CN114123799B - 隔离开关电源电路、控制方法及隔离开关电源 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种隔离开关电源电路、控制方法及隔离开关电源,电路包括PFC模块、正激电源模块以及主控模块,正激电源模块包括变压器,PFC模块包括第一电感,第一电感作为变压器的原边;其中:主控模块,用于采样PFC模块以及正激电源模块的运行参数,生成与运行参数对应的控制信号,并将控制信号分别发送至PFC模块以及正激电源模块;PFC模块,用于接收控制信号,并根据控制信号调节变压器的原边电压;正激电源模块,用于接收控制信号,并根据控制信号输出供电电压。通过将第一电感作为变压器的原边,使得对电路进行简化,在保证电路功能的同时,减少了电路元件,进而降低电路成本。
Description
技术领域
本发明涉及电路控制领域,尤其涉及一种隔离开关电源电路、控制方法及隔离开关电源。
背景技术
隔离开关电源电路拓扑中反激电源一般应用在小功率电源变换场合,而在商用空调中,由于对带载能力要求大,常采用正激电源。正激电源的常见传统的结构主要为在功率因数校正后母线取电,并通过电源IC和高频变压器的正激拓扑实现多路输出;在低电压大电流的系统中,正激电源具有很大的优势。随着数字电源技术的进步,现代家电控制器电源向数字化、高频化、小型化发展,因此,如何减小正激电源的体积以及降低成本是当今行业关注的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种隔离开关电源电路、隔离开关电源方法及隔离开关电源,旨在解决现有技术如何减小正激电源的体积以及降低成本的问题。
为实现上述目的,本发明提供一种隔离开关电源电路,所述电路与供电电源连接,所述电路包括PFC模块、正激电源模块以及主控模块,所述正激电源模块包括变压器,所述PFC模块包括第一电感,所述第一电感作为所述变压器的原边,所述PFC模块的输入端与所述供电电源连接,所述主控模块的输入端分别与所述PFC模块以及所述正激电源模块连接,所述主控模块的输出端分别与所述PFC模块的控制端以及所述正激电源模块的控制端连接;其中:
所述主控模块,用于采样所述PFC模块以及所述正激电源模块的运行参数,生成与所述运行参数对应的控制信号,并将所述控制信号分别发送至所述PFC模块以及所述正激电源模块;
所述PFC模块,用于接收所述控制信号,并根据所述控制信号调节所述变压器的原边电压;
所述正激电源模块,用于接收所述控制信号,并根据所述控制信号输出供电电压。
可选地,所述PFC模块包括第一二极管、第一开关管、以及第一电容;其中:
所述第一电感的第一端与所述供电电源的正极连接,所述第一电感的第二端与所述第一二极管的正极连接,所述第一二极管的负极通过所述第一电容接地,所述第一电感的第二端还与所述开关管的输入端连接,所述开关管的输出端接地,所述开关管的控制端作为所述PFC模块的控制端。
可选地,所述正激电源模块包括第二开关管、第二二极管、第二电感以及第二电容,其中:
所述第二开关管的输入端与所述变压器副边的第一端连接,所述第二开关管的输出端与所述第二二极管的负极连接,所述第二二极管的正极与所述变压器副边的第二端连接,所述第二开关管的输出端还与所述第二电感的第一端连接,所述第二电感的第二端作为所述正激电源模块的输出端,所述第二电感的第二端还通过所述第二电容与所述变压器副边的第二端连接。
可选地,所述运行参数包括所述功率因数校正模块的当前母线电压、PFC电流以及所述正激电源模块的当前输出电压;所述主控模块包括占空比计算单元以及驱动单元,所述占空比计算单元的输入端分别与所述正激电源模块的输出端以及所述功率因数校正模块连接,所述占空比计算单元的输出端与所述驱动单元的输入端连接,所述驱动单元的输出端作为所述主控模块的输出端;其中:
所述占空比计算单元,用于根据所述当前母线电压、所述PFC电流以及所述当前输出电压得到所述控制信号的占空比,并将所述占空比发送至所述驱动单元;
所述驱动单元,用于根据所述占空比生成所述控制信号,并将所述控制信号分别发送至所述PFC模块以及所述正激电源模块。
