一种开关电源控制电路及控制方法与流程

本发明涉及净化，尤其涉及一种开关电源控制电路及控制方法。

背景技术：

1、随着科技的不断发展，电源控制技术已经广泛应用于各种电子设备中。其中，开关电源因其效率高、体积小、重量轻等优点而备受青睐。然而，开关电源在工作过程中存在多种潜在危险，如过压、过流、欠压等，严重威胁到电源设备及使用者的安全。因此，设计一种安全、可靠、高效的开关电源控制电路至关重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种开关电源控制电路及控制方法，相比于现有技术，本发明中的公开的方案可以提高开关电源的安全性。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：本发明公开一种开关电源控制电路，包括初级侧整流滤波电路、启动电路、保护电路、反馈电路、次级整流滤波电路、电压输出电路和控制单元，初级侧整流滤波电路由整流二极管和滤波电容构成，当电源接通后，交流电经过整流二极管和滤波电容，变为脉动直流电，为控制电路供电；启动电路接收脉动直流电，通过降压电阻将其转变为稳定的直流电压，为控制电路提供工作电源；首先，初级侧整流滤波电路在电源接通后将交流电转化为脉动直流电，为控制电路供电。这个过程中，整流二极管负责将交流电整流为直流电，而滤波电容则对脉动的直流电进行滤波，以尽可能消除其中的波动成分，提供稳定的直流电，启动电路则负责接收初级侧整流滤波电路输出的脉动直流电，通过降压电阻将其转变为稳定的直流电压，为控制电路提供工作电源，这一步骤确保整个控制电路能正常工作的基础，确保有稳定的电压使电路中的电子元器件正常运作，保护电路包括过流保护、过压保护和欠压保护，通过采样开关管的电流信号、变压器初级绕组的电压信号以及稳压管的电压信号来控制开关管的通断；具体来说，当开关管的电流异常(过大或过小)、变压器初级绕组的电压异常(过高或过低)或者稳压管的电压异常(过高或过低)时，保护电路都会采样到这些异常信号，然后通过控制开关管的通断来防止这些异常情况对开关电源造成损害。例如，如果检测到过电流，保护电路会通过控制单元关闭或减小开关管的导通时间，以减小电流；如果检测到过电压，则会增加开关管的导通时间以降低电压，反馈电路包括精密稳压源和线性光耦，次级整流滤波电路由整流二极管和滤波电容构成，将反激变换器输出的直流电转化为纯净的直流电；电压输出电路通过控制单元来控制开关管的占空比，从而调整输出电压；反馈电路包括精密稳压源和线性光耦能有效地稳定次级侧的输出电压，精密稳压源提供一个稳定的参考电压给线性光耦，使其能准确地反映次级侧的输出电压，线性光耦则负责将次级侧的输出电压信息反馈给控制单元，电压输出电路通过控制单元来控制开关管的占空比，从而调整输出电压。此过程中，控制单元根据反馈电路提供的反馈信息和其他一些预设条件(例如预设的电压阈值)，通过调节pwm比较器的占空比来调节开关管的导通时间，从而实现对输出电压的精确调节；控制单元接收来自启动电路、保护电路、反馈电路的信号，控制开关管的通断以及pwm比较器的占空比，具体而言，根据启动电路提供的电源状态信息，控制单元可以确保开关管在电源正常后开始工作，根据保护电路提供的保护需求信息，可以防止开关管在出现过流、过压或欠压等情况下继续工作，根据反馈电路提供的反馈信息，可以精确地调节pwm比较器的占空比，从而调整输出电压，综上，本发明公开一种设计合理且功能全面的开关电源控制电路。该电路包括初级侧整流滤波电路、启动电路、保护电路、反馈电路、次级整流滤波电路、电压输出电路和控制单元等关键部分，各部分协同工作以提供稳定的电源输出、实施电源保护并实现远程监控等功能。

