CN110289769A - 控制系统及供电系统 - Google Patents

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卢耀文
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Abstract

本申请提供了一种控制系统及供电系统，其中，该控制系统包括：推挽模块、采样模块、分压模块、比较器及隔离器件；采样模块与推挽模块的输出端连接，用于采集推挽模块的输出电压；比较器的第一输入端与采样模块连接，比较器的第二输入端与分压模块连接；比较器的输出端与隔离器件连接，隔离器件与推挽模块的开关连接，在推挽模块处于待机状态时，当采样模块的电压大于分压模块的电压时，比较器的输出端为截止，从而使隔离器件不导通，从而使推挽模块的开关关断导通，推挽模块被停止。

Description

控制系统及供电系统
技术领域
本申请涉及电源控制技术领域，具体而言，涉及一种控制系统及供电系统。
背景技术
在电源产品中，尤其是在低压大电流场合，推挽电路由于具有效率高、结构简单及开关变压器磁芯利用率高等特点而被广泛使用。在目前的推挽电路中，其中的推挽芯片在工作过程中都具有一个特点，就是正常启动时启动时间长；但是如果使推挽电路持续工作时，则有一定的损耗等。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种控制系统及供电系统。能够达到降低推挽电路的损耗效果。
第一方面，本申请实施例提供了一种控制系统，包括：推挽模块、采样模块、分压模块、比较器及隔离器件；
所述采样模块与所述推挽模块的输出端连接，用于采集所述推挽模块的输出电压；
所述比较器的第一输入端与所述采样模块连接，所述比较器的第二输入端与所述分压模块连接；
所述比较器的输出端与所述隔离器件连接，所述隔离器件与所述推挽模块的开关连接；
在所述推挽模块处于待机状态时，当采样模块的电压大于所述分压模块的电压时，所述比较器的输出端为截止，从而使隔离器件不导通，从而使推挽模块的开关关断导通，推挽模块被停止。
本申请实施例提供的控制系统，通过上述的采样模块、分压模块、比较器及隔离器件的配合，使控制系统进入待机状态后可以减小控制系统的自损耗的同时，提高输出响应速度，达到节能目的的同时，还兼顾了设备性能的优异性。
结合第一方面，提供了第一方法的第一种可能的实施方式，所述采样模块包括第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻的一端与所述推挽模块的输出端连接；
所述第一电阻另一端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地；
所述第一电阻与所述第二电阻的连接点与所述比较器的第一输入端连接。
本申请实施例提供的控制系统，通过第一电阻和第二电阻组合形成了采样模块，使用简单的结构实现对推挽模块的电压的采样。
结合第一方面的第一种实施方式，本申请实施例提供了第一方法的第二种可能的实施方式，还包括：时间调整模块，所述时间调整模块连接在所述采样模块与所述比较器的第一输入端之间。
本申请实施例提供的控制系统，还可以设置时间调整模块，通过设置时间调整模块可以调节响应时间，减少推挽模块的启动与关闭的频率，从而可以提高控制系统的稳定性。
结合第一方面的第二种实施方式，本申请实施例提供了第一方法的第三种可能的实施方式，所述时间调整模块包括第三电阻和第一电容；
所述第三电阻的一端连接在所述第一电阻与所述第二电阻的连接点；
所述第三电阻的另一端连接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地；
所述第三电阻与所述第一电容的连接点与所述比较器的第一输入端连接。
本申请实施例提供的控制系统，时间调整模块中第三电阻和第一电容的配合，可以实现响应时间的调节。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方法的第四种可能的实施方式，所述分压模块包括第四电阻和第五电阻；
所述第四电阻的一端连接一电源；
所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端接地；