可选地,所述占空比计算单元包括第一电压调节器、第二电压调节器、电流检测单元、加法器、除法器以及比较器;所述第一电压调节器的输入端与所述功率因数校正模块的输出端连接,所述第二电压调节器的输入端与所述正激电源模块的输出端连接,所述加法器的输入端分别与所述第一电压调节器的输出端以及所述第二电压调节器的输出端连接,所述除法器的输入端分别与所述加法器的输出端以及所述电流检测单元的输出端连接,所述电流检测单元的输入端与地连接,所述比较器的输入端分别与所述除法器的输出端以及所述供电电源连接,所述比较器的输出端作为所述占空比计算单元的输出端;其中:
所述第一电压调节器,用于对预设母线电压以及所述当前母线电压进行比较得到第一误差电压,并将所述第一误差电压发送至所述加法器;
所述第二电压调节器,用于对预设输出电压以及所述当前输出电压进行比较得到第二误差电压,并将所述第二误差电压发送至所述加法器;
所述加法器,用于计算所述第一误差电压以及所述第二误差电压之和得到参考电压,并将所述参考电压发送至所述除法器;
所述电流检测单元,用于检测PFC电流,并根据所述PFC电流得到检测电压,将所述检测电压发送至所述除法器;
所述除法器,用于根据所述参考电压以及所述检测电压得到补偿电压,并将所述补偿电压发送至所述比较器;
所述比较器,用于获取载波电压,根据所述载波电压以及所述补偿电压生成所述占空比,并将所述占空比发送至所述驱动单元。
此外,为实现上述目的,本发明还提供一种隔离开关电源方法,所述方法应用于如上所述的隔离开关电源电路,所述方法包括:
通过所述主控模块采样所述PFC模块以及所述正激电源模块的运行参数,生成与所述运行参数对应的控制信号,并将所述控制信号分别发送至所述PFC模块以及所述正激电源模块;
通过所述PFC模块接收所述控制信号,并根据所述控制信号调节所述变压器的原边电压;
通过所述正激电源模块接收所述控制信号,并根据所述控制信号输出供电电压。
可选地,所述运行参数包括:所述功率因数校正模块的当前母线电压、PFC电流以及所述正激电源模块的当前输出电压;所述生成与所述运行参数对应的控制信号包括:
根据所述当前母线电压、所述PFC电流以及所述当前输出电压得到所述控制信号的占空比;
根据所述占空比生成所述控制信号。
可选地,所述根据所述当前母线电压、所述PFC电流以及所述当前输出电压得到所述控制信号的占空比包括:
对预设母线电压以及所述当前母线电压进行比较得到第一误差电压,并对预设输出电压以及所述当前输出电压进行比较得到第二误差电压;
计算所述第一误差电压以及所述第二误差电压之和得到参考电压;
根据所述PFC电流得到检测电压;
根据所述参考电压以及所述检测电压得到补偿电压;
获取载波电压,根据所述载波电压以及所述补偿电压生成所述占空比。
可选地,所述通过所述主控模块采样所述PFC模块以及所述正激电源模块的运行参数包括:
通过所述主控模块获取当前系统时间,并获取当前系统时间与上一次采样时间的时间差值;
通过所述主控模块判断所述时间差值是否大于或等于预设采样间隔;
若所述时间差值大于或等于所述预设采样间隔,则通过所述主控模块采样所述PFC模块以及所述正激电源模块的运行参数。
此外,为实现上述目的,本发明还提供一种隔离开关电源,所述电源包括供电电源以及如上所述的隔离开关电源电路,所述隔离开关电源电路与所述供电电源连接。
本发明提出的一种隔离开关电源电路、控制方法及隔离开关电源,所述电路与供电电源连接,所述电路包括PFC模块、正激电源模块以及主控模块,所述正激电源模块包括变压器,所述PFC模块包括第一电感,所述第一电感作为所述变压器的原边,所述PFC模块的输入端与所述供电电源连接,所述主控模块的输入端分别与所述PFC模块以及所述正激电源模块连接,所述主控模块的输出端分别与所述PFC模块的控制端以及所述正激电源模块的控制端连接;其中:所述主控模块,用于采样所述PFC模块以及所述正激电源模块的运行参数,生成与所述运行参数对应的控制信号,并将所述控制信号分别发送至所述PFC模块以及所述正激电源模块;所述PFC模块,用于接收所述控制信号,并根据所述控制信号调节所述变压器的原边电压;所述正激电源模块,用于接收所述控制信号,并根据所述控制信号输出供电电压。通过将第一电感作为变压器的原边,使得对电路进行简化,在保证电路功能的同时,减少了电路元件,进而能够减少用于构造该电路的PCB的面积,以及降低电路成本。
