CN114552992A - 一种直流电源系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流电源系统及控制方法，其中直流电源系统包括功率矫正模块，包括：电压检测单元、驱动控制单元、功率信号输出单元和分压检测单元；所述功率矫正模块通过电压检测单元对所述信号处理电路的升压整流电路输出的电压检测，以及通过分压检测单元对所述信号处理电路的分压检测电路的分压检测，双重确定信号处理电路输出的电压值为400V，减少谐波的产生；直流电源系统还包括电源主控模块，包括：供电单元、启动单元、振荡驱动单元、外部电压反馈单元和电流采样控制单元；所述电源主控模块通过控制输出采样模块的驱动电路中的MOS管的导通时间，调节输出采样模块的变压器的输出电压，精准控制电流值和电压值的输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种直流电源技术领域，具体为一种直流电源系统及控制方法。
背景技术
直流电源是一种能量转换装置，它把其他形式的能量转换为电能供给电路，以维持电流的稳恒流动，在直流电源的电路设计过程中，需要对市电输入的交流信号转换为直流信号，但是在电路处理输出电压或输出电流时，又存在交流信号的输入，所以需要多次的对交流信号进行处理，现在的直流电源技术存在着如下的问题：
直流电源输出的直流信号带有不同程度幅度的谐波，使得输出的直流信号不是平滑的直线；
直流电源输出电压或输出电流时，存在一定的误差，导致对负载供电后，导致电压或电流过大或过小对负载造成烧毁或功率输出不足；
当多台直流电源同时工作时，功率输出不稳定，有效功率输出不足，降低了用电效率。
现有技术已经不能满足现阶段人们的需求，基于现状，急需对现有技术进行改革。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直流电源系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提供如下技术方案一种直流电源系统，包括：
电源主控模块，用于对其他模块或电路供电、驱动三极管VT2和MOS管Q2，并控制MOS管Q2的导通时间，调节变压器的输出电压，并接收电压采样电路和电流采样电路反馈回来的电压和电流；
信号处理电路，用于对输入的交流电进行多级整流处理和滤波处理，并保持输出的电压为400V直流电压；
功率矫正模块；用于对升压整流电路的输出电压和分压检测电路的分压进行检测，并驱动三极管VT1和MOS管Q1，并通过控制MOS管Q1的导通时间，调节升压整流电路的输出电压为400V，减少谐波的产生；
控制电路，输入端耦接功率矫正模块，输出端耦接电源主控模块，功率矫正模块只有正常工作时，所述控制电路才缓慢启动电源主控模块，电源主控模块才能正常工作，若功率矫正模块工作不正常，控制电路不允许电源主控模块正常工作；
输出采样模块，用于对信号处理电路输出的信号进一步整流滤波处理，并设置电流采样点，通过电流采样电路将采集的电流值与设定值比较后反馈到电源主控模块，输出电压采样电路，将采集的电压值与设定值比较后反馈到电源主控模块。
作为一个实施例，在本发明所述的直流电源系统，所述电源主控模块包括：供电单元、启动单元、振荡驱动单元、外部电压反馈单元和电流采样控制单元；
所述功率矫正模块包括：电压检测单元、驱动控制单元、功率信号输出单元和分压检测单元；
所述控制电路包括：三极管Q4、三极管Q3、充电电容C12、二极管D6、二极管D15；
当功率矫正模块工作正常时，会通过功率信号输出单元输出一个高电平信号，该高电平信号通过所述电阻R55加载到三极管Q4的基极，高电平信号导通三极管Q4，且三极管Q3关断，电源主控模块的供电单元给充电电容C12开始充电，实现了电源主控模块的缓启动，电源主控模块的缓启动能够避免后续电路中驱动电路的三极管Q2占空比过大导致烧坏，且有效防止了输出采样模块中的变压器电流过大形成饱和后导致闸机。
作为一个实施例，在本发明所述的直流电源系统，所述信号处理电路包括：一级滤波电路、二级滤波电路、泄放电路、三级滤波电路、初级整流电路、升压整流电路、分压检测电路和驱动电路；
所述一级滤波电路输入端加载交流信号，且输出端耦接二级滤波电路，所述二级滤波电路通过泄放电路并联耦接电源外壳和地，且泄放电路输出端耦接三级滤波电路；
所述泄放电路具有两路，其中一路包括并联连接的电容CY1和电容CY4,且电容CY1和电容CY4共同耦接电源外壳，另一路包括并联连接的电容CY2和电容CY3,且电容CY2和电容CY3共同耦接地，电容CY1和电容CY4耦接电源外壳能够有效避免电源外壳外部的磁性干扰对电源内部信号的影响，所述泄放电路还包括一泄放电阻R1D和一电容CX2，所述泄放电阻R1D通过对电容CX2进行放电,避免电流过大导致触电带来损伤；
