CN115051560B - 一种自动调压型电源电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动调压型电源电路，涉及电源控制技术领域，包括电源模块，用于供电；调节控制模块，用于进行阈值比较并输出脉冲信号和控制信号；开关控制模块，用于控制辅助电源模块和电源模块的放电工作；升压缓冲控制模块，用于升压和缓冲保护处理；降压缓冲控制模块，用于降压和缓冲保护处理；输出检测模块，用于隔离传输电压采样信号；辅助电源模块，用于充放电控制。本发明自动调压型电源电路可由电源模块进行供电，并由调节控制模块配合升压缓冲控制模块和降压缓冲控制模块完成对电源电路的升压和降压控制，同时在升压和降压时进行缓冲保护处理，并通过辅助电源模块增加输入电源电路的电能，为电源电路进行互补供电。
Description
技术领域
本发明涉及电源控制技术领域，具体是一种自动调压型电源电路。
背景技术
随着电源控制技术的不断发展和电子设备的广泛应用，大容量、安全可靠的电源电路系统的需求日益增加，DC-DC变换器逐渐走向高效率、高功率因数、抗干扰能力强等方向发展，且广泛应用于电力系统、电子设备等方面，然而现有的自动调压型电路大多采用专门的DC-DC变换器进行调压控制，专一性较强，无法广泛进行使用，并且DC-DC变换器的成本较高，并且对于开关器件，开关的频率越高，工作时开关的损耗将增大，降低电源电路的电源转换效率，甚至损坏电源电路，并且供电源的供电方式较为单一，因此有待改进。
发明内容
本发明实施例提供一种自动调压型电源电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
依据本发明实施例中，提供一种自动调压型电源电路，该自动调压型电源电路包括：电源模块，调节控制模块，开关控制模块，升压缓冲控制模块，降压缓冲控制模块，输出检测模块，辅助电源模块；
所述电源模块，用于提供所需电能；
所述调节控制模块，与所述开关控制模块连接，用于将电压阈值与所述输出检测模块采样的电压信号进行阈值比较，用于调节输出脉冲信号的占空比，用于输出控制信号并控制所述开关控制模块的工作；
所述开关控制模块，与所述电源模块和辅助电源模块连接，用于控制开关电路的工作，用于控制所述电源模块和辅助电源模块的串并联输出工作；
所述升压缓冲控制模块，与所述开关控制模块和调节控制模块连接，用于接收所述脉冲信号并控制功率管电路的工作，用于将输入电能进行升压处理，用于在升压过程中对功率管电路进行缓冲保护处理；
所述降压缓冲控制模块，与所述开关控制模块和调节控制模块连接，用于接收所述脉冲信号并控制功率管电路的工作，用于将输入的电能进行降压处理，用于在降压过程中对功率管电路进行缓冲保护处理；
所述输出检测模块，与所述升压缓冲控制模块和降压缓冲控制模块连接，用于接收所述升压缓冲控制模块和降压缓冲控制模块输出的电能，用于对输出的电能进行隔离电压采样并传输给所述调节控制模块；
所述辅助电源模块，与所述输出检测模块连接，用于对所述输出检测模块接收的电能进行储能控制和放电控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明自动调压型电源电路可由电源模块进行供电，并由调节控制模块配合升压缓冲控制模块和降压缓冲控制模块完成对电源电路的升压和降压控制，同时在升压和降压时进行缓冲保护处理，降低开关元器件的工作损耗，提高升压和降压的工作效率，并通过辅助电源模块增加输入电源电路的电能，提高电源电路可调节的电压范围，实现宽电压输入和稳压输出，增加电源电压的可调节电压范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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获得其他的附图。
图1为本发明实例提供的一种自动调压型电源电路的原理方框示意图。
图2为本发明实例提供的一种自动调压型电源电路的电路图。
图3为本发明实例提供的输出检测模块的连接电路图。
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。基于本发明中的实施例，本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。
实施例1，请参阅图1，一种自动调压型电源电路包括：电源模块1，调节控制模块2，开关控制模块3，升压缓冲控制模块4，降压缓冲控制模块5，输出检测模块6，辅助电源模块7；
具体地，所述电源模块1，用于提供所需电能；
调节控制模块2，与所述开关控制模块3连接，用于将电压阈值与所述输出检测模块6采样的电压信号进行阈值比较，用于调节输出脉冲信号的占空比，用于输出控制信号并控制所述开关控制模块3的工作；
开关控制模块3，与所述电源模块1和辅助电源模块7连接，用于控制开关电路的工作，用于控制所述电源模块1和辅助电源模块7的串并联输出工作；