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的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明隔离开关电源电路一实施例的功能模块图;
图2为本发明隔离开关电源电路应用在图1实施例中的电路结构图;
图3为本发明隔离开关电源控制方法中步骤S10的整体流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
附图标号说明:
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
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,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种隔离开关电源电路,应用于隔离开关电源中,请参见图1,图1为本发明隔离开关电源电路一实施例的功能模块图。在该实施例中,所述电路与供电电源连接,所述电路包括PFC模块100、正激电源模块200以及主控模块300,所述正激电源模块200包括变压器T1,所述PFC模块100包括第一电感L1,所述第一电感L1作为所述变压器T1的原边,所述PFC模块100的输入端与所述供电电源连接,所述主控模块300的输入端分别与所述PFC模块100以及所述正激电源模块200连接,所述主控模块300的输出端分别与所述PFC模块100的控制端以及所述正激电源模块200的控制端连接;其中:
所述主控模块300,用于采样所述PFC模块100以及所述正激电源模块200的运行参数,生成与所述运行参数对应的控制信号,并将所述控制信号分别发送至所述PFC模块100以及所述正激电源模块200;
所述PFC模块100,用于接收所述控制信号,并根据所述控制信号调节所述变压器T1的原边电压;
PFC模块100用于解决因容性负载导致电流波形严重畸变而产生的电磁干扰和电磁兼容问题。需要说明的是,PFC模块100可以为升压型Boost、降压型Buck、升降压型Buck-Boost,升压型PFC模块100的PFC电流完全连续、可获得很高的功率因数、容易调节、驱动简单、对输入电压变化适应性强但是输出电压比较高,且不能利用开关管实现输出短路保护;降压型PFC模块100电压应力较小;当后级短路时,可以利用开关管实现输出短路保护,但是输出电压较低,在相同功率等级时,后级变换器电流应力较大,驱动较复杂;升降压型PFC模块100在整个输入正弦周期都可以连续工作、输出电压选择范围较大、利用开关管可实现输出短路保护,但是开关管的电压应力较大、峰值电流较大、驱动比较复杂;需要说明的是,在实际应用过程中可根据实际应用场景以及需要选择合适类型的PFC模块100,在此不进行限制;
所述正激电源模块200,用于接收所述控制信号,并根据所述控制信号输出供电电压。
本实施例通过将第一电感L1作为变压器T1的原边,使得对电路进行简化,在保证电路功能的同时,减少了电路元件,进而能够减少用于构造该电路的PCB的面积,以及降低电路成本。
进一步地,参见图2,所述PFC模块100还包括第一二极管D1、第一开关管Q1、以及第一电容C1;其中:
所述第一电感L1的第一端与所述供电电源的正极连接,所述第一电感L1的第二端与所述第一二极管D1的正极连接,所述第一二极管D1的负极通过所述第一电容C1接地,所述第一电感L1的第二端还与所述开关管的输入端连接,所述开关管的输出端接地,所述开关管的控制端作为所述PFC模块100的控制端。
本实施例中的PFC模块100为升压型PFC电路。本实施例中的第一开关管Q1可以为但不限于MOS管或三极管;当第一开关管Q1为MOS管时,第一开关管Q1的控制端为MOS管的栅极,第一开关管Q1的输入端为MOS管的源极,第一开关管Q1的输出端为MOS管的漏极。