作为一个实施例，在本发明所述的直流电源系统，所述输出采样模块包括：RCD吸收电路、变压器、次级整流电路、四级滤波电路、驱动电路、电流采样电路、电压采样电路、第一比较器和第二比较器，输出采样模块用于对信号处理电路输出的信号进一步的处理，并设置电流采样点，和输出电压采样信号分别对输出端的电流和电压采样。
另一方面，本发明还提供如下另一技术方案，一种直流电源控制方法，步骤包括：
首先通过功率矫正模块的电压检测单元对升压电感的输出进行电压检测，确定升压电感输出的电压值；
再通过分压检测单元对分压检测电路的分压进行电压检测，确定信号处理电路的电压值；
只有升压电感输出的电压值和信号处理电路的电压值均为400V时，功率矫正模块输出高电平信号加载到控制电路，并通过控制电路控制电源主控模块缓启动工作；当信号处理电路输出的电压值不是400V时，无论功率矫正模块是对大于400V降压的调节过程，还是对小于400V升压的调节过程，功率矫正模块都输出低电平，并通过控制电路控制电源主控模块无功率输出，不进行工作；
最后，电源主控模块通过电流采样电路和电压采样电路分别对电流和电压采样，并将采样的电流值、电压值与设定值比较后，精准控制电流与电压的输出。
本发明所述的直流电源系统，具有如下技术效果：
(1)通过功率矫正模块的电压检测单元对升压电感输出的电压检测，以及功率矫正模块的分压检测单元对分压检测电路的分压检测，双重确定升压电感输出的电压值为400V，有效避免了直流电源输出信号带有谐波；
(2)通过信号处理电路多次对交流信号进行整流和滤波处理，滤除了掺杂的毛刺谐波，且能够输出平滑的正弦波；
(3)电流采样电路采样的电流和电压采样电路采样的电压与单片机设定的电流和电压进行比较后，通过电源主控模块接收电流采样电路反馈的电流值以及对电压采样电路反馈的电压值，精准控制输出电流值和电压值，解决了输出误差的问题；
(4)控制电路输入端耦接功率矫正模块，输出端耦接电源主控模块，功率矫正模块只有正常工作时，所述控制电路才缓慢启动电源主控模块，电源主控模块才能正常工作，若功率矫正模块工作不正常，控制电路不允许电源主控模块正常工作，当多台直流电源同时工作时，若存在直流电源的功率矫正模块输出的电压无法满足400V，该直流电源的控制电路控制电源主控模块直接无法功率输出，不进行工作，有效提高了用电效率。
附图说明
图1为本发明直流电源系统整体结构框图示意图；
图2为本发明直流电源系统控制电路示意图；
图3为本发明直流电源系统信号处理电路示意图；
图4为本发明直流电源系统输出采样模块的电路示意图；
图5为本发明直流电源系统信号处理电路输出的电压在400V附近的谐波示意图；
图6为本发明直流电源控制方法流程图。
具体实施方式
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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的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他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1，一方面，在本发明所述的较佳实施方式中，直流电源系统，包括：电源主控模块、功率矫正模块、控制电路、信号处理电路和输出采样模块；
电源主控模块用于对其他模块或电路供电、驱动三极管VT2和MOS管Q2，并控制MOS管Q2的导通时间，调节变压器的输出电压，并接收电压采样电路和电流采样电路反馈回来的电压和电流；
信号处理电路用于对输入的交流电进行多级整流处理和滤波处理，并保持输出的电压为400V直流电压；
功率矫正模块用于对升压整流电路的输出电压和分压检测电路的分压进行检测，并驱动三极管VT1和MOS管Q1，并通过控制MOS管Q1的导通时间，调节升压整流电路的输出电压为400V，减少谐波的产生；
控制电路输入端耦接功率矫正模块，输出端耦接电源主控模块，功率矫正模块只有正常工作时，所述控制电路才缓慢启动电源主控模块，电源主控模块才能正常工作，若功率矫正模块工作不正常，控制电路不允许电源主控模块正常工作；
输出采样模块用于对信号处理电路输出的信号进一步整流滤波处理，并设置电流采样点，通过电流采样电路将采集的电流值与设定值比较后反馈到电源主控模块，输出电压采样电路，将采集的电压值与设定值比较后反馈到电源主控模块。
进一步讲，在本实施例中，所述电源主控模块包括：供电单元、启动单元、振荡驱动单元、外部电压反馈单元和电流采样控制单元；
进一步讲，在本实施例中，所述功率矫正模块包括：电压检测单元、驱动控制单元、功率信号输出单元和分压检测单元；
