一种可调基准宽范围输出电源程控电路和方法与流程

本发明涉及程控电源，具体为一种可调基准宽范围输出电源程控电路和方法。

背景技术：

1、在多电器应用场合，或者电压时变系统中，供电电源大多采用以下两种方式，其中一种是多电源供电，但会存在负载不均衡、误操作风险、维护成本高等隐患，另外一种方式是单电源通过外接电阻器实现输出电压调节，但是对于已安装封闭的电源供电系统设备内，并不利于调节，且输出精度低，不易控制，灵活性相比较差。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种可调基准宽范围输出电源程控电路和方法，其可实现输出电压程控可调，具有较高的可靠性和灵活性。

2、本发明采用如下技术方案，一种可调基准宽范围输出电源程控电路，其包括boost升压稳压模块、反激式开关模块、采样比较模块、控制模块；

3、其中，boost升压稳压模块，用于将电源输入电压升压至恒定直流电压；

4、采样比较模块，与所述反激式开关模块、控制模块均相连接，用于获取反激输出电压和参考电压信号，并进行比较，将比较结果反馈至所述反激式开关模块；

5、反激式开关模块，与所述boost升压稳压模块连接，用于实现电隔离，并将所述boost升压稳压模块输出的电压反激输出至所述采样比较模块，以及根据比较结果调节pwm占空比；

6、控制模块，用于给定参考电压信号，并将参考电压信号输出至所述采样比较模块。

7、进一步地，其还包括：

8、输入滤波及稳压模块，与所述boost升压稳压模块连接，用于对电源输入电压进行滤波稳压；

9、隔离模块，连接于所述反激式开关模块、采样比较模块之间，用于将所述采样比较模块输出的信号光耦隔离后输出至所述反激式开关模块；

10、进一步地，所述采样比较模块包括：

11、电压采样单元，与所述反激式开关模块连接，用于对所述反激式开关模块输出的反激输出电压进行采样；

12、误差比较单元，与所述电压采样单元、隔离模块、控制模块均相连接，用于将反激输出电压与所述控制模块输出的参考电压进行比较，随后将比较结果输出至所述隔离模块；

13、进一步地，所述输入滤波及稳压模块包括电阻r1、电容c1、c2、稳压管dz1、三极管q1，所述电阻r1、电容c1、c2的一端与所述三极管q1的集电极均相连后接于电源输入电压端+vin，所述电容c1、c2的另一端均接地，所述电阻r1的另一端与所述稳压管dz1的负极、三极管q1的基极均相连接，所述稳压管dz1的正极接地；

14、进一步地，所述boost升压稳压模块包括电感l1、二极管d1、电容c3、c4、mos管q2、电源管理芯片ic1，所述电源管理芯片ic1采用型号lm5022芯片；所述电感l1的一端与所述三极管q1的集电极连接，所述三极管q1的发射极与所述mos管q2的栅极均接于所述电源管理芯片ic1，所述mos管q2的源极接地，所述mos管q2的漏极与所述电感l1的另一端、二极管d1的正极均相连接，所述二极管d1的负极与所述电容c3、c4的一端均相连接，所述电容c3、c4的另一端均接地；

15、进一步地，所述反激式开关模块包括电源管理芯片ic2、mos管q3、变压器b1、二极管d2、d3、电容c5～c8，所述电源管理芯片ic2采用型号lm5032芯片；所述mos管q3的栅极接于所述电源管理芯片ic2，所述mos管q3的源极接地，所述变压器b1的1脚与所述二极管d1的负极连接，所述变压器b1的2脚与所述mos管q3的漏极连接，所述变压器b1的3脚与所述二极管d2的正极连接，所述变压器b1的5脚与所述二极管d3的正极连接，所述二极管d2的负极与所述电容c5、c6的一端均相连接，所述变压器b1的4脚与所述电容c5、c6的另一端均相连接，所述二极管d3的负极与所述电容c7、c8的一端均相连接，所述变压器b1的6脚与所述电容c7、c8的另一端均相连接；

