CN109491428A - 一种电源控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电源控制电路，其包括依次连接的信号接收模块、信号处理模块和驱动模块,其中所述信号接收模块用于接收上位机的控制信号；所述信号处理模块根据控制信号生成调制信号控制所述驱动模块；所述驱动模块串接在直流电源与负载之间，在所述调制信号的控制下向负载供电；本发明将脉冲电压转化为稳定的电压输出，并将模拟控制与数字控制功能集成在一起，使用较少的电子元件，实现了数字电源功能，达到减少芯片面积，降低成本的目的。

Description

一种电源控制电路
技术领域
本发明涉及电源，尤其涉及一种数字信号和模拟信号相结合的电源控制电路。
背景技术
目前的电源技术大多采用模拟信号控制技术实现，模拟信号控制的优点是：线路简单，输出稳定，成本低；缺点是：缺乏灵活控制，效率低。数字电路的优点是：可编程，灵活，智能控制；缺点是：线路复杂，成本高。随着电子设备的功能越来越复杂，业界开始转向数字控制的电源管理，数字电源是电源管理发展的新思路。还由于能源危机日益严重，节能已经成为技术追求的目标。而数字电源由于整机效率高的特点，能效比模拟电源要好。但是，由于数字电源，技术复杂高昂的成本，在实际应用的普及方面还是困难重重。
业内有技术把可编程数字技术与模拟技术相结合，推出了数字电源的解决方案（图1）。但是该方案用到了两颗芯片，一颗是模拟控制芯片ucd7201，一颗是数字控制器。这个方案不能用一个数字电源电路完成数字电源控制功能，并且两颗芯片没有使用其全部的功能，导致芯片中一些电子元件没有使用，造成了浪费并且增加了芯片的面积，进而增加了成本。
故此业内亟需开发一种电源控制电路，能将模拟控制与数字控制功能集成在一起，使用较少的电子元件，实现数字电源功能，达到减少芯片面积，降低成本。
发明内容
本发明是要解决现有技术的上述问题，提出一种将数字信号和模拟信号相结合的电源控制电路。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是设计一种电源控制电路，其包括依次连接的信号接收模块、信号处理模块和驱动模块,其中所述信号接收模块用于接收上位机的控制信号；所述信号处理模块根据控制信号生成调制信号控制所述驱动模块；所述驱动模块串接在直流电源与负载之间，在所述调制信号的控制下向负载供电。
所述驱动模块包括功率开关，所述调制信号控制功率开关的通断，所述功率开关串接在所述直流电源与负载之间。
所述驱动模块的输出端与信号处理模块之间设有反馈模块，所述反馈模块反馈驱动模块的输出参数，信号处理模块根据输出参数调整所述调制信号。
所述信号处理模块包括依次串联的数模转换模块、比较模块、摸数转换模块、调制器，其中所述数模转换模块用以将上位机的控制信号由数字信号转换成模拟信号；所述比较模块用以将数模转换模块发出的模拟信号与所述输出参数比较进而生成调节信号；所述摸数转换模块用以将调节信号由模拟信号转换成数字信号；所述调制器根据摸数转换发出的数字信号生成所述调制信号。
所述调制器采用PWM调制器,所述调制信号采用PWM调制信号。
所述驱动模块与负载之间连接稳定输出电压的稳压模块。
所述稳压模块包括第一电感、稳压二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻，其中所述第一电感的一端连接功率开关的输出端和稳压二极管的阴极，所述第一电感的另一端连接第一电容的一端、第一电阻和第三电阻的一端、并连接所述负载，所述第一电阻连接第二电阻的一端并连接所述比较模块，所述稳压二极管的阳极、第一电容的另一端、第二电阻和第三电阻的另一端接地。
所述摸数转换模块与调制器之间设有滤波器。
所述滤波器与调制器之间设有补偿端SA，所述补偿端SA与地之间连接第二电容。
所述信号处理模块和驱动模块集成封装在一个芯片中。
与现有技术相比，本发明将脉冲电压转化为稳定的电压输出，并将模拟控制与数字控制功能集成在一起，使用较少的电子元件，实现了数字电源功能，达到减少芯片面积，降低成本的目的。
附图说明
图1现有电源控制电路；
图2为本发明的原理框图；
图3为本发明较佳实施例中信号接收模块、信号处理模块和驱动模块的电路图；
图4为本发明较佳实施例稳压模块的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明公开了一种电源控制电路，参看图2示出的原理框图，电源控制电路包括依次连接的信号接收模块、信号处理模块和驱动模块,其中所述信号接收模块用于接收上位机的控制信号；所述信号处理模块根据控制信号生成调制信号控制所述驱动模块；所述驱动模块串接在直流电源与负载之间，在所述调制信号的控制下向负载供电。
在较佳实施例中，所述驱动模块包括功率开关，所述调制信号控制功率开关的通断，所述功率开关串接在所述直流电源与负载之间。通过控制功率开关的通断，功率开关以不同频率、不同占空比的形式开通闭合，使电路输出电压电流得到调节控制。
为稳定精准的控制输出电源，在较佳实施例中采用反馈控制。所述驱动模块的输出端与信号处理模块之间设有反馈模块，所述反馈模块反馈驱动模块的输出参数，信号处理模块根据输出参数调整所述调制信号。在较佳实施例中，输出参数为输出电压，实施电压反馈控制。
在较佳实施例中，所述信号处理模块包括依次串联的数模转换模块302、比较模块307、摸数转换模块305、调制器304，其中所述数模转换模块用以将上位机的控制信号由数字信号转换成模拟信号；所述比较模块用以将数模转换模块发出的模拟信号与所述输出参数比较进而生成调节信号；所述摸数转换模块用以将调节信号由模拟信号转换成数字信号；所述调制器根据摸数转换发出的数字信号生成所述调制信号。参看图3，上位机发出的是数字信号，信号接收模块包括I2C总线模块301，图右下角FB端连接反馈模块，反馈的输出参数是模拟信号。本电源控制电路将模拟控制和数字控制功能集成在一起，完成数字控制和模拟控制的功能结合，降低了数字电源的成本。需要指出功率开关303可以采用三极管、MOS管、可控硅中的一种，在较佳实施例中功率开关303采用MOS管。
在较佳实施例中，所述调制器采用PWM调制器,所述调制信号采用PWM调制信号。
为稳定输出电压，在驱动模块的输出端连接稳压模块。
参看图4示出的稳压模块501电路图，所述稳压模块包括第一电感L1、稳压二极管D1、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，其中所述第一电感的一端连接功率开关的输出端和稳压二极管的阴极，所述第一电感的另一端连接第一电容的一端、第一电阻和第三电阻的一端、并连接所述负载，所述第一电阻连接第二电阻的一端并连接所述比较模块，所述稳压二极管的阳极、第一电容的另一端、第二电阻和第三电阻的另一端接地。第一电感L1可以抑制浪涌电流稳定输出电流，稳压二极管D1可以限制最高输出电压，第一电容C1滤波稳压，第一电阻R1和第二电阻R2构成分压电阻，R1 和R2的连接端反馈所述输出电压。
下面结合图3和图4详述本发明工作过程：使用时将本电源控制电路与上位机相连，与直流电源和负载连接好，I2C总线模块301接收来自上位机的控制信号，控制信号为数字信号，控制信号经数模转换模块（DAV转换模块302）转化成为模拟信号输入比较模块（较佳实施例中采用比较运放器307）的一个输入端，比较运放器的另一端接收来自采样反馈端FB的所述输出参数，经过比较运放器307比较处理，比较运放器输出信号经模数转换模块（ADC转换模块305）再次转换成数字信号，该数字信号经PWM调节器304调节成脉冲信号，被输送到MOS管303的栅极，控制电源电路的输出。
所述摸数转换模块与调制器之间设有滤波器306。在较佳实施例中，滤波器306优选低通滤波器。
所述滤波器与调制器之间设有补偿端SA，所述补偿端SA与地之间连接第二电容C2，以过滤高频信号，保持整个反馈环路的稳定。
所述信号处理模块和驱动模块集成封装在一个芯片中，如图4中的芯片401，可将模拟控制与数字控制功能集成在一起，使用较少的电子元件，实现了数字电源功能，达到减少芯片面积，降低成本的目的。
以上实施例仅为举例说明，非起限制作用。任何未脱离本申请精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请的权利要求范围之中。

