一种双电压环切换控制电路及开关电源的制作方法

本发明涉及开关电源，具体涉及一种双电压环切换控制电路及开关电源。

背景技术：

1、大功率机壳电源在工程现场运用时，往往需要具备输出宽范围调压的功能特点，但是由于在开发设计时，功率级的参数往往通过额定电压下的参数进行设计，在性能调试时，电压控制环的参数也是优先按照额定电压下的控制系统进行参数调节，因此当现场应用将输出电压调至很低压输出时，此时由于功率级的设计参数接近极轻载输出，因此若仍用额定电压下的电压环路参数将会导致输出电压不稳定或电压纹波超出进度，即控制系统出现振荡，严重时将损坏客户侧用电设备。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种双电压环切换控制电路及开关电源，用在有宽范围调压产品时中，实现第二电压环的自适应接入，从而解决高低电压输出不能兼容使用时同一套环路参数的缺点，有效达成全电压范围内的性能指标以及稳态指标。

2、为实现解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供了一种双电压环切换控制电路，应用于第一电压环，所述双电压环切换控制电路包括电压采样单元、电压环控制单元和第二电压环；

4、所述电压采样单元的第一输入端接入输出电压，所述电压采样单元的输出端连接至所述电压环控制单元的输入端，所述电压环控制单元的第一输出端连接至所述第二电压环的输入端，所述第二电压环与所述第一电压环连接；

5、确定所述输出电压小于设定值，所述电压采样单元通过所述电压环控制单元控制所述第二电压环导通，使得所述第二电压环接入所述第一电压环；

6、确定所述输出电压大于设定值，所述电压采样单元通过所述电压环控制单元控制所述第二电压环关断，使得所述第二电压环关断与所述第一电压环的连接。

7、进一步地，所述所述电压采样单元包括第四电阻、第七电阻、第八电阻、第四电容和第一可控开关器件，所述第四电阻的第一端接入输出电压，所述第四电阻的第二端通过所述第七电阻连接至参考地，所述第四电阻的第二端还通过所述第八电阻连接至参考地，所述第四电阻的第二端还通过所述第四电容连接至参考地，所述第四电阻的第二端连接至所述第一可控开关器件的控制端，所述第一可控开关器件的第一端连接至所述电压环控制单元的输入端，所述第一可控开关器件的第二端连接至参考地。

8、进一步地，所述电压环控制单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第六电阻、第一电容、第三电容和第一开关管，所述第一开关管的控制端通过所述第二电阻连接至所述电压采样单元的输出端，所述第一开关管的控制端通过所述第一电阻连接至电源端，所述第一开关管的控制端通过所述第一电容连接至电源端，所述第一开关管的第一端连接至电源端，所述第一开关管的第二端连接至所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端通过所述第六电阻连接至参考地，所述第三电阻的第二端通过所述第三电容连接至参考地，所述第三电阻的第二端连接至所述第二电压环的输入端。

9、进一步地，所述第二电压环包括第二开关管和第二电容，所述第二开关管的控制端连接至所述电压环控制单元的第一输出端，所述第二开关管的第一端通过所述第二电容连接至所述第一电压环的第一端，所述第二开关管的第二端连接至所述第一电压环的第二端。

10、进一步地，所述双电压环切换控制电路还包括回差单元，所述电压环控制单元的第二输出端连接至所述回差单元的输入端，所述回差单元的输出端连接至所述电压采样单元的第二输入端。

11、进一步地，所述回差单元包括第一二极管和第五电阻，所述第一二极管的阳极连接至所述电压环控制单元的第二输出端，所述第一二极管的阴极通过所述电压采样单元的第二输入端。

12、进一步地，所述第一可控开关器件为可控精密稳压源，所述第一可控开关器件的第一端为阴极，所述第一可控开关器件的第二端为阳极。

13、进一步地，所述第一开关管为pnp三极管，所述第一开关管的控制端为基极，所述第一开关管的第一端为发射极，所述第一开关管的第二端为集电极。

14、进一步地，所述第二开关管为npn三极管，所述第二开关管的控制端为基极，所述第二开关管的第一端为集电极，所述第二开关管的第二端为发射极。

15、第二方面，本发明提供了一种开关电源，包括如第一方面所述的双电压环切换控制电路。

16、本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

17、1)本发明电路所提的双电压环切换控制电路可应用于在基于模拟控制方式下，当产品输出电压调节范围较宽，而系统的电压环参数无法实现全电压范围均能保持稳定，则本电路可提供一种可靠解决该缺陷的控制电路。

