一种包含反馈环节的数字开关电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种包含反馈环节的数字开关电源，包括输入单元、输入整流滤波单元、功率因数校正单元、驱动保护单元、输出整流滤波单元、输出单元、采样单元、模数转换单元、比较器、控制单元、参考值设定单元；所述输入单元依次经过输入整流滤波单元、功率因数校正单元和驱动保护单元的第一输入端相连接，驱动保护单元的输出端依次经过输出整流滤波单元、输出单元、采样单元、模数转换单元和比较器的第一输入端相连接，参考值设定单元和比较器的第二输入端相连接，比较器的输出端经过控制单元和驱动保护单元的第二输入端相连接。本实用新型提高了开关电源的精度，加快了开关电源响应速度。
【专利说明】一种包含反馈环节的数字开关电源
【技术领域】
[0001]本实用新型公开了一种包含反馈环节的数字开关电源，涉及电力电子【技术领域】。【背景技术】
[0002]电力电子设备与人们的工作、生活关系日益密切，尤其是随着电力电子技术的高速发展，电子设备在人们的生活当中，扮演着越来越重要的角色。计算机电源首先全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，随后开关电源进入各种电子、电器设备领域，机场、铁路、电子监测、高精尖控制等领域也相继进入开关电源时代。这些设备的稳定运行离不开可靠的开关电源，促进了开关电源技术的迅速发展。
[0003]开关电源相比于传统的线性电源，具有内部功率损耗小，转换效率高；体积小，重量轻；稳压范围宽，线性调整率高；滤波效率大为提高，滤波电容的容量和体积大为减小；)电路形式灵活多样，选择余地大等优点。并随着开关电源技术的不断创新与发展，在未来的科技发展中拥有广泛的发展空间。
[0004]但是，伴随着现代高科技产品的快速发展，普通的开关电源逐渐显示出众多不足之处，尤其是体现在现代高科技产品设计对开关电源的智能化要求方面。在这种情况下，新型的数字开关电源应运而生。数字开关电源采用先进的控制方法、智能控制策略，可以减少控制电路的元器件数量，缩小控制板体积，改善系统的抗干扰能力，提高控制系统的性能指标和可靠性。然而，目前的数字开关电源在控制响应速度，控制精度等方面仍有待提高。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是:针对现有技术的缺陷，设计一款包含反馈调节的智能化数字开关电源。
[0006]本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案:
[0007]一种包含反馈环节的数字开关电源，包括输入单元、输入整流滤波单元、功率因数校正单元、驱动保护单元、输出整流滤波单元、输出单元、采样单元、模数转换单元、比较器、控制单元、参考值设定单元；
[0008]所述输入单元依次经过输入整流滤波单元、功率因数校正单元和驱动保护单元的第一输入端相连接，驱动保护单元的输出端依次经过输出整流滤波单元、输出单元、采样单元、模数转换单元和比较器的第一输入端相连接，参考值设定单元和比较器的第二输入端相连接，比较器的输出端经过控制单元和驱动保护单元的第二输入端相连接。
[0009]作为本实用新型的进一步优选方案，所述控制单元为单片机。
[0010]作为本实用新型的进一步优选方案，所述采样单元包括电压采样单元、电流采样单元、温度采样单元。
[0011]本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:提高了开关电源的精度，加快了开关电源响应速度。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型所述一种包含反馈环节的数字开关电源及其工作方法的结构方框图。
【具体实施方式】
[0013]本实用新型所公开的一种包含反馈环节的数字开关电源，具体由输入单元、输入整流滤波单元、功率因数校正单元、驱动保护单元、输出整流滤波单元、输出单元、采样单元、模数转换单元、比较器及控制单元组成。
[0014]此数字开关电源主要包含两大部分，其中模拟部分用于实现开关电源电压的整流、滤波、功率变换、功率因数校正等功能；数字控制部分通过模数转换单元获取输出反馈信息，并由比较器及控制单元输出信号调节PWM占空比来改变电压输出值以保持电压输出值的稳定。