升压缓冲控制模块4，与所述开关控制模块3和调节控制模块2连接，用于接收所述脉冲信号并控制功率管电路的工作，用于将输入电能进行升压处理，用于在升压过程中对功率管电路进行缓冲保护处理；
降压缓冲控制模块5，与所述开关控制模块3和调节控制模块2连接，用于接收所述脉冲信号并控制功率管电路的工作，用于将输入的电能进行降压处理，用于在降压过程中对功率管电路进行缓冲保护处理；
输出检测模块6，与所述升压缓冲控制模块4和降压缓冲控制模块5连接，用于接收所述升压缓冲控制模块4和降压缓冲控制模块5输出的电能，用于对输出的电能进行隔离电压采样并传输给所述调节控制模块2；
辅助电源模块7，与所述输出检测模块6连接，用于对所述输出检测模块6接收的电能进行储能控制和放电控制。
在具体实施例中，上述电源模块1可采用直流电源为电源电路提供所需的电能；上述调节控制模块2可采用微控制电路和驱动电路完成对功率管电路和开关电路的控制，其中微控制电路可采用，但并不限于单片机、DSP等微控制器，驱动电路分别采用专门的IGBT驱动芯片和MPS管驱动芯片即可，在此不做赘述。
在本实施例中，请参阅图2和图3，所述开关控制模块3包括第一控制开关K1、第二控制开关K2和第三控制开关K3；所述辅助电源模块7包括第三功率管Q3、第九二极管D9、辅助电源；
具体地，所述第一控制开关K1的第一端和第三端连接所述电源模块1，第一控制开关K1的第二端和第四端分别连接第二控制开关K2的第二端和第四端，第二控制开关K2的第一端连接辅助电源的第一端和第九二极管D9的阴极，第二控制开关K2的第三端连接辅助电源的第二端并连接第三控制开关K3的第一端，第三控制开关K3的第二端连接所述升压缓冲控制模块4和降压缓冲控制模块5，第九二极管D9的阳极连接第三功率管Q3的源极，第三功率管Q3的漏极连接所述输出检测模块6，第三功率管Q3的栅极和第二控制开关K2的第五端连接所述调节控制模块2。
在具体实施例中，上述第一控制开关K1的第一端和第二端为常闭开关，第一控制开关K1的第三端和第四端为常开开关，且均由一继电器控制，该继电器由调节控制模块2控制，以便控制第一控制开关K1的工作，具体控制方式在此不做赘述；上述第二控制开关K2可选用双刀双掷开关，由调节控制模块2控制，具体控制方式在此不做赘述；上述第三控制开关K3为常开触点，由继电器控制，该继电器由调节控制模块2控制，以便控制第一控制开关K1的工作，具体控制方式在此不做赘述；上述第三功率管Q3可选用N沟道增强型MOS管，由调节控制模块2控制其导通角，以便控制对辅助电源的充电。
进一步地，所述升压缓冲控制模块4包括第一电感L1、第一电容C1、第二功率管Q2、第二二极管D2、第二电容C2、第三电容C3、第四二极管D4、第四电感L4、第五二极管D5、第二电感L2；
具体地，所述第一电感L1的一端和第一电容C1的一端均连接所述第一控制开关K1的第一端，第一电感L1的另一端连接第二功率管Q2的集电极、第二二极管D2的阴极和第三电容C3的一端，第二二极管D2的阴极连接第四二极管D4的阳极并通过第二电容C2连接第二功率管Q2的发射极和第一电容C1的另一端，第三电容C3的另一端连接第五二极管D5的阴极，第五二极管D5的阳极连接第一电感L1的第一端，第四二极管D4的阴极连接第四电感L4的第一端，第四电感L4的第二端连接所述输出检测模块6，第二功率管Q2的栅极连接所述调节控制模块2。
在具体实施例中，上述第四二极管D4和第四电感L4，第五二极管D5和第二电感L2保证对称工作，并降低电路中电容电压的振荡，减小共模噪声；上述第一电感L1、第二功率管Q2、第四电感L4、第二电容C2、第三电容C3、第五二极管D5和第二电感L2进行升压控制；上述第二功率管Q2可选用IGBT。
进一步地，所述升压缓冲控制模块4还包括第一二极管D1、第三二极管D3、第六二极管D6、第六电容C6；
具体地，所述第一二极管D1的阳极连接所述第二功率管Q2的集电极，第二功率管Q2的阴极连接所述第四电感L4的第二端并通过第六电容C6连接地端，第六二极管D6的阴极和第三二极管D3的阴极均连接所述第二功率管Q2的发射极，第三二极管D3的阳极连接所述第五二极管D5的阴极，第六二极管D6的阳极连接所述第二电感L2的第二端和所述第三控制开关K3的第二端，第一二极管D1的阴极连接所述第四电感L4的第二端。
在具体实施例中，上述第一二极管D1和第六二极管D6避免升压缓冲控制模块4在工作时出现短路。
进一步地，所述降压缓冲控制模块5包括第四电容C4、第一功率管Q1、第三电感L3、第七二极管D7、第八二极管D8；
具体地，所述第四电容C4的一端、第三电感L3的一端和第八二极管D8的阳极均连接所述第一功率管Q1的发射极，第四电容C4的另一端和第七二极管D7的阳极连接所述第三控制开关K3的第二端，第三电感L3的另一端连接第七二极管D7的阴极，第八二极管D8的阴极连接所述第四电感L4的第一端，第一功率管Q1的栅极连接所述调节控制模块2。
进一步地，所述降压缓冲控制模块5还包括第一电阻R1、第十二极管D10、第五电容C5、第二电阻R2；
