CN113054841A - 一种电源适配器功率自动调节系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源适配器功率自动调节系统，包括母线电压采集模块、副线电压采集模块和比较触发模块、振荡控制模块以及运放滤波模块，母线电压采集模块采集电源适配器输入的电压值，副线电压采集模块采集电源适配器输出的电压值，比较触发模块比较母线电压采集模块和副线电压采集模块输出信号，当母线电压采集模块和副线电压采集模块输出电压差值过大时，三极管Q3发射极电压相对静态电压为低电平，以低电平经电阻R17分压后直接输入功率控制器内，由功率控制器直接拉升电源适配器输出电压，同时三极管Q3集电极经运放器AR6同相放大后直接输入运放滤波模块内，直接输入电源适配器功率补偿端口内，起到对电源适配器输出电压的微补偿作用。
Description
技术领域
本发明涉及电源适配器技术领域，特别是涉及一种电源适配器功率自动调节系统。
背景技术
电源适配器(Power adapter)是小型便携式电子设备及电子电器的供电电源变换设备，电源适配器的输出功率由输出电压和输出电流共同决定，但是实际上，电源适配器在调节过程中，电压一旦确定，输出电流也会相应确定，通过电源适配器中主电路板控制，然而电源适配器在功率调节过程中，由于母线电压为标准电压，而母线电压在通过电源适配器转化功率后为待充电设备充电时，电源适配器本身会消耗一部分电压，尤其是长时间使用的电源适配器，从而导致电源适配器通过副线到待充电设备时，电压会降低，达不到标准的功率设定，会导致待充电设备储能电源性能降低，长时间低压充电引起待充电设备储能电源虚电状态。
发明内容
针对上述情况，本发明能够将电源适配器中的母线电压和副线电压采集对比，通过控制功率控制器和直接补偿电压的两种方式自动调节电源适配器输出功率。
其解决的技术方案是，一种电源适配器功率自动调节系统，包括母线电压采集模块、副线电压采集模块和比较触发模块、振荡控制模块以及运放滤波模块，母线电压采集模块采集电源适配器输入的电压值，副线电压采集模块采集电源适配器输出的电压值，比较触发模块比较母线电压采集模块和副线电压采集模块输出信号，并转换为电源适配器内的功率控制器的触发信号，同时触发振荡控制模块中的继电器K1工作，继电器K1控制运放滤波模块输出的补偿信号；
所述比较触发模块包括运放器AR4，运放器AR4的同相输入端接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接母线电压采集模块输出端口，运放器AR4的反相输入端接副线电压采集模块输出端口，运放器AR4的输出端接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接电阻R16、电阻R17的一端，电阻R16的另一端接电源+3.3V，电阻R17的另一端接功率控制器输入端口，三极管Q3的集电极接电阻R18、电阻R19的一端，电阻R18的另一端接地，电阻R19的另一端接运放器AR6的同相输入端，运放器AR6的反相输入端接电阻R20、电阻R21的一端，电阻R20的另一端接地，电阻R21的另一端接运放器AR6的输出端和电阻R22的一端；
所述振荡控制模块包括三极管Q1，三极管Q1的基极接母线电压采集模块输出端口和电阻R4-电阻R7的一端以及电阻R15的另一端、电容C1-电容C3的一端，三极管Q1的集电极接电阻R4的另一端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端接电源+5V，三极管Q1的发射极接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端接电阻R5的另一端，运放器AR2的输出端接电容C1的另一端和电容C4的一端，电容C2的另一端接电阻R8的一端，电阻R6-电阻R8的另一端和电容C3的另一端接地，电容C4的另一端接电感L1、电阻R9的一端，电感L1的另一端接地，电阻R9的另一端接继电器K1的触点5，继电器K1的触点1接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电源+5V，继电器K1的触点3接地，继电器K1的触点2接三极管Q2的集电极，三极管Q2的反射极接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接地，三极管Q2的基极接运放器AR4的输出端，继电器K1的触点4接运放滤波模块输入端口。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；
1. 当母线电压采集模块和副线电压采集模块输出电压差值过大时，三极管Q3发射极电压相对静态电压为低电平，以低电平经电阻R17分压后直接输入功率控制器内，由功率控制器直接拉升电源适配器输出电压，同时三极管Q3集电极经运放器AR6同相放大后直接输入运放滤波模块内，直接输入电源适配器功率补偿端口内，起到对电源适配器输出电压的微补偿作用；
