专利名称：智能型假负载自动切换控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于设备、仪器及仪表的电源领域，尤其涉及一种应用于大功率开关电源、线性稳压电源及其它电源主电路系统的智能型假负载自动切换控制系统。
背景技术：
随着社会的进步，大功率开关电源、线性稳压电源及其它电源的应用越来越广泛， 而其中一个核心的部分就是主电路中的功率变换单元，功率变换单元性能的好坏直接影响着整个电源的稳定性、可靠性、工作效率及使用该电源的设备、仪器及仪表的使用寿命。目前，在大功率开关电源、线性稳压电源及其它电源变换单元无论采用哪种拓扑电路，大多为了提高电源的稳定性及可靠性均会加上一定的假负载。实际应用中，为了提高整个电源的稳定性和可靠性，防止电源空载振荡、轻载占空比丢失严重的现象则通常会将假负载加的很大，存在着电源整机损耗大、满载效率偏低，不能满足高效电源的设计条件，不能满足用户需求；若为了满足用户需求，提高电源满负载整机效率则通常会将假负载加的很小，存在着电源空载振荡、轻载占空比丢失严重的现象，直接导致电源在空载时环路振荡引起的环路不稳，轻载时占空比丢失以及使用该电源的设备、仪器及仪表的使用寿命，严重影响电源运行的的可靠性、整机寿命以及使用该电源的设备、仪器及仪表的使用寿命，从而使整个开关电源、线性稳压电源及其它电源无法保证全范围内都能正常工作。综上所述，在现有技术中，大多大功率开关电源、线性稳压电源及其它电源主电路系统会加上一定的假负载。若假负载足够大时则存在着电源整机损耗大、输出满载效率偏低的现象；若假负载足够小时则存在着电源空载振荡、轻载占空比丢失严重的现象，严重影响电源运行的可靠性、整机寿命以及使用该电源的设备、仪器及仪表的使用寿命，从而无法保证电源全范围内都能正常工作。
发明内容本实用新型的目的在于针对现有电源系统在假负载方面存在的缺陷，提供一种智能型假负载自动切换控制系统，不仅能解决电源假负载足够小时导致的电源空载振荡、轻载占空比丢失严重的问题，而且还能很好地解决假负载足够大时导致的电源整机损耗大、 输出满载效率偏低的问题。本实用新型的第一种技术方案如下本实用新型包括信号采集电路、滤波电路、放大电路、比较电路、开关管和假负载，所述信号采集电路的输出接滤波电路，滤波电路接放大电路，放大电路接比较电路，比较电路的输出接开关管的基极驱动电路，开关管的集电极接假负载的一端，假负载的另一端接电源的输出正端。作为较佳方案，所述开关管采用开关三极管，所述比较电路的输出接开关三极管的基极驱动电路，所述开关三极管的集电极接假负载的一端，假负载的另一端接电源的输出正端，开关三极管的发射极接地。本实用新型的第二种技术方案如下本实用新型包括信号采集电路、滤波电路、比较运放电路、两个开关管和假负载，所述信号采集电路的输出接滤波电路，滤波电路接比较运放电路，比较运放电路的输出依次接开关管Q1、Q2，开关管Q2的集电极接假负载的一端， 假负载的另一端接电源的输出正端。作为较佳方案，所述两个开关管采用开关三极管Ql和开关三极管Q2，所述比较运放电路的输出接开关三极管Ql的基极驱动电路，开关三极管Ql的集电极接开关三极管Q2 的基极，开关三极管Q2的集电极接假负载的一端且通过电阻R9接开关三极管Ql的基极， 假负载的另一端接电源的输出正端，开关三极管Ql和Q2的发射极接地。本实用新型的技术效果在于本实用新型在某一轻载以下至输出空载任意一负载时自动工作在假负载状态，解决了电源空载振荡、轻载占空比丢失严重的现象问题，保证电源运行的的可靠性、整机寿命以及使用该电源的设备、仪器及仪表的使用寿命，从而使电源全范围内都能正常工作；本实用新型在某一轻载以上至输出满载任意一负载时自动断开并脱离假负载，解决了假负载直接参与时导致电源整机损耗大的问题，提高了电源某一轻载以上至输出满载时的整机工作效率。
图1是现有技术中各种拓扑结构大多采用的部分电路原理图。图2是本实用新型第一种技术方案的电路原理框图。图3是实施例一的电路框图及部分原理图。图4是实施例二的电路框图及部分原理图。图5是实施例三的电路框图及部分原理图。
具体实施方式
