[发明专利]一种恒功率控制的直流电源

摘要

本发明公开了一种恒功率控制的直流电源，主要由前级稳定电源、BUCK电路、采样电路、CPU控制电路、PWM驱动电路、保护电路和下编程电路等组成。电路采用双闭环控制方式，电流环作为内环，对输出电流信号进行采集。电压环作为外环，对输出电压信号进行反馈。并增加功率控制环，即增加电压、电流乘法器并经过运算放大器产生误差信号，所有信号最终送给CPU控制电路处理。在额定输出功率下，可实现电压、电流任意组合输出，这样的一台电源相当于多台传统电源组合使用。

主权项

一种恒功率控制的直流电源，其特征在于：包括有前级稳定电源、两相交错并联拓扑结构的BUCK电路、电流采样电路、电压采样电路、PWM驱动电路、CPU控制电路、下编程电路，所述BUCK电路接入前级稳定电源两输出端之间，BUCK电路由开关管Q1和Q2、二极管D1和D2、储能电感L1和L2构成，其中开关管Q1的漏极与前级稳定电源第一个输出端连接，开关管Q1的源极连接至储能电感L1的一端，储能电感L1的另一端与一个储能电容Co一端连接，储能电容Co另一端与前级稳定电源第二个输出端连接，储能电容Co两端还并联有由电阻R_L、电流检测电阻Rs串联构成的串联支路，所述二极管D1的阴极连接至开关管Q1的源极与储能电感L1之间，二极管D1的阳极与前级稳定电源第二个输出端连接，所述开关管Q2的漏极与前级稳定电源第一个输出端连接，开关管Q2的源极连接至储能电感L2的一端，储能电感L2的另一端连接至储能电感L1与储能电容Co之间，所述二极管D2的阴极连接至开关管Q2的源极与储能电感L2之间，二极管D2的阳极与前级稳定电源第二个输出端连接，所述电流采样电路输入连接至电流检测电阻Rs两端，电流采样电路输出连接至CPU控制电路输入，所述电压采样电路输入连接至储能电容Co与电阻R_L之间，电压采样电路输出连接至CPU控制电路输入，所述CPU控制电路输出分别连接至PWM驱动电路输入、下编程电路输入，所述PWM驱动电路输出分别连接至BUCK电路中开关管Q1的栅极、开关管Q2的栅极，所述下编程电路输出分别连接至储能电容Co与电流检测电阻Rs之间、储能电容Co与电阻R_L之间；所述电流采样电路由差分取样放大器、电流运算放大器构成，差分取样放大器两输入端分别与电流检测电阻Rs两端连接，差分取样放大器输出端连接至电流运算放大器其中一个输入端，电流运算放大器另一个输入端接入电流基准信号，电流运算放大器输出端连接至CPU控制电路输入；所述电压采样电路包括电压误差放大器，电压误差放大器一个输入端连接至储能电容Co与电阻R_L之间，电压误差放大器另一个输入端接入电压基准信号，电压误差放大器输出端连接至CPU控制电路输入；所述下编程电路包括误差放大器、三极管Q3、开关管Q4、电阻R1，CPU控制电路输出连接至误差放大器其中一个输入端，误差放大器另一个输入端接入给定基准信号，误差放大器输出端连接至三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极与开关管Q4的栅极连接，三极管Q3的集电极还通过电阻接入电压VCC，开关管Q4的漏极通过电阻R1连接至储能电容Co与电流检测电阻Rs之间，开关管Q4的源极连接至储能电容Co与电阻R_L之间；所述的一种恒功率控制的直流电源，还包括功率乘法器、功率运算放大器，功率乘法器一个输入端连接至差分取样放大器输出端，功率乘法器另一个输入端连接至电压误差放大器与储能电容Co、电阻R_L之间连接的输入端，功率乘法器的输出端与功率运算放大器一个输入端连接，功率运算放大器另一个输入端接入最大功率基准信号，功率运算放大器输出端连接至CPU控制电路的输入；所述的一种恒功率控制的直流电源，还包括保护电路，保护电路由过压保护电路、过流保护电路、过功率保护电路构成，保护电路接入CPU控制电路的输入。