主控模块300通过控制第一开关管Q1的通断将电能从变压器T1的原边传输到变压器T1的副边;当第一开关管Q1导通时,第一电感L1即变压器T1的原边接地,此时第一二极管D1截止,第一电感L1开始储能,同时在储能过程中,将积蓄的电能传输至变压器T1的副边;当第一开关管Q1截止时,第一二极管D1导通,第一电感L1通过第一二极管D1连接至第一电容C1,此时,第一电感L1与供电电源同时供电,第一电感L1继续向变压器T1副边传输电能,第一电容C1开始充电。进一步地,在其他的实施例中,可以与第一电容C1再并联上变压器T1与正激模块给负载供电,以拓展供电类型,如将不同的正激模块的输出设置不同的输出电压,如设置一个电感与开关管串联后在与第一电容C1并联,第一开关管Q1的控制端与主控模块300的输出端连接,同样,电感作为变压器T1的原边,变压器T1的副边并联一个正激模块,正激模块输出端与负载连接。
需要说明的是,第一电容C1还可以作为另一路输出与负载连接,如与第一电容C1再并联上变压器T1与正激模块给负载供电。
本实施例能够在共用第一电感L1的基础上,合理地实现变压以及功率因数校正的功能。
进一步地,所述正激电源模块200包括第二开关管Q2、第二二极管D2、第二电感L2以及第二电容C2,其中:
所述第二开关管Q2的输入端与所述变压器T1副边的第一端连接,所述第二开关管Q2的输出端与所述第二二极管D2的负极连接,所述第二二极管D2的正极与所述变压器T1副边的第二端连接,所述第二开关管Q2的输出端还与所述第二电感L2的第一端连接,所述第二电感L2的第二端作为所述正激电源模块200的输出端,所述第二电感L2的第二端还通过所述第二电容C2与所述变压器T1副边的第二端连接。变压器T1副边的第一端与第一电感L1的第一端互为同名端。
本实施例将正激电源模块200中原本用于整流的二极管替换为通态电阻极低的第二开关管Q2,从而使得能够减小电路损耗,提高电路效率,具体地本实施例中的第二开关管Q2为MOS管,第二开关管Q2的控制端为MOS管的栅极,第二开关管Q2的输入端为MOS管的源极,第二开关管Q2的输出端为MOS管的漏极。
需要说明的是,本实施例中的第二开关管Q2与第一开关管Q1的开关状态同步,即第一开关管Q1与第二开关管Q2接收相同的控制信号,保持同时导通且同时关断。
当第一开关管Q1导通时,供电电源为第一电感L1供电,第一电感L1两端电压上正下负,通过变压器T1传递到副边,由于第一开关管Q1与第二开关管Q2同步,此时,第二开关管Q2导通,第二电感L2以及第二电容C2开始储能;当第一开关管Q1关断时,供电电源以及第一电感L1向第一电容C1充电,第一电感L1两端电压上负下正,此时,第二开关管Q2关断,第二电感L2以及第二电容C2放电。
进一步地,所述运行参数包括所述功率因数校正模块的当前母线电压、PFC电流以及所述正激电源模块200的当前输出电压;所述主控模块300包括占空比计算单元310以及驱动单元320,所述占空比计算单元310的输入端分别与所述正激电源模块200的输出端以及所述功率因数校正模块连接,所述占空比计算单元310的输出端与所述驱动单元320的输入端连接,所述驱动单元320的输出端作为所述主控模块300的输出端;其中:
所述占空比计算单元310,用于根据所述当前母线电压、所述PFC电流以及所述当前输出电压得到所述控制信号的占空比,并将所述占空比发送至所述驱动单元320;
所述驱动单元320,用于根据所述占空比生成所述控制信号,并将所述控制信号分别发送至所述PFC模块100以及所述正激电源模块200。
包含当前母线电压、PFC电流以及当前输出电压的运行参数能够反映电路的当前运行状态,根据电路的当前运行状态即可生成需要对电路进行控制的控制信号的占空比。控制信号为PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)信号,因此通过计算控制信号的占空比即可根据占空比生成控制信号。
进一步地,所述占空比计算单元310包括第一电压调节器、第二电压调节器、电流检测单元、加法器、除法器以及比较器;所述第一电压调节器的输入端与所述功率因数校正模块的输出端连接,所述第二电压调节器的输入端与所述正激电源模块200的输出端连接,所述加法器的输入端分别与所述第一电压调节器的输出端以及所述第二电压调节器的输出端连接,所述除法器的输入端分别与所述加法器的输出端以及所述电流检测单元的输出端连接,所述电流检测单元的输入端与地连接,所述比较器的输入端分别与所述除法器的输出端以及所述供电电源连接,所述比较器的输出端作为所述占空比计算单元310的输出端;其中:
所述第一电压调节器311,用于对预设母线电压以及所述当前母线电压进行比较得到第一误差电压,并将所述第一误差电压发送至所述加法器313;