参考图2，进一步讲，在本实施例中，所述控制电路包括：三极管Q4、三极管Q3、充电电容C12、二极管D6、二极管D15；为了便于理解所述控制电路，控制电路的具体耦接方式和带来的技术效果如下：所述三极管Q4的基极通过电阻R55耦接到功率信号输出单元，且三极管Q4的集电极一路通过耦接二极管D15、电阻R3耦接到电源主控模的供电单元，且三极管Q4的集电极另一路耦接到三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极耦接充电电容C12，所述充电电容C12还耦接到电源主控模块的启动单元，且充电电容C12的另一端、三极管Q4、三极管Q3均耦接到地；当功率矫正模块工作正常时，会通过功率信号输出单元输出一个高电平信号，该高电平信号通过所述电阻R55加载到三极管Q4的基极，高电平信号导通三极管Q4，且三极管Q3关断，电源主控模块的供电单元给充电电容C12开始充电，实现了电源主控模块的缓启动，电源主控模块才可以正常工作；电源主控模块的缓启动能够避免后续电路中驱动电路的三极管Q2占空比过大导致烧坏，且有效防止了输出采样模块中的变压器电流过大形成饱和后导致闸机；当功率矫正模块工作不正常时，功率信号输出单元输出一个低电平信号，致使三极管Q4截止，三极管Q3导通，信号直接拉低信号通过三极管Q3的发射极到地，电源主控模块无功率输出，无法正常工作；功率矫正模块是否能够正常工作，通过控制电路能够影响电源主控模块是否能够正常的输出功率，因此，通过上述分析，功率矫正模块设置在电源主控模块的前级，能够有效的控制电源主控模块的功率输出，提高了电源主控模块的用电效率。
参考图3，进一步讲，在本实施例中，所述信号处理电路包括：一级滤波电路、二级滤波电路、泄放电路、三级滤波电路、初级整流电路、升压整流电路、分压检测电路和驱动电路；
为了便于理解所述信号处理电路，信号处理电路的具体耦接方式和带来的技术效果如下：所述一级滤波电路输入端加载交流信号，且输出端耦接二级滤波电路，所述二级滤波电路通过泄放电路并联耦接电源外壳和地，且泄放电路输出端耦接三级滤波电路，所述一级滤波电路、二级滤波电路和三级滤波电路分别为一级共模电感L1、二级共模电感L2和三级共模电感L3，采用一级共模电感L1、二级共模电感L2和三级共模电感L3逐级对输入的交流信号滤除杂波，所述泄放电路具有两路，其中一路包括并联连接的电容CY1和电容CY4,且电容CY1和电容CY4共同耦接电源外壳，另一路包括并联连接的电容CY2和电容CY3,且电容CY2和电容CY3共同耦接地，电容CY1和电容CY4耦接电源外壳能够有效避免电源外壳外部的磁性干扰对电源内部信号的影响，所述泄放电路还包括一泄放电阻R1D和一电容CX2，所述泄放电阻R1D通过对电容CX2进行放电,避免电流过大导致触电带来损伤；
在本实施例中，所述三级滤波电路的输出端耦接初级整流电路，所述初级整流电路包括整流桥和高压瓷片C73，所述高压瓷片C73一端耦接整流桥的输出端，且另一端耦接到地，交流信号经过上述三级滤波处理后，杂波干扰几乎观察不到，再经过整流桥进行整流，通过高压瓷片C73将高频信号滤除；
在本实施例中，所述初级整流电路的输出端耦接升压整流电路，所述升压整流电路设有一升压电感T1，该升压电感T1的1号端子加载到功率矫正模块的电压检测单元；
在本实施例中，所述升压电感的4号端子耦接到二极管D1,二极管D1保证信号处理电路整流输出的是直流信号，所述二极管D1的输入端耦接驱动电路，所述驱动电路设有三极管VT1、保护电阻R1、电阻R2、MOS管Q1和电阻R3，所述驱动电路的输入端加载到驱动控制单元，驱动控制单元输出高电平时，导通三极管VT1后到地，输出低电平时导通MOS管Q1到二极管D1；
参考图5，作为举例说明，由于信号处理电路只有输出稳定的400V电压时，直流电源输出的信号才能为平滑的直流信号，若信号处理电路输出电压小于400V，例如为320V-380V，或输出电压大于400V，例如420V-480V，则输出的信号为带有谐波的直流信号，且谐波的幅度越靠近400V越接近平滑的直流信号，所以将信号处理电路输出的电压控制在稳定的400V尤为重要，先对升压电感的输出的电压值检测，电压检测单元通过检测升压电感输出的电压值，再通过驱动控制单元控制驱动电路导通MOS管Q1的时长，来保证升压电感输出的电压为稳定的400V，例如，若电压检测单元检测出升压电感输出的电压值为480V时，则驱动控制单元控制驱动电路导通MOS管Q1的时间缩短，从而降低升压电感输出的电压，直至升压电感输出的电压值为400V，若电压检测单元检测出升压电感输出的电压值为320V，则驱动控制单元控制驱动电路导通MOS管Q1的时间延长，从而升高升压电感输出的电压，直至升压电感输出的电压值为400V，有效保证升压电感输出的电压为稳定的400V，再经过二极管D1的整流，使得信号处理电路输出的电压为稳定的400V直流电压。
