一种输出可调的低压稳流辅助电源系统

本技术涉及输出电力的电子设备，尤其是一种输出可调的低压稳流辅助电源系统。

背景技术：

1、对一些高精度要求敏感低压的设备，如精密仪器、光电子设备、通信设备和医疗设备，通常需要输入低压、低纹波、可调电压的电源。例如，射频（rf）电路是专注于处理射频信号的电子电路，工作频率覆盖无线通信和雷达等领域，范围从数十千赫兹到数百千兆赫兹，这类电路广泛应用于移动通信、卫星通信、无线局域网和雷达系统等。

2、通常现有的低压辅助电源是通过stm32单片机输出pwm波控制晶体管的关断实现的，该方法存在低效且输出纹波大等缺点。

3、经过专利网站查找，查询到相关应用专利是实用性专利《一种可编程低纹波高压稳定电源》。在该专利中，通过基于boost电路，整合了数字可编程器件dpd、数模转换器dac、ad采样与转换电路（含adc）、dc-dc变换电路、royer振荡与直流高压产生电路，以解决可编程调节高压的问题。然而，该专利存在两方面缺陷：首先，其输出高压限制了在精密仪器（如rf电路）中的应用；其次，royer电路存在潜在缺陷，可能导致晶体管的损坏。具体而言，在典型的royer振荡器现有技术中，存在晶体管在导通和关断阶段可能引起的电流尖峰问题，这不仅导致电路效率的下降和损耗的增加，还对系统的稳定性产生潜在威胁。未引入串联电感的设计导致可能存在高电流尖峰，进而对电路性能和能效构成负面影响。此外，现有技术可能面临着较大的关断和导通损耗，对电路的能耗和长期可靠性造成不利影响，而集电极电压的突变也可能使系统处于不稳定状态，限制了其在特定应用中的性能。

技术实现思路

1、本实用新型提出一种输出可调的低压稳流辅助电源系统，有力地解决了现有技术中存在的电流尖峰问题。串联电感的巧妙设计有效减缓了电流尖峰的影响，提高了系统的稳定性，显著改善了电路的效率和能效，为各种应用场景提供了更可靠的电源解决方案。

2、本实用新型采用以下技术方案。

3、一种输出可调的低压稳流辅助电源系统，所述电源系统采用电流馈电拓扑结构，包括主控电路（3）和与之相连的buck调节电路（1）、royer振荡电路，还包括辅助供电电路（4）；所述royer振荡电路用于电路自启动并产生稳定的中频交流输出，其包括一对耦合电容、一个具有主绕组和反馈绕组的变压器，以及一个lc谐振电路，还包括一对工作时互补的晶体管和用于降低晶体管开关产生的大幅电流尖峰的串联电感；所述耦合电容并联在晶体管处，用于抑制晶体管的高频振荡。

4、所述buck调节电路由顺序连接的输入保护电路（101）、整流桥（102）、buck调节组件电路（103）、桥驱动电路（104）构成；外部电源经保护电路向buck调节电路输入的交流电通过整流桥进行整流将交流电变成直流电，若发生过大电流，则保护电路中的保险丝首先熔断以保护电路，然后桥驱动电路输出驱动信号控制桥驱动电路的mos管u1和u2的关断，通过改变buck调节组件电路的电感l3和电容c24中的电能以降低电压；

5、所述buck调节电路还包括输入滤波电容、输出滤波电容、电感，以及用于控制输入滤波电容、输出滤波电容、电感充放电过程的两个晶体管；经整流桥整流后的电压通过输入滤波电容进行滤波处理；

6、所述主控电路通过其单片机发送的pwm控制buck调节电路的两个晶体管的关断来控制电容和电感的充放电，最后通过输出滤波电容输出电压以保证输出电压的稳定及提高系统的效率。

7、所述royer振荡电路为royer振荡器（2），包括变压器和与之相连的串联电感（201）、互补晶体管、lc谐振电路和整流电路（203）；

8、在royer振荡电路启动时，串联电感通过限制电流的变化速率来减少变压器主绕组中的电流突变，以保证电路启动过程的平稳进行；

9、当royer振荡电路处于工作状态时，变压器主绕组中的电流产生磁场；该磁场随后会导致反馈绕组中产生反馈电压，用于控制晶体管的开关状态；串联电感在释放储存的能量时将输出电流反馈到电路的输入端以维持电路的稳定工作状态；互补晶体管则在此变压器工作过程中交替工作，其中一个晶体管导通时，另一个晶体管处于截止状态，通过反馈机制，使变压器主绕组中的电流在两个晶体管之间交替流动，产生稳定的振荡；

10、整流电路用于将royer振荡器的交流电转换为直流电输出。

11、所述主控电路包括晶振（301）、复位电路（302）、第一adc采样电路（303）、第二adc采样电路（304）、指示灯（305）、编码器（306）和单片机；

12、第一adc采样电路与第二adc采样电路相连，第一adc采样电路通过电阻分压对输入的直流电压进行采样；

13、第二adc采样电路包括差分放大电路、采样电阻，用于对电压采样进行缩小或对电流采样进行放大处理；

14、所述主控电路通过第一adc采样电路、第二adc采样电路对辅助电源系统的输出电压电流进行采样，将采样结果反馈给单片机的主控芯片。

15、所述主控芯片为stm32f030rct6主控芯片，所述晶振为8m晶振；所述主控电路还包括三个指示灯和两个按键；

16、主控芯片根据反馈的采样结果或按键动作来控制指示灯和桥驱动，向桥驱动电路输出pwm波，并使指示灯显示低压稳流辅助电源系统当前处于恒压模式cv、恒流模式cc还是校验模式；

17、所述编码器用于改变输出的电压值；所述按键用于控制是否输出和切换模式。

18、所述的辅助供电电路由两个ldo、滤波电容、指示灯构成，输入电压先通过滤波电容进行滤波，再通过ldo进行降压，降压后再次由滤波电容进行滤波；

19、辅助供电电路的供电输出端设有用于隔离电源杂波的磁珠。

20、低压稳流辅助电源系统在首次上电时执行自动校验，校验过程第一adc采样电路、第二adc采样电路的采样数据存储在主控芯片的ram中。

21、本实用新型通过引入串联电感成功降低了royer电路中晶体管开关产生的大幅电流尖峰，采用电流馈电拓扑结构，具备卓越的抗电阻性能、功耗优化以及强大的抗干扰性，有效提高了电路的效率和稳定性。有效抑制了半导体晶体管可能引起的高频振荡，确保在高频工作环境中的稳定性，减少了不必要的电磁干扰，提升了整体性能。此外，本实用新型可通过对集电极电压的精准控制确保输出电压的稳定性，满足了对电源稳定性要求较高的精密仪器的电源需求，为稳定低压应用场景提供了可靠的解决方案。

22、本实用新型提出了一种输出可调的低压稳流辅助电源系统设计，目的是通过引入串联电感和采用电流馈电型电路架构，有效解决了传统电路中存在的电流尖峰问题，显著提升系统的稳定性、效率和能效。该设计涉及buck调节电路、royer振荡电路、控制电路以及辅助供电电路，其中串联电感的巧妙应用减缓了电流尖峰的影响，优化了能量转换过程，同时保障了系统在没有外部控制信号的情况下能自启动并维持稳定的中频交流输出。此外，本专利还通过精心设计的控制策略和辅助供电电路，确保了输出电压的稳定和电源供应的可靠性，为高要求的应用场景提供了一种经济、环保的电源解决方案，特别是在需要抑制高频振荡和电磁干扰的环境中，展现出卓越的性能表现。