一種數(shù)字控制的電源變換器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字控制的電源變換器，包括整流濾波電路、電源電路、數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路、穩(wěn)壓電路、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、變壓器、開(kāi)關(guān)和電阻R32，其中，整流濾波電路的輸出端與變壓器的初級(jí)線圈的輸入端電連接，變壓器的初級(jí)線圈的輸出端依次與開(kāi)關(guān)和電阻R32串接后與地GND電連接，數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路將驅(qū)動(dòng)信號(hào)從驅(qū)動(dòng)輸出端傳送給開(kāi)關(guān)。采用本實(shí)用新型的控制電路，去除電源變換器的輔助供電繞組以及去除電源變換器初次級(jí)之間用于隔離傳輸輸出誤差信號(hào)的光電耦合器，簡(jiǎn)化變壓器工藝，提高可制造性和可靠性，精簡(jiǎn)電源與安全相關(guān)的元器件，提高安全性，降低電源成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種數(shù)字控制的電源變換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子電路的控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種電源變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電源變換器控制輸出電壓穩(wěn)定的誤差信號(hào)反饋模式已知有三種:
[0003]第一種反饋模式是眾所周知的在電源變換器初級(jí)和次級(jí)之間用光電耦合器來(lái)傳輸誤差負(fù)反饋信號(hào)，缺點(diǎn)是電源變換器次級(jí)需要另外的誤差放大電路及輔助供電電路將輸出電壓誤差信號(hào)通過(guò)光電耦合器傳輸?shù)诫娫醋儞Q器初級(jí)控制電路改變開(kāi)關(guān)占空比，從而穩(wěn)定輸出電壓，導(dǎo)致電源變換器電路復(fù)雜，成本高，而且光電耦合器有耐壓和爬電距離的限制，對(duì)人身安全有影響；
[0004]另一種反饋模式是公知的電源變換器的變壓器初級(jí)設(shè)置輔助繞組，輔助繞組提供輸出電壓的反饋信號(hào)以及為電源變換器的控制電路供電，這種反饋模式缺點(diǎn)是需要另外的繞組，導(dǎo)致變壓器工藝復(fù)雜，成本高，且不利于自動(dòng)化大規(guī)模生產(chǎn)；
[0005]第三種反饋模式是直接利用電源變換器的變壓器的初級(jí)繞組作為反饋繞組來(lái)反饋輸出電壓誤差信號(hào)，這種反饋模式因?yàn)樽儔浩鞯某跫?jí)繞組在開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)電壓反向，這個(gè)反向電壓和輸出電壓成比例關(guān)系，反向電壓是以電源變換器的直流高壓母線為參考，而電源變換器的控制電路是以直流地為參考，因此，需要用到高壓可調(diào)恒流源將反饋繞組檢出來(lái)的輸出電壓誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流流向直流地，在高壓可調(diào)恒流源和地之間接入電阻，電阻上的電壓變化將比例反映出輸出電壓變化。這種反饋模式缺點(diǎn)是需要高壓可調(diào)恒流源，因此，控制電路的封裝需要用到高壓制程，成本高，還使電源變換器的可靠性會(huì)有所降低。
[0006]綜上所述，以上幾種反饋模式都存在不足，因此，必須研究另外一種反饋模式來(lái)克服以上不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供一種去除電源變換器的輔助供電繞組以及去除電源變換器初次級(jí)之間用于隔離傳輸輸出誤差信號(hào)的光電耦合器的數(shù)字控制的電源變換器，該電源變換器簡(jiǎn)化了變壓器工藝，提高了可制造性和可靠性，精簡(jiǎn)電源與安全相關(guān)的元器件，提高安全性，降低電源成本。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的一種技術(shù)方案為:
[0009]一種數(shù)字控制的電源變換器，包括整流濾波電路、電源電路、數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路、穩(wěn)壓電路、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻Rl7、變壓器、開(kāi)關(guān)和電阻R32，其中，整流濾波電路的輸出端與變壓器的初級(jí)線圈的輸入端電連接，變壓器的初級(jí)線圈的輸出端依次與開(kāi)關(guān)和電阻R32串接后與地GND電連接，數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路將驅(qū)動(dòng)信號(hào)從驅(qū)動(dòng)輸出端傳送給開(kāi)關(guān)，所述的穩(wěn)壓電路的輸入端連接電源電路的輸出端VCC和數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的電源端，穩(wěn)壓電路的電源地接GND，穩(wěn)壓電路的輸出端接VDD端和數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的電源端；所述電阻R14的一端與整流濾波電路的輸出正端和變壓器的初級(jí)繞組的一端之間的連接點(diǎn)電連接，電阻R14的另一端與電阻R15的一端之間的連接點(diǎn)與數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連接，電阻R15的另一端連接到GND，數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的輸入端得到整流濾波電路的輸出正端對(duì)整流濾波電路的輸出負(fù)端的直流電壓分壓后的電壓VA值；電阻R16的一端與開(kāi)關(guān)和變壓器的初級(jí)繞組另一端之間的連接點(diǎn)電連接，電阻R16的另一端和電阻R17的一端之間的連接點(diǎn)與數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的輸入端電連接，電阻R17的另一端連接到GND，數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的輸入端得到開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，開(kāi)關(guān)和變壓器的初級(jí)繞組之間的連接點(diǎn)對(duì)GND的電壓分壓后的電壓VB值，數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的輸入端和輸入端是數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC輸入端，將采集的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部設(shè)置成在開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)間內(nèi)的一段時(shí)間去采集輸入端的，并存儲(chǔ)到下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的采樣時(shí)間到再刷新采樣保持值，輸入端采集的電壓VB值減去輸入端采集的直流電壓VA值，根據(jù)電壓差值來(lái)調(diào)節(jié)PWM的占空比，使輸出電壓維持恒定。
