一种程控输出功率控制电路的制作方法

1.本发明属于开关电源输出功率控制电路技术领域，具体涉及一种程控输出功率控制电路。


背景技术：

2.随着大功率负载需求和分布式电源系统的发展，开关电源并联技术的重要性日益增加。并联的开关变换器模块间需要采用一定的均流措施，它是实现大功率电源系统的关键，用以保证模块间电流应力和热应力的相对均匀分配，防止一台或多台模块运行在电流极限状态或者热应力极限状态。因为并联运行的各个模块特性并不一致，外特性好的模块可能承受更多的电流，甚至过载；外特性差的模块则只能承受较低的电流，甚至半载。从而造成热应力的不均匀分配，影响电源模块的使用寿命和可靠性，甚至会难以正常运行。因此电源输出功率控制技术必然是并联系统的关键技术，有重要的研究价值。所以电源输出功率控制技术成了实现组合大功率电源系统的关键。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种程控输出功率控制电路，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果；可有效控制开关电源的输出功率，使输出功率始终精确控制在功率下限至功率上限的范围内，便于实现开关电源的自动并联功能，广泛应用于各种ac/dc、dc/dc等开关电源中。
4.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种程控输出功率控制电路，包括电流检测及零点补偿电路、差分放大电路、信号积分电路、功率上限控制电路、功率下限控制电路和隔离驱动控制电路；
6.电流检测及零点补偿电路，被配置为用于通过电流检测对输出功率的初级电流进行检测，将电流信号转换为电压信号；通过零点补偿，避免检测电流因地噪声干扰而造成的零点问题；
7.差分放大电路，被配置为用于对电流检测及零点补偿电路的输出电压信号进行差分放大，产生电压信号；
8.信号积分电路，被配置为用于对差分放大电路进行积分补偿，实现功率的可靠控制；
9.功率上限控制电路，被配置为用于对输出功率的上限进行程控运算控制，以准确确定最大输出功率；
10.功率下限控制电路，被配置为用于对输出功率的下限进行程控运算控制，以准确确定最小输出功率；
11.隔离驱动控制电路，被配置为用于产生隔离驱动控制信号，即将输出功率始终控制在功率下限至功率上限的范围内。
12.优选地，电流检测及零点补偿电路，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容
和第一二极管；第一电阻的一端和第一二极管的阳极组成公共端连接至i_sense(电流检测信号)，第一电阻的另一端接地，第一二极管的阴极连接至第一电容的正极、第二电阻的一端、第三电阻的一端和第四电阻的一端，第一电容的负极和第三电阻的另一端组成公共端接地，第二电阻的另一端连接至+3.3v电源。
13.优选地，差分放大电路，包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一集成电路，第四电阻的另一端连接至第五电阻的一端、第二电容的一端和第一集成电路的3脚，第五电阻的另一端和第二电容的另一端组成公共端接地，第六电阻的一端接地，第六电阻的另一端连接至第七电阻的一端、第三电容的一端和第一集成电路的2脚，第六电阻的另一端和第三电容的另一端组成公共端连接至第一集成电路的1脚和第八电阻的一端，第一集成电路的8脚和第四电容的一端组成公共端连接至+5v电源，第四电容的另一端接地，第一集成电路的4脚和第五电容的一端组成公共端连接至
‑
5v电源，第五电容的另一端接地。
14.优选地，信号积分电路，包括第八电阻和第六电容，第八电阻的另一端连接至第六电容的一端、第十一电阻的一端和第十五电阻的一端，第六电容的另一端接地。
15.优选地，功率上限控制电路，包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第七电容、第二集成电路的第一单元，第九电阻的一端连接至h_prog(功率上限程控信号)，第九电阻的另一端连接至第十电阻的一端、第十二电阻的一端、第七电容的一端和第二集成电路的3脚，第十电阻的另一端和第七电容的另一端组成公共端接地，第十一电阻的另一端连接至第二集成电路的2脚，第二集成电路的1脚连接至第二集成电路的7脚、第十二电阻的另一端、第十六电阻的一端、第十七电阻的一端、第九电容的一端、第二三极管的基极和第三稳压管的阳极，第二集成电路的4脚接地。
16.优选地，功率下限控制电路，包括第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第八电容、第二集成电路的第二单元，第十三电阻的一端连接至l_prog(功率下限程控信号)，第十三电阻的另一端连接至第十四电阻的一端、第八电容的一端和第二集成电路的6脚，第十四电阻的另一端和第八电容的另一端组成公共端接地，第十五电阻的另一端连接至第十六电阻的另一端和第二集成电路的5脚。