所述第四电阻与所述第五电阻的连接点与所述比较器的第二输入端连接。
本申请实施例提供的控制系统，分压模块可以包括第四电阻和第五电阻，第四电阻和第五电阻之间的电压作为参考电压。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方法的第五种可能的实施方式，还包括：
第六电阻，所述第六电阻的一端与所述隔离器件的第一输入端口连接，所述第六电阻的另一端连接一电源。
本申请实施例提供的控制系统，通过设置第六电阻对隔离器件起到限流作用，从而对隔离器件起到保护作用。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方法的第六种可能的实施方式，所述推挽模块包括控制器、第九电阻、第一开关、推挽芯片、驱动电路、推挽电路及整流桥；
所述控制器与所述第九电阻连接；
所述第九电阻与所述第一开关的基极连接；
所述第一开关的发射极接地，所述第一开关的集电极与所述推挽芯片连接；
所述隔离器件的第二输入端口与所述比较器的输出端连接，所述隔离器件的第一输出端连接在所述第一开关与所述第九电阻的连接点处；
所述推挽芯片与所述驱动电路连接；
所述驱动电路与所述推挽电路连接；
所述推挽电路与所述整流桥连接；
所述整流桥的输出端作为所述推挽模块的输出端与所述采样模块连接。
本申请实施例提供的控制系统，通过隔离器件的导通，从而可以实现第一开关的导通，从而可以进一步地推挽芯片的关闭(Shutdown)脚被置为低电平，推挽芯片可以输出PWM(Pulse width modulation，中文称：脉冲宽度调制)信号。
结合第一方面的第六种实施方式，本申请实施例提供了第一方法的第七种可能的实施方式，还包括：第八电阻；
所述第八电阻的一端与所述隔离器件的第二输出端口连接，所述第八电阻的另一端与一电源连接。
本申请实施例提供的控制系统，通过设置第八电阻对隔离器件起到限流作用，从而对隔离器件起到保护作用。
结合第一方面的第七种实施方式，本申请实施例提供了第一方法的第八种可能的实施方式，所述推挽模块还包括第七电阻，所述第七电阻一端与所述第一开关的集电极连接，所述第七电阻的另一端与一电源连接。
本申请实施例提供的控制系统，配合上述的第七电阻和第八电阻的配合，可以更好地保护控制系统。
第二方面，本申请实施例提供了一种供电系统，包括：
供电电源；
与所述供电电源连接的第一方面，或第一方面的任意一种可能的实施方式提供的控制系统，所述控制系统用于控制所述供电电源的开启或关闭。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的控制系统的模块结构示意图。
图2为本申请实施例提供的控制系统的电路图。
图3为本申请实施例提供的供电系统的功能模块示意图。
图标：10-控制系统；110-推挽模块；111-推挽芯片；112-驱动电路；113-推挽电路；114-整流桥；115-控制器；120-采样模块；130-分压模块；140-隔离器件；U1A-比较器；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R8-第八电阻；R9-第九电阻；C1-第一电容；Q1-第一开关；20-供电电源。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在电源产品中，尤其是在低压大电流场合，推挽电路由于具有效率高、结构简单及开关变压器磁芯利用率高等特点而被广泛使用。在目前的推挽电路中，推挽芯片在工作过程中都具有一个特点，就是正常启动时具有软启动功能，启动时间长，推挽电路持续工作时有一定的损耗等，主要损耗为开关器件损耗、变压器损耗等。如果推挽电路处于待机状态，推挽芯片无输出，开关器件不工作，可以降低整个设备的待机损耗，但需要再次启动输出时，因推挽电路需软启动给输出侧电容充电，而使得整个设备的响应速度较慢；如果推挽电路不进入待机状态而是持续输出，整个设备的待机损耗则较高。
因而，推挽电路的一种操作方式为需要舍弃响应速度关闭推挽电路输出，需要推挽电路输出时再开启推挽电路。推挽电路的另一种操作方式为保持推挽电路持续输出。如果在待机过程中，也一直保持推挽电路输出侧有一定的电压，并间歇性的关闭推挽芯片输出，一定程度上可降低待机损耗，但是上述的几种操作方式在待机过程还是存在较大的损耗。