3、优选地，保护电路还包括过功率保护，当开关电源的输出功率超过预设阈值时，过功率保护电路将输出信号至控制单元，控制单元此信号关闭开关管；过功率保护电路包括一个功率检测单元，用于检测开关电源的输出功率，当输出功率超过预设阈值时，功率检测单元向控制单元发送一个过功率信号，控制单元接收到过功率信号后，关闭开关管；本发明未限制过功率阈值的设定方式，其可以是在电路设计时就预设好的固定阈值，也可以是通过软件或者硬件方式动态设定的可变阈值。根据实际应用需求和安全性考虑，动态设定阈值的方式更为灵活和实用，对于功率检测单元的具体实现方式，其可以是一个直接连接在输出端和输入端之间的电阻或电感等元件，通过测量电阻两端的电压或电感上的电流来间接计算出输出功率；也可以是一个专用的功率检测芯片或模块，它们具备更高的测量精度和更快的响应速度，还需要注意的是，本发明中的控制单元接收到过功率信号后关闭开关管的行为，既可以是非直接的，也可以是通过其他组件或设备进行间接的。例如，控制单元可以是一个微处理器或微控制器，它可以通过软件程序来接收和处理过功率信号，并执行关闭开关管的指令。

4、优选地，反馈电路还包括一个电压采样电路，用于采样输出电压，并将采样结果反馈给控制单元，控制单元根据采样结果调节开关管的开关状态，以实现对输出电压的稳定控制；值得注意的是，本发明中电压采样电路可以采用不同的设计方案。例如，电压采样电路可以是一个直接连接在输出端和输入端之间的电阻或电感等元件，通过测量电阻两端的电压或电感上的电流来间接计算出输出电压，也可以是一个专用的电压检测芯片或模块。

5、优选地，电压采样电路通过采样电阻对输出电压进行采样，将采样结果转化为电压反馈信号反馈给控制单元，控制单元根据电压反馈信号与预设电压值比较，根据比较结果调节开关管的开关状态；具体的，反馈电路中的电压采样电路通过采样电阻对输出电压进行采样。采样电阻可以是一个直接连接在输出端和输入端之间的电阻或电感等元件；采样电阻的作用是测量电阻两端的电压或电感上的电流，从而间接地获取输出电压的信息。然后，采样电阻将采样到的输出电压转化为电压反馈信号，并将该信号发送给控制单元。

6、优选地，控制电路还包括一个通讯接口，用于与外部设备进行数据通讯，通讯接口为该开关电源控制电路的一部分，它用于与外部设备进行数据通讯。这个通讯接口可以是一个串行接口、并行接口、usb接口或其他类型的通讯接口。通过这个通讯接口，控制电路可以接收来自外部设备的控制信号或设定参数，同时也可以将开关电源的工作状态和相关数据发送给外部设备。

7、优选地，控制电路还包括一个显示单元，用于显示开关电源的工作状态和故障信息，显示单元可以包括led或lcd显示屏，通过显示屏幕可以实时显示开关电源的工作状态。

8、本发明还公开一种开关电源控制电路控制方法，控制方法用于执行权利要求1至6任一的控制电路，控制方法包括步骤：

9、s100：启动电路接收到ac220v输入后，通过整流滤波电路转变为稳定的直流电压，为控制电路提供工作电源；

10、s200：控制电路根据预设的时间间隔定时采样开关管的电流信号和变压器初级绕组的电压信号；

11、s300：如果采样到的电流信号大于过流保护阈值，或者采样到的电压信号大于过压保护阈值，或者采样到的电压信号小于欠压保护阈值，相应的保护电路将输出信号至控制单元；

12、s400：控制单元接收到这些信号后，根据预设的控制逻辑，关闭开关管以实现相应的过流、过压、欠压保护；

13、s500：如果采样到的电流信号大于过功率保护阈值，过功率保护电路将输出信号至控制单元，控制单元接收到信号后，根据预设的控制逻辑，关闭开关管以实现过功率保护；

14、s600：控制电路还根据预设的时间间隔定时采样输出电压，将采样结果转化为电压反馈信号反馈给控制单元，控制单元根据电压反馈信号与预设电压值比较，根据比较结果调节开关管的开关状态，以实现对输出电压的稳定控制。

15、本发明公开了一种开关电源控制电路及控制方法，与现有技术相比：

16、本发明公开一种针对开关电源控制电路的控制方法，该方法包括了实现过流、过压、欠压和过功率保护功能以及实现对输出电压的稳定控制的完整流程。通过这种控制方法，可以在电源的工作过程中进行实时的状态监测和调整，确保了电源的正常运行并降低了故障发生的可能性。此外，该控制方法还具备了灵活性和可扩展性，可以根据实际需求进行调整和优化。