CN205725459U - 一种自适应开关电源均流电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种自适应开关电源均流电路,包括第一电压跟随电路、反相比例放大电路、比例积分控制电路、第二电压跟随电路和均流保护电路,所述第一电压跟随电路的输入端与输出电流采样电路相连,其输出端经反相比例放大电路分别与比例积分控制电路、第二电压跟随电路的输入端相连,第二电压跟随电路的输出端与比例积分控制电路的输入端相连,比例积分控制电路的输出端与控制环路相连,所述均流保护电路的输入端与第二电压跟随电路的输入端相连,其输出端与均流母线相连。本实用新型所述的均流电路成本低,可靠性高,可调性好,抗干扰能力强。

Description

一种自适应开关电源均流电路
技术领域
本实用新型涉及开关电源技术领域,具体涉及一种自适应开关电源均流电路。
背景技术
在开关电源的使用中,为了满足一些功率、体积、灵活性等要求,并联使用越来越重要,这样势必会用到均流控制电路。目前在开关电源的均流控制电路的设计中,使用芯片较多,譬如TI公司生产的UC1902系列。虽然这种均流控制芯片使用起来方便,电路简单,但是温度等级最高的UC1902(-55℃~+125℃)采购周期长,且不易采购,而UC2902和UC1902的温度等级某些情况下不能满足电源的的使用环境。且均流芯片内部的电路是固化的,后期无法调试,且故障时只能更换芯片,成本也大。均流控制芯片只是满足了基本的均流控制功能,但在功能拓展和抗干扰上未作处理。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种自适应开关电源均流电路,该电路成本低,可靠性高,可调性好,抗干扰能力强。
为实现上述目的,本实用新型采用了以下技术方案:
一种自适应开关电源均流电路,包括第一电压跟随电路、反相比例放大电路、比例积分控制电路、第二电压跟随电路和均流保护电路,所述第一电压跟随电路的输入端与输出电流采样电路相连,其输出端经反相比例放大电路分别与比例积分控制电路、第二电压跟随电路的输入端相连,第二电压跟随电路的输出端与比例积分控制电路的输入端相连,比例积分控制电路的输出端与控制环路相连,所述均流保护电路的输入端与第二电压跟随电路的输入端相连,其输出端与均流母线相连。
所述第一电压跟随电路采用电压跟随器N1,所述电压跟随器N1的同向输入端与输出电流采样电路相连,其输出端与反相比例放大电路的输入端相连。
所述反相比例放大电路采用运算放大器N2,所述运算放大器N2的同向输入端经电阻R3接地,其反向输入端经电阻R1与第一电压跟随电路的输出端相连,其输出端作为反相比例放大电路的输出端。
所述第二电压跟随电路采用电压跟随器N3,所述电压跟随器N3的同向输入端经电阻R4与反相比例放大电路的输出端相连,且该同向输入端依次经电阻R2、电容C1接地,电压跟随器N3的输出端经电阻R6与比例积分控制电路相连。
所述比例积分控制电路包括运算放大器N4、电阻R7、电容C2、电容C3和二极管V1,所述运算放大器N4的同相输入端经电阻R5与反相比例放大电路的输出端相连,该同相输入端并经电阻R11与电源相连,运算放大器N4的反向输入端经电阻R6与第二电压跟随电路的输出端相连,所述运算放大器N4的输出端依次经电阻R7、电容C2与其反向输入端相连,所述二极管V1的阳极与均流控制环路相连,其阴极与运算放大器N4的输出端相连,所述电容C3的一端连接在二极管V1和电阻R7之间的节点处,其另一端与运算放大器N4的反向输入端相连。
所述均流保护电路包括共模电感L、继电器K、三极管Q2、二极管V2和二极管V3,所述共模电感L的输入端与均流母线相连,其输出端与继电器K的其中两静触点相连,继电器K的另外两静触点分别与第二电压跟随电路的输出端、电容C1的接地端相连,所述二极管V2的阳极与继电器K的线圈负极端相连,其阴极与继电器K的线圈正极端相连,所述三极管Q2的集电极与继电器K的线圈负极端相连,其基极与二极管V3的阳极相连,其发射极接地,所述二极管V3的阴极经电阻R8与输出电压采样电路相连,所述二极管V3的阴极经电容C4与三极管Q2的发射极相连,三极管Q2的基极经电阻R9与三极管Q2的发射极相连。
