CN205792243U - 自动匹配负载并联组数的电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及自动匹配负载并联组数的电源电路，包括电流采样电路、负载反馈电路及功率变换器，功率变换器设有多个负载输出端；电流采样电路用于采集功率变换器所输出的电流信号，将该信号作为负载反馈模块的输入信号，分别与功率变换器及负载反馈电路连接；负载反馈电路用于对输入信号进行判断对应的负载通道是否存在，将判断结果发送到功率变换器中，与功率变换器连接。本实用新型通过对功率变换器的通道输出电流值进行采集后，由负载反馈电路进行判断负载通道是否存在，由负载反馈电路判断后所得的信号传输给功率变换器，实现对功率变换器的输出电流的调整，输出电流和功率是分级调整的，精度高，方便用户分类使用，成本较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源，更具体地说是指自动匹配负载并联组数的电源电路。
背景技术
如今的电子设备中，为满足不同电子器件的供电需求，一般都会选择多路电源供电。
目前多路输出LED电源通常的做法是在每路输出配备一组DC-DC转换器。每路输出配备一组DC-DC转换器，这种结构每路的独立性很好，但需用多个转化器，成本高。
采用“匹配负载并联”以及“电路”关键词在soopat网站上搜索相关专利，共有105篇，其中，中国专利201210545511.2公开了一种220V可调光的恒流驱动高压LED电路，其特征在于，包括交流电源，用于提供220V交流电；整流桥电路，连接在所述交流电源和恒流电路之间，用于将来自所述交流电源的交流电整流后转化为直流电提供给恒流电路；恒流电路，用于向LED负载电路提供恒定电流以驱动各个LED负载；LED负载电路，包括多个LED负载，并且所述多个LED负载串联连接；其中，所述交流电源、所述整流桥电路、所述恒流电路以及所述LED负载电路串联连接。上述恒流驱动高压LED电路可以匹配市售标准型可控硅调光器来实现调光，并且具有电路性能可靠，成本低，调光效果好的优点。
上述的专利均没有提及如何自动匹配负载并联组数，因此有必要设计一种电源电路，实现自动匹配负载并联组数，减低生产成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供自动匹配负载并联组数的电源电路。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：自动匹配负载并联组数的电源电路，包括电流采样电路、负载反馈电路以及功率变换器，所述功率变换器具有多个负载输出端；
所述电流采样电路用于采集功率变换器所输出的电流信号，将该电流信号作为负载反馈模块的输入信号，所述电流采样电路分别与所述功率变换器以及所述负载反馈电路电性连接；
所述负载反馈电路用于对每个输入信号进行判断输入信号所对应的负载通道是否存在，并将判断结果发送到所述功率变换器中，所述负载反馈电路与所述功率变换器电性连接。
其进一步技术方案为：所述负载反馈电路包括若干个用于将采样信号与基准信号对比以得出负载通道是否存在的结果的比较器、用于对所述比较器所比较后的结果进行累加的累加器以及用于对所述累加器判断所得的负载通道信号转化成反馈信号以调整功率变换器的输出电流的控制电路，所述比较器的输入端与所述电流采样电路电性连接，若干个所述比较器的输出端与所述累加器的输入端连接，所述累加器的输出端与所述控制电路的输入端电性连接，所述控制电路的输出端与所述功率变换器电性连接。
其进一步技术方案为：所述累加器的输出端与所述控制电路的输入端 之间连接有限幅电路，所述限幅电路包括限幅器以及比例转换器，所述限幅器的输入端与所述累加器的输出端电性连接，所述比例转换器的输入端与所述限幅器的输出端电性连接，所述比例转换器的输出端与所述控制电路的输入端电性连接。
其进一步技术方案为：所述控制电路包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端与所述比例转换器的输出端电性连接，所述运算放大器的输出端与所述功率变换器电性连接。
其进一步技术方案为：所述电流采样电路包括电流采样器，所述电流采样器的输出端与所述比较器的输入端电性连接，所述电流采样器的输入端与所述功率变换器的输出端电性连接。
其进一步技术方案为：所述电流采样器为电阻。
其进一步技术方案为：所述功率变换器的负载输出端连接有LED发光器件或LED灯。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型的自动匹配负载并联组数的电源电路，通过对功率变换器的通道输出电流值进行采集后，由负载反馈电路进行判断负载通道是否存在，再由负载反馈电路判断后所得的信号传输给功率变换器，实现对功率变换器的输出电流的调整，输出电流是分级调整的，功率也是分级调整的，各级功率精度较高方便用户分类使用，并且成本较低。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。
附图说明
