变换电路之间的阻抗匹配。
3.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述电流误差放大器包括跨导运算放大器、第一开关和积分电路，所述跨导运算放大器用于输出所述电流误差电平，所述积分电路用于保持所述电流误差电平，所述第一开关连接于所述跨导运算放大器和积分电路之间，所述PWM控制器发出的PWM信号同时控制LED负载和所述第一开关的通断。
4.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述电压误差放大器包括电压环比例积分调节电路。
5.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，所述跟随器为运算放大器。
6.一种如权利要求1至5中任意一项所述电源装置的控制方法，其特征在于，包括：
当PWM控制器控制LED负载导通时，所述电流误差放大器采样LED负载的电流、将其与基准电流比较，并且输出所述电流误差电平，通过所述电流误差电平控制所述比例变换电路，进而通过所述电压误差放大器和控制驱动器控制LED负载的驱动电压，使LED负载的电流和基准电流一致；
当PWM控制器控制LED负载断开时，所述电流误差放大器保持断开前一时刻的所述电流误差电平不变，通过所述电流误差电平控制所述比例变换电路，进而通过所述电压误差放大器和控制驱动器控制LED负载的驱动电压，使得LED负载的驱动电压保持不变，控制端的两端电压也保持不变。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述电流误差放大器包括跨导运算放大器、第一开关和积分电路，所述跨导运算放大器用于输出所述电流误差电平，所述积分电路用于保持所述电流误差电平不变，所述第一开关连接于所述跨导运算放大器和积分电路之间；
所述控制方法还包括，所述PWM控制器发出的PWM信号同时控制LED负载和所述第一开关的通断。
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