16、进一步地，所述隔离模块包括电阻r2、r3、r4、电容c9、光耦u1；所述电阻r2的一端与所述光耦u1的集电极相连后接于所述电源管理芯片ic2，所述电阻r2的另一端与所述电容c9的一端连接，所述电容c9的另一端与所述光耦u1的发射极相连后接地，所述光耦u1的正极与所述电阻r3、r4的一端均相连接，所述电阻r3的另一端与所述二极管d3的负极连接，所述光耦u1的负极与所述电阻r4的另一端连接；

17、进一步地，所述误差比较单元包括电阻r5、电容c10、c11、比较器u2；所述电压采样单元包括电阻r6、r7；所述电阻r6的一端与所述二极管d2的负极、变压器b1的6脚均相连接，所述电容c10的一端与所述电阻r5的一端、比较器u2的1脚均相连后接于所述光耦u1的负极，所述电阻r5的另一端与所述电容c11的一端连接，所述电阻r6的另一端与所述电阻r7的一端、电容c10、电容c11的另一端、比较器u2的4脚均相连接；

18、进一步地，所述控制模块包括电阻r8、r9、r10、稳压管dz2、放大器u3、电容c12、控制器mcu，所述电阻r8的一端接于所述控制器mcu，所述电阻r8的另一端与所述电阻r9的一端、稳压管dz2的负极、放大器u3的3脚均相连接，所述放大器u3的1脚与放大器u3的4脚、电阻r10的一端均相连接，所述电阻r10的另一端与所述电容c12的一端、比较器u2的3脚均相连接，所述电阻r9的另一端与所述电阻r7、电容c12的另一端、稳压管dz2的正极、控制器mcu均相连后接于所述变压器b1的4脚；

19、本发明还提出了一种可调基准宽范围输出电源程控方法，包括以下步骤：

20、s1、将电源输入电压进行boost升压至恒定直流电压；

21、s2、将恒定直流电压进行反激输出，随后将反激输出电压与控制器mcu给定的参考电压信号进行比较；

22、s3、当反激输出电压大于参考电压，光耦u1发光增强，通过反激式开关模块的反馈网络调小电源管理芯片ic2的pwm占空比，使得反激输出电压减小至设定值；

23、当反激输出电压小于参考电压，光耦u1发光减弱，通过反激式开关模块的反馈网络调大电源管理芯片ic2的pwm占空比，使得反激输出电压升高至设定值。

24、本发明的有益效果是，电源输入电压输至boost升压稳压模块，将boost升压稳压模块输出的稳定电压经过反激输出后，与设定的参考电压比较，根据比较结果调节反激式开关模块的pwm占空比，可使得电源输出达到预设的恒定值，形成闭环控制，保持输出电压的动态平衡，从而可程控实现输出电压的连续可调，灵活性高，可靠性好，具有较好的使用价值。

技术特征：

1.一种可调基准宽范围输出电源程控电路，其特征在于，其包括boost升压稳压模块、反激式开关模块、采样比较模块、控制模块；

2.根据权利要求1所述的一种可调基准宽范围输出电源程控电路，其特征在于，其还包括：

3.根据权利要求2所述的一种可调基准宽范围输出电源程控电路，其特征在于，所述采样比较模块包括：

4.根据权利要求3所述的一种可调基准宽范围输出电源程控电路，其特征在于，所述输入滤波及稳压模块包括电阻r1、电容c1、c2、稳压管dz1、三极管q1，所述电阻r1、电容c1、c2的一端与所述三极管q1的集电极均相连后接于电源输入电压端+vin，所述电容c1、c2的另一端均接地，所述电阻r1的另一端与所述稳压管dz1的负极、三极管q1的基极均相连接，所述稳压管dz1的正极接地。

5.根据权利要求4所述的一种可调基准宽范围输出电源程控电路，其特征在于，所述boost升压稳压模块包括电感l1、二极管d1、电容c3、c4、mos管q2、电源管理芯片ic1，所述电源管理芯片ic1采用型号lm5022芯片；所述电感l1的一端与所述三极管q1的集电极连接，所述三极管q1的发射极与所述mos管q2的栅极均接于所述电源管理芯片ic1，所述mos管q2的源极接地，所述mos管q2的漏极与所述电感l1的另一端、二极管d1的正极均相连接，所述二极管d1的负极与所述电容c3、c4的一端均相连接，所述电容c3、c4的另一端均接地。

