專利名稱：開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，特別是開關(guān)電源精密可調(diào)恒定電流輸出和溫控軟保護模塊電路。
背景技術(shù)：
常規(guī)的大功率開關(guān)電源，一般對電源系統(tǒng)不間斷強制風(fēng)冷散熱，由于風(fēng)扇連續(xù)工作，功耗增大，產(chǎn)生噪音，壽命縮短。當(dāng)開關(guān)電源使用環(huán)境條件惡化及負載故障導(dǎo)致電源系統(tǒng)周圍溫度上升，當(dāng)溫度上升達到限流保護值時，開關(guān)電源輸出電壓將被保護電路關(guān)斷，此種保護方法屬于“過溫度硬關(guān)斷保護”，造成負載實然斷電，損壞負載。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決大功率開關(guān)電源的上述問題，針對性地提供的一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、對其輸出直流實施精密可調(diào)恒定電流控制的模塊電路，調(diào)控范圍自零功率開始，無級可調(diào)至輸出電流的最大值，和電源系統(tǒng)過溫自動軟保護的開關(guān)電源。具體技術(shù)方案如下一種開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊電路，其特征在于包括厚膜電路及其外圍電路，包括PWM調(diào)制、PWM輸出、恒流控制、輸出電壓控制、基準(zhǔn)電壓輸出的集成厚膜電路及與集成厚膜電路引腳相連接的由電阻和電容組成的外圍電路，對輸入恒流調(diào)整信號、 電壓反饋信號、溫度信號進行處理，輸出恒流調(diào)整PWM信號和基準(zhǔn)電壓；溫度反饋信號放大電路，與厚膜電路及其外圍電路連接，用于溫度反饋信號的放大；溫度比較電路；與厚膜電路及其外圍電路連接，通過集成厚膜電路輸出的基準(zhǔn)電壓，由電阻器組成的分壓器分壓形成比較電壓，和輸入的溫度信號進行比較，輸出風(fēng)扇控制信號；電壓反饋信號輸入電路，與厚膜電路及其外圍電路連接，用于取得開關(guān)電源輸出電壓的反饋信號；PWM輸出驅(qū)動電路， 與厚膜電路及其外圍電路連接，用于放大集成厚膜電路輸出的恒流調(diào)整PWM信號的功率。進一步地，所述溫度反饋信號放大電路為比例放大電路，包括運算放大器、與集成厚膜電路輸出的基準(zhǔn)電壓連接的串聯(lián)的分壓電阻，分壓電阻串聯(lián)接點與該運算放大器反相端連接；運算放大器的反相端和輸出端接有電阻器，同相端為溫度信號輸入端，輸出端通過電阻器串聯(lián)隔離二極管與集成厚膜電路的電壓反饋輸入端連接。進一步地，所述溫度比較電路，包括運算放大器、與集成厚膜電路輸出的基準(zhǔn)電壓連接的串聯(lián)的分壓電阻，分壓電阻串聯(lián)接點與該運算放大器反相端連接；運算放大器的反相端和輸出端接有電容器，同相端為溫度信號輸入端，輸出端為開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊電路為風(fēng)扇控制信號輸出端。進一步地，所述電壓反饋信號輸入電路，由電阻器組成，該電阻器一端連接集成厚膜電路的電壓反饋輸入端，另一端作為開關(guān)電源輸出的反饋電壓輸入端。進一步地，所述PWM輸出驅(qū)動電路，由兩個對稱設(shè)置的開關(guān)管組成，該兩個開關(guān)管的e極連在一起，通過二極管接工作參考地、b極分別與集成厚膜電路的兩個恒流調(diào)整PWM信號輸出端相連、c極分別為PWM輸出的兩個驅(qū)動端，每個開關(guān)管b極還接有連接在工作電源和工作參考地之間的電阻串聯(lián)而成的分壓器。更進一步地，所述二極管為兩個，兩個二極管串聯(lián)在一起。更進一步地，所述兩個開關(guān)管的e極與地之間接有電容。本開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊可以與常規(guī)的開關(guān)電源功率變換部分電路構(gòu)成反激式、正激式、半橋式、全橋式等拓撲結(jié)構(gòu)，由上述開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊實現(xiàn)精密可調(diào)恒流輸出控制、過溫軟保護、PWM調(diào)制、驅(qū)動輸出、短路保護全功能。其工作原理是開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊上電后振蕩產(chǎn)生輸出脈沖串，推動主開關(guān)管發(fā)生開關(guān)功率轉(zhuǎn)換，經(jīng)高頻開關(guān)變壓器隔離輸出、整流、濾波、輸出直流電壓，驅(qū)動負載工作。在電源與負載之間串聯(lián)檢流電阻，檢測微弱的電流電壓降，作為恒流調(diào)整與控制信號， 與可調(diào)基準(zhǔn)電壓源一并進行比較，其輸出差值調(diào)制PWM脈沖寬度實現(xiàn)輸出電流可調(diào)恒流控制。