具体地，所述第一电阻R1的一端连接所述第一功率管Q1的发射极，第一电阻R1的另一端连接第十二极管D10的阴极，第十二极管D10的阳极连接所述第七二极管D7的阴极并通过第五电容C5连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接所述第六二极管D6的阳极。
在具体实施例中，上述第一功率管Q1可选用IBGT；上述第四电容C4用于吸收上述第一功率管Q1闭断时产生的过冲电压；上述第五电容C5用于吸收上述第七二极管D7关断时产生的过冲电压；上述第一电阻R1和第十二极管D10组成缓冲网络，用于消耗上述第三电感L3释放的能量。
进一步地，所述输出检测模块6包括输出端口、第三电阻R3、第一光耦J1、第四电阻R4、第一电源VCC1、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电容、第七电阻R7；
具体地，所述输出端口连接所述第四电感L4的第二端并通过第三电阻R3连接第一光耦J1的第一端，第一光耦J1的第二端通过第五电阻R5连接地端，第一电源VCC1通过第四电阻R4连接第一光耦J1的第三端，第一光耦J1的第四端连接第六电阻R6的一端、第七电容的一端并通过第七电阻R7连接所述调节控制模块2，第六电容C6的另一端和第七电阻的另一端均接地。
在具体实施例中，上述第三电阻R3和第五电阻R5组成电阻采样电路；第一光耦J1可选用PC817光电耦合器。
本发明一种自动调压型电源电路，刚开始工作时，第一控制开关K1的第一端和第二端闭合，电源模块1提供所需电能，并由调节控制模块2分别控制第一功率管Q1和第二功率管Q2的工作，在此第一功率管Q1和第二功率管Q2不能同时工作，以便控制降压和升压的工作，输出的电能由输出端口输出，并且调节控制模块2可控制第一功率管Q1的工作，同时第三控制开关K3闭合，第二控制开关K2不工作，使得处理后的电能为辅助电源供电，由输出检测模块6可对输出模块输出的电压检测采样，以便由调节控制模块2调节第一功率管Q1或者第二功率管Q2的导通角，改变升压或降压的值，实现自动调压控制，同时如果需要更大的输出电压时，可控制第二控制开关K2闭合，第一控制开关K1的第三端和第四端导通，使得辅助电源与电源模块1并联，并为电源电路提供宽输入电压，并且如果电源模块1断电时，也可通过辅助电源进行短暂的供电处理，其中升压缓冲控制模块4工作时，第二功率管Q2关断，由于第二电容C2和第三电容C3的作用，第二功率管Q2两端电压身高，并由第二电容C2和第三电容C3进行储能，在第二功率管Q2关断时，将储能的电压传输给输出端口，在降压控制模块中，由第一功率管Q1进行控制，第三电感L3、第四电感L4进行电能消耗，以便降低输出的电压。
该自动调压型电源电路可由电源模块1进行供电，并由调节控制模块2配合升压缓冲控制模块4和降压缓冲控制模块5完成对电源电路的升压和降压控制，同时在升压和降压时进行缓冲保护处理，降低开关元器件的工作损耗，提高升压和降压的工作效率，并通过辅助电源模块7增加输入电源电路的电能，提高电源电路可调节的电压范围，实现宽电压输入和稳压输出，增加电源电压的可调节电压范围。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (3)
1.一种自动调压型电源电路，其特征在于，
该自动调压型电源电路包括：电源模块，调节控制模块，开关控制模块，升压缓冲控制模块，降压缓冲控制模块，输出检测模块，辅助电源模块；
所述电源模块，用于提供所需电能；
所述调节控制模块，与所述开关控制模块连接，用于将电压阈值与所述输出检测模块采样的电压信号进行阈值比较，用于调节输出脉冲信号的占空比，用于输出控制信号并控制所述开关控制模块的工作；
所述开关控制模块，与所述电源模块和辅助电源模块连接，用于控制开关电路的工作，用于控制所述电源模块和辅助电源模块的串并联输出工作；
所述升压缓冲控制模块，与所述开关控制模块和调节控制模块连接，用于接收所述脉冲信号并控制功率管电路的工作，用于将输入电能进行升压处理，用于在升压过程中对功率管电路进行缓冲保护处理；
所述降压缓冲控制模块，与所述开关控制模块和调节控制模块连接，用于接收所述脉冲信号并控制功率管电路的工作，用于将输入的电能进行降压处理，用于在降压过程中对功率管电路进行缓冲保护处理；
所述输出检测模块，与所述升压缓冲控制模块和降压缓冲控制模块连接，用于接收所述升压缓冲控制模块和降压缓冲控制模块输出的电能，用于对输出的电能进行隔离电压采样并传输给所述调节控制模块；
所述辅助电源模块，与所述输出检测模块连接，用于对所述输出检测模块接收的电能进行储能控制和放电控制；
所述开关控制模块包括第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关；所述辅助电源模块包括第三功率管、第九二极管、辅助电源；