2.当母线电压采集模块和副线电压采集模块输出电压差值不大时，仅需要简单补偿即可解决，母线电压采集模块输出信号经经电容C1-电容C4和电感L1组成的振荡电路对信号振荡，并且三极管Q1放大信号，最后输入电源适配器功率补偿端口内，对电源适配器输出电压的补偿，从而两种方式作用互补，实现自动调节电源适配器输出功率作用。
附图说明
图1为本发明的电路图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
一种电源适配器功率自动调节系统，包括母线电压采集模块、副线电压采集模块和比较触发模块、振荡控制模块以及运放滤波模块，母线电压采集模块采集电源适配器输入的电压值，副线电压采集模块采集电源适配器输出的电压值，比较触发模块比较母线电压采集模块和副线电压采集模块输出信号，并转换为电源适配器内的功率控制器的触发信号，同时触发振荡控制模块中的继电器K1工作，继电器K1控制运放滤波模块输出的补偿信号；
为了自动调节电源适配器输出功率，首先需要确定需要补偿的电压大小，因此先选用型号为DK61DNA的电压采集器J1、电压采集器J2分别采集电源适配器的母线、副线的电压值，同时电压采集器J1输出信号经稳压管D1，然后通过运放器AR1同相放大，以保证信号强度，同理，电压采集器J2输出信号经稳压管D2，然后通过运放器AR3同相放大，以保证信号强度；
然后比较触发模块运用运放器AR4比较母线电压采集模块和副线电压采集模块输出电压信号，利用两者的比较差值作为三极管Q3、三极管Q2的基极信号，三极管Q3为PNP三极管，为高电平导通，三极管Q2为NPN三极管，为低电平导通，因此利用两个三极管的导通条件不同，形成两种不同的功率调节方式；
一种是当母线电压采集模块和副线电压采集模块输出电压差值过大时，也即是表示副线电压与母线电压相比，电压降低过多，因此此时三极管Q3基极为高电平状态，此时PNP三极管Q3导通，三极管Q3发射极电压相对静态电压为低电平，以低电平经电阻R17分压后直接输入功率控制器内，由功率控制器直接拉升电源适配器输出电压，同时三极管Q3集电极经运放器AR6同相放大后直接输入运放滤波模块内，经电感L2和电容C5、电容C6组成的LC滤波电路滤波后直接输入电源适配器功率补偿端口内，起到对电源适配器输出电压的微补偿作用；
第二种是当母线电压采集模块和副线电压采集模块输出电压差值不大时，通过功率控制器直接调节电源适配器输出的方式不适用，此时三极管Q3不导通，母线电压采集模块输出信号经电容C1-电容C4和电感L1组成的振荡电路对信号振荡，放大信号频率，当电容C1不断充电过程中，此时三极管Q1基极电压逐渐拉升，三极管Q1由导通逐渐截止，当截止时，电容C1放电，此时电容C4和电感L1形成并联LC回路振荡，放大信号频率，由于信号振荡需要消耗能量，因此，随着电容C1放电完成，此时三极管Q1基极电压逐渐降低，直至电容C1开始充电，三极管Q1导通，三极管Q1发大信号电流，同时经运放器AR2同相放大后为电容C1充电，以补充LC回路振荡消耗能量，如此不断循环，实现放大信号频率的作用，为了滤除振荡中产生的杂波，运用电容C2、电容C3为滤波电容，滤除信号杂波，其中电容C2、电容C3相对电容C1为低容值，然后再第一种情况下，三极管Q2不导通，振荡后的信号直接经继电器K1接地，此时第二种情况，三极管Q3不导通，三极管Q2导通，继电器K1得点，继电器K1的触点3、5闭合变为触点5、4闭合，因此振荡控制模块输出信号至运放滤波模块内，运放滤波模块运用运放器AR5缓冲信号，起到平滑信号的作用，然后运用电感L2和电容C5、电容C6组成的LC滤波电路滤波后直接输入电源适配器功率补偿端口内，可以直接起到对电源适配器输出电压的补偿作用。
所述比较触发模块具体结构，运放器AR4的同相输入端接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接母线电压采集模块输出端口，运放器AR4的反相输入端接副线电压采集模块输出端口，运放器AR4的输出端接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接电阻R16、电阻R17的一端，电阻R16的另一端接电源+3.3V，电阻R17的另一端接功率控制器输入端口，三极管Q3的集电极接电阻R18、电阻R19的一端，电阻R18的另一端接地，电阻R19的另一端接运放器AR6的同相输入端，运放器AR6的反相输入端接电阻R20、电阻R21的一端，电阻R20的另一端接地，电阻R21的另一端接运放器AR6的输出端和电阻R22的一端；