预设母线电压为电路运行时所需要的理想母线电压,通过对预设母线电压以及当前母线电压进行比较即可得到,当前电路中的母线电压与理想母线电压之间的差异,根据该差异生成第一误差电压;第一误差电压用于表征当前母线电压与预设母线电压之间的差异。
所述第二电压调节器312,用于对预设输出电压以及所述当前输出电压进行比较得到第二误差电压,并将所述第二误差电压发送至所述加法器313;
预设输出电压为电路运行时所需要的理想输出电压,通过对预设输出电压以及当前输出电压进行比较即可得到,当前电路中的输出电压与理想输出电压之间的差异,根据该差异生成第二误差电压;第二误差电压用于表征当前输出电压与预设输出电压之间的差异。
所述加法器313,用于计算所述第一误差电压以及所述第二误差电压之和得到参考电压,并将所述参考电压发送至所述除法器314;
参考电压用以表征当前电路需要进行调整的电压量;第一误差电压以及第二误差电压之和为当前电路电压的总电压误差,即参考电压。
所述电流检测单元,用于检测PFC电流,并根据所述PFC电流得到检测电压,将所述检测电压发送至所述除法器314;
具体地,电流检测单元中包括电流检测电阻,电流检测电阻连接与地线上,通过但不限于电流互感器等电流检测器件来得到PFC电流;根据欧姆定律,通过PFC电流与电流检测电阻即可得到电流检测电阻两端的电压,即检测电压,检测电压用于表征当前提供的电压值。
所述除法器314,用于根据所述参考电压以及所述检测电压得到补偿电压,并将所述补偿电压发送至所述比较器315;
根据参考电压以及检测电压即可得到需要输出的电压值,即补偿电压。
所述比较器315,用于获取载波电压,根据所述载波电压以及所述补偿电压生成所述占空比,并将所述占空比发送至所述驱动单元320。
本实施例中的载波电压为三角波;通过比较载波电压与补偿电压即可得到与补偿电压对应的占空比。
此外,本发明还保护一种补偿电压隔离开关电源方法,所述方法应用于隔离开关电源电路,该隔离开关电源电路的结构可参照上述实施例,在此不再赘述。理所应当地,由于本实施例的隔离开关电源方法采用了上述隔离开关电源电路的技术方案,因此该隔离开关电源方法具有上述隔离开关电源电路所有的有益效果;所述方法包括:
步骤S10,通过所述主控模块采样所述PFC模块以及所述正激电源模块的运行参数,生成与所述运行参数对应的控制信号,并将所述控制信号分别发送至所述PFC模块以及所述正激电源模块;
步骤S20,通过所述PFC模块接收所述控制信号,并根据所述控制信号调节所述变压器的原边电压;
步骤S30,通过所述正激电源模块接收所述控制信号,并根据所述控制信号输出供电电压。
本实施例通过将第一电感作为变压器的原边,使得对电路进行简化,在保证电路功能的同时,减少了电路元件,进而能够减少用于构造该电路的PCB的面积,以及降低电路成本。
进一步地,所述运行参数包括:所述功率因数校正模块的当前母线电压、PFC电流以及所述正激电源模块的当前输出电压;所述步骤S10包括:
步骤S11,根据所述当前母线电压、所述PFC电流以及所述当前输出电压得到所述控制信号的占空比;
步骤S12,根据所述占空比生成所述控制信号。
包含当前母线电压、PFC电流以及当前输出电压的运行参数能够反映电路的当前运行状态,根据电路的当前运行状态即可生成需要对电路进行控制的控制信号的占空比。
进一步地,所述步骤S11包括:
步骤S111,对预设母线电压以及所述当前母线电压进行比较得到第一误差电压,并对预设输出电压以及所述当前输出电压进行比较得到第二误差电压;
步骤S112,计算所述第一误差电压以及所述第二误差电压之和得到参考电压;
步骤S113,根据所述PFC电流得到检测电压;
步骤S114,根据所述参考电压以及所述检测电压得到补偿电压;
步骤S115,获取载波电压,根据所述载波电压以及所述补偿电压生成所述占空比。
预设母线电压为电路运行时所需要的理想母线电压,通过对预设母线电压以及当前母线电压进行比较即可得到,当前电路中的母线电压与理想母线电压之间的差异,根据该差异生成第一误差电压;第一误差电压用于表征当前母线电压与预设母线电压之间的差异。