基于此，本申请实施例提供了一种控制系统及供电系统，通过在控制系统中增加的一些电路结构来检测推挽模块的输出电压的情况，根据电压需求进行推挽模块的启停控制，从而配合对功率电路的管理，达到保持输出侧有电压的同时降低待机损耗的目的，但是输出侧的电压比正常输出低。下面通过几个实施例对本申请实施例提供的控制系统进行详细描述。
实施例一
如图1所示，本申请实施例提供的控制系统10包括：推挽模块110、采样模块120、分压模块130、比较器U1A及隔离器件140。
其中，采样模块120与推挽模块110的输出端连接，用于采集推挽模块110的输出电压。
比较器U1A的第一输入端与采样模块120连接，比较器U1A的第二输入端与分压模块130连接。
可选地，上述的第一输入端可以是同相输入端，也可以是反相输入端。
示例性地，上述的第一输入端为同相输入端时，对应的第二输入端则为反相输入端；上述的第一输入端为反相输入端时，对应的第二输入端则为同相输入端。
比较器U1A的输出端与隔离器件140连接，隔离器件140与推挽模块110的开关连接。
示例性地，在所述推挽模块110处于待机状态时，当采样模块120的电压小于分压模块130的电压时，比较器U1A的输出端置低，从而使隔离器件140导通，从而使推挽模块110被启动。
示例性地，在推挽模块110处于待机状态时，当采样模块120的电压大于分压模块130的电压时，比较器U1A的输出端为截止，从而使隔离器件140不导通，从而使推挽模块110的开关关断导通，推挽模块110被停止。
其中，上述的采样模块120的电压作为推挽模块110的输出电压，分压模块130的电压作为参考电压。
通过上述的采样模块120、分压模块130、比较器U1A及隔离器件140的配合，使控制系统10进入待机状态后可以减小控制系统10的自损耗的同时，提高输出响应速度，达到节能目的的同时，还兼顾了设备性能的有异性。
可选地，隔离器件140可以是光耦合器、磁力耦合器等任何可以实现隔离的器件。
可选地，隔离器件140还可以是一三极管，实现对信号的变形处理。
在一可选的实施方式中，如图2所示，采样模块120可以包括第一电阻R1和第二电阻R2。
其中，第一电阻R1的一端与推挽模块110的输出端连接。第二电阻R2一端与第一电阻R1的另一端连接，第二电阻R2的另一端接地。
第一电阻R1与第二电阻R2的连接点与比较器U1A的第一输入端连接。
可选地，第一输入端可以是同相输入端，也可以是反相输入端。图2以第一输入端为同相输入端，第二输入端为反相输入端。
比较器U1A则可以比较第一电阻R1与第二电阻R2之间的电压与分压模块130的电压，在第一电阻R1与第二电阻R2之间的电压大于分压模块130的电压时，比较器U1A输出为截止，隔离器件140不导通，推挽模块110的开关也就不导通，因此，推挽模块110不启动。并在第一电阻R1与第二电阻R2之间的电压小于分压模块130的电压时，比较器U1A的输出端置低，隔离器件140导通，推挽模块110的开关也就导通，因此，推挽模块110启动。
可选地，本实施例的控制系统10还可以包括：时间调整模块，时间调整模块连接在采样模块120与比较器U1A的第一输入端之间。
在一种实施方式中，如图2所示，上述的时间调整模块可以包括第三电阻R3和第一电容C1。
第三电阻R3的一端连接在第一电阻R1与第二电阻R2的连接点处。
第三电阻R3的另一端连接第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端接地。
第三电阻R3与第一电容C1的连接点与比较器U1A的第一输入端连接。
本实施例中的时间调整模块，通过设置第三电阻R3和第一电容C1的值可以调节响应时间，如当第一电容C1的值较大，第三电阻R3的值也较大时，设置的推挽模块110的输出电压为U，那么实际输出小于U的一定值后比较器U1A才会进行比较等一系列动作。
可选地，分压模块130可以包括第四电阻R4和第五电阻R5。
示例性地，第四电阻R4的一端连接一电源，第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端接地。第四电阻R4与第五电阻R5的连接点与比较器U1A的第二输入端连接。
