一种开关电源的多种输出模式转换控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种开关电源的多种输出模式转换控制电路，该控制电路包括电源输出模块、恒压控制环电路、恒流控制环电路、MCU、控制芯片、二选一模块、两个数字电位器和电流传感器。由数字电位器将输入电压分压，经过误差放大器比较放大后，通过微控制器(MCU)控制二选一模块选择恒压控制环电路或恒流控制环电路，在恒压模式下可设置所需的电压值，在恒流模式下设置所需的电流值，使电源具有恒压、恒流工作模式。这种电源的多种输出模式可适用于多种用电场合，提高电源使用的灵活性和便利性。

A Various Output Mode Conversion Control Circuit for Switching Power Supply

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源的多种输出模式转换控制电路
本专利技术属于电力电子功率变换器领域，具体涉及一种开关电源的控制电路。
技术介绍
开关电源不断向高频化、高可靠性和多工作模式的方向发展，能够输出多种电压、电流值的电源具有很大的应用价值。目前恒压电源采取的方法是通过电阻分压网络检测电源输出电压，并将其与需要输出的电压值进行运算产生相应的驱动脉冲，该驱动脉冲通过调整脉冲宽度(电源采取脉宽调制模式(PWM))或脉冲频率(电源采取脉冲频率调制(PFM))，实现输出电压的稳定。恒流电源采取的方法是通过电流传感器(如霍尔电流传感器、电流检测电阻等)检测电源输出电流，并将其与需要输出的电流值进行运算产生相应的驱动脉冲，该驱动脉冲通过调整脉冲宽度(电源采取脉宽调制模式(PWM))或脉冲频率(电源采取脉冲频率调制(PFM))，实现输出电流的稳定。电源改变输出电压或电流值有以下几种方法：第一种是可通过改变变压器初级次级的的匝比进行，这种方法主要用在工频变压器调压电路中，该方法的主要缺点是调压电源体积和重量都很大，目前用的较少。第二种方法是用在高频变压器构成的开关电源中，比如在脉宽调制模式(PWM)下的开关电源可通过调整脉冲宽度调整输出电压或电流，在脉冲频率调整模式(PFM)下的开关电源可通过调整脉冲频率调整输出电压或电流，但是这两种模式均只能在小幅度范围内调整输出电压或电流，主要用在恒压或恒流供电的场合。如果要实现较大范围的调压或调流，那么就需要通过改变电源控制电路的参考电压值实现电源输出电压或输出电流的调整，在常见的设计中，电源控制电路中参考电压的改变是通过调整电阻分压网络中的电位器阻值实现，通过调整电位器阻值，改变电源输出电压或电流到需要的值，由于电位器有机械磨损，长期使用会造成电源的可靠性降低，影响使用。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种开关电源的多种输出模式转换控制电路，可以扩展电源的工作模式，使电源具有恒压、恒流工作模式，并且在恒压模式下可设置所需的电压值，在恒流模式下设置所需的电流值，这种电源的多种输出模式可适用于多种用电场合，提高电源使用的灵活性和便利性。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种开关电源的多种输出模式转换控制电路，包括电源输出模块、恒压控制环电路、恒流控制环电路、MCU、控制芯片、二选一模块、第一数字电位器、第二数字电位器和电流传感器；所述恒压控制环电路的输入端与第一数字电位器的高端连接，并且该输入端通过第四电阻与电源输出模块的第一输出端连接，第四电阻与第一数字电位器组成电源电压分压网络；恒压控制环电路的输出端与二选一模块的第一输入端连接；用于实现电源的恒压输出；所述恒流控制环电路的第一输入端与第二数字电位器的高端连接，并且该输入端通过第六电阻与第二基准电压连接，第六电阻和第二数字电位器组成基