[發明專利]一種多通道可調直流電源

有效

• 申請號: 201310063986.2
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103166463A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 李華峰;張本鋒;夏孝云
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28;H02M1/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種多通道可調直流電源，屬于多通道直流電源領域。

背景技術

為滿足電器設備的要求，往往采用幾個獨立的DC/DC電源拼合在一起對電器設備進行供電。該方法設計簡單，但成本較高、電路復雜，而且會大大增加供電系統的體積和重量，因此多通道直流電源的研發日益受到關注。經過不斷研究與探索，出現了多種多通道直流電源的拓撲結構，常用的多通道輸出直流電源技術主要有：單變壓器多繞組多路輸出技術、耦合電感多路輸出技術、磁放大器的后置調節技術、同步開關的后置調節技術。

單變壓器多繞組多路輸出技術采用脈寬調制方式進行精確穩壓，但輸出不進行反饋調節，只是通過變壓器的交叉調節方式對輸出電壓進行調整。由于變壓器存在一定的漏感及繞組電阻，所以交叉調節誤差大，輸出電壓波動比較大。

耦合電感多路輸出技術是基于常規的單變壓器多繞組多路輸出模式進行改進的。與變壓器的交叉調節方式相比較，耦合電感的多通道輸出直流電源工作穩定，不足之處依然是變壓器與耦合電感存在一定的漏感及繞組電阻，存在一定的交叉調節問題。

針對傳統多路輸出DC/DC變換器的一系列缺陷，研究發現，在輔助輸出部分加入磁放大器后級調整模塊能夠對輔助端的輸出電壓進行有效調節，從而得到性能較高的輔路輸出電壓。磁放大器是利用電感能夠飽和的特性來實現開關功能，它的作用就相當于一個功率開關器件。雖然磁放大器應用在多路輸出變換器中各路輸出電壓的穩壓精度較高，但是磁放大器環路與主輸出環路會出現互擾現象，當電路的工作頻率較高時，其磁芯損耗較大，所以這種多通道輸出直流電源只適用于工作頻率較低的場合。

同步開關后置調節技術是對磁放大器后置調節方式的不足加以改善，把后級電路的磁放大器換成了功率開關。其工作原理與磁放大器后置調節方式相同，同樣是利用開關管的開關功能對后級的輸出電壓進行二次調節，以提高輸出電壓的精確度與穩定性，但這種調節技術的可調范圍較窄。

發明內容

本發明針對現有技術存在的缺陷，而提出一種控制簡單、應用靈活的多通道可調直流電源，以滿足多路直流輸出的使用需要。

該多通道可調直流電源包括信號發生電路、功率放大電路、信號提取電路、整流濾波電路、采樣電路和控制電路，其中：信號提取電路包括n個子信號提取電路，整流濾波電路包括n個子整流濾波電路，采樣電路包括n個子采樣電路，信號發生電路的輸出信號經過功率放大電路后進入n個子信號提取電路，n個子信號提取電路的輸出依次對應串接n個子整流濾波電路和n個子采樣電路，n個子采樣電路的輸出通過控制電路后反饋至信號發生電路。

進一步地，所述信號發生電路采用單片機或DSP實現，用于輸出多頻帶的脈沖信號；所述功率放大電路采用變壓器功率放大電路或放大器功率放大電路；所述子整流濾波電路是由全橋整流電路串接LC低通濾波電路構成；所述子采樣電路是通過電阻串聯分壓實現電壓反饋；所述控制電路是通過按鍵電路實現電壓調節，從而控制信號發生電路工作。

作為方案優化，本多通道可調直流電源中還包括顯示模塊，顯示模塊與信號發生電路連接，用于顯示直流輸出電壓值。

技術效果：

1、電路中使用單個變壓器即可實現多路可調直流輸出，大大簡化了電路設計。

2、通過調節各頻帶信號的占空比即可實現各頻帶相應電壓的調節，避免了傳統多通道可調直流電源的交叉調節問題，同時還解決了相互干擾、損耗大、調節范圍窄等問題。

3、控制簡單、靈活，可適用于多種輸出場合，具有良好的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明的結構框圖，圖中標號名稱：1、信號發生電路；2、功率放大電路；3、信號提取電路；4、整流濾波電路；5、采樣電路；6、顯示模塊；7、控制電路。

圖2為變壓器升壓電路原理圖。

圖3為三種無源濾波器電路原理圖，其中：圖3（a）為低通濾波器；圖3（b）為帶通濾波器；圖3（c）為高通濾波器。

圖4為三種有源濾波器電路原理圖，其中：圖4（a）為低通濾波器；圖4（b）為帶通濾波器；圖4（c）為高通濾波器。

具體實施方式