[發(fā)明專利]一種開關(guān)電源近似恒功率控制的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010540115.1
• 申請日: 2010-11-11
• 公開（公告）號: CN102467148A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林碧蝦;郭宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: G05F1/66
• 分類號: G05F1/66
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11270
• 代理人: 蔣雅潔;王黎延

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電源控制領(lǐng)域，特別是指一種開關(guān)電源近似恒功率控制的裝置及方法。

背景技術(shù)

通訊設(shè)備中開關(guān)電源的負(fù)載是電信設(shè)備和蓄電池，也就是開關(guān)電源既要向電信設(shè)備供電，也要向蓄電池充電。目前，開關(guān)電源大都采用恒流整流器的開關(guān)電源系統(tǒng)，采用這種開關(guān)電源系統(tǒng)的控制原理如圖1(a)所示，當(dāng)負(fù)載電流小于限流值I₁時，整流器的輸出電流隨著負(fù)載的增大而增大，但是輸出電壓保持不變，當(dāng)輸出電流達到限流值I₁，負(fù)載進一步增大時，整流器進入恒流階段，整流器的輸出電壓會快速下降，如果此時負(fù)載繼續(xù)增大，整流器進入限流回縮階段，輸出電壓會進一步減小至0，整流器關(guān)閉。

隨著對開關(guān)電源高效、節(jié)能的要求的提出，開關(guān)電源的恒功率輸出控制技術(shù)應(yīng)運而生，采用恒功率整流器的開關(guān)電源系統(tǒng)，要比傳統(tǒng)的恒流型開關(guān)電源系統(tǒng)所需的整流模塊數(shù)量要少，極大地節(jié)約了投資。同時，對于輸出相同功率的開關(guān)電源而言，恒功率整流器的開關(guān)電源比恒流整流器的開關(guān)電源的限流值高，在整流器輸出電壓較低時，可以提供較大的輸出電流，保證對電信設(shè)備的供電，以及對蓄電池的快速充電。恒功率整流器開關(guān)電源系統(tǒng)的控制原理如圖1(b)所示，負(fù)載增大，開關(guān)電源的輸出電流也隨之增大，輸出電壓保持不變，此時，電路的輸出功率也在增大，當(dāng)輸出電流達到恒功率控制點I₁時，若負(fù)載進一步增大，整流器進入恒功率控制階段，隨著負(fù)載的持續(xù)增大，輸出電流也隨之增大，整流器控制輸出電壓降低，保持輸出功率不變，若負(fù)載繼續(xù)增大，輸出電流增大，達到限流值I₂，整流器進入恒流階段，之后與恒流整流器的控制原理相同。

傳統(tǒng)的恒功率整流器大致可以通過兩種方式實現(xiàn)：一種是軟件方式實現(xiàn)恒功率整流器，如圖2所示：通過單片機編程，對輸出電壓采樣和輸出電流采樣進行計算，控制計算得到的功率為恒定值，通過脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制電路對計算得到的功率進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)恒功率輸出。另外一種是硬件方式實現(xiàn)恒功率整流器，如圖3所示，通過模擬乘法器根據(jù)功率計算公式，計算采樣獲取的輸出電壓和輸出電流，使計算得到的功率為恒定值，通過限流電流對計算得到的電壓進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)恒功率輸出。但是這兩種方式中的單片機以及模擬乘法器的價格較高，不利于成本控制。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種開關(guān)電源近似恒功率控制的裝置及方法，元器件簡單，易于實現(xiàn)，有利于控制成本。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種開關(guān)電源近似恒功率控制的裝置，該裝置包括：輸出電壓采樣電路、比例電路、疊加電路和限流電路；

輸出電壓采樣電路，用于對輸出電壓進行采樣，將獲取的采樣電壓發(fā)送給比例電路；

比例電路，接收輸出電壓采樣電路發(fā)送的采樣電壓，并接收基準(zhǔn)電壓，用于根據(jù)運算放大器計算公式，對所述采樣電壓和所述基準(zhǔn)電壓進行比較運算，將運算結(jié)果發(fā)送給疊加電路；

疊加電路，接收比例電路發(fā)送的運算結(jié)果，并接收采樣電流，用于根據(jù)疊加公式，對所述運算結(jié)果和所述采樣電流進行疊加，將疊加結(jié)果發(fā)送給限流電路；

限流電路，用于根據(jù)疊加結(jié)果對輸出電壓進行調(diào)節(jié)，使疊加結(jié)果的疊加值為固定值。

上述方案中，所述輸出電壓采樣電路，通過電阻分壓方式對輸出電壓進行采樣。

上述方案中，所述比例電路，包括雙電源運算放大器、電阻、鉗位單元，采樣電壓為運算放大器的正相輸入，基準(zhǔn)電壓為運算放大器的反相輸入，采樣電壓大于基準(zhǔn)電壓時，根據(jù)運算放大器計算公式，運算結(jié)果為正，且運算結(jié)果隨著采樣電壓的變化而變化；采樣電壓小于基準(zhǔn)電壓時，運算結(jié)果為固定值，為二極管的正向?qū)妷旱呢?fù)數(shù)；或者，包括單電源運算放大器、電阻，采樣電壓為運算放大器的正相輸入，基準(zhǔn)電壓為運算放大器的反相輸入，采樣電壓大于基準(zhǔn)電壓時，根據(jù)運算放大器計算公式，運算結(jié)果為正，運算結(jié)果隨著采樣電壓的變化而變化；采樣電壓小于基準(zhǔn)電壓時，運算結(jié)果為固定值0。

上述方案中，所述限流電路具體用于，隨著輸入的采樣電流變化，接收的疊加結(jié)果的疊加值隨之變化，比較疊加值與固定值的大小，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)輸出電壓，使疊加電路的疊加值與固定值相等。

上述方案中，所述基準(zhǔn)電壓由基準(zhǔn)電路發(fā)送給所述比例電路。

上述方案中，所述采樣電流由輸出電流采樣電路發(fā)送給所述疊加電路。

本發(fā)明還提供了一種開關(guān)電源近似恒功率控制的方法，該方法包括：