[实用新型]智能高频开关电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种改进的高可靠性智能高频开关电源，特别涉及其中的调压电路部分，属电源技术领域。

背景技术

智能高频开关电源由监控单元、电源调压模块和功率变换电路组成，电源通过对监控单元的设置发出PWM调压信号，调压模块将PWM调压信号转换成监控设置电压后送到功率变换电路的输入端，达到调整系统输出电压的目的。目前，常见智能高频开关电源的调压模块只能从起始状态降压，监控单元的起始状态输出100％脉宽的PWM调压信号，通过设定得到需要的系统输出电压；也有的智能高频开关电源的调压模块只能从起始状态升压，监控单元的起始状态输出的是0脉宽的PWM调压信号，通过设定得到需要的系统输出电压。100％脉宽和0脉宽分别对应电源的最高和最低输出电压，但若调压信号失效时，电源系统输出最高或最低电压，这样对电池组可造成过冲或过放，影响电池组的使用寿命，同时还可能导致用电设备不能正常工作。另有一种电源系统在每个电源调压模块内部都设有独立的CPU，当监控单元正常时，电源调压模块的CPU根据监控单元的调压命令调整输出电压，当监控单元的调压信号失效或监控单元退出工作时，电源调压模块的CPU控制其输出电压，使电源系统输出正常的电池组浮充电压。这样虽然能获得较好的调压效果，使系统安全稳定地工作，但系统电路复杂，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足而提供一种结构简单、工作稳定可靠的智能高频开关电源。

本实用新型所称问题是以下述技术方案解决的：

一种智能高频开关电源，它包括监控单元、电源调压模块和功率变换电路，所述电源调压模块包括两个结构相同的调压单元、一个差分放大器和一个误差放大器，所述监控单元输出的PWM调压信号一路接第一调压单元的输入端，另一路经反相器接第二调压单元的输入端，所述两个调压单元的输出端分别接差分放大器的两个输入端，所述差分放大器的输出信号经误差放大器控制功率变换电路。

上述智能高频开关电源，所述调压单元由光电耦合器、第一运算放大器、电阻、电容组成，所述光电耦合器的输入端经第一电阻接来自监控单元的PWM调压信号，其光敏管的发射极接地，集电极经第二电阻接参考电压，所述第一运算放大器与第三电阻和第一电容接成积分滤波电路，其反相输入端经第四电阻接光电耦合器光敏管的集电极，同相输入端经第五电阻接地，输出端经第六电阻接差分放大器的输入端。

上述智能高频开关电源，所述差分放大器由第二运算放大器、电阻、电容组成，所述第二运算放大器的反相输入端接第一调压单元的输出端，同相输入端接第二调压单元的输出端并经第七电阻接地，输出端接误差放大器的输入端；第八电阻先与第二电容串联，再与第九电阻并联后连接于第二运算放大器的反相输入端与输出端之间。

上述智能高频开关电源，所述误差放大器由第三运算放大器、电阻组成，其中，第十一电阻为第三运算放大器的同相输入端偏置电阻，第十二电阻和第十三电阻为反相输入端的偏置电阻，第三运算放大器的输出端接功率变换电路的输入端。

本实用新型采用两个调节方向相反的调压单元与差分放大器一起，将来自监控单元的PWM调压信号转换成监控设置电压，监控设置电压的初始值既可以升高，也可以降低，因此可以将电源系统的初始值设置为额定电压值，监控单元的起始状态输出50％脉宽，当调压信号失效时，电源系统输出电池组浮充电压，这样就不会造成电池组过充电或过放电，并能保证用电设备正常工作。

本实用新型结构简单、成本低廉，能够在调压信号失效时或监控单元退出工作时，稳定而可靠地工作，保证了电池组和用电设备的安全。

附图说明

图1是本实用新型的电原理图。

图中各标号为：RGLT1、第一调压单元；RGLT2、第二调压单元；CTRL、监控单元；U1、反相器；U2、光电耦合器；F1、第一运算放大器；F2、第二运算放大器；F3、第三运算放大器；F4、第四运算放大器；PWR、功率变换电路；C1、第一电容；C2、第二电容；R1～R13、第一～第十三电阻。

具体实施方式

参看图1，本实用新型的工作原理是：监控单元CTRL下发调压信号PWM+，该信号经反相器U1反向后得到PWM-，PWM+与PWM-分别经两个调压单元的光电耦合器U2隔离传输，光电耦合器U2的次级加入高频开关电源模块的基准电压VREF，得到幅值为基准电压的脉宽电压信号，两脉宽电压信号经由第一运算放大器(F1)构成的积分滤波电路积分滤波后得到电压信号U+和U-，U+和U-同时送由第二运算放大器(F2)构成的差分放大器比较后输出电压信号Ue，Ue与基准电压叠加后进由第三运算放大器(F3)构成的误差放大器的同相输入端，误差放大器的反向输入端接该电源模块的输出电压反馈网络，误差放大器的输出控制电源模块的功率变换部分调整输出电压。PWM+的起始状态是50％的脉宽信号，PWM-是与PWM+相位互补的50％的脉宽信号，此时U+＝U-，所以Ue是一个固定的偏置电压信号，电源模块输出额定电压，即电池组的浮充电压。当PWM+大于50％脉宽时，U+大于U-，Ue电压上升，误差放大器的同相输入端电压上升，电源模块的输出电压升高；当PWM+小于50％脉宽时，U+小于U-，Ue电压下降，误差放大器的同相输入端电压下降，电源模块的输出电压降低；当监控单元调压信号失效或退出工作时，电源模块的基准电压为PWM+和PWM-提供偏置，U+＝U-，所以Ue是一个固定的偏置电压信号，电源模块输出电池组的浮充电压。