示例性地，第一电阻R1与第二电阻R2之间的电压作为推挽模块110的输出电压，第四电阻R4与第五电阻R5的连接点处的电压作为参考电压，比较器U1A可以对输出电压及参考电压进行比较，输出电压小于参考电压时，比较器U1A的输出端置低，隔离器件140导通，推挽模块110的开关也就导通，因此，推挽模块110启动。
示例性地，也可以以通过时间调整模块调整后的电压作为输出电压，也就是第三电阻R3与第一电容C1的连接点处的电压作为输出电压Vh，第四电阻R4与第五电阻R5的连接点处的电压作为参考电压Vr，比较器U1A比较Vh与Vr的大小，当Vh比Vr小时，比较器U1A的输出端置低，隔离器件140导通，推挽模块110的开关也就导通，因此，推挽模块110启动。
可选地，第一输入端是反相输入端，第二输入端则可以是同相输入端。在此基础上，可以对图2所示的结构进行适应性地变化，以实现类似的效果。
示例性地，可以在推挽芯片与比较器之间增加变化器件，变化器件可以包括逻辑门或PNP三极管或MOS(metal oxide semiconductor)管等。
如图2所示，本实施例提供的控制系统10还可以包括：第六电阻R6，第六电阻R6的一端与隔离器件140的第一输入端口连接，第六电阻R6的另一端连接一电源。
示例性地，如图2所示，推挽模块110可以包括控制器115、第九电阻R9、第一开关Q1、推挽芯片111、驱动电路112、推挽电路113及整流桥114。
其中，第一开关Q1可以是三极管。例如，可以是NPN型三极管。
可选地，上述的控制器115可以是MCU(Micro Control Unit，中文称：微控制单元)。
可选地，上述的推挽芯片111可以是3525芯片，也可以是2525芯片。
控制器115与第九电阻R9连接，第九电阻R9与第一开关Q1的基极连接。第一开关Q1的发射极接地，第一开关Q1的集电极与推挽芯片111连接。
隔离器件140的第二输入端口与比较器U1A的输出端连接，隔离器件140的第一输出端连接在第一开关Q1与第九电阻R9的连接点处。
推挽芯片111与驱动电路112连接，驱动电路112与推挽电路113连接，推挽电路113与整流桥114连接，整流桥114的输出端作为推挽模块110的输出端与采样模块120连接。
示例性地，推挽模块110处于正常非待机运行状态时，控制器115发出控制信号，且控制信号为高电平，从而使得推挽芯片111的Shutdown脚为低电平，从而使推挽芯片111输出PWM信号。
示例性地，当推挽模块110处于待机状态时，控制器115发出控制信号，且控制信号为低电平，则可以通过推挽模块110的输出电压来控制推挽芯片111的启动或停止。输出电压低于设定值时启动推挽芯片111的PWM信号输出，高于设定值时则停止推挽芯片111的PWM信号输出。
因推挽模块110处于待机时，推挽模块110的输出端始终保持一定的电压，即达到了提高动态响应的目的；而在输出电压超过设定值时推挽芯片111可以关闭PWM信号输出，即达到降低推挽模块110在待机过程中的损耗的目的。
示例性地，请再次参阅图2，控制系统10还可以包括第八电阻R8。第八电阻R8的一端与隔离器件140的第二输出端口连接，第八电阻R8的另一端与一电源连接。
示例性地，请再次参阅图2，推挽模块110还包括第七电阻R7，第七电阻R7一端与第一开关Q1的集电极连接，第七电阻R7的另一端与一电源连接。
其中，在推挽模块110处于待机状态时，设置的输出电压值比正常输出侧的电压值低得越多，可降低的待机损耗就越多；设置的输出电压值与正常输出侧电压值越接近，在需要启动时的动态响应会越好。因此，具体使用时，可以根据实际响应需求及损耗需求设置推挽模块110的输出电压值。
本实施例中的控制系统10中，通过增加了采样模块120、分压模块130、比较器U1A及隔离器件140，推挽模块110进入待机状态后可以减小推挽模块110自损耗的同时，在推挽模块110的输出端的电压提高到一定值时又可以自启动，从而提高输出响应速度，即达到节能目的的同时，兼顾了设备性能的有异性。
实施例二
本申请实施例提供一种供电系统，如图3所示，供电系统包括：供电电源20，以及与供电电源20连接的控制系统10，该控制系统10用于控制供电电源20的开启或关闭。
本实施例的控制系统10可以是实施例一提供的控制系统10。