6.根据权利要求5所述的一种可调基准宽范围输出电源程控电路，其特征在于，所述反激式开关模块包括电源管理芯片ic2、mos管q3、变压器b1、二极管d2、d3、电容c5～c8，所述电源管理芯片ic2采用型号lm5032芯片；所述mos管q3的栅极接于所述电源管理芯片ic2，所述mos管q3的源极接地，所述变压器b1的1脚与所述二极管d1的负极连接，所述变压器b1的2脚与所述mos管q3的漏极连接，所述变压器b1的3脚与所述二极管d2的正极连接，所述变压器b1的5脚与所述二极管d3的正极连接，所述二极管d2的负极与所述电容c5、c6的一端均相连接，所述变压器b1的4脚与所述电容c5、c6的另一端均相连接，所述二极管d3的负极与所述电容c7、c8的一端均相连接，所述变压器b1的6脚与所述电容c7、c8的另一端均相连接。

7.根据权利要求6所述的一种可调基准宽范围输出电源程控电路，其特征在于，所述隔离模块包括电阻r2、r3、r4、电容c9、光耦u1；所述电阻r2的一端与所述光耦u1的集电极相连后接于所述电源管理芯片ic2，所述电阻r2的另一端与所述电容c9的一端连接，所述电容c9的另一端与所述光耦u1的发射极相连后接地，所述光耦u1的正极与所述电阻r3、r4的一端均相连接，所述电阻r3的另一端与所述二极管d3的负极连接，所述光耦u1的负极与所述电阻r4的另一端连接。

8.根据权利要求7所述的一种可调基准宽范围输出电源程控电路，其特征在于，所述误差比较单元包括电阻r5、电容c10、c11、比较器u2；所述电压采样单元包括电阻r6、r7；所述电阻r6的一端与所述二极管d2的负极、变压器b1的6脚均相连接，所述电容c10的一端与所述电阻r5的一端、比较器u2的1脚均相连后接于所述光耦u1的负极，所述电阻r5的另一端与所述电容c11的一端连接，所述电阻r6的另一端与所述电阻r7的一端、电容c10、电容c11的另一端、比较器u2的4脚均相连接。

9.根据权利要求8所述的一种可调基准宽范围输出电源程控电路，其特征在于，所述控制模块包括电阻r8、r9、r10、稳压管dz2、放大器u3、电容c12、控制器mcu，所述电阻r8的一端接于所述控制器mcu，所述电阻r8的另一端与所述电阻r9的一端、稳压管dz2的负极、放大器u3的3脚均相连接，所述放大器u3的1脚与放大器u3的4脚、电阻r10的一端均相连接，所述电阻r10的另一端与所述电容c12的一端、比较器u2的3脚均相连接，所述电阻r9的另一端与所述电阻r7、电容c12的另一端、稳压管dz2的正极、控制器mcu均相连后接于所述变压器b1的4脚。

10.一种可调基准宽范围输出电源程控方法，其特征在于：采用如权利要求1～9任一所述的一种可调基准宽范围输出电源程控电路，所述方法包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种可调基准宽范围输出电源程控电路和方法，其可实现输出电压程控可调，具有较高的可靠性和灵活性；其包括BOOST升压稳压模块，用于将电源输入电压升压至恒定直流电压；采样比较模块，与所述反激式开关模块、控制模块均相连接，用于获取反激输出电压和参考电压信号，并进行比较，将比较结果反馈至所述反激式开关模块；反激式开关模块，与所述BOOST升压稳压模块连接，用于实现电隔离，并将所述BOOST升压稳压模块输出的电压反激输出至所述采样比较模块，以及根据比较结果调节PWM占空比；控制模块，用于给定参考电压信号，并将参考电压信号输出至所述采样比较模块。

技术研发人员：冯旭彪,李敏,边庆花,康建伟,胡毓涛,成玮
受保护的技术使用者：天水七四九电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14