准电压分压网络；恒流控制环电路的第二输入端与电流传感器的输出端连接；恒流控制环电路的输出端与二选一模块的第二输入端连接；用于实现电源的恒流输出；所述MCU的第一控制端与二选一模块的控制输入端连接，用于控制二选一模块的输出模式；其第二控制端与第一数字电位器的滑动端连接，用于控制第一数字电位器的阻值；第三控制端与第二数字电位器的滑动端连接，用于控制第二数字电位器的阻值；所述控制芯片的输入端与二选一模块的输出端连接，根据输入的误差信号输出两路PWM信号，两路PWM信号控制电源输出电压信号或电流信号；所述电流传感器的第一输入端与电源输出模块的第二输出端连接，电流传感器的第二输入端接地，用于检测电源输出电流；优选的，所述恒压控制环电路包括第一误差放大器和第一Ⅱ型补偿器；第一误差放大器的同相输入端与第一基准电压连接；第一误差放大器的反相输入端与第一数字电位器的高端连接，接收电源电压分压网络输出的电压采样值；第一误差放大器的输出端通过第三十三电阻与二选一模块的第一输入端连接；第一误差放大器用于将第一基准电压与电源电压分压网络输出的电压采样值进行比较放大后输出误差信号Vea1；第一Ⅱ型补偿器由第四十七电容和第四十六电阻组成的串联电路与第五十二电容并联而成；第一Ⅱ型补偿器的一端通过第四十五电容连接到第一误差放大器的同相输入端，另一端与第一误差放大器的输出端连接；第一Ⅱ型补偿器与第一误差放大器共同实现电源稳定的恒压输出；优选的，所述恒流控制环电路包括第二误差放大器和第二Ⅱ型补偿器；第二误差放大器的同相输入端与第二数字电位器的高端连接，接收基准电压分压网络输出的电压采样值；其反相输入端和电流传感器的输出端连接，并通过第五十八电容与第二误差放大器的同相输入端连接；其输出端通过第五十七电阻与二选一模块的第二输入端连接；第二误差放大器用于将电流传感器输出的电信号与基准电压分压网络输出的电压采样值进行比较放大后输出误差信号Vea2；第二Ⅱ型补偿器由第五十九电容和第六十电阻组成的串联电路与第六十一电容并联而成；第二Ⅱ型补偿器的一端连接到第二误差放大器的反相输入端，另一端与第二误差放大器的输出端连接；第二Ⅱ型补偿器与第二误差放大器共同实现电源稳定的恒流输出；优选的，所述二选一模块为二选一电子开关或继电器或单端多通道开关；优选的，在电源输出模块的第一输出端与电流传感器的第二输入端之间串联负载。本专利技术的有益效果是：通过单片机或微控制器(MCU)控制双环控制电路(恒压控制环和恒流控制环)，实现安全可靠的电源输出状态切换，扩展了电源的工作模式，使电源具有恒压、恒流工作模式，并且在恒压模式下可设置所需的电压值，在恒流模式下设置所需的电流值，适用于多种用电场合，提高电源使用的灵活性和便利性。附图说明图1是电源工作模式转换电路。图2是采用本专利技术的具有多种输出模式的电源原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。如图1所示，本专利技术提供了一种开关电源的多种输出模式转换控制电路，可以扩展电源的工作模式，使电源具有恒压、恒流工作模式，并且在恒压模式下可设置所需的电压值，在恒流模式下设置所需的电流值，这种电源的多种输出模式可适用于多种用电场合，提高电源使用的灵活性和便利性。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种开关电源的多种输出模式转换控制电路，包括电源输出模块、恒压控制环电路、恒流控制环电路、MCU、控制芯片、二选一模块、第一数字电位器、第二数字电位器和电流传感器；所述恒压控制环电路的输入端与第一数字电位器的高端连接，并且该输入端通过第四电阻与电源输出模块的第一输出端连接，第四电阻与第一数字电位器组成电源电压分压网络；恒压控制环电路的输出端与二选一模块的第一输入端连接；用于实现电源的恒压输出；所述恒流控制环电路的第一输入端与第二数字电位器的高端连接，并且该输入端通