预设输出电压为电路运行时所需要的理想输出电压,通过对预设输出电压以及当前输出电压进行比较即可得到,当前电路中的输出电压与理想输出电压之间的差异,根据该差异生成第二误差电压;第二误差电压用于表征当前输出电压与预设输出电压之间的差异。参考电压用以表征当前电路需要进行调整的电压量第一误差电压以及第二误差电压之和为当前电路电压的总电压误差,即参考电压。
具体地,电流检测单元中包括电流检测电阻,电流检测电阻连接与地线上,通过但不限于电流互感器等电流检测器件来得到PFC电流;根据欧姆定律,通过PFC电流与电流检测电阻即可得到电流检测电阻两端的电压,即检测电压,检测电压用于表征当前提供的电压值。
根据参考电压以及检测电压即可得到需要输出的电压值,即补偿电压。
本实施例中的载波电压为三角波;通过比较载波电压与补偿电压即可得到与补偿电压对应的占空比。
进一步地,参见图3,所述步骤S10包括:
步骤S13,通过所述主控模块获取当前系统时间,并获取当前系统时间与上一次采样时间的时间差值;
步骤S14,通过所述主控模块判断所述时间差值是否大于或等于预设采样间隔;
步骤S15,若所述时间差值大于或等于所述预设采样间隔,则通过所述主控模块采样所述PFC模块以及所述正激电源模块的运行参数。
当时间差值小于所述预设采样间隔,则保持以当前占空比生成控制信号。
预设采样间隔为PFC电路的采样间隔,当时间差值大于或等于所述预设采样间隔,则获取电路的运行参数,即当前母线电压、当前输出电压以及PFC电流,具体地,可通过设置一个定时器来触发A/D采样;进而根据当前母线电压、当前输出电压以及PFC电流计算得到控制信号的占空比;通过调节控制信号中的占空比大小调节输出电压的数值;同时将占空比更新到比较寄存器,并根据占空比生成控制信号,并将控制信号发送至第一开关管以及第二开关管。每间隔预设采样间隔,触发对运行参数的采样,使输出电压不断稳定地在预设电压输出。
本方法应用于隔离开关电源电路,该隔离开关电源电路的结构可参照上述实施例,在此不再赘述。其实现过程与前述结构实施例一致,可以参照执行。
本发明还保护一种隔离开关电源,该隔离开关电源包括隔离开关电源电路,该隔离开关电源电路的结构可参照上述实施例,在此不再赘述。理所应当地,由于本实施例的隔离开关电源采用了上述隔离开关电源电路的技术方案,因此该隔离开关电源具有上述隔离开关电源电路所有的有益效果。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个......”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种隔离开关电源电路,其特征在于,所述电路与供电电源连接,所述电路包括PFC模块、正激电源模块以及主控模块,所述正激电源模块包括变压器,所述PFC模块包括第一电感,所述第一电感作为所述变压器的原边,所述PFC模块的输入端与所述供电电源连接,所述主控模块的输入端分别与所述PFC模块以及所述正激电源模块连接,所述主控模块的输出端分别与所述PFC模块的控制端以及所述正激电源模块的控制端连接;其中:
所述主控模块,用于采样所述PFC模块以及所述正激电源模块的运行参数,生成与所述运行参数对应的控制信号,并将所述控制信号分别发送至所述PFC模块以及所述正激电源模块;
所述PFC模块,用于接收所述控制信号,并根据所述控制信号调节所述变压器的原边电压;
所述正激电源模块,用于接收所述控制信号,并根据所述控制信号输出供电电压;
所述PFC模块包括第一二极管、第一开关管、以及第一电容;其中:
所述第一电感的第一端与所述供电电源的正极连接,所述第一电感的第二端与所述第一二极管的正极连接,所述第一二极管的负极通过所述第一电容进行接地,所述第一电感的第二端还与所述开关管的输入端连接,所述开关管的输出端接地,所述开关管的控制端作为所述PFC模块的控制端;
所述正激电源模块包括第二开关管、第二二极管、第二电感以及第二电容,其中:
所述第二开关管的输入端与所述变压器副边的第一端连接,所述第二开关管的输出端与所述第二二极管的负极连接,所述第二二极管的正极与所述变压器副边的第二端连接,所述第二开关管的输出端还与所述第二电感的第一端连接,所述第二电感的第二端作为所述正激电源模块的输出端,所述第二电感的第二端还通过所述第二电容与所述变压器副边的第二端连接;