在本实施例中，所述二极管D1的输出端耦接分压检测电路，所述分压检测电路包括分压电阻R11、R14A、R14B、R14C，所述分压检测电路的另一端加载到分压检测单元，在分压检测电路中的分压电阻R14C与分压电阻R11之间取一分压点C，该分压点加载到分压检测单元，分压检测单元对分压检测电路的分压检测的目的是进一步确保信号处理电路输出的电压值为400V，若信号处理电路输出的电压值为400V，则分压检测单元检测到的分压点C的电压是一个定值电压，若分压检测单元检测到的分压点C的电压大于该定值电压，则信号处理电路输出的电压值大于400V，则驱动控制单元控制驱动电路导通MOS管Q1的时间缩短，从而降低升压电感输出的电压即降低信号处理电路输出的电压，直至信号处理电路输出的电压值为400V；若分压检测单元检测到的分压点C的电压小于该定值电压，则驱动控制单元控制驱动电路导通MOS管Q1的时间延长，从而升高升压电感输出的电压即提升信号处理电路输出的电压，直至信号处理电路输出的电压值为400V；
在本实施例中，通过电压检测单元对升压电感输出的电压检测，以及分压检测单元对分压检测电路的分压检测，双重确定信号处理电路输出的电压值为400V，再通过信号处理电路有效的矫正电流，滤除了掺杂的毛刺谐波，能够输出平滑的正弦波，有效的避免了信号处理电路输出的电压信号具有明显的谐波产生。
在本实施例中，由于直流电源系统需要对电流和电压进行采样，本发明设有输出采样模块，通过输出采样模块对电流采样电路和电压采样电路中的电流和电压进行采样，并反馈到电源主控模块进行处理；
参考图4，进一步讲，在本实施例中，所述输出采样模块包括：RCD吸收电路、变压器、次级整流电路、四级滤波电路、驱动电路、电流采样电路、电压采样电路、第一比较器和第二比较器，输出采样模块用于对信号处理电路输出的信号进一步的处理，并设置电流采样点，和输出电压采样信号分别对输出端的电流和电压采样；
为了便于理解所述输出采样模块，输出采样模块的具体耦接方式和带来的技术效果如下：所述RCD吸收电路的输入端耦接信号处理电路的输出端，RCD吸收电路用于吸收信号处理电路中MOS管Q1输出的信号的尖峰，所述RCD吸收电路的输出端耦接变压器T2，变压器T2用于对前述信号处理电路输出的400V电压进行降压，所述变压器的输出端耦接次级整流电路，此处的次级整流电路与信号处理电路中的整流桥(初级整流电路)作用一致，由于后续电路需要输出采样电压信号，所以此处所述次级整流电路通过设有半桥整流二极管D13进一步对信号进行整流输出，进一步滤除交流电，保证输出的是直流电，所述次级整流电路的输出端耦接四级滤波电路，所述四级滤波电路设在输出采样模块的输出端，对输出的直流电做最后的滤除杂波处理，使得输出的直流信号更加的平滑。
在本实施例中，直流电源在输出设定的电压或电流时，需要在输出端之前对相应的电流或电压信号采样，确保输出的确实为设定的电压或电流值，防止有输出误差，所以，在所述四级滤波电路输出端设有一电阻R44，该电阻的两端分别设有电流采样点A、B，且电流采样点A、B耦接电流采样电路，由于电阻R44的阻值一定，流过的电流不同时，导致电阻R44两端的压降也不同，通过采集采样点A、B的压降即相当于对电流采样点A、B的电流进行采样，所述电流采样电路输出端其中一路耦接到第一比较器的一路输入端，第一比较器路该路输入端加载电流采样电路的输出信号；所述电流采样电路输出端的另一路通过ADC耦接到单片机，且单片机输出端耦接到第一比较器的另一路输入端；所述ADC对电流采样电路采样后传输到单片机，单片机又将采样的电流信号重新加载到第一比较器的一路输入端；所述第一比较器的输出端耦接到电源主控模块的电流采样控制单元，所述第一比较器将两个电流信号比较后输出到电源主控模块的电流采样控制单元，这样即完成了电流的采样，若采样的电流值与单片机设定的电流值一样，则输出无偏差。
在本实施例中，所述四级滤波电路的输出端耦接电压采样电路，所述电压采样电路输出端其中一路耦接到第二比较器的一路输入端，第二比较器路该路输入端加载电压采样电路的输出信号；所述电压采样电路输出端的另一路通过ADC耦接到单片机，且单片机输出端耦接到第二比较器的另一路输入端；所述ADC对电压采样电路采样后传输到单片机，单片机又将采样的电压信号重新加载到第二比较器的一路输入端；所述第二比较器的输出端耦接到电源主控模块的外部电压反馈单元，所述第二比较器将两个电压信号比较后输出到电源主控模块的外部电压反馈单元，这样即完成了电压的采样，若采样的电压值与单片机设定的电压值一样，则输出无偏差。
参考图6，另一方面，在本发明所述的较佳实施方式中，直流电源控制方法，步骤包括：
S1,通过功率矫正模块的电压检测单元对升压电感的输出进行电压检测，确定升压电感输出的电压值；
S2，判断升压电感输出的电压值是否为400V，