图1是现有技术中各种拓扑结构电路大多采用电路原理图。从该图不难看出，这种电路至始至终都参与工作，很明显得知，当假负载足够大时则存在着电源整机损耗大、满载效率偏低的现象；若假负载足够小时则容易存在着电源空载振荡、轻载占空比丢失严重的现象，严重影响电源运行的的可靠性、整机寿命以及使用该电源的设备、仪器及仪表的使用寿命，从而无法保证电源全范围内都能正常工作。参见图2和图3，实施例一为一种智能型假负载自动切换控制系统，包括信号采集电路、滤波电路、放大电路、比较电路、开关管和假负载，所述信号采集电路为电流或功率信号采集电路，信号采集电路的输出接滤波电路，滤波电路采用RC滤波器，滤波电路接放大电路，放大电路接比较电路，比较电路的输出接开关管的基极驱动电路，开关管接假负载的一端，假负载的另一端接电源的输出正端。实施例一中开关管采用开关三极管Q2，比较电路的输出串联电阻R5和电阻R7后接开关三极管Q2的基极，开关三极管Q2的基极同时经电阻R6后接地，开关三极管Q2的集电极接假负载，发射极接地，假负载由电阻R10、电阻 R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15并联组成。实施例一的工作过程是电流或功率信号采集电路通过RC滤波器滤波后能反映电源负载轻重的特定信号，并把该信号通过放大电路进行放大后输出给比较电路进行比较，比较电路比较所述特定信号的放大信号值与预设值的大小，当放大信号值大于预设值， 说明电源工作在轻载(某一轻载以下至输出空载任意一负载)的条件下，比较电路输出高电平给假负载的开关三极管Q2的驱动电路，开关三极管Q2导通并自动接入假负载，避免了电源因接入足够小的假负载容易存在着电源空载振荡、轻载占空比丢失严重的现象产生， 保证电源运行的的可靠性、整机寿命以及使用该电源的设备、仪器及仪表的使用寿命，从而使电源全范围内都能正常工作；若放大信号值小于预设值，说明电源工作在重载(某一轻载以上至输出满载任意一负载)的条件下，比较电路输出低电平给假负载的开关三极管Q2 的驱动电路，开关三极管Q2断开并自动脱离假负载自动脱离，避免了电源因接入足够大的假负载的直接参与引起的整机损耗大的问题，有效的提高了电源某一轻载以上至输出满载任意一负载时的整机工作效率。参见图2和图4，本实用新型实施例二与实施例一略有不同实施例二中开关管采用开关三极管Ql和开关三极管Q2，比较电路的输出接开关三极管Ql的基极驱动电路，具体是比较电路的输出串联电阻R5和电阻R7后接开关三极管Ql的基极，开关三极管Ql的基极同时经电阻R6后接地，开关三极管Ql的集电极接开关三极管Q2的基极，开关三极管 Q2的集电极接假负载，开关三极管Ql和开关三极管Q2的发射极接地。实施例二的工作过程是电流或功率信号采集电路通过RC滤波器滤波后能反映电源负载轻重的特定信号，并把该信号通过放大电路后输出给比较电路进行比较，比较电路比较所述特定信号的放大信号值与预设值的大小，当放大信号值大于预设值，说明本系统工作在重载的条件下，比较电路输出高电平给开关三极管Ql的基极驱动电路，开关三极管Ql导通，开关三极管Q2截止并断开假负载，避免了电源因接入足够大的假负载的直接参与引起的整机损耗大的问题，有效的提高了电源某一轻载以上至重载时的工作效率；当放大信号值小于预设值，说明本系统工作在轻载的条件下，比较电路输出低电平给开关三极管Ql的基极驱动电路，此时开关三极管Ql截止，开关三极管Q2导通并自动接入假负载，避免了电源因接入足够小的假负载容易存在着电源空载振荡、轻载占空比丢失严重的现象产生，保证电源运行的的可靠性、整机寿命以及使用该电源的设备、仪器及仪表的使用寿命， 从而使电源全范围内都能正常工作。图3与图4所示的实施例可以互相转换应用。通过对图3、图4的对比，不难看出两者信号控制方式不一样，控制的是一个相反的信号，应用时要特别留意。相互运用时则只需将比较电路前的信号换一下相或将比较电路后的信号翻转一下即可，具体应用方法这里就不再阐述。实施例三为本实用新型第二种技术方案的实施例。参见图5，实施例三中信号采集电路采集电流信号(-Is)，电阻R3与电容C2并联组成RC滤波器，电阻Rl为信号采集电路的匹配电阻，电阻R2、R4与电容C3组成运放UlA的放大倍数值，电容Cl为运放UlA的输入滤波电容，电阻R5、电阻R7、电阻R6及电阻R9组成分压电阻，三极管Q1、三极管Q2为开关管(也可选用MOS管)，电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14及电阻R15并联组成假负载，电阻R8为三极管Ql集电极的限流电阻。