所述运行参数包括所述PFC模块的当前母线电压、PFC电流以及所述正激电源模块的当前输出电压;所述主控模块包括占空比计算单元以及驱动单元,所述占空比计算单元的输入端分别与所述正激电源模块的输出端以及所述PFC模块连接,所述占空比计算单元的输出端与所述驱动单元的输入端连接,所述驱动单元的输出端作为所述主控模块的输出端;其中:
所述占空比计算单元,用于根据所述当前母线电压、所述PFC电流以及所述当前输出电压得到所述控制信号的占空比,并将所述占空比发送至所述驱动单元;
所述驱动单元,用于根据所述占空比生成所述控制信号,并将所述控制信号分别发送至所述PFC模块以及所述正激电源模块。
2.如权利要求1所述的隔离开关电源电路,其特征在于,所述占空比计算单元包括第一电压调节器、第二电压调节器、电流检测单元、加法器、除法器以及比较器;所述第一电压调节器的输入端与所述PFC模块的输出端连接,所述第二电压调节器的输入端与所述正激电源模块的输出端连接,所述加法器的输入端分别与所述第一电压调节器的输出端以及所述第二电压调节器的输出端连接,所述除法器的输入端分别与所述加法器的输出端以及所述电流检测单元的输出端连接,所述电流检测单元的输入端与地连接,所述比较器的输入端分别与所述除法器的输出端以及所述供电电源连接,所述比较器的输出端作为所述占空比计算单元的输出端;其中:
所述第一电压调节器,用于对预设母线电压以及所述当前母线电压进行比较得到第一误差电压,并将所述第一误差电压发送至所述加法器;
所述第二电压调节器,用于对预设输出电压以及所述当前输出电压进行比较得到第二误差电压,并将所述第二误差电压发送至所述加法器;
所述加法器,用于计算所述第一误差电压以及所述第二误差电压之和得到参考电压,并将所述参考电压发送至所述除法器;
所述电流检测单元,用于检测PFC电流,并根据所述PFC电流得到检测电压,将所述检测电压发送至所述除法器;
所述除法器,用于根据所述参考电压以及所述检测电压得到补偿电压,并将所述补偿电压发送至所述比较器;
所述比较器,用于获取载波电压,根据所述载波电压以及所述补偿电压生成所述占空比,并将所述占空比发送至所述驱动单元。
3.一种隔离开关电源控制方法,其特征在于,所述隔离开关电源控制方法应用于如权利要求1或2所述的隔离开关电源电路,所述方法包括:
通过所述主控模块采样所述PFC模块以及所述正激电源模块的运行参数,生成与所述运行参数对应的控制信号,并将所述控制信号分别发送至所述PFC模块以及所述正激电源模块;
通过所述PFC模块接收所述控制信号,并根据所述控制信号调节所述变压器的原边电压;
通过所述正激电源模块接收所述控制信号,并根据所述控制信号输出供电电压。
4.如权利要求3所述的隔离开关电源控制方法,其特征在于,所述运行参数包括:所述PFC模块的当前母线电压、PFC电流以及所述正激电源模块的当前输出电压;所述生成与所述运行参数对应的控制信号包括:
根据所述当前母线电压、所述PFC电流以及所述当前输出电压得到所述控制信号的占空比;
根据所述占空比生成所述控制信号。
5.如权利要求4所述的隔离开关电源控制方法,其特征在于,所述根据所述当前母线电压、所述PFC电流以及所述当前输出电压得到所述控制信号的占空比包括:
对预设母线电压以及所述当前母线电压进行比较得到第一误差电压,并对预设输出电压以及所述当前输出电压进行比较得到第二误差电压;
计算所述第一误差电压以及所述第二误差电压之和得到参考电压;
根据所述PFC电流得到检测电压;
根据所述参考电压以及所述检测电压得到补偿电压;
获取载波电压,根据所述载波电压以及所述补偿电压生成所述占空比。
6.如权利要求3所述的隔离开关电源控制方法,其特征在于,所述通过所述主控模块采样所述PFC模块以及所述正激电源模块的运行参数包括:
通过所述主控模块获取当前系统时间,并获取当前系统时间与上一次采样时间的时间差值;
通过所述主控模块判断所述时间差值是否大于或等于预设采样间隔;
若所述时间差值大于或等于所述预设采样间隔,则通过所述主控模块采样所述PFC模块以及所述正激电源模块的运行参数。
7.一种隔离开关电源,其特征在于,所述电源包括供电电源以及如权利要求1或2所述的隔离开关电源电路,所述隔离开关电源电路与所述供电电源连接。
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