S201，若升压电感输出的电压值不是400V，则判断升压电感输出的电压值是否大于400V；
若升压电感输出的电压值大于400V，则通过驱动控制单元控制驱动电路导通MOS管Q1的时间缩短，从而降低升压电感输出的电压，直至升压电感输出的电压值为400V；
若电压检测单元检测出升压电感输出的电压值小于400V，则驱动控制单元控制驱动电路导通MOS管Q1的时间延长，从而升高升压电感输出的电压，直至升压电感输出的电压值为400V。
S202，若升压电感输出的电压值为400V，则继续通过分压检测单元对分压检测电路的分压进行电压检测，确定信号处理电路的电压值；
若信号处理电路输出的电压值为400V，则进入到步骤S3；
S203,若信号处理电路输出的电压值不是400V，判断信号处理电路输出的电压值是否大于400V；
若信号处理电路输出的电压值大于400V，则驱动控制单元控制驱动电路导通MOS管Q1的时间缩短，从而降低升压电感输出的电压即降低信号处理电路输出的电压，直至信号处理电路输出的电压值为400V；
若信号处理电路输出的电压值小于400V，则驱动控制单元控制驱动电路导通MOS管Q1的时间延长，从而升高升压电感输出的电压即提升信号处理电路输出的电压，直至信号处理电路输出的电压值为400V。
S3，功率矫正模块输出高电平信号加载到控制电路，并通过控制电路控制电源主控模块缓启动工作；当信号处理电路输出的电压值不是400V时，无论功率矫正模块是对大于400V降压的调节过程，还是对小于400V升压的调节过程，功率矫正模块都输出低电平，并通过控制电路控制电源主控模块无功率输出，不进行工作；
S4，电源主控模块通过电流采样电路和电压采样电路分别对电流和电压采样，并将采样的电流值、电压值与设定值比较后，精准控制电流与电压的输出。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种直流电源系统，其特征在于，包括：
信号处理电路，包括：一级滤波电路、二级滤波电路、泄放电路、三级滤波电路、初级整流电路、升压整流电路、分压检测电路和驱动电路；所述信号处理电路对输入的交流信号进行多级整流处理和滤波处理，并通过控制驱动电路中MOS管的导通时间，保持输出的电压为稳定的400V直流电压；
输出采样模块，包括：RCD吸收电路、变压器、次级整流电路、四级滤波电路、驱动电路、电流采样电路、电压采样电路、第一比较器和第二比较器；所述输出采样模块对信号处理电路输出的400V直流电压信号进一步整流滤波处理，并将采集的输出电流值和输出电压值与设定值比较后反馈到电源主控模块；
功率矫正模块，包括：电压检测单元、驱动控制单元、功率信号输出单元和分压检测单元；所述功率矫正模块通过电压检测单元对所述信号处理电路的升压整流电路输出的电压检测，以及通过分压检测单元对所述信号处理电路的分压检测电路的分压检测，双重确定信号处理电路输出的电压值为400V，减少谐波的产生；
电源主控模块，包括：供电单元、启动单元、振荡驱动单元、外部电压反馈单元和电流采样控制单元；所述电源主控模块通过控制输出采样模块的驱动电路中的MOS管的导通时间，调节输出采样模块的变压器的输出电压，并通过外部电压反馈单元和电流采样控制单元分别接收电压采样电路和电流采样电路反馈回来的电压和电流，精准控制电流值和电压值的输出；
控制电路，包括：三极管Q4、三极管Q3、充电电容C12、二极管D6、二极管D15；所述控制电路的输入端耦接功率矫正模块，且输出端耦接电源主控模块，所述控制电路根据功率矫正模块正常工作的状态，控制电源主控模块缓启动工作。
2.根据权利要求1所述的一种直流电源系统，其特征在于：所述三极管Q4的基极通过电阻R55耦接到功率信号输出单元，且所述三极管Q4的集电极一路通过耦接二极管D15、电阻R3耦接到电源主控模的供电单元，且所述三极管Q4的集电极另一路耦接到三极管Q3的基极；
所述三极管Q3的集电极耦接充电电容C12，所述充电电容C12还耦接到电源主控模块的启动单元，且充电电容C12的另一端、三极管Q4、三极管Q3均耦接到地；
所述功率矫正模块通过功率信号输出单元输出一个高电平信号，该高电平信号通过所述电阻R55加载到三极管Q4的基极，导通三极管Q4，且使三极管Q3关断，所述电源主控模块的供电单元给充电电容C12开始充电，实现电源主控模块的缓启动。
3.根据权利要求1所述的一种直流电源系统，其特征在于：所述一级滤波电路输入端加载交流信号，且输出端耦接二级滤波电路；
所述二级滤波电路通过泄放电路并联耦接电源外壳和地，且泄放电路输出端耦接三级滤波电路；
所述泄放电路具有两路，其中一路包括并联连接的电容CY1和电容CY4,且电容CY1和电容CY4共同耦接电源外壳，电容CY1和电容CY4耦接电源外壳用于隔离电源外壳外部的磁性干扰；