所述振荡控制模块包括三极管Q1，三极管Q1的基极接母线电压采集模块输出端口和电阻R4-电阻R7的一端以及电阻R15的另一端、电容C1-电容C3的一端，三极管Q1的集电极接电阻R4的另一端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端接电源+5V，三极管Q1的发射极接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端接电阻R5的另一端，运放器AR2的输出端接电容C1的另一端和电容C4的一端，电容C2的另一端接电阻R8的一端，电阻R6-电阻R8的另一端和电容C3的另一端接地，电容C4的另一端接电感L1、电阻R9的一端，电感L1的另一端接地，电阻R9的另一端接继电器K1的触点5，继电器K1的触点1接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电源+5V，继电器K1的触点3接地，继电器K1的触点2接三极管Q2的集电极，三极管Q2的反射极接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接地，三极管Q2的基极接运放器AR4的输出端，继电器K1的触点4接运放滤波模块输入端口。
所述运放滤波模块包括运放器AR5，运放器AR5的同相输入端接继电器K1的触点4，运放器AR5的反相输入端接电感L2、电容C5的一端和电阻R22的另一端以及运放器AR5的输出端口，电感L2的另一端接电容C5的另一端和电阻R23、电容C6的一端，电阻R23的另一端接电阻R24的一端和电容C6的另一端、稳压管D3的负极，稳压管D3的正极接地，电阻R24的另一端接电源适配器电压补偿输入端口。所述母线电压采集模块包括型号为DK61DNA的电压采集器J1，电压采集器J1的电源端接电源+5V，电压采集器J1的接地端接地，电压采集器J1的输出端接稳压管D1的一端和运放器AR1的同相输入端，稳压管D1的另一端接地，运放器AR1的反相输入端接电阻R1、电阻R2的一端，电阻R1的另一端接地，运放器AR1的输出端接电阻R2的另一端和三极管Q1的基极；所述副线电压采集模块包括型号为DK61DNA的电压采集器J2，电压采集器J2的电源端接电源+5V，电压采集器J2的接地端接地，电压采集器J2的输出端接稳压管D2的一端和运放器AR3的同相输入端，稳压管D2的另一端接地，运放器AR3的反相输入端接电阻R12、电阻R13的一端，电阻R12的另一端接地，运放器AR3的输出端接电阻R13的另一端和电阻R14的一端，电阻R14的另一端接运放器AR4的反相输入端。
本发明具体使用时，为了自动调节电源适配器输出功率，首先需要确定需要补偿的电压大小，因此先选用型号为DK61DNA的电压采集器J1、电压采集器J2分别采集电源适配器的母线、副线的电压值，同时电压采集器J1输出信号经稳压管D1，然后通过运放器AR1同相放大，以保证信号强度，同理，电压采集器J2输出信号经稳压管D2，然后通过运放器AR3同相放大，以保证信号强度；
然后比较触发模块运用运放器AR4比较母线电压采集模块和副线电压采集模块输出电压信号，利用两者的比较差值作为三极管Q3、三极管Q2的基极信号，三极管Q3为PNP三极管，为高电平导通，三极管Q2为NPN三极管，为低电平导通，因此利用两个三极管的导通条件不同，形成两种不同的功率调节方式；
一种是当母线电压采集模块和副线电压采集模块输出电压差值过大时，也即是表示副线电压与母线电压相比，电压降低过多，因此此时三极管Q3基极为高电平状态，此时PNP三极管Q3导通，三极管Q3发射极电压相对静态电压为低电平，以低电平经电阻R17分压后直接输入功率控制器内，由功率控制器直接拉升电源适配器输出电压，同时三极管Q3集电极经运放器AR6同相放大后直接输入运放滤波模块内，经电感L2和电容C5、电容C6组成的LC滤波电路滤波后直接输入电源适配器功率补偿端口内，起到对电源适配器输出电压的微补偿作用；
第二种是当母线电压采集模块和副线电压采集模块输出电压差值不大时，通过功率控制器直接调节电源适配器输出的方式不适用，此时三极管Q3不导通，母线电压采集模块输出信号经电容C1-电容C4和电感L1组成的振荡电路对信号振荡，放大信号频率，当电容C1不断充电过程中，此时三极管Q1基极电压逐渐拉升，三极管Q1由导通逐渐截止，当截止时，电容C1放电，此时电容C4和电感L1形成并联LC回路振荡，放大信号频率，由于信号振荡需要消耗能量，因此，随着电容C1放电完成，此时三极管Q1基极电压逐渐降低，直至电容C1开始充电，三极管Q1导通，三极管Q1发大信号电流，同时经运放器AR2同相放大后为电容C1充电，以补充LC回路振荡消耗能量，如此不断循环，实现放大信号频率的作用，为了滤除振荡中产生的杂波，运用电容C2、电容C3为滤波电容，滤除信号杂波，其中电容C2、电容C3相对电容C1为低容值，然后再第一种情况下，三极管Q2不导通，振荡后的信号直接经继电器K1接地，此时第二种情况，三极管Q3不导通，三极管Q2导通，继电器K1得点，继电器K1的触点3、5闭合变为触点5、4闭合，因此振荡控制模块输出信号至运放滤波模块内，运放滤波模块运用运放器AR5缓冲信号，起到平滑信号的作用，然后运用电感L2和电容C5、电容C6组成的LC滤波电路滤波后直接输入电源适配器功率补偿端口内，可以直接起到对电源适配器输出电压的补偿作用。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。
Claims (4)