过第六电阻与第二基准电压连接，第六电阻和第二数字电位器组成基准电压分压网络；恒流控制环电路的第二输入端与电流传感器的输出端连接；恒流控制环电路的输出端与二选一模块的第二输入端连接；用于实现电源的恒流输出；所述MCU的第一控制端与二选一模块的控制输入端连接，用于控制二选一模块的输出模式；其第二控制端与第一数字电位器的滑动端连接，用于控制第一数字电位器的阻值；第三控制端与第二数字电位器的滑动端连接，用于控制第二数字电位器的阻值；所述控制芯片的输入端与二选一模块的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源的多种输出模式转换控制电路，其特征在于，包括电源输出模块、恒压控制环电路、恒流控制环电路、MCU、控制芯片、二选一模块、第一数字电位器、第二数字电位器和电流传感器；所述恒压控制环电路的输入端与第一数字电位器的高端连接，并且该输入端通过第四电阻与电源输出模块的第一输出端连接，第四电阻与第一数字电位器组成电源电压分压网络；恒压控制环电路的输出端与二选一模块的第一输入端连接；用于实现电源的恒压输出；所述恒流控制环电路的第一输入端与第二数字电位器的高端连接，并且该输入端通过第六电阻与第二基准电压连接，第六电阻和第二数字电位器组成基准电压分压网络；恒流控制环电路的第二输入端与电流传感器的输出端连接；恒流控制环电路的输出端与二选一模块的第二输入端连接；用于实现电源的恒流输出；所述MCU的第一控制端与二选一模块的控制输入端连接，用于控制二选一模块的输出模式；其第二控制端与第一数字电位器的滑动端连接，用于控制第一数字电位器的阻值；第三控制端与第二数字电位器的滑动端连接，用于控制第二数字电位器的阻值；所述控制芯片的输入端与二选一模块的输出端连接，根据输入的误差信号输出两路PWM信号，两路PWM信号控制电源输出电压信号或电流信号；所述电流传感器的第一输入端与电源输出模块的第二输出端连接，电流传感器的第二输入端接地，用于检测电源输出电流。...

【技术特征摘要】
1.一种开关电源的多种输出模式转换控制电路，其特征在于，包括电源输出模块、恒压控制环电路、恒流控制环电路、MCU、控制芯片、二选一模块、第一数字电位器、第二数字电位器和电流传感器；所述恒压控制环电路的输入端与第一数字电位器的高端连接，并且该输入端通过第四电阻与电源输出模块的第一输出端连接，第四电阻与第一数字电位器组成电源电压分压网络；恒压控制环电路的输出端与二选一模块的第一输入端连接；用于实现电源的恒压输出；所述恒流控制环电路的第一输入端与第二数字电位器的高端连接，并且该输入端通过第六电阻与第二基准电压连接，第六电阻和第二数字电位器组成基准电压分压网络；恒流控制环电路的第二输入端与电流传感器的输出端连接；恒流控制环电路的输出端与二选一模块的第二输入端连接；用于实现电源的恒流输出；所述MCU的第一控制端与二选一模块的控制输入端连接，用于控制二选一模块的输出模式；其第二控制端与第一数字电位器的滑动端连接，用于控制第一数字电位器的阻值；第三控制端与第二数字电位器的滑动端连接，用于控制第二数字电位器的阻值；所述控制芯片的输入端与二选一模块的输出端连接，根据输入的误差信号输出两路PWM信号，两路PWM信号控制电源输出电压信号或电流信号；所述电流传感器的第一输入端与电源输出模块的第二输出端连接，电流传感器的第二输入端接地，用于检测电源输出电流。2.如权利要求1所述的一种开关电源的多种输出模式转换控制电路，其特征在于，所述恒压控制环电路包括第一误差放大器和第一Ⅱ型补偿器；第一误差放大器的同相输入端与第一基准电压连接；第一误差放大器的反相输入端与第一数字电位器的高端连接，接收电源电压分压网络输...

【专利技术属性】
技术研发人员：高田，程泽，羊彦，徐龙，田雨顺，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61