所述泄放电路另一路包括并联连接的电容CY2和电容CY3,且电容CY2和电容CY3共同耦接地，且所述泄放电路还包括一泄放电阻R1D和一电容CX2，所述泄放电阻R1D通过对电容CX2放电到地。
4.根据权利要求1所述的一种直流电源系统，其特征在于：所述一级滤波电路、二级滤波电路和三级滤波电路分别采用一级共模电感、二级共模电感和三级共模电感，逐级对输入的交流信号滤除杂波。
5.根据权利要求1所述的一种直流电源系统，其特征在于：所述三级滤波电路的输出端耦接初级整流电路，所述初级整流电路包括：整流桥和高压瓷片，所述高压瓷片一端耦接整流桥的输出端，且另一端耦接到地；
所述整流桥将交流信号整流为直流信号，所述高压瓷片将直流信号中的高频信号滤除。
6.根据权利要求1所述的一种直流电源系统，其特征在于：
所述初级整流电路的输出端耦接升压整流电路，所述升压整流电路设有一升压电感，该升压电感的1号端子加载到功率矫正模块的电压检测单元；
所述驱动电路设有三极管VT1、保护电阻R1、电阻R2、MOS管Q1和电阻R3，所述驱动电路的输入端加载到驱动控制单元，驱动控制单元输出高电平时，导通三极管VT1后到地，输出低电平时导通MOS管Q1到二极管D1；
所述电压检测单元通过检测升压电感的输出电压后，通过驱动控制单元控制MOS管Q1的导通时间，调节升压电感的输出电压的大小；当所述电压检测单元通过检测升压电感的输出电压小于400V,则驱动控制单元缩短MOS管Q1的导通时间；当所述电压检测单元通过检测升压电感的输出电压大于400V,则驱动控制单元延长MOS管Q1的导通时间。
7.根据权利要求1所述的一种直流电源系统，其特征在于：所述分压检测电路包括分压电阻R11、R14A、R14B、R14C，在分压检测电路中的分压电阻R14C与分压电阻R11之间取一分压点C，该分压点C加载到分压检测单元；
所述分压检测单元对分压检测电路的分压检测进一步确保升压电感输出的电压值为400V。
8.根据权利要求1所述的一种直流电源系统，其特征在于：所述RCD吸收电路的输入端耦接信号处理电路的输出端，吸收信号处理电路中MOS管输出信号的尖峰；
所述RCD吸收电路的输出端耦接变压器，所述变压器对所述信号处理电路输出的400V电压进行降压输出；
所述变压器的输出端耦接次级整流电路，所述次级整流电路通过设有半桥整流二极管进一步对信号整流输出，进一步滤除交流电，保证输出的是直流电；
所述次级整流电路的输出端耦接四级滤波电路，所述四级滤波电路设在输出采样模块的输出端，对输出的直流电做最后的滤除杂波处理，输出平滑的直流信号。
9.根据权利要求1所述的一种直流电源系统，其特征在于：所述四级滤波电路输出端设有一电阻R44，该电阻的两端分别设有电流采样点A、B，且电流采样点A、B耦接电流采样电路；
所述电流采样电路输出端其中一路耦接到第一比较器的一路输入端，且第一比较器该路输入端加载电流采样电路的输出信号；
所述电流采样电路输出端的另一路通过ADC耦接到单片机，且单片机输出端耦接到第一比较器的另一路输入端；所述ADC对电流采样电路采样后传输到单片机，单片机又将采样的电流信号重新加载到第一比较器的另一路输入端；
所述第一比较器的输出端耦接到电源主控模块的电流采样控制单元，所述第一比较器将电流采样电路的一路输出信号与单片机加载的另一路输出信号比较后，输出到电源主控模块的电流采样控制单元，实现对电流采样。
10.根据权利要求1所述的一种直流电源系统，其特征在于：所述四级滤波电路的输出端耦接电压采样电路，所述电压采样电路输出端其中一路耦接到第二比较器的一路输入端，且第二比较器路该路输入端加载电压采样电路的输出信号；
所述电压采样电路输出端的另一路通过ADC耦接到单片机，且单片机输出端耦接到第二比较器的另一路输入端；所述ADC对电压采样电路采样后传输到单片机，单片机又将采样的电压信号重新加载到第二比较器的另一路输入端；
所述第二比较器的输出端耦接到电源主控模块的外部电压反馈单元，所述第二比较器将电压采样电路的一路输出信号与单片机加载的另一路输出信号比较后，输出到电源主控模块的外部电压反馈单元，实现对电压采样。
11.一种直流电源控制方法，其特征在于，步骤包括：
步骤S1，通过功率矫正模块的电压检测单元对升压电感的输出进行电压检测，确定升压电感输出的电压值；
步骤S2，判断升压电感输出的电压值是否为400V；
步骤S201，若升压电感输出的电压值不是400V，则判断升压电感输出的电压值是否大于400V；
若升压电感输出的电压值大于400V，则通过驱动控制单元控制驱动电路导通MOS管Q1的时间缩短，降低升压电感输出的电压，直至升压电感输出的电压值为400V；
若电压检测单元检测出升压电感输出的电压值小于400V，则驱动控制单元控制驱动电路导通MOS管Q1的时间延长，升高升压电感输出的电压，直至升压电感输出的电压值为400V；