[0010]所述的開(kāi)關(guān)是晶體三極管或者場(chǎng)效應(yīng)管，三極管的集電極或者場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與變壓器的初級(jí)繞組輸出端電連接，三極管的發(fā)射極或者場(chǎng)效應(yīng)管的源極與電阻R32電連接，三極管的基極或者場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)輸出端電連接。
[0011]所述電源電路包括交流降壓電容、濾波電容、整流電路、穩(wěn)壓電路，交流降壓電容串接在整流電路的輸入端，整流電路與濾波電容并聯(lián)后與穩(wěn)壓電路電連接，濾波電容的兩端電壓維持在比較低的電壓輸入到穩(wěn)壓電路，提供數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的啟動(dòng)電流和工作電流。
[0012]由于采用以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型的電源變換器去除變壓器的輔助供電繞組，簡(jiǎn)化了變壓器的制造工藝，提高可制造性和可靠性，節(jié)約材料，降低成本。
[0013]由于采用以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型的電源變換器去除了電源變換器初次級(jí)之間用于隔離傳輸輸出誤差信號(hào)的光電稱(chēng)合器，精簡(jiǎn)電源與安全相關(guān)的兀器件，提高安全性，降低電源成本。
[0014]由于采用以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型的電源變換器的控制電路部分無(wú)需采用高耐壓的元器件，提高了安全性和可靠性，降低材料成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的電源變換器初級(jí)控制輸出電路一種實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2為圖1所示的電源電路的電路結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，下面結(jié)合具體實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]在此公開(kāi)詳細(xì)的示范實(shí)施例。然而，此處公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)僅僅是為了描述示范實(shí)施例的目的。然而，可以在許多替換形式中實(shí)現(xiàn)示范實(shí)施例，并且不應(yīng)將其看作僅限于在此闡明的示范實(shí)施例。
[0019]然而，應(yīng)該理解，不限于公開(kāi)的具體示范實(shí)施例，而是相反地，示范實(shí)施例將覆蓋落入本公開(kāi)的范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替換物。遍及附圖的描述，相似的標(biāo)號(hào)涉及相似的元件。
[0020]應(yīng)該理解，雖然術(shù)語(yǔ)第一、第二等在此用作描述不同的元件，但是這些元件可以不被這些術(shù)語(yǔ)所限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件與另一個(gè)元件區(qū)別開(kāi)。例如，第一元件可以被稱(chēng)為第二元件，類(lèi)似地，第二元件可以被稱(chēng)為第一元件而不背離示范實(shí)施例的范圍。如在此所用，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的列出項(xiàng)的任意和所有組合。
[0021]應(yīng)該理解，當(dāng)元件被稱(chēng)為“連接”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱(chēng)為“直接連接”或“直接耦接”到另一元件時(shí)，不存在中間元件。用來(lái)描述元件之間關(guān)系的其他詞語(yǔ)應(yīng)該按照相同的方式理解(例如，“之間”對(duì)“直接之間”、“相鄰”對(duì)“直接相鄰”等)。
[0022]如圖1所示，一種數(shù)字控制的電源變換器，包括整流濾波電路4、電源電路11、數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路75、穩(wěn)壓電路82、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、變壓器38、開(kāi)關(guān)34和電阻R32，其中，整流濾波電路4的輸出端與變壓器38的初級(jí)線圈的輸入端電連接，變壓器38的初級(jí)線圈的輸出端依次與開(kāi)關(guān)34和電阻R32串接后與地GND電連接，數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路75將驅(qū)動(dòng)信號(hào)從驅(qū)動(dòng)輸出端80傳送給開(kāi)關(guān)34，所述的穩(wěn)壓電路82的輸入端85連接電源電路11的輸出12端VCC和數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路75的電源端79，穩(wěn)壓電路82的電源地接GND，穩(wěn)壓電路82的輸出端83接VDD端和數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路75的電源端78 ；所述電阻R14的一端與整流濾波電路4的輸出正端7和變壓器38的初級(jí)繞組的一端之間的連接點(diǎn)37電連接，電阻R14的另一端與電阻R15的一端之間的連接點(diǎn)17與數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路75的輸入端74相連接，電阻R15的另一端連接到GND，數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路75的輸入端74得到整流濾波電路4的輸出正端7對(duì)整流濾波電路4的輸出負(fù)端8的直流電壓分壓后的電壓VA值；電阻R16的一端與開(kāi)關(guān)34和變壓器38的初級(jí)繞組另一端之間的連接點(diǎn)36電連接，電阻R16的另一端和電阻R17的一端之間的連接點(diǎn)16與數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路75的輸入端73電連接，電阻R17的另一端連接到GND，數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路75的輸入端73得到開(kāi)關(guān)34關(guān)閉時(shí)，開(kāi)關(guān)34和變壓器38的初級(jí)繞組之間的連接點(diǎn)36對(duì)GND的電壓分壓后的電壓VB值，數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路75的輸入端73和輸入端74是數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路75內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC輸入端，將采集的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路75內(nèi)部設(shè)置成在開(kāi)關(guān)34關(guān)斷時(shí)間內(nèi)中間一段時(shí)間去采集輸入端73的電壓VB值，并存儲(chǔ)到下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的采樣時(shí)間到再刷新采樣保持值，輸入端73采集的電壓VB值減去輸入端74采集的直流電壓VA值，根據(jù)電壓差值來(lái)調(diào)節(jié)PWM的占空比，使輸出電壓維持恒定。
[0023]所述的開(kāi)關(guān)34是晶體三極管，也可以是場(chǎng)效應(yīng)管，三極管的集電極或者場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與變壓器的初級(jí)繞組輸出端電連接，三極管的發(fā)射極或者場(chǎng)效應(yīng)管的源極與電阻R32電連接，三極管的基極或者場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路75的驅(qū)動(dòng)輸出端80電連接。
[0024]如圖2所示，電源電路11包括交流降壓電容86、濾波電容96、整流電路87、穩(wěn)壓電路92，交流降壓電容86串接在整流電路87的輸入端，整流電路87與濾波電容96并聯(lián)后與穩(wěn)壓電路92電連接，濾波電容96的兩端電壓維持在比較低的電壓輸入到穩(wěn)壓電路92，提供數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路75的啟動(dòng)電流和工作電流。
[0025]需要說(shuō)明的是，上述實(shí)施方式僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方案，不能將其理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，在未脫離本實(shí)用新型構(gòu)思前提下，對(duì)本實(shí)用新型所做的任何微小變化與修飾均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字控制的電源變換器，其特征在于:包括整流濾波電路、電源電路、數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路、穩(wěn)壓電路、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻Rl7、變壓器、開(kāi)關(guān)和電阻R32，其中，整流濾波電路的輸出端與變壓器的初級(jí)線圈的輸入端電連接，變壓器的初級(jí)線圈的輸出端依次與開(kāi)關(guān)和電阻R32串接后與地GND電連接，數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路將驅(qū)動(dòng)信號(hào)從驅(qū)動(dòng)輸出端傳送給開(kāi)關(guān)，所述的穩(wěn)壓電路的輸入端連接電源電路的輸出端VCC和數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的電源端，穩(wěn)壓電路的電源地接GND，穩(wěn)壓電路的輸出端接VDD端和數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的電源端；所述電阻R14的一端與整流濾波電路的輸出正端和變壓器的初級(jí)繞組的一端之間的連接點(diǎn)電連接，電阻R14的另一端與電阻R15的一端之間的連接點(diǎn)與數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連接，電阻R15的另一端連接到GND，數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的輸入端得到整流濾波電路的輸出正端對(duì)整流濾波電路的輸出負(fù)端的直流電壓分壓后的電壓VA值；電阻R16的一端與開(kāi)關(guān)和變壓器的初級(jí)繞組另一端之間的連接點(diǎn)電連接，電阻R16的另一端和電阻R17的一端之間的連接點(diǎn)與數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的輸入端電連接，電阻R17的另一端連接到GND。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制的電源變換器，其特征在于:所述的開(kāi)關(guān)是晶體三極管或者場(chǎng)效應(yīng)管，三極管的集電極或者場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述變壓器的初級(jí)繞組輸出端電連接，三極管的發(fā)射極或者場(chǎng)效應(yīng)管的源極與所述電阻R32電連接，三極管的基極或者場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)輸出端電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制的電源變換器，其特征在于:所述電源電路包括交流降壓電容、濾波電容、整流電路、穩(wěn)壓電路，交流降壓電容串接在整流電路的輸入端，整流電路與濾波電容并聯(lián)后與穩(wěn)壓電路電連接。
【文檔編號(hào)】H02M7/12GK203813681SQ201420011621
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】朱昌亞, 湯能文, 洪光岱 申請(qǐng)人:惠州天能源科技有限公司, 天寶電子（惠州）有限公司