以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种控制系统，其特征在于，包括：推挽模块、采样模块、分压模块、比较器及隔离器件；
所述采样模块与所述推挽模块的输出端连接，用于采集所述推挽模块的输出电压；
所述比较器的第一输入端与所述采样模块连接，所述比较器的第二输入端与所述分压模块连接；
所述比较器的输出端与所述隔离器件连接，所述隔离器件与所述推挽模块的开关连接；
在所述推挽模块处于待机状态时，当采样模块的电压大于所述分压模块的电压时，所述比较器的输出端为截止，从而使隔离器件不导通，从而使推挽模块的开关关断导通，推挽模块被停止。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述采样模块包括第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻的一端与所述推挽模块的输出端连接；
所述第一电阻另一端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地；
所述第一电阻与所述第二电阻的连接点与所述比较器的第一输入端连接。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，还包括：时间调整模块，所述时间调整模块连接在所述采样模块与所述比较器的第一输入端之间。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述时间调整模块包括第三电阻和第一电容；
所述第三电阻的一端连接在所述第一电阻与所述第二电阻的连接点；
所述第三电阻的另一端连接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地；
所述第三电阻与所述第一电容的连接点与所述比较器的第一输入端连接。
5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述分压模块包括第四电阻和第五电阻；
所述第四电阻的一端连接一电源；
所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端接地；
所述第四电阻与所述第五电阻的连接点与所述比较器的第二输入端连接。
6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述推挽模块包括控制器、第九电阻、第一开关、推挽芯片、驱动电路、推挽电路及整流桥；
所述控制器与所述第九电阻连接；
所述第九电阻与所述第一开关的基极连接；
所述第一开关的发射极接地，所述第一开关的集电极与所述推挽芯片连接；
所述隔离器件的第二输入端口与所述比较器的输出端连接，所述隔离器件的第一输出端连接在所述第一开关与所述第九电阻的连接点处；
所述推挽芯片与所述驱动电路连接；
所述驱动电路与所述推挽电路连接；
所述推挽电路与所述整流桥连接；
所述整流桥的输出端作为所述推挽模块的输出端与所述采样模块连接。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述推挽模块还包括第七电阻，所述第七电阻一端与所述第一开关的集电极连接，所述第七电阻的另一端与一电源连接。
8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括：
第六电阻，所述第六电阻的一端与所述隔离器件的第一输入端口连接，所述第六电阻的另一端连接一电源。
9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括：第八电阻；
所述第八电阻的一端与所述隔离器件的第二输出端口连接，所述第八电阻的另一端与一电源连接。
10.一种供电系统，其特征在于，包括：
供电电源；
与所述供电电源连接的权利要求1-9任意一项所述的控制系统，所述控制系统用于控制所述供电电源的开启或关闭。
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CN1346211A (zh) * 2000-09-22 2002-04-24 三星电子株式会社 在备用模式中降低功率消耗的电源
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