步骤S202，若升压电感输出的电压值为400V，则继续通过分压检测单元对分压检测电路的分压进行电压检测，确定信号处理电路的电压值；
若信号处理电路输出的电压值为400V，则进入到步骤S3；
S203，若信号处理电路输出的电压值不是400V，判断信号处理电路输出的电压值是否大于400V；
若信号处理电路输出的电压值大于400V，则驱动控制单元控制驱动电路导通MOS管Q1的时间缩短，从而降低升压电感输出的电压即降低信号处理电路输出的电压，直至信号处理电路输出的电压值为400V；
若信号处理电路输出的电压值小于400V，则驱动控制单元控制驱动电路导通MOS管Q1的时间延长，从而升高升压电感输出的电压即提升信号处理电路输出的电压，直至信号处理电路输出的电压值为400V；
步骤S3，功率矫正模块输出高电平信号加载到控制电路，并通过控制电路控制电源主控模块缓启动工作；
步骤S4，电源主控模块通过电流采样电路和电压采样电路分别对电流和电压采样，并将采样的电流值、电压值与设定值比较后，精准控制电流与电压的输出。
12.根据权利要求11所述的直流电源控制方法，其特征在于：当信号处理电路输出的电压值不是400V时，无论功率矫正模块是对大于400V降压的调节过程，还是对小于400V升压的调节过程，功率矫正模块都输出低电平，并通过控制电路控制电源主控模块无功率输出，不进行工作。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117096834A (zh) * | 2023-10-18 | 2023-11-21 | 深圳市力生美半导体股份有限公司 | 开关电源及其保护方法 |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020035287A (ko) * | 2000-11-06 | 2002-05-11 | 구자홍 | 릴레이 동작시간 보상용 인터럽트 회로 |
| CN101655925A (zh) * | 2009-06-23 | 2010-02-24 | 深圳市华士精成科技有限公司 | 一种密耦合电子标签及其控制方法 |
| WO2012051753A1 (zh) * | 2010-10-20 | 2012-04-26 | 上海东进装饰品有限公司 | 集成升压控制模块的led灯装置 |
| CN103034608A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-04-10 | 福建星网锐捷网络有限公司 | 热插拔电路、接口电路及电子设备组件 |
| US20150028820A1 (en) * | 2013-07-24 | 2015-01-29 | Wistron Corporation | Activate Circuit and Electronic Device |
| CN205070590U (zh) * | 2015-07-06 | 2016-03-02 | 衢州市沃思电子技术有限公司 | 一种电子设备待机电源的反激式dc-dc变换器电路 |
| CN205407427U (zh) * | 2016-02-21 | 2016-07-27 | 张泉 | 一种对讲机无线充电器 |
| CN205489795U (zh) * | 2016-04-06 | 2016-08-17 | 隆鑫通用动力股份有限公司 | 发电机与市电供电转换控制系统 |
| CN206835008U (zh) * | 2017-04-01 | 2018-01-02 | 上海吉电电源技术有限公司 | 一种基于开关电源的电路 |
| CN209217948U (zh) * | 2018-12-20 | 2019-08-06 | 深圳创维－Rgb电子有限公司 | 一种具有过压保护功能的dc-dc电路及装置 |
| CN210780541U (zh) * | 2019-09-20 | 2020-06-16 | 天津市上上生科技发展有限公司 | 一种并联交错pfc电源 |
| CN111901928A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-11-06 | 杭州市中策职业学校 | 能校正功率因数的地铁用led灯驱动电源及功率调节方法 |
| CN211909220U (zh) * | 2020-04-03 | 2020-11-10 | 珠海美光原科技股份有限公司 | 一种大功率数字镇流器 |
| CN111949060A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-17 | 电子科技大学 | 一种缓启动电路 |