所述第一控制开关的第一端和第三端连接所述电源模块，第一控制开关的第二端和第四端分别连接第二控制开关的第二端和第四端，第二控制开关的第一端连接辅助电源的第一端和第九二极管的阴极，第二控制开关的第三端连接辅助电源的第二端并连接第三控制开关的第一端，第三控制开关的第二端连接所述升压缓冲控制模块和降压缓冲控制模块，第九二极管的阳极连接第三功率管的源极，第三功率管的漏极连接所述输出检测模块，第三功率管的栅极和第二控制开关的第五端连接所述调节控制模块；
所述升压缓冲控制模块包括第一电感、第一电容、第二功率管、第二二极管、第二电容、第三电容、第四二极管、第四电感、第五二极管、第二电感；
所述第一电感的一端和第一电容的一端均连接所述第一控制开关的第一端，第一电感的另一端连接第二功率管的集电极、第二二极管的阴极和第三电容的一端，第二二极管的阴极连接第四二极管的阳极并通过第二电容连接第二功率管的发射极和第一电容的另一端，第三电容的另一端连接第五二极管的阴极，第五二极管的阳极连接第一电感的第一端，第四二极管的阴极连接第四电感的第一端，第四电感的第二端连接所述输出检测模块，第二功率管的栅极连接所述调节控制模块；
所述升压缓冲控制模块还包括第一二极管、第三二极管、第六二极管、第六电容；
所述第一二极管的阳极连接所述第二功率管的集电极，第二功率管的阴极连接所述第四电感的第二端并通过第六电容连接地端，第六二极管的阴极和第三二极管的阴极均连接所述第二功率管的发射极，第三二极管的阳极连接所述第五二极管的阴极，第六二极管的阳极连接所述第二电感的第二端和所述第三控制开关的第二端，第一二极管的阴极连接所述第四电感的第二端；
所述降压缓冲控制模块包括第四电容、第一功率管、第三电感、第七二极管、第八二极管；
所述第四电容的一端、第三电感的一端和第八二极管的阳极均连接所述第一功率管的发射极，第四电容的另一端和第七二极管的阳极连接所述第三控制开关的第二端，第三电感的另一端连接第七二极管的阴极，第八二极管的阴极连接所述第四电感的第一端，第一功率管的栅极连接所述调节控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种自动调压型电源电路，其特征在于，所述降压缓冲控制模块还包括第一电阻、第十二极管、第五电容、第二电阻；
所述第一电阻的一端连接所述第一功率管的发射极，第一电阻的另一端连接第十二极管的阴极，第十二极管的阳极连接所述第七二极管的阴极并通过第五电容连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接所述第六二极管的阳极。
3.根据权利要求2所述的一种自动调压型电源电路，其特征在于，所述输出检测模块包括输出端口、第三电阻、第一光耦、第四电阻、第一电源、第五电阻、第六电阻、第七电容、第七电阻；
所述输出端口连接所述第四电感的第二端并通过第三电阻连接第一光耦的第一端，第一光耦的第二端通过第五电阻连接地端，第一电源通过第四电阻连接第一光耦的第三端，第一光耦的第四端连接第七电阻的一端、第七电容的一端并通过第七电阻连接所述调节控制模块，第六电容的另一端和第六电阻的另一端均接地。
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- 2022-07-19 CN CN202210852329.5A patent/CN115051560B/zh active Active
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| CN115051560A (zh) | 2022-09-13 |
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Legal Events
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 341800 standard workshop, zone 2, QUANNAN Industrial Park, Ganzhou City, Jiangxi Province Patentee after: Jiangxi Luoxin Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 341000 standard workshop in zone 2 of QUANNAN Industrial Park, Ganzhou City, Jiangxi Province Patentee before: Jiangxi Luoxin Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An automatic voltage regulating power supply circuit Granted publication date: 20230606 Pledgee: QUANNAN sub branch of Bank of China Ltd. Pledgor: Jiangxi Luoxin Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980030677 |