由上述技术方案可知,本实用新型所述的自适应开关电源均流电路成本低,可靠性高,可调性好,抗干扰能力强。该均流保护电路采用共模电感L、继电器K、三极管Q2、二极管V2和二极管V3构成,在开关电源并联使用时,当某一台电源由于自身原因,电压过低,无法驱动三极管Q2导通时,继电器不吸合,这样,该电源的母线不与其他电源相接,不影响其他电源的均流功能,提高了该均流电路的可靠性。电路中的继电器的两个触点分别与共模电感两端相连,用于消除均流母线上窜进去的干扰,以提高电路的抗干扰能力。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
如图1所示,本实施例的自适应开关电源均流电路,包括第一电压跟随电路1、反相比例放大电路2、比例积分控制电路3、第二电压跟随电路4和均流保护电路5,第一电压跟随电路1的输入端与输出电流采样电路相连,其输出端经反相比例放大电路2分别与比例积分控制电路3、第二电压跟随电路4的输入端相连,第二电压跟随电路4的输出端与比例积分控制电路3的输入端相连,比例积分控制电路3的输出端与控制环路相连,均流保护电路5的输入端与第二电压跟随电路4的输入端相连,其输出端与均流母线相连。
第一电压跟随电路1采用电压跟随器N1,电压跟随器N1的同向输入端与输出电流采样电路相连,其输出端与反相比例放大电路2的输入端相连。该第一电压跟随电路1,用于将电源的输出电流采样信号送至后级的反相比例放大电路2中,并且可以起到缓冲、隔离的作用,使得后级的反相比例放大电路2可以更好地工作,且不影响前级的采样电流信号。
反相比例放大电路2采用运算放大器N2,运算放大器N2的同向输入端经电阻R3接地,其反向输入端经电阻R1与电压跟随器N1的输出端相连,其输出端作为反相比例放大电路2的输出端。因输出电流采样信号电压值很低,且是一个负电压,通过第一电压跟随电路1之后不变,且是一个负电压,不利于后面的处理。本实施例经过反相比例放大电路2之后,将输出电流采样信号放大成一个合理的正电压,便于后面电路的处理。
第二电压跟随电路4采用电压跟随器N3,电压跟随器N3的同向输入端经电阻R4与运算放大器N2的输出端相连,且该同向输入端依次经电阻R2、电容C1接地,电压跟随器N3的输出端经电阻R6与比例积分控制电路3相连。该第二电压跟随电路4与第一电压跟随电路1的功能相类似,都是将电源的输出电流采样信号送至后级的比例放大电路中,并且可以起到缓冲、隔离的作用,使得后级的比例放大电路可以更好地工作,且不影响前级的采样电流信号。
比例积分控制电路3包括运算放大器N4、电阻R7、电容C2、电容C3和二极管V1,运算放大器N4的同相输入端经电阻R5与运算放大器N2的输出端相连,该同相输入端并经电阻R11与电源相连,运算放大器N4的反向输入端经电阻R6与电压跟随器N3的输出端相连,运算放大器N4的输出端依次经电阻R7、电容C2与其反向输入端相连,二极管V1的阳极与均流控制环路相连,其阴极与运算放大器N4的输出端相连,电容C3的一端连接在二极管V1和电阻R7之间的节点处,其另一端与运算放大器N4的反向输入端相连。该比例积分控制电路是整个均流控制电路的核心,通过该电路控制电源的环路来控制输出电流,起到均流的作用。具体说来即:几台电源并联使用时,当其中一台电源的电流偏低时,说明其母线电压偏低,运算放大器N4的输出端通过二极管V1拉低控制环路的反馈电压,进而使占空比增大,输出电压增大,输出电流增大。
均流保护电路5包括共模电感L、继电器K、三极管Q2、二极管V2和二极管V3,共模电感L的输入端与均流母线相连,其输出端与继电器K的其中两静触点相连,继电器K的另外两静触点分别与第二电压跟随电路4的输出端、电容C1的接地端相连,二极管V2的阳极与继电器K的线圈负极端相连,其阴极与继电器K的线圈正极端相连,三极管Q2的集电极与继电器K的线圈负极端相连,其基极与二极管V3的阳极相连,其发射极接地,二极管V3的阴极经电阻R8与输出电压采样电路相连,二极管V3的阴极经电容C4与三极管Q2的发射极相连,三极管Q2的基极经电阻R9与三极管Q2的发射极相连。该继电器K的两个触点分别与共模电感L两端相连,用于消除均流母线上窜进去的干扰,在开关电源并联使用时,当某一台电源由于自身原因,电压过低,无法驱动三极管Q2导通,继电器K不能吸合,使该电源的母线不与其他电源相接,不影响其他电源的均流功能,从而提高自适应开关电源均流电路的可靠性。