图1为本实用新型具体实施例提供的自动匹配负载并联组数的电源电 路的示意图；
图2为本实用新型具体实施例提高的自动匹配负载并联组数的电源电路的示意图(电源电路为两路输出电源电路)。
附图标记
10 功率变换器 20 比较器
30 累加器 40 限幅器
50 比例转换器 60 控制电路。
具体实施方式
为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
如图1～2所示的具体实施例，本实施例提供的自动匹配负载并联组数的电源电路，可以运用在产品的电源电路中，比如多组输出的充电电路，实现自动匹配负载并联组数，减低生产成本。
自动匹配负载并联组数的电源电路，包括电流采样电路、负载反馈电路以及功率变换器10，其中，功率变换器10具有多个负载输出端，电流采样电路用于采集功率变换器10所输出的电流信号，将该电流信号作为负载反馈模块的输入信号，电流采样电路分别与功率变换器10以及负载反馈电路电性连接；负载反馈电路用于对每个输入信号进行判断输入信号所对应的负载通道是否存在，并将判断结果发送到功率变换器10中，负载反馈电路与功率变换器10电性连接。
电流输出值通过负载反馈电路判断此通道负载是否存在，判断结构信号反馈给功率变换器10，在由功率变换器10调整输出电流，这样功率变换 器10的输出电流就能根据输出负载的路数自动调整。
上述的自动匹配负载并联组数的电源电路，通过对功率变换器10的通道输出电流值进行采集后，由负载反馈电路进行判断负载通道是否存在，再由负载反馈电路判断后所得的信号传输给功率变换器10，实现对功率变换器10的输出电流的调整，输出电流是分级调整的，功率也是分级调整的，各级功率精度较高方便用户分类使用，并且成本较低。
具体的，上述的负载反馈电路包括若干个用于将采样信号与基准信号对比以得出负载通道是否存在的结果的比较器20、用于对比较器20所比较后的结果进行累加的累加器30以及用于对累加器30判断所得的负载通道信号转化成反馈信号以调整功率变换器10的输出电流的控制电路60，其中，比较器20的输入端与电流采样电路电性连接，若干个比较器20的输出端与累加器30的输入端连接，累加器30的输出端与控制电路60的输入端电性连接，控制电路60的输出端与功率变换器10电性连接；这样，电流采样电路获取各通道输出的电流值，电流值通过比较器20与所设的基准阀值比较以判断此通道负载是否存在，当电流值大于基准值时比较器20输出一个固定电平Vc否则输出0V，n路比较器20输出通过累加器30求和得出体现有效负载通道总数m的电压值m*Vc，这样功率变换器10的输出电流就能根据输出负载的路数自动调整。
更进一步的，上述的累加器30的输出端与控制电路60的输入端之间连接有限幅电路，该限幅电路包括限幅器40以及比例转换器50，该限幅器40的输入端与累加器30的输出端电性连接，比例转换器50的输入端与限幅器40的输出端电性连接，比例转换器50的输出端与控制电路60的输入端电性连接，比例转换器50用于对限幅器40所输出的电流进行放大或者缩小处理， 以使其满足控制电路60的输入电流值；限幅器40限制最小电平为1路即Vc，可以避免总数为0而造成无法启动，经过限幅的电平Vc再乘上适当的系数K，得到的K*m*Vc作为控制电路60的电流设定值。
另外，控制电路60包括运算放大器，运算放大器的同相输入端与比例转换器50的输出端电性连接，运算放大器的输出端与功率变换器10电性连接，运算放大器为功率变换器10的电流控制单元，当运算放大器的电流设定值发生变化时，功率变换器10的电流也发生变化，从而使得输出的电流发生变化，达到适应负载的作用。
运算放大器的电流信号为输入输出电流的电流控制单元，当累加器30的输出电压发生变化时，相对应的比例转换器50的输出端的电压也发生变化，该电压经过运算放大器后反馈给功率变换器10，从而改变功率变换器10的控制电流，达到功率变换器10自动匹配负载并联组数的效果。
在本实施例中，为了对采样电流信号的比较加上适当的迟滞环以防抖动，比较器20并联有电阻。
在本实施例中，上述的电流采样电路包括电流采样器，电流采样器的输出端与比较器20的输入端电性连接，电流采样器的输入端与功率变换器10的输出端电性连接。
具体的，在本实施例中，电流采样器为电阻，输出电流用电阻采样，采得信号Is，再将Is经过比较器20对比得出负载是否存在。
当然，于其他实施例，电流采样器可以为电流表等，并不局限于本实施例提供的电阻。
在本实施例中，功率变换器10的负载输出端连接有LED发光器件或LED灯。
当然，于其他实施例，功率变换器10的负载输出端可以连接其他负载，比 如引擎等元件，并不局限于本实施例提供的LED发光器件或LED灯。
本实用新型还提供了自动匹配负载并联组数的电源电路的操作方法，具体步骤如下：
步骤1.采用电阻对功率变换器10的负载输出端上的输出电流进行电流信号的采样，得到采样电流；
步骤2.采样电流通过比较器20与基准电流对比，如果采样电流大于基准电流，则对应的比较器20输出一个固定电平Vc，否则对应的比较器20输出0V；n路比较器20输出通过累加器30求和得出体现有效负载通道总数m的电压值m*Vc；