[0015]其中，输入单元包含输入电源及隔离电路，实现电气隔离，与输入整流滤波单元相连；整流滤波单元实现对输入电源的整流、滤波，并输出至与其连接的功率因数校正单元；功率因数校正单元连接输入及驱动保护单元，对输入电源进行功率因数调节，并输出至驱动保护单元，为其提供电源；驱动保护单元实现短路过电压、过电流保护，并提供开关管驱动电源，与控制单元及输出整流滤波单元相连；输出整流滤波单元实现对输出信号的整流、滤波，与输出单元相连；输出单元与开关管栅极相连，提供驱动电源，同时与采样单元连接；采样单元与输出单元相连，从输出单元获取电压、电流信息，并将信息传递至模数转换单元；模数转换单元与采样单元及比较器连接，实现对采样单元输出信号的模数转换，并将数字信号传递至比较器；比较器通过比较参考值与输出信号，向控制单元输出差值信息；控制单元连接驱动保护单元及比较器，输出PWM调制信号。
[0016]下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明:
[0017]如图1所示，本实用新型包含输入单元、输入整流滤波单元、功率因数校正单元、驱动保护单元、输出整流滤波单元、输出单元、采样单元、模数转换单元、比较器及控制单元10个单元。
[0018](I)输入单元由光电耦合器和电阻组成，为开关电源的输入端，接入电源信号，同时实现电气隔离；
[0019](2)输入整流滤波单元由二极管全桥整流电路及由电阻、电容组成的RC滤波电路共同构成，将不稳定的交流输入转换为直流输入；
[0020](3)功率因数校正单元由电阻、电容、电感、二极管、三极管构成，可使输入侧的功率因数提高到0.99以上，将总谐波失真度降低到10%以下，起到了节约能源、降低消耗的作用；
[0021](4)驱动保护单元可由过流检测单元、降栅极电压单元、延迟判断单元、软关断单元、短路报警单元共同组成，包含电阻、电容、电感、二极管、三极管及比较器等元件，可为开关管提供稳定的输入栅极电压；
[0022](5)输出整流滤波单元组成同输入整流滤波单元；
[0023](6)输出单元由桥连的三极管及电阻组成，向开关管栅极提供输入电压，并可通过调整电阻值大小，改变开关管的充放电速度；[0024](7)采样单元包含电压采样单元、电流采样单元及温度采样单元，通过与输出单元连接，进行输出电压、电流采样，用于产生比较信号，为反馈环节的重要组成部分；
[0025](8)模数转换单元可由比较器及加法器构成，实现对模拟信号的数字转换；
[0026](9)比较器通过比较模数转换单元输入电压(电流)信号与设定参考值，向控制单元输出差值信号，通过模数转换，可提高开关电源的运算速度；
[0027](10)控制单元可由单片机设计实现，为数字开关电源的核心，包含智能控制策略，接收来自比较器的差值信号，进行精确控制，通过调整占空比输出PWM调制信号。
[0028]数字开关电源工作时，通过对输入电源的整流滤波，由驱动保护单元对输入信号进行处理后输出至输出单元，向开关管提供有效的栅极电压。与此同时，经负反馈环节的采样单元获取真实输出信息，并通过模数转换，将模拟量转换为数字信号，由控制单元对输出差值信号进行智能处理，发出智能控制策略，保证开关电源输出精度。
【权利要求】
1.一种包含反馈环节的数字开关电源，其特征在于:包括输入单元、输入整流滤波单元、功率因数校正单元、驱动保护单元、输出整流滤波单元、输出单元、采样单元、模数转换单元、比较器、控制单元、参考值设定单元； 所述输入单元依次经过输入整流滤波单元、功率因数校正单元和驱动保护单元的第一输入端相连接，驱动保护单元的输出端依次经过输出整流滤波单元、输出单元、采样单元、模数转换单元和比较器的第一输入端相连接，参考值设定单元和比较器的第二输入端相连接，比较器的输出端经过控制单元和驱动保护单元的第二输入端相连接。
2.如权利要求1所述的一种包含反馈环节的数字开关电源，其特征在于:所述控制单元为单片机。
3.如权利要求1所述的一种包含反馈环节的数字开关电源，其特征在于:所述采样单元包括电压采样单元、电流采样单元、温度采样单元。
【文档编号】H02M1/08GK203491878SQ201320559568
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】宁振坤, 肖练, 檀三强, 朱忠伟, 季程荣, 唐娉婷, 陈太祥, 刘顺安 申请人:江苏银佳企业集团有限公司