18、2)本发明双电压环切换控制电路可实现不同功率等级的开关电源系统，在两电压环路之间实现自适应的动态切换，实现在额定电压下第一电压环的方案与低压输出时接入第二电压环的方案之间的自动切换，从而能兼容大多采用模拟控制型方案的电压环系统环路及电压内环电流外环的双环系统的拓扑电源中。

19、3)本发明所提处的控制电路方案适用范围较宽，大多数模拟控制环路都有仅用一套环路参数无法兼容系统各电压段的性能指标的问题，因此对于dc-dc模拟控制型拓扑中，本发明的自适应双电压环切换控制电路可改善这个问题。

技术特征：

1.一种双电压环切换控制电路，应用于第一电压环，其特征在于，所述双电压环切换控制电路包括电压采样单元、电压环控制单元和第二电压环；

2.根据权利要求1所述的一种双电压环切换控制电路，其特征在于：所述所述电压采样单元包括第四电阻、第七电阻、第八电阻、第四电容和第一可控开关器件，所述第四电阻的第一端接入输出电压，所述第四电阻的第二端通过所述第七电阻连接至参考地，所述第四电阻的第二端还通过所述第八电阻连接至参考地，所述第四电阻的第二端还通过所述第四电容连接至参考地，所述第四电阻的第二端连接至所述第一可控开关器件的控制端，所述第一可控开关器件的第一端连接至所述电压环控制单元的输入端，所述第一可控开关器件的第二端连接至参考地。

3.根据权利要求1所述的一种双电压环切换控制电路，其特征在于：所述电压环控制单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第六电阻、第一电容、第三电容和第一开关管，所述第一开关管的控制端通过所述第二电阻连接至所述电压采样单元的输出端，所述第一开关管的控制端通过所述第一电阻连接至电源端，所述第一开关管的控制端通过所述第一电容连接至电源端，所述第一开关管的第一端连接至电源端，所述第一开关管的第二端连接至所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端通过所述第六电阻连接至参考地，所述第三电阻的第二端通过所述第三电容连接至参考地，所述第三电阻的第二端连接至所述第二电压环的输入端。

4.根据权利要求1所述的一种双电压环切换控制电路，其特征在于：所述第二电压环包括第二开关管和第二电容，所述第二开关管的控制端连接至所述电压环控制单元的第一输出端，所述第二开关管的第一端通过所述第二电容连接至所述第一电压环的第一端，所述第二开关管的第二端连接至所述第一电压环的第二端。

5.根据权利要求1所述的一种双电压环切换控制电路，其特征在于：所述双电压环切换控制电路还包括回差单元，所述电压环控制单元的第二输出端连接至所述回差单元的输入端，所述回差单元的输出端连接至所述电压采样单元的第二输入端。

6.根据权利要求5所述的一种双电压环切换控制电路，其特征在于：所述回差单元包括第一二极管和第五电阻，所述第一二极管的阳极连接至所述电压环控制单元的第二输出端，所述第一二极管的阴极通过所述电压采样单元的第二输入端。

7.根据权利要求3所述的一种双电压环切换控制电路，其特征在于：所述第一可控开关器件为可控精密稳压源，所述第一可控开关器件的第一端为阴极，所述第一可控开关器件的第二端为阳极。

8.根据权利要求3所述的一种双电压环切换控制电路，其特征在于：所述第一开关管为pnp三极管，所述第一开关管的控制端为基极，所述第一开关管的第一端为发射极，所述第一开关管的第二端为集电极。

9.根据权利要求4所述的一种双电压环切换控制电路，其特征在于：所述第二开关管为npn三极管，所述第二开关管的控制端为基极，所述第二开关管的第一端为集电极，所述第二开关管的第二端为发射极。

10.一种开关电源，其特征在于：包括如权利要求1-8任一项所述的双电压环切换控制电路。

技术总结
本发明公开了一种双电压环切换控制电路及开关电源，所述双电压环切换控制电路包括电压采样单元、电压环控制单元和第二电压环；所述电压采样单元的第一输入端接入输出电压，所述电压采样单元的输出端连接至所述电压环控制单元的输入端，所述电压环控制单元的第一输出端连接至所述第二电压环的输入端，所述第二电压环与所述第一电压环连接。本发明可实现不同功率等级的开关电源系统，在两电压环路之间实现自适应的动态切换，实现在额定电压下第一电压环的方案与低压输出时接入第二电压环的方案之间的自动切换，从而能兼容大多采用模拟控制型方案的电压环系统环路及电压内环电流外环的双环系统的拓扑电源中。

技术研发人员：刘世创,杨志,王娜
受保护的技术使用者：广州金升阳科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15