Claims (10)

1.一种电源控制电路，其特征在于：包括依次连接的信号接收模块、信号处理模块和驱动模块,其中
所述信号接收模块用于接收上位机的控制信号；
所述信号处理模块根据控制信号生成调制信号控制所述驱动模块；
所述驱动模块串接在直流电源与负载之间，在所述调制信号的控制下向负载供电。
2.如权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于：所述驱动模块包括功率开关，所述调制信号控制功率开关的通断，所述功率开关串接在所述直流电源与负载之间。
3.如权利要求2所述的电源控制电路，其特征在于：所述驱动模块的输出端与信号处理模块之间设有反馈模块，所述反馈模块反馈驱动模块的输出参数，信号处理模块根据输出参数调整所述调制信号。
4.如权利要求3所述的电源控制电路，其特征在于：所述信号处理模块包括依次串联的数模转换模块、比较模块、摸数转换模块、调制器，其中
所述数模转换模块用以将上位机的控制信号由数字信号转换成模拟信号；
所述比较模块用以将数模转换模块发出的模拟信号与所述输出参数比较进而生成调节信号；
所述摸数转换模块用以将调节信号由模拟信号转换成数字信号；
所述调制器根据摸数转换发出的数字信号生成所述调制信号。
5.如权利要求4所述的电源控制电路，其特征在于：所述调制器采用PWM调制器,所述调制信号采用PWM调制信号。
6.如权利要求4所述的电源控制电路，其特征在于：所述驱动模块与负载之间连接稳定输出电压的稳压模块。
7.如权利要求6所述的电源控制电路，其特征在于：所述稳压模块包括第一电感（L1）、稳压二极管（D1）、第一电容（C1）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3），其中
所述第一电感的一端连接功率开关的输出端和稳压二极管的阴极，所述第一电感的另一端连接第一电容的一端、第一电阻和第三电阻的一端、并连接所述负载，所述第一电阻连接第二电阻的一端并连接所述比较模块，所述稳压二极管的阳极、第一电容的另一端、第二电阻和第三电阻的另一端接地。
8.如权利要求4所述的电源控制电路，其特征在于：所述摸数转换模块与调制器之间设有滤波器。
9.如权利要求8所述的电源控制电路，其特征在于：所述滤波器与调制器之间设有补偿端SA，所述补偿端SA与地之间连接第二电容（C2）。
10.如权利要求1到9任一项所述的电源控制电路，其特征在于：所述信号处理模块和驱动模块集成封装在一个芯片中。
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