| CN213846286U (zh) * | 2020-11-30 | 2021-07-30 | 天津动芯科技有限公司 | 一种带载波通讯功能的智能充电器 |
| CN215073069U (zh) * | 2019-12-16 | 2021-12-07 | 嘉兴山蒲照明电器有限公司 | 温度采样装置、温度保护装置以及照明系统 |
-
2022
- 2022-03-22 CN CN202210282904.2A patent/CN114552992B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020035287A (ko) * | 2000-11-06 | 2002-05-11 | 구자홍 | 릴레이 동작시간 보상용 인터럽트 회로 |
| CN101655925A (zh) * | 2009-06-23 | 2010-02-24 | 深圳市华士精成科技有限公司 | 一种密耦合电子标签及其控制方法 |
| WO2012051753A1 (zh) * | 2010-10-20 | 2012-04-26 | 上海东进装饰品有限公司 | 集成升压控制模块的led灯装置 |
| CN103034608A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-04-10 | 福建星网锐捷网络有限公司 | 热插拔电路、接口电路及电子设备组件 |
| US20150028820A1 (en) * | 2013-07-24 | 2015-01-29 | Wistron Corporation | Activate Circuit and Electronic Device |
| CN205070590U (zh) * | 2015-07-06 | 2016-03-02 | 衢州市沃思电子技术有限公司 | 一种电子设备待机电源的反激式dc-dc变换器电路 |
| CN205407427U (zh) * | 2016-02-21 | 2016-07-27 | 张泉 | 一种对讲机无线充电器 |
| CN205489795U (zh) * | 2016-04-06 | 2016-08-17 | 隆鑫通用动力股份有限公司 | 发电机与市电供电转换控制系统 |
| CN206835008U (zh) * | 2017-04-01 | 2018-01-02 | 上海吉电电源技术有限公司 | 一种基于开关电源的电路 |
| CN209217948U (zh) * | 2018-12-20 | 2019-08-06 | 深圳创维－Rgb电子有限公司 | 一种具有过压保护功能的dc-dc电路及装置 |
| CN210780541U (zh) * | 2019-09-20 | 2020-06-16 | 天津市上上生科技发展有限公司 | 一种并联交错pfc电源 |
| CN215073069U (zh) * | 2019-12-16 | 2021-12-07 | 嘉兴山蒲照明电器有限公司 | 温度采样装置、温度保护装置以及照明系统 |
| CN111901928A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-11-06 | 杭州市中策职业学校 | 能校正功率因数的地铁用led灯驱动电源及功率调节方法 |
| CN211909220U (zh) * | 2020-04-03 | 2020-11-10 | 珠海美光原科技股份有限公司 | 一种大功率数字镇流器 |
| CN111949060A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-17 | 电子科技大学 | 一种缓启动电路 |
| CN213846286U (zh) * | 2020-11-30 | 2021-07-30 | 天津动芯科技有限公司 | 一种带载波通讯功能的智能充电器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117096834A (zh) * | 2023-10-18 | 2023-11-21 | 深圳市力生美半导体股份有限公司 | 开关电源及其保护方法 |
| CN117096834B (zh) * | 2023-10-18 | 2024-02-27 | 深圳市力生美半导体股份有限公司 | 开关电源及其保护方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114552992B (zh) | 2024-01-26 |
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