[發明專利]一種具有恒功率輸出特性的寬范圍直流電源

在審

• 申請號: 201310700376.9
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103731033A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 王巖崧;白洪超;韓坤
• 申請（專利權）人: 山東艾諾儀器有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 劉玉玲

1.一種具有恒功率輸出特性的寬范圍直流電源，包括前級直流電源、采樣電路、CPU控制電路和降壓電路，其特征在于：所述降壓電路包括一用于控制前級直流電源輸出回路通斷的MOS開關管（Q1）、一用于在前級直流電源輸出回路斷開時提供續流回路的二極管（D1）、一用于在前級直流電源輸出回路斷開時為負載回路提供能量的儲能電感（L1）以及電流采樣電阻（R1）、輸出濾波電容（C1）、負載電阻（R2）；前級直流電源正極接二極管（D1）的陰極、輸出濾波電容（C1）的正極、負載電阻（R2）的一端，作為直流電源輸出的正極；前級直流電源負極接MOS開關管（Q1）的源極，MOS開關管（Q1）的漏極接二極管（D1）的陽極，同時經儲能電感（L1）接電流采樣電阻（R1）一端，電流采樣電阻（R1）另一端接輸出濾波電容（C1）的負極和負載電阻（R2）的另一端，作為直流電源輸出的負極；

所述采樣電路包括電流采樣電路、電壓采樣電路和功率采樣電路，電流采樣電路輸入端與電流采樣電阻（R1）兩端連接，采集直流電源輸出電流，電壓采樣電路輸入端與負載電阻（R2）兩端連接，采集直流電源輸出電壓，功率采樣電路為一乘法器（U3），其輸入端與電流采樣電路、電壓采樣電路輸出端連接，采集直流電源輸出功率，三個采樣電路的輸出端接CPU控制電路；

CPU控制電路包括CPU給定電路、控制環路、PWM生成電路和驅動電路，控制環路將采樣電路輸入電流、電壓、功率信號與CPU給定電路給出的同類信號設定值比較判斷后向PWM生成電路輸出控制信號，進而控制驅動電路驅動MOS開關管（Q1）的通斷。

2.根據權利要求1所述的具有恒功率輸出特性的寬范圍直流電源，其特征在于：所述的控制環路包括電流控制環路、電壓控制環路和功率控制環路，每個環路分別包括一誤差放大器和一二極管，每個誤差放大器同相輸入端分別連接CPU給定電路相應信號的輸出端，反相輸入端分別連接相應采樣電路的輸出端，誤差放大器的輸出端接各自環路中二極管的陰極，三個二極管的陽極相互短接，用于在三個控制環路之間形成競爭關系，選擇輸出最低的控制環路的輸出信號作為控制環路輸出的控制信號。

3.根據權利要求1或2所述的具有恒功率輸出特性的寬范圍直流電源，其特征在于：所述的PWM生成電路包含PWM比較器（U7），PWM比較器（U7）的反相輸入端輸入三角波，同相輸入端接控制環路的輸出端。

4.根據權利要求3所述的具有恒功率輸出特性的寬范圍直流電源，其特征在于：降壓電路中還包括一設于MOS開關管源極和漏極之間的吸收電路，該吸收電路包括吸收電容（C10）和吸收電阻（R10），MOS開關管（Q1）的源級接吸收電容（C10）的一端，吸收電容（C10）的另一端與吸收電阻(R10)的一端連接，吸收電阻（R10）的另一端與MOS開關管（Q1）的漏極相連。

5.根據權利要求1或2或4所述的具有恒功率輸出特性的寬范圍直流電源，其特征在于：所述的電流采樣電路和電壓采樣電路分別為一運算放大器，運算放大器兩輸入端通過比例電阻與采樣端連接。

6.根據權利要求5所述的具有恒功率輸出特性的寬范圍直流電源，其特征在于：所述的前級直流電源為常規開關電源。

7.根據權利要求5所述的具有恒功率輸出特性的寬范圍直流電源，其特征在于：所述的前級直流電源為常規線性電源。