1.一种电源适配器功率自动调节系统，包括母线电压采集模块、副线电压采集模块和比较触发模块、振荡控制模块以及运放滤波模块，其特征在于，母线电压采集模块采集电源适配器输入的电压值，副线电压采集模块采集电源适配器输出的电压值，比较触发模块比较母线电压采集模块和副线电压采集模块输出信号，并转换为电源适配器内的功率控制器的触发信号，同时触发振荡控制模块中的继电器K1工作，继电器K1控制运放滤波模块输出的补偿信号；
所述比较触发模块包括运放器AR4，运放器AR4的同相输入端接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接母线电压采集模块输出端口，运放器AR4的反相输入端接副线电压采集模块输出端口，运放器AR4的输出端接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接电阻R16、电阻R17的一端，电阻R16的另一端接电源+3.3V，电阻R17的另一端接功率控制器输入端口，三极管Q3的集电极接电阻R18、电阻R19的一端，电阻R18的另一端接地，电阻R19的另一端接运放器AR6的同相输入端，运放器AR6的反相输入端接电阻R20、电阻R21的一端，电阻R20的另一端接地，电阻R21的另一端接运放器AR6的输出端和电阻R22的一端；
所述振荡控制模块包括三极管Q1，三极管Q1的基极接母线电压采集模块输出端口和电阻R4-电阻R7的一端以及电阻R15的另一端、电容C1-电容C3的一端，三极管Q1的集电极接电阻R4的另一端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端接电源+5V，三极管Q1的发射极接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端接电阻R5的另一端，运放器AR2的输出端接电容C1的另一端和电容C4的一端，电容C2的另一端接电阻R8的一端，电阻R6-电阻R8的另一端和电容C3的另一端接地，电容C4的另一端接电感L1、电阻R9的一端，电感L1的另一端接地，电阻R9的另一端接继电器K1的触点5，继电器K1的触点1接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电源+5V，继电器K1的触点3接地，继电器K1的触点2接三极管Q2的集电极，三极管Q2的反射极接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接地，三极管Q2的基极接运放器AR4的输出端，继电器K1的触点4接运放滤波模块输入端口。
2.如权利要求1所述一种电源适配器功率自动调节系统，其特征在于，所述运放滤波模块包括运放器AR5，运放器AR5的同相输入端接继电器K1的触点4，运放器AR5的反相输入端接电感L2、电容C5的一端和电阻R22的另一端以及运放器AR5的输出端口，电感L2的另一端接电容C5的另一端和电阻R23、电容C6的一端，电阻R23的另一端接电阻R24的一端和电容C6的另一端、稳压管D3的负极，稳压管D3的正极接地，电阻R24的另一端接电源适配器电压补偿输入端口。
3.如权利要求1所述一种电源适配器功率自动调节系统，其特征在于，所述母线电压采集模块包括型号为DK61DNA的电压采集器J1，电压采集器J1的电源端接电源+5V，电压采集器J1的接地端接地，电压采集器J1的输出端接稳压管D1的一端和运放器AR1的同相输入端，稳压管D1的另一端接地，运放器AR1的反相输入端接电阻R1、电阻R2的一端，电阻R1的另一端接地，运放器AR1的输出端接电阻R2的另一端和三极管Q1的基极。
4.如权利要求1所述一种电源适配器功率自动调节系统，其特征在于，所述副线电压采集模块包括型号为DK61DNA的电压采集器J2，电压采集器J2的电源端接电源+5V，电压采集器J2的接地端接地，电压采集器J2的输出端接稳压管D2的一端和运放器AR3的同相输入端，稳压管D2的另一端接地，运放器AR3的反相输入端接电阻R12、电阻R13的一端，电阻R12的另一端接地，运放器AR3的输出端接电阻R13的另一端和电阻R14的一端，电阻R14的另一端接运放器AR4的反相输入端。
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| CN117220655A (zh) * | 2023-09-25 | 2023-12-12 | 常州同惠电子股份有限公司 | 一种用于功率设备的功率源自动匹配系统及匹配方法 |
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| CN117220655A (zh) * | 2023-09-25 | 2023-12-12 | 常州同惠电子股份有限公司 | 一种用于功率设备的功率源自动匹配系统及匹配方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210629 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |