CN209643026U - 一种电源恒功率控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电源恒功率控制电路，包括：连接在电源输出端的电压采样电路，与电压采样电路连接的电压环路控制电路，与电压环路控制电路连接的电压基准电路；与电压采样电路级联连接的电压控电流电路和电流采样电路，与电流采样电路连接的电流环路控制电路；与电流环路控制电路连接的电流基准电路和反馈电路；电压控电流电路用于接收电压采样电路的采样电压、并通过电流采样电路获取采样电流并输入至电流环路控制电路以控制反馈电路。实施本实用新型通过自动检测电压与电流的需求，自动调整输出电流值，达到恒功率输出。

Description

一种电源恒功率控制电路

技术领域

本实用新型涉及驱动电源技术领域，更具体地说，涉及一种电源恒功率控制电路。

背景技术

随着LED灯的推广，越来越多的地方用到LED驱动电源，对LED驱动电源的性价比要求越来越高，现有市面上的LED驱动电源存在不足，产品种类繁多，不同的电流规格、线材和接头规格、控制方式等，缺乏可替代性。

现有的恒功率电源技术主要是通过人为的设定一个电压范围，然后去调整输出的电流值，再通过人为的去计算输出的电压乘以电流得到的功率，判定是否超出了电源的最大输出功率值。或者通过单片机内置程序实现恒功率，当需要产品在一定范围内恒功率的情况下，可以通过改变程序，然后通过一个接口将程序编译并固化到单片机内部，通电既可以执行程序。执行程序的原理是通过对外部的电压与电流，采样相关传感器的信号，在转变为单片机内部能够识别的信号，通过内部复杂的计算，从而输出信号经过转换成模拟电压输入到运放电路中，进行处理从而达到恒功率的目的。但单片机在恶劣的电磁环境中，以及户外不可预知的温度环境都有可能会造成程序跑飞的现象，或者造成单片机的复位问题一直是行业中的难题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述部分技术缺陷，提供一种电源恒功率控制电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电源恒功率控制电路，包括：连接在电源输出端的电压采样电路，与所述电压采样电路连接的电压环路控制电路，与所述电压环路控制电路连接的电压基准电路；与所述电压采样电路级联连接的电压控电流电路和电流采样电路，与所述电流采样电路连接的电流环路控制电路；与所述电流环路控制电路连接的电流基准电路和反馈电路；

所述电压控电流电路用于接收所述电压采样电路的采样电压、并通过所述电流采样电路获取采样电流并输入至所述电流环路控制电路以控制所述反馈电路。

优选地，所述电压控电流电路包括电阻R9，所述电阻R9的一端连接所述电压采样电路，所述电阻R9的另一端连接所述电流采样电路。

优选地，所述电压采样电路包括串联连接的电阻R6和电阻R5；所述电阻R9和所述电压环路控制电路分别经所述电阻R6连接所述电源输出端；所述电压环路控制电路经所述电阻R5接地。

优选地，所述电压环路控制电路包括运算放大器U4A，所述运算放大器U4A的第二管脚连接所述电阻R6、电阻R5和电阻R9，所述运算放大器U4A的第三管脚连接所述电压基准电路。

优选地，所述电流采样电路包括采样电阻Rs，所述采样电阻Rs的一端连接所述电阻R9，所述采样电阻Rs的另一端接地。

优选地，所述电流采样电路还包括电阻R10，所述电阻R10的一端连接所述采样电阻Rs，所述电阻R10的另一端连接所述电流环路控制电路40。

优选地，所述电流环路控制电路包括所述运算放大器U4B，所述运算放大器U4B的第六管脚连接所述电阻R10，所述运算放大器U4B的第五管脚连接所述电流基准电路60。

优选地，所述电压基准电路包括电阻R4，所述运算放大器U4A的第三管脚经所述电阻R4连接参考电源VREF，所述电流基准电路60包括串联连接电阻R7和电阻R8，所述运算放大器U4B的第六管脚经所述电阻R7连接所述参考电源VREF。

优选地，所述反馈电路包括二极管D2和光耦U3,所述二极管D2的负极连接所述电流环路控制电路，所述二极管D3的负极连接所述光耦U3的第二管脚，所述二极管D2的正极连接所述光耦U3的第二管脚，所述光耦U3的第一管脚经电阻R3连接电源VCC。

优选地，所述反馈电路还包括二极管D1，所述二极管D1的负极连接所述电压环路控制电路，所述二极管D1的正极连接所述光耦U3的第二管脚。

实施本实用新型的一种电源恒功率控制电路，具有以下有益效果：通过自动检测电压与电流的需求，自动调整输出电流值，达到恒功率输出。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一种电源恒功率控制电路一实施例的逻辑框图；

图2是本实用新型一种电源恒功率控制电路一实施例的电路原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，在本实用新型的一种电源恒功率控制电路一实施例中，包括：连接在电源输出端的电压采样电路10，与电压采样电路10连接的电压环路控制电路30，与电压环路控制电路30连接的电压基准电路50；与电压采样电路10级联连接的电压控电流电路80和电流采样电路20，与电流采样电路20连接的电流环路控制电路40；与电流环路控制电路40连接的电流基准电路60和反馈电路70；电压控电流电路80用于接收电压采样电路10的采样电压、并通过电流采样电路20获取采样电流并输入至电流环路控制电路40以控制反馈电路70。具体的，通过电压采样电路10获取电源输出端的采样电压，该采样电压经过电压控电流电路80的分压后，通过电流采样电路20获取该分压的采样电流，通过该采样电流与电流基准电路60进行比较，根据比较结果控制反馈电路70工作，以实现对电源输出端的输出电流的调节。最终使电源输出的功率保持恒定。

进一步的，如图2所示，电压控电流电路80包括电阻R9，电阻R9的一端连接电压采样电路10，电阻R9的另一端连接电流采样电路20。具体的，通过电压采样电路10的获取的采样电压经过电阻R9和电流采样电路20分压，输出至电流环路控制电路的输入端，电源输出电压Vo变化时，采样电压发生变化，带动电流采样信号也发生变化。实现了通过电压采样控制电流采样，实现电压和电流的联动。以使电源输出的功率保持恒定。这里的电阻R9也可以采用其他分压或者限流电路进行替代。

进一步的，电压采样电路10包括串联连接的电阻R6和电阻R5；电阻R9和电压环路控制电路30分别经电阻R6连接电源输出端；电压环路控制电路30经电阻R5接地。具体的，电源输出电压Vo通过串联连接的电阻R6和电阻R5进行分压，分压后的采样电压分别输入电压环路控制电路30和电压控电流电路80。

进一步的，电压环路控制电路30包括运算放大器U4A，运算放大器U4A的第二管脚连接电阻R6、电阻R5和电阻R9，运算放大器U4A的第三管脚连接电压基准电路50。具体的，电压基准电路的输出连接运算放大器U4A的同相输入端，电压采样电路的输出端连接运算放大器U4A的反向输入端，运算放大器U4A对两个输入端的信号进行比较运算，计算其误差信号，当误差信号满足一定要求时，可以通过运算放大器U4A的输出端的输出信号来控制反馈电路70开始工作。

进一步的，电流采样电路20包括采样电阻Rs，采样电阻Rs的一端连接电阻R9，采样电阻Rs的另一端接地。具体的，电流采样电路20通过采样电阻Rs进行电路采样。这里Rs通常对阻值很小的电流采样电阻。

进一步的，电流采样电路20还包括电阻R10，电阻R10的一端连接采样电阻Rs，电阻R10的另一端连接电流环路控制电路40。具体的，可以通过电阻R10对采样电阻Rs的电流进一步分压，以实现对采样电路Rs的限流。

进一步的，电流环路控制电路40包括运算放大器U4B，运算放大器U4B的第六管脚连接电阻R10，运算放大器U4B的第五管脚连接电流基准电路60。具体的，电流基准电路的输出连接运算放大器U4B的同相输入端，电流采样电路的输出端连接运算放大器U4B的反向输入端，运算放大器U4B对两个输入端的信号进行比较运算，计算其误差信号，当误差信号满足一定要求时，可以通过运算放大器U4B的输出端的输出信号来控制反馈电路70开始工作。

进一步的，电压基准电路50包括电阻R4，运算放大器U4A的第三管脚经所述电阻R4连接参考电源VREF，电流基准电路60包括串联连接电阻R7和电阻R8，运算放大器U4B的第六管脚经所述电阻R7连接参考电源VREF。具体的，这里电压基准电路50和电流基准电路60采用同样的参考电压VREF，电压基准电路50通过电阻R4进行限流，电流基准电路60通过分压电阻R7和R8分压，实现对电流环路控制电路输入端的限流。

进一步的，反馈电路70包括二极管D2和光耦U3,二极管D2的负极连接电流环路控制电路40，二极管D3的负极连接光耦U3的第二管脚，二极管D2的正极连接光耦U3的第二管脚，光耦U3的第一管脚经电阻R3连接电源VCC。具体的，当电流采样电路20的电流信号同基准电流单元出书的基准电流信号比较，不满足要求时，电流环路控制电路40输出低电平，二极管D2导通，光耦U3导通控制反馈电路70开始工作，反馈电路70工作时，可以通过反馈电路70控制电源输出端的电压或者电流输出，直到电源输出端的电压或电流满足要求。

进一步的，反馈电路70还包括二极管D1，二极管D1的负极连接电压环路控制电路30，二极管D1的正极连接光耦U3的第二管脚。具体的，当电源输出端为空载时，电压采集电路采集到采样电压很大，可以通过电压环路控制电路30快速的将电源输出电压控制在能够输出的最大电压，以免损坏电路。还可以理解，当输出电压没有达到设定输出电压时，二极管D2动作，电流环路控制电路40起到控制作用，当输出电压变大接近设定点电压时，二极管D1动作，电流环路控制电路30起到控制作用，将输出电压平衡在设定点，即输出的最大电压(空载时的电压)。

以图2所示的实施例详细说明，输出电压Vo经过R6和R5分压采样，分压后的信号通过R9和采样电阻Rs再次分压,叠加到电流环路控制单元U4的第6管脚，从改变电流采样电路20的电流采样信号；其工作原理可以表述为Io＝(VREF*K1-Vo*K2)/Rs,其中VREF*K1为电流环路控制电路40输入端的基准电压，Vo*K2为电源输出端的输出电压叠加到电流采样电路20的电压。从公式中可以看出，当电源输出端的输出电压Vo上升时，输出电流Io减小，从而实现电压变化对电流变化的联动。输出功率的表达公式Po＝Vo*Io,将上面公式代入，可以得出Po＝Vo*(VREF*K1/Rs)-Vo*Vo*(K2/Rs),从公式中可以得出电源输出端的输出功率在某一段输出电压内近似功率恒定(在上述公式中，在抛物线某一段内近视是直线)。通过本实用新型的自动恒功率控制电路，只需要设定电源输出端需要的输出功率，就可以实现电源输出端的电压在一定范围内的自动适应。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种电源恒功率控制电路，其特征在于，包括：连接在电源输出端的电压采样电路(10)，与所述电压采样电路(10)连接的电压环路控制电路(30)，与所述电压环路控制电路(30)连接的电压基准电路(50)；与所述电压采样电路(10)级联连接的电压控电流电路(80)和电流采样电路(20)，与所述电流采样电路(20)连接的电流环路控制电路(40)；与所述电流环路控制电路(40)连接的电流基准电路(60)和反馈电路(70)；

所述电压控电流电路(80)用于接收所述电压采样电路(10)的采样电压、并通过所述电流采样电路(20)获取采样电流并输入至所述电流环路控制电路(40)以控制所述反馈电路(70)。

2.根据权利要求1所述的电源恒功率控制电路，其特征在于，所述电压控电流电路(80)包括电阻R9，所述电阻R9的一端连接所述电压采样电路(10)，所述电阻R9的另一端连接所述电流采样电路(20)。

3.根据权利要求2所述的电源恒功率控制电路，其特征在于，所述电压采样电路(10)包括串联连接的电阻R6和电阻R5；所述电阻R9和所述电压环路控制电路(30)分别经所述电阻R6连接所述电源输出端；所述电压环路控制电路(30)经所述电阻R5接地。

4.根据权利要求3所述的电源恒功率控制电路，其特征在于，所述电压环路控制电路(30)包括运算放大器U4A，所述运算放大器U4A的第二管脚连接所述电阻R6、电阻R5和电阻R9，所述运算放大器U4A的第三管脚连接所述电压基准电路(50)。

5.根据权利要求3所述的电源恒功率控制电路，其特征在于，所述电流采样电路(20)包括采样电阻Rs，所述采样电阻Rs的一端连接所述电阻R9，所述采样电阻Rs的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的电源恒功率控制电路，其特征在于，所述电流采样电路(20)还包括电阻R10，所述电阻R10的一端连接所述采样电阻Rs，所述电阻R10的另一端连接所述电流环路控制电路(40)。

7.根据权利要求6所述的电源恒功率控制电路，其特征在于，所述电流环路控制电路(40)包括运算放大器U4B，所述运算放大器U4B的第六管脚连接所述电阻R10，所述运算放大器U4B的第五管脚连接所述电流基准电路(60)。

8.根据权利要求7所述的电源恒功率控制电路，其特征在于，所述电压基准电路(50)包括电阻R4，所述运算放大器U4A的第三管脚经所述电阻R4连接参考电源VREF，所述电流基准电路(60)包括串联连接电阻R7和电阻R8，所述运算放大器U4B的第六管脚经所述电阻R7连接所述参考电源VREF。

9.根据权利要求1所述的电源恒功率控制电路，其特征在于，所述反馈电路(70)包括二极管D2和光耦U3,所述二极管D2的负极连接所述电流环路控制电路(40)，所述二极管D3的负极连接所述光耦U3的第二管脚，所述二极管D2的正极连接所述光耦U3的第二管脚，所述光耦U3的第一管脚经电阻R3连接电源VCC。

10.根据权利要求9所述的电源恒功率控制电路，其特征在于，所述反馈电路(70)还包括二极管D1，所述二极管D1的负极连接所述电压环路控制电路(30)，所述二极管D1的正极连接所述光耦U3的第二管脚。