实施例三的工作过程如下采集电路将采集到电流信号(-1 通过由电阻R3与电容C2组成的RC滤波器滤波后与GND信号进行比较运算，运算后的信号值按照由电阻R2、R4与电容C3组成运放UlA 的放大倍数值进行比例放大，当放大的信号值在经过电阻R5、R7、R6及R9进行分压后的信号值输出给开关三极管Ql的驱动电路，若放大信号值经过分压后在电阻R6上的电压值达
5到开关三极管Ql的基极驱动电压时，说明电源工作在重载(某一轻载以上至输出满载任意一负载)的条件下，则开关三极管Ql导通、Q2截止并断开假负载R10、R11、R12、R13、R14及 R15，避免了电源因接入足够大的假负载的直接参与引起的整机损耗大的问题，有效的提高了电源某一轻载以上至输出满载任意一负载时的工作效率；若放大信号值经过分压后在电阻R6上的电压值小于开关三极管Ql的基极驱动电压时，说明电源工作在轻载(某一轻载以下至输出空载任意一负载)的条件下，则开关三极管Ql截止、Q2导通并自动接入假负载 R10、R11、R12、R13、R14及R15，避免了电源因接入足够小的假负载容易存在着电源空载振荡、轻载占空比丢失严重的现象产生，保证电源运行的的可靠性、整机寿命以及使用该电源的设备、仪器及仪表的使用寿命，从而使电源全范围内都能正常工作。
权利要求1.一种智能型假负载自动切换控制系统，其特征在于包括信号采集电路、滤波电路、 放大电路、比较电路、开关管和假负载，所述信号采集电路的输出接滤波电路，滤波电路接放大电路，放大电路接比较电路，比较电路的输出接开关管的基极驱动电路，开关管的集电极接假负载的一端，假负载的另一端接电源的输出正端。
2.根据权利要求1所述的智能型假负载自动切换控制系统，其特征在于所述信号采集电路为电流或功率信号采集电路。
3.根据权利要求1或2所述的智能型假负载自动切换控制系统，其特征在于所述开关管采用开关三极管，所述比较电路的输出接开关三极管的基极驱动电路，所述开关三极管的集电极接假负载的一端，假负载的另一端接电源的输出正端，开关三极管的发射极接地。
4.根据权利要求1或2所述的智能型假负载自动切换控制系统，其特征在于所述滤波电路采用RC滤波器。
5.一种智能型假负载自动切换控制系统，其特征在于包括信号采集电路、滤波电路、 比较运放电路、两个开关管和假负载，所述信号采集电路的输出接滤波电路，滤波电路接比较运放电路，比较运放电路的输出依次接开关管Ql、Q2，开关管Q2的集电极接假负载的一端，假负载的另一端接电源的输出正端。
6.根据权利要求5所述的智能型假负载自动切换控制系统，其特征在于所述两个开关管采用开关三极管Ql和开关三极管Q2，所述比较运放电路的输出接开关三极管Ql的基极驱动电路，开关三极管Ql的集电极接开关三极管Q2的基极，开关三极管Q2的集电极接假负载的一端且通过电阻R9接开关三极管Ql的基极，假负载的另一端接电源的输出正端， 开关三极管Ql和Q2的发射极接地。
专利摘要本实用新型为一种智能型假负载自动切换控制系统，包括信号采集电路、滤波电路、放大电路、比较电路、开关管和假负载，信号采集电路的输出接滤波电路，滤波电路接放大电路，放大电路接比较电路，比较电路接开关管的驱动电路，开关管的集电极接假负载的一端，假负载的另一端接电源的输出正端。放大电路和比较电路可用比较运放电路替代。本实用新型解决了电源空载振荡、某一轻载以下时占空比丢失严重的问题，保证电源运行可靠性、整机寿命以及使用该电源的设备、仪器及仪表的使用寿命；解决了在某一轻载以上至输出满载任意一负载时假负载直接参与导致电源整机损耗大的问题，有效的提高了电源某一轻载以上至输出满载任意一负载时的整机工作效率。
文档编号G05B19/04GK202150025SQ201120079429
公开日2012年2月22日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者李胜龙, 陈恒留 申请人:深圳市晶福源电子技术有限公司