溫控軟保護部分由負溫度系數(shù)熱敏電阻探測開關(guān)電源發(fā)熱敏感部位，將溫度變化轉(zhuǎn)化為阻值變化輸入控制保護電路模塊內(nèi)的運算放大器，進行比較運算放大，再將經(jīng)放大的差值電壓送至PWM調(diào)制電路控制PWM脈沖寬度，而實現(xiàn)溫度與輸出功率線性軟保護。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案所能達到的有益效果是1、由所述模塊構(gòu)成的開關(guān)電源電路簡單；成本低廉；免調(diào)試；2、由所述模塊構(gòu)構(gòu)成的開關(guān)電源對其輸出直流實施精密可調(diào)恒定電流控制。調(diào)控范圍自零功率開始，無級可調(diào)至輸出電流的最大值，步進精度達毫安級。3、由所述模塊構(gòu)構(gòu)成的開關(guān)電源的電源系統(tǒng)過溫自動軟保護。當(dāng)開關(guān)電源使用環(huán)境條件惡化及負載故障導(dǎo)致電源系統(tǒng)周圍溫度上升，當(dāng)達到電路設(shè)定控溫保護值時，控制系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號(過溫指示燈點亮、散熱風(fēng)扇啟動運轉(zhuǎn))，對電源系統(tǒng)強制風(fēng)冷散熱，當(dāng)溫度下降至設(shè)定值以下時，風(fēng)扇停止工作，以降低功耗和噪音。如溫度仍繼續(xù)上升，達到限流保護值時，開關(guān)電源輸出電壓開始線性下降(輸出功率與溫升值呈線性函數(shù)關(guān)系)，控制系統(tǒng)始終處于閉環(huán)伺服控制狀態(tài)，在過溫限流保護點上達到穩(wěn)定與平衡。使之永遠不會超過設(shè)定的安全值；開關(guān)電源系統(tǒng)的安全可靠性得到了極大的保障。與普通的開關(guān)電源“過溫度硬關(guān)斷保護”，在其原理和應(yīng)用機理上有著本質(zhì)性差異！


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明及其有益技術(shù)效果進行進一步詳細說明，其中圖1為開關(guān)電源精密可調(diào)恒定電流輸出和溫控軟保護模塊的電路框圖；圖2為開關(guān)電源精密可調(diào)恒定電流輸出和溫控軟保護模塊的電路原理圖。
具體實施例方式如圖1 圖2所示，圖中示出了開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊的一種優(yōu)選實施方式，由圖可知在厚膜電路及其外圍電路1中，厚膜電路引腳15接工作電源Vcc，作為整個模塊的引腳④，并通過電容C2接工作地端GND-H ；引腳12 14和引腳6接工作地端GND-H，作為整個模塊的引腳⑤；引腳11通過電容C5接工作地端GND-H ；引腳10作為整個模塊的引腳①，并通過電阻R9接工作地端GND-H ；引腳2通過電阻R2接工作地端GND-H ；引腳4和引腳 5連接在一起，作為整個模塊的引腳⑥，輸出參考基準(zhǔn)電壓。引腳3通過電阻R6與引腳4連接，通過電容C3接工作地端GND-H，通過電阻R8串聯(lián)電容C4連接引腳7，通過電阻R7引出作為整個模塊的引腳⑦，作為恒流調(diào)整信號輸入端。引腳7通過電容C6接工作地端GND-H， 通過電容C7串聯(lián)電阻R12連接引腳8 ；引腳8通過電阻R 11與引腳5連接，通過電阻R13 接工作地端GND-H。厚膜電路引腳9通過電阻RlO接工作地端GND-H。在溫度反饋信號放大電路2和溫度比較電路5中，電阻R17和電阻R18串聯(lián)組成分壓器，連接在厚膜電路引腳5和工作地端GND-H之間，其串聯(lián)連接點與運算放大器AMPl 的反相輸入端連接，電阻R22連接在運算放大器AMPl輸出端和反相輸入端之間；運算放大器AMPl輸出端通過電阻R23接二極管D3的正極，二極管D3的負極接厚膜電路引腳9。電阻20和電阻R21串聯(lián)組成分壓器，連接在厚膜電路引腳5和工作地端GND-H之間，其串聯(lián)連接點與運算放大器AMP2的反相輸入端連接，電容Cll連接在運算放大器AMP2輸出端和反相輸入端之間；運算放大器AMPl輸出端作為整個模塊的引腳⑨，作為風(fēng)扇控制信號輸出端。運算放大器AMP1、AMP2的同相端連接在一起作為整個模塊的引腳⑩，作為外接熱敏元件的輸入端，并通過并聯(lián)的電阻R21、電容C8接工作地端GND-H。在電壓反饋信號輸入電路3中，電阻R15通過一端與R14串聯(lián)連接厚膜電路引腳 9，電阻R15另一端作為整個模塊的引腳⑧，作為開關(guān)電源的電壓反饋信號輸入端。在P麗輸出驅(qū)動電路4中，電阻Rl和電阻R3串聯(lián)、電阻R2和電阻R4串聯(lián)組成兩個分壓器，分壓器兩端均連接在Vcc (即整個模塊的引腳④)和工作地端GND-H之間，其分壓點分別與開關(guān)管T 1、T2的b極連接；開關(guān)管T 1、T2的b極分別與厚膜電路的PWM輸出引腳1和引腳10連接，開關(guān)管T 1、T2的c極分別作為整個模塊的引腳③和引腳②，用作恒流控制PWM輸出。