电源的输出电流通过电流互感器得到一个输出电流的采样电压信号,该电压信号是一个较低的负电压信号,输入到电压跟随器N1的3脚,电压跟随器N1的1脚输出电压信号与3脚相同,电压跟随器N1的1脚经过电阻R1接到运算放大器N2的13脚,反相比例放大电路2将输出电流采样信号放大成一个合理的正电压,运算放大器N2的14脚输出电压为-R10/R1倍的输出电流采样电压。当电源的输出电压正常时,三极管Q2导通,导通后继电器K吸合,均流母线-通过共模电感L接到地,均流母线和共模电感L接到电压跟随器N3的10脚,电压跟随器N3的8脚通过电阻R6接到运算放大器N4的6脚,比例积分控制电路3通过比较运算放大器N4的5脚和6脚电压来调节电源的控制环路,若几台电源并联使用时,当其中一台电源的电流偏低时,说明其母线电压偏低,运算放大器N4的输出端通过二极管V1拉低控制环路的反馈电压,进而使占空比增大,输出电压增大,输出电流增大,进而使得每台电源的输出电流大致相等。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述,并非对本实用新型的范围进行限定,在不脱离本实用新型设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种自适应开关电源均流电路,其特征在于:包括第一电压跟随电路(1)、反相比例放大电路(2)、比例积分控制电路(3)、第二电压跟随电路(4)和均流保护电路(5),所述第一电压跟随电路(1)的输入端与输出电流采样电路相连,其输出端经反相比例放大电路(2)分别与比例积分控制电路(3)、第二电压跟随电路(4)的输入端相连,第二电压跟随电路(4)的输出端与比例积分控制电路(3)的输入端相连,比例积分控制电路(3)的输出端与控制环路相连,所述均流保护电路(5)的输入端与第二电压跟随电路(4)的输入端相连,其输出端与均流母线相连。
2.根据权利要求1所述的自适应开关电源均流电路,其特征在于:所述第一电压跟随电路(1)采用电压跟随器N1,所述电压跟随器N1的同向输入端与输出电流采样电路相连,其输出端与反相比例放大电路(2)的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的自适应开关电源均流电路,其特征在于:所述反相比例放大电路(2)采用运算放大器N2,所述运算放大器N2的同向输入端经电阻R3接地,其反向输入端经电阻R1与第一电压跟随电路(1)的输出端相连,其输出端作为反相比例放大电路(2)的输出端。
4.根据权利要求1所述的自适应开关电源均流电路,其特征在于:所述第二电压跟随电路(4)采用电压跟随器N3,所述电压跟随器N3的同向输入端经电阻R4与反相比例放大电路(2)的输出端相连,且该同向输入端依次经电阻R2、电容C1接地,电压跟随器N3的输出端经电阻R6与比例积分控制电路(3)相连。
5.根据权利要求1所述的自适应开关电源均流电路,其特征在于:所述比例积分控制电路(3)包括运算放大器N4、电阻R7、电容C2、电容C3和二极管V1,所述运算放大器N4的同相输入端经电阻R5与反相比例放大电路(2)的输出端相连,该同相输入端并经电阻R11与电源相连,运算放大器N4的反向输入端经电阻R6与第二电压跟随电路(4)的输出端相连,所述运算放大器N4的输出端依次经电阻R7、电容C2与其反向输入端相连,所述二极管V1的阳极与均流控制环路相连,其阴极与运算放大器N4的输出端相连,所述电容C3的一端连接在二极管V1和电阻R7之间的节点处,其另一端与运算放大器N4的反向输入端相连。
6.根据权利要求1所述的自适应开关电源均流电路,其特征在于:所述均流保护电路(5)包括共模电感L、继电器K、三极管Q2、二极管V2和二极管V3,所述共模电感L的输入端与均流母线相连,其输出端与继电器K的其中两静触点相连,继电器K的另外两静触点分别与第二电压跟随电路(4)的输出端、电容C1的接地端相连,所述二极管V2的阳极与继电器K的线圈负极端相连,其阴极与继电器K的线圈正极端相连,所述三极管Q2的集电极与继电器K的线圈负极端相连,其基极与二极管V3的阳极相连,其发射极接地,所述二极管V3的阴极经电阻R8与输出电压采样电路相连,所述二极管V3的阴极经电容C4与三极管Q2的发射极相连,三极管Q2的基极经电阻R9与三极管Q2的发射极相连。
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