CN201732291U - 集成一体化数字电源控制器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成一体化数字电源控制器件，包括采样及保护电路、PWM驱动电路、DSP模块、接口驱动电路，串行通信接口、键盘和显示接口。六路采样电路连接到保护电路U1、U2、U3、U4，保护电路与DSP IC1模块相连，采样信号经DSP模块内置ADC量化，再经PID双重运算，确定输出指标，经PWM驱动模块IC2、IC3、IC4，向外围功率管输出驱动信号，由外围功率管输出相应的电能。使用集成一体化数字电源控制器件，配合少量功率器件，直接生产大功率电源，使大功率电源设计、生产、调试变得简单，提高了电源生产效率。

Description

集成一体化数字电源控制器件

技术领域

本实用新型涉及一种电源电路，具体地说，涉及一种一体化、数字化的电源控制电路。

背景技术

目前，常用的电源为输出一组或几组固定电压，额定输出功率的电源，要生产电压可不断变化、额定输出功率也可不断变化的电源，加大了电路设计难度、提高了生产成本，延长了生产周期。如果能使用一种电源控制器件，配合少量功率器件，直接生产大功率电源，使大功率电源设计、生产、调试变得简单，则可提高电源生产效率。

实用新型内容

本实用新型正是为了解决上述技术问题而设计的一种集成一体化数字电源控制器件。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种集成一体化数字电源控制器件，包括采样及保护电路、PWM驱动电路、DSP模块、接口驱动电路，串行通信接口、键盘和显示接口。六路采样电路连接到保护电路(U1、U2、U3、U4)，保护电路与DSP(IC1)模块相连，采样信号经DSP模块内置ADC量化，再经PID双重运算，确定输出指标，经PWM驱动模块(IC2、IC3、IC4)，向外围功率管输出驱动信号，由外围功率管输出相应的电能；采样电路分别采集输入交流电压和电流、输出电压和电流、整流滤波后的电压和电流，通过保护电路(U1、U2、U3、U4)放大保持；接口驱动电路中的接口芯片(IC6)与DSP(IC1)模块通过I²C通讯接口通信，接口芯片(IC6)通过串行接口芯片(IC7)与上位机通讯，接口芯片(IC6)与显示器相连，接口芯片(IC6)同时具有4×4手动控制键盘接口。

所述集成一体化数字电源控制器件，其与接口芯片(IC6)相连的显示器为LCD或LED显示器。

所述集成一体化数字电源控制器件，其串行接口芯片(IC7)为具有RS232接口的串行接口芯片，或为具有RS485接口的串行接口芯片，或为同时具有RS232接口和RS485接口的串行接口芯片。

该核心器件具有上位机控制和键盘控制两种方式，同时具有键盘和上位机显示两种方式。三组数据：输入交流电压和电流、输出电压和电流、整流滤波后的电压和电流，通过采样经运放模块传入DSP模块，经DSP模块PID双重运算，确定输出指标，经隔离驱动模块，向外围功率管输出驱动信号，提供相应的电能。通过运放模块的数据采集，通过DSP模块时时监控数字电源工作状态，DSP模块内置程序与采样信号比较，通过保护模块提供输入、输出的过欠压保护，输出的过流保护，过温升保护，实现电源产品在预定的工况下进行工作，保证电源参数可调、可控，电源产品安全运行。在生产电源过程中，只要安装该核心器件，配合少量功率器件可实现多种电参数的输出，各项参数从上位机经232接口输入或通过键盘输入一定范围的参数，就能在输出端得到预订的参数，节约电源设计资源，改变电源产品传统设计工作全部由硬件组合，改变参数需要进行设计所带来重复劳动。

一种集成一体化数字电源控制器件具有以下特点：

1)处理器：150MHz DSP；

2)算法：电压环和电流环都采用PID算法；

3)PWM频率：10KHz-500KHz；PWM模式：移相全桥；

4)ADC采样：12bit；放大：输入及输出的电压、电流经差分放大后经DSP内部ADC转换变成12bit的数字信号，再由双环PID算法控制PWM输出；

5)可连接4*4键盘，数码显示LCD或LED显示器；实现参数输入及手动开关机等，显示电压、电流及状态；

6)PWM信号输出：DSP输出三对互补(六路具有死区)的PWM信号；

7)多种保护：能够实现输入的过欠压保护、输出的过欠压保护、输出的过流及过温升保护。

8)通信：通过RS232或RS485接口实现与上位机的数据交换。

9)体积小，功能强大，配合少量的外围器件就可生产大功率电源，电源功率最高可达7.2KW；

10)可实现自动均流功能，最多可16台电源并联运行；

11)可实现电源的冗余使用；

12)支持电源热插拔功能。

本实用新型的有益效果是通过集成一体化数字电源控制器件的控制，可实现数字电源的软启动，稳压、恒流、限流、恒压、恒功率、同步整流等输出，还可以实现PFC调整。同时具有键盘输入、数码显示功能，通过RS232接口与上位机通信，实现上位机的控制和数据交换，可实现自动均流功能，最多可16台电源并联运行，电源功率最高可达7.2KW。