開關(guān)管T 1、Τ2的e極連接一起，通過電容Cl和兩個串聯(lián)的二極管D1、 D2與工作地端GND-H連接，連接工作地端GND-H的為二極管D2的負極。半橋BDl兩個負極分別連接開關(guān)管T 1、T2的c極，其公共正極與開關(guān)管T 1、Τ2的e極連接。上述電路封裝成一個電路模塊，通過各個引腳與開關(guān)電源電路中相應(yīng)功能電路連接，即可構(gòu)成具有可調(diào)恒流及溫控軟保護的開關(guān)電源。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊電路，其特征在于包括厚膜電路及其外圍電路，包括PWM調(diào)制、PWM輸出、恒流控制、輸出電壓控制、基準(zhǔn)電壓輸出的集成厚膜電路及與集成厚膜電路引腳相連接的由電阻和電容組成的外圍電路，對輸入恒流調(diào)整信號、電壓反饋信號、溫度信號進行處理，輸出恒流調(diào)整PWM信號和基準(zhǔn)電壓；溫度反饋信號放大電路，與厚膜電路及其外圍電路連接，用于溫度反饋信號的放大；溫度比較電路；與厚膜電路及其外圍電路連接，通過集成厚膜電路輸出的基準(zhǔn)電壓， 由電阻器組成的分壓器分壓形成比較電壓，和輸入的溫度信號進行比較，輸出風(fēng)扇控制信號；電壓反饋信號輸入電路，與厚膜電路及其外圍電路連接，用于取得開關(guān)電源輸出電壓的反饋信號；PWM輸出驅(qū)動電路，與厚膜電路及其外圍電路連接，用于放大集成厚膜電路輸出的恒流調(diào)整PWM信號的功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊電路，其特征在于所述溫度反饋信號放大電路為比例放大電路，包括運算放大器、與集成厚膜電路輸出的基準(zhǔn)電壓連接的串聯(lián)的分壓電阻，分壓電阻串聯(lián)接點與該運算放大器反相端連接；運算放大器的反相端和輸出端接有電阻器，同相端為溫度信號輸入端，輸出端通過電阻器串聯(lián)隔離二極管與集成厚膜電路的電壓反饋輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊電路，其特征在于所述溫度比較電路，包括運算放大器、與集成厚膜電路輸出的基準(zhǔn)電壓連接的串聯(lián)的分壓電阻，分壓電阻串聯(lián)接點與該運算放大器反相端連接；運算放大器的反相端和輸出端接有電容器，同相端為溫度信號輸入端，輸出端為開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊電路為風(fēng)扇控制信號輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊電路，其特征在于所述電壓反饋信號輸入電路，由電阻器組成，該電阻器一端連接集成厚膜電路的電壓反饋輸入端，另一端作為開關(guān)電源輸出的反饋電壓輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊電路，其特征在于所述PWM輸出驅(qū)動電路，由兩個對稱設(shè)置的開關(guān)管組成，該兩個開關(guān)管的e極連在一起，通過二極管接工作參考地、b極分別與集成厚膜電路的兩個恒流調(diào)整PWM信號輸出端相連、c極分別為PWM輸出的兩個驅(qū)動端，每個開關(guān)管b極還接有連接在工作電源和工作參考地之間的電阻串聯(lián)而成的分壓器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊電路，其特征在于所述二極管為兩個，兩個二極管串聯(lián)在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊電路，其特征在于所述兩個開關(guān)管的e極與工作參考地之間接有電容。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開關(guān)電源可調(diào)恒流及溫控軟保護模塊電路，其特征在于包括厚膜電路及其外圍電路，包括PWM調(diào)制、PWM輸出、恒流控制、輸出電壓控制、基準(zhǔn)電壓輸出的集成厚膜電路及與集成厚膜電路引腳相連接的由電阻和電容組成的外圍電路；以及分別與厚膜電路及其外圍電路連接的、用于溫度反饋信號的放大的溫度反饋信號放大電路、用于取得開關(guān)電源輸出電壓的反饋信號的電壓反饋信號輸入電路和用于放大集成厚膜電路輸出的恒流調(diào)整PWM信號的功率的PWM輸出驅(qū)動電路。其優(yōu)點是用本模塊構(gòu)成的開關(guān)電源具有電路簡單、成本低廉、免調(diào)試；輸出直流精密可調(diào)，電源系統(tǒng)過溫自動軟保護等特點。
文檔編號G05F1/565GK102426471SQ20111041025
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者梁棋行 申請人:佛山市南莊廣昌電器塑料有限公司