17.优选地，隔离驱动控制电路，包括第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第九电容、第二三极管、第三稳压管和第一光电耦合器，第十七电阻的另一端和第十八电阻的一端组成公共端连接至+5v电源，第十八电阻器的另一端连接至第一光电耦合器的1脚，第二三极管的发射极和第三稳压管的阴极组成公共端连接至第一光电耦合器的2脚，第九电容器的另一端和第二三极管的集电极组成公共端接地，第十九电阻的一端连接至+5v2电源，第十九电阻的另一端、第一光电耦合器的5脚和第一光电耦合器的6脚组成公共端连接至p_ctrl(功率控制信号)，第一光电耦合器的6脚接+5v2电源地。
18.本发明所带来的有益技术效果：
19.1、采用零点补偿技术，可以有效避免检测电流因地噪声干扰而造成的零点问题，提高功率控制的可靠性。
20.2、采用差分放大电路技术，可以有效提高电流检测及零点补偿的准确度，进而提高功率控制的准确度。
21.3、采用信号积分电路技术，可以有效提高电流检测及零点补偿的稳定度，进而提
高功率控制的稳定度。
22.4、采用功率上限和功率下限的同步程控电路技术，可以达到输出功率的程控控制，提升电源的并联控制能力。
23.5、采用隔离驱动控制电路技术，有利于实现强、弱电的隔离控制，使功率控制更加简单可靠。
24.本发明一种新型的程控输出功率控制电路及方法，具体是一种采用功率上限和功率下限的同步程控控制电路及方法；该电路不仅能够实现功率输出的有效控制功能，而且使输出功率始终精确控制在功率下限至功率上限的范围内，控制电路也十分稳定可靠；该电路相较于传统的输出功率控制电路具有无可比拟的优越性，使得输出功率控制电路的程控性、准确性等方面都有突破性的提高，有效提升了开关电源的自动并联控制能力。
附图说明
25.图1是本发明方法的电路框图。
26.图2是本发明方法的电路结构图。
具体实施方式
27.下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
28.结合图1，本发明通过电流检测及零点补偿电路，对输出功率的初级电流进行检测，将电流信号转换为电压信号，同时对零点进行补偿；通过差分放大电路，对电流检测及零点补偿电路的输出电压信号进行差分放大，产生较大的精确电压信号；通过信号积分电路，对差分放大电路进行积分补偿；通过功率上限控制电路，对信号积分电路的输出信号和输出功率的程控上限基准信号进行运算控制，产生输出功率上限控制信号；通过功率下限控制电路，对信号积分电路的输出信号和输出功率的程控下限基准信号进行运算控制，产生输出功率下限控制信号；通过隔离驱动控制电路，用于产生输出功率的隔离驱动控制信号，最终使输出功率始终精确控制在功率下限至功率上限的范围内。
29.结合图2，一种程控输出功率控制电路，主要包含电流检测及零点补偿电路、差分放大电路、信号积分电路、功率上限控制电路、功率下限控制电路、隔离驱动控制电路等部分。
30.如图2所示，对于电流检测及零点补偿电路，电流检测及零点补偿电路由电阻器r1、电阻器r2、电阻器r3、电容器c1和二极管v1构成。对输出功率的初级电流进行检测，将电流信号转换为电压信号，同时对零点进行补偿。
31.如图2所示，对于差分放大电路，差分放大电路由电阻器r4、电阻器r5、电阻器r6、电阻器r7、电容器c3、集成电路n1a构成。对电流检测及零点补偿电路的输出电压信号进行差分放大，产生较大的精确电压信号。
32.如图2所示，对于信号积分电路，信号积分电路由电阻器r8、电容器c6构成，对差分放大电路进行积分补偿。对输出功率的上限进行程控运算控制，以准确确定最大输出功率。
33.如图2所示，对于功率上限控制电路，功率上限控制电路由电阻器r9、电阻器r10、电阻器r11、电阻器r12、电容器c7、集成电路n2a构成。对信号积分电路的输出信号和输出功率的程控上限基准信号进行运算控制，产生输出功率上限控制信号。
34.如图2所示，对于功率下限控制电路，功率下限控制电路由由电阻器r13、电阻器r14、电阻器r15、电阻器r16、电容器c8、集成电路n2b构成。对信号积分电路的输出信号和输出功率的程控下限基准信号进行运算控制，产生输出功率下限控制信号。
35.如图2所示，对于隔离驱动控制电路，隔离驱动控制电路由电阻器r17、电阻器r18、电阻器r19、三极管v2、稳压管v3和光电耦合器e1构成。其作用产生输出功率的隔离驱动控制信号，最终使输出功率始终精确控制在功率下限至功率上限的范围内。
36.基于本发明设计的一款程控输出功率控制电路，其输出功率范围宽达10w～2000w；在最大输出功率状态下，其输出功率控制准确度高达
±
0.1％。
37.综上所述，本发明电路具有较高的程控性、准确性，具有突破性的提高。可有效程控控制开关电源的输出功率，使输出功率始终精确控制在功率下限至功率上限的范围内，便于实现开关电源的自动并联功能。
38.当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。