附图说明

图1为本实用新型集成一体化数字电源控制器件原理框图

图2集成一体化数字电源控制器件原理图之一

图3集成一体化数字电源控制器件原理图之二

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、2和3所示，本实用新型一种集成一体化数字电源控制器件，包括采样及保护电路、PWM驱动电路、DSP模块、接口驱动电路，串行通信接口、键盘和显示接口。六路采样电路连接到保护电路U1、U2、U3、U4，保护电路与DSP IC1模块相连，采样信号经DSP模块内置ADC量化，再经PID双重运算，确定输出指标，经PWM驱动模块IC2、IC3、IC4，向外围功率管输出驱动信号，由外围功率管输出相应的电能；采样电路分别采集输入交流电压和电流、输出电压和电流、整流滤波后的电压和电流，通过保护电路U1、U2、U3、U4放大保持；接口驱动电路中的接口芯片IC6与DSP IC1模块通过I²C通讯接口通信，接口芯片IC6通过串行接口芯片IC7与上位机通讯，接口芯片IC6与显示器相连，接口芯片IC6同时具有4×4手动控制键盘接口。

所述集成一体化数字电源控制器件，其与接口芯片IC6相连的显示器为LCD或LED显示器。

所述集成一体化数字电源控制器件，其串行接口芯片IC7为具有RS232接口的串行接口芯片，或为具有RS485接口的串行接口芯片，或为同时具有RS232接口和RS485接口的串行接口芯片。

U1和U2对数字电源的输出电流和电压进行线性放大，放大后的电流、电压信号送IC1进行模数转换，转换后的数据通过双重PID算法对PWM输出的脉宽进行控制。PWM信号通过IC2、IC3和IC4进行电平变换后提供数字电源的主功率MOS管的驱动信号。

U3和IC3为IC1提供输入过流保护和输出过压保护，时时监控数字电源的工作状态，为IC1提供故障信号。

IC6通过IC7与上位机通讯，并与IC1之间通过I2C通讯，时时交换数字电源的预置信息和状态信息。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下得出的其他任何与本实用新型相同或相近似的产品，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种集成一体化数字电源控制器件，包括采样及保护电路、PWM驱动电路、DSP模块、接口驱动电路，串行通信接口、键盘和显示接口，其特征在于：六路采样电路连接到保护电路(U1、U2、U3、U4)，保护电路与DSP(IC1)模块相连，采样信号经DSP模块内置ADC量化，再经PID双重运算，确定输出指标，经PWM驱动模块(IC2、IC3、IC4)，向外围功率管输出驱动信号，由外围功率管输出相应的电能；采样电路分别采集输入交流电压和电流、输出电压和电流、整流滤波后的电压和电流，通过保护电路(U1、U2、U3、U4)放大保持；接口驱动电路中的接口芯片(IC6)与DSP(IC1)模块通过I²C通讯接口通信，接口芯片(IC6)通过串行接口芯片(IC7)与上位机通讯，接口芯片(IC6)与显示器相连，接口芯片(IC6)同时具有4×4手动控制键盘接口。

2.根据权利要求1所述的集成一体化数字电源控制器件，其特征在于：与接口芯片(IC6)相连的显示器为LCD显示器。

3.根据权利要求1所述的集成一体化数字电源控制器件，其特征在于：与接口芯片(IC6)相连的显示器为LED显示器。

4.根据权利要求1所述的集成一体化数字电源控制器件，其特征在于：串行接口芯片(IC7)为具有RS232接口的串行接口芯片。

5.根据权利要求1所述的集成一体化数字电源控制器件，其特征在于：串行接口芯片(IC7)为具有RS485接口的串行接口芯片。

6.根据权利要求1所述的集成一体化数字电源控制器件，其特征在于：串行接口芯片(IC7)为同时具有RS232接口和RS485接口的串行接口芯片。

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