步骤3.当累加器30得出的电压值为0时，其中限幅器40输出一个高电平使得运算放大器输出最小的电流，反馈给功率转换器，转换成一路的负载所匹配的电压输出，达到自动匹配负载并联组数的效果。
更进一步的，在步骤2中，如果累加器30的总数为0，限幅器40输出最小电平Vc，经过限幅的电平再乘上适当的系数K，得到的K*m*Vc作为控制电路60的电流设定值。
图2为应用本技术方案的一款两路输出LED电源电路的实施例。
在该实施例中，限幅器40包括二极管以及场效应管，其中，二极管连接在比较器20的输出端与累加器30的输入端之间，场效应管的栅极与比较器20的输出点连接，场效应管的漏极与运算放大器的同相输入端连接，场效应管的源极接地。
更进一步的，上述的场效应管为N沟道增强型场效应管。
输出LED电源电路自动匹配负载并联组数的工作原理如下：两路输出电流分别用电阻R1、R2采样，采得信号Is1、Is2。比较器X1、X2以基准Vref1 分别对Is1、Is2作比较，R7、R8为比较加上适当的迟滞环以防抖动。两路比较器输出经二极管D1、二极管D2以“或”逻辑控制场效应管Q1。当Is1、Is2任意一路低于所设基准时，其中一个比较器输出高电平使Q1导通。运算放大器X3为功率变换器10的电流控制单元。采样信号Is1、Is2经R12、R13叠加得到体现两路输出总电流的电压。Vref2经R14输入到运放X3作为总电流设定信号。当场效应管Q1关断时电流设定值是两路负载的电流值，当场效应管Q1导通时，通过R11、R14分压，给到X3的电流设定值改为一半，也就是一路负载的电流值。这样当存在两路负载时电源输出两路的电流(场效应管Q1关断)，当只有一路负载时电源输出一路的电流，当场效应管Q1导通时，达到了自动适应负载的效果。
在上述的工作原理中，二极管D1、D2以及场效应管Q1起到累加器30及限幅器40的作用。
上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (7)
1.自动匹配负载并联组数的电源电路，其特征在于，包括电流采样电路、负载反馈电路以及功率变换器，所述功率变换器具有多个负载输出端；
所述电流采样电路用于采集功率变换器所输出的电流信号，将该电流信号作为负载反馈模块的输入信号，所述电流采样电路分别与所述功率变换器以及所述负载反馈电路电性连接；
所述负载反馈电路用于对每个输入信号进行判断输入信号所对应的负载通道是否存在，并将判断结果发送到所述功率变换器中，所述负载反馈电路与所述功率变换器电性连接。
2.根据权利要求1所述的自动匹配负载并联组数的电源电路，其特征在于，所述负载反馈电路包括若干个用于将采样信号与基准信号对比以得出负载通道是否存在的结果的比较器、用于对所述比较器所比较后的结果进行累加的累加器以及用于对所述累加器判断所得的负载通道信号转化成反馈信号以调整功率变换器的输出电流的控制电路，所述比较器的输入端与所述电流采样电路电性连接，若干个所述比较器的输出端与所述累加器的输入端连接，所述累加器的输出端与所述控制电路的输入端电性连接，所述控制电路的输出端与所述功率变换器电性连接。
3.根据权利要求2所述的自动匹配负载并联组数的电源电路，其特征在于，所述累加器的输出端与所述控制电路的输入端之间连接有限幅电路，所述限幅电路包括限幅器以及比例转换器，所述限幅器的输入端与所述累加器的输出端电性连接，所述比例转换器的输入端与所述限幅器的输出端电性连接，所述比例转换器的输出端与所述控制电路的输入端电性连接。
4.根据权利要求3所述的自动匹配负载并联组数的电源电路，其特征在于，所述控制电路包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端与所述比例转换器的输出端电性连接，所述运算放大器的输出端与所述功率变换器电性连接。
5.根据权利要求2所述的自动匹配负载并联组数的电源电路，其特征在于，所述电流采样电路包括电流采样器，所述电流采样器的输出端与所述比较器的输入端电性连接，所述电流采样器的输入端与所述功率变换器的输出端电性连接。
6.根据权利要求5所述的自动匹配负载并联组数的电源电路，其特征在于，所述电流采样器为电阻。
7.根据权利要求1至6任一项所述的自动匹配负载并联组数的电源电路，其特征在于，所述功率变换器的负载输出端连接有LED发光器件或LED灯。
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|---|---|---|---|---|
| CN105827111A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-08-03 | 深圳市赢新光电发展有限公司 | 自动匹配负载并联组数的电源电路及其操作方法 |
| CN109728618A (zh) * | 2017-10-31 | 2019-05-07 | 追觅科技（天津）有限公司 | 一种充电方法、无线吸尘器的电池及充电系统 |
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