[發明專利]一種多模式開關電源及其控制方法

在審

• 申請號: 202010988927.6
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112072925A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 蔣明明;張瑞欣
• 申請（專利權）人: 唐山航宇電力電子設備有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/44
• 代理公司: 北京壹川鳴知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11765
• 代理人: 林潮

本發明涉及一種多模式開關電源及其控制方法。包括MCU主控單元、主電路單元、新型變壓器單元、狀態檢測單元、母線控制保護單元，選擇性輸出濾波單元，供電與顯示控制單元；其中母線控制保護單元與母線相連同時與主電路單元相連；MCU主控單元與供電與顯示控制單元相連，同時與主電路單元相連，與母線控制保護單元相連，與選擇性輸出濾波單元相連，與狀態檢測單元相連；狀態檢測單元與母線控制保護單元、主電路單元、選擇性輸出濾波單元相連；新型變壓器單元與主電路單元和選擇性輸出濾波單元相連。本發明不僅解決變壓器骨架制約的問題，優化了控制電路和控制方法，使反激式開關電源和正激式開關電源可以出現在一個開關電源里。

技術領域

本發明涉及開關電源技術領域，具體的說是一種多模式開關電源及其控制方法。

背景技術

隨著電力電子技術的發展，電源模塊在各個領域得到了廣泛的應用，開關電源更是逐步取代了線性電源，成為主流電源。開關電源的功率開關管在PWM的作用下，進行開通和關斷動作，把母線電壓斬波成脈沖電壓，其驅動控制電路控制PWM的占空比保證電壓的穩定。在中小功率的DC-DC開關電源中，最常用的電路拓撲結構是反激式開關電源和正激式開關電源。由于變壓器骨架的制約，控制電路和控制方法的不同，反激式開關電源和正激式開關電源都是分開應用，需要哪個就要研制哪個，這樣大大降低了研發的效率，增加了研發的時間和成本，市場上存在的開關電源模塊也是按照功率大小，性能要求以及功能要求進行分類，沒有一個相對集成的開關電源，同時目前存在的電源都是固定不變的，使用方式不能根據應用場合的變化而變化，一旦選擇一款開關電源，只能按照其設計性能使用，這樣降低了開關電源的工作效率，因為電源只有在其最合適的額定工況下，效率最高。為了改變現狀，本發明設計一種多模式開關電源及其控制方法，不僅解決變壓器骨架制約的問題，優化了控制電路和控制方法，使反激式開關電源和正激式開關電源可以出現在一個開關電源里，同時集成了先進的開關電源控制方法，實現了在不同場合應用不同的控制方法，使開關電源的效率達到最高。大大降低了研發的成本，減少了研發的時間和成本。提高了開關電源的實用性。

在中小功率的DC-DC開關電源，最常用的電路拓撲結構是反激式開關電源和正激式開關電源。由于變壓器骨架的制約，控制電路和控制方法的不同，反激式開關電源和正激式開關電源都是分開應用，需要哪個就要研制哪個。這樣大大降低了研發的效率，增加了研發的時間和成本。市場上存在的開關電源模塊也是按照功率大小，性能要求以及功能要求進行分類，沒有一個相對集成的開關電源，同時目前存在的電源都是固定不變的，使用方式不能根據應用場合的變化而變化，一旦選擇一款開關電源，只能按照其設計性能使用，這樣降低了開關電源的工作效率。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足之處，本發明要解決的技術問題是提供一種多模式開關電源及其控制方法。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種多模式開關電源，包括MCU主控單元、主電路單元、新型變壓器單元、狀態檢測單元、母線控制保護單元、選擇性輸出濾波單元和供電與顯示控制單元；

所述MCU主控單元連接所述主電路單元、狀態檢測單元、母線控制保護單元、選擇性輸出濾波單元和供電與顯示控制單元，用于根據狀態檢測單元的反饋數據控制主電路單元對所述新型變壓器單元的控制，控制所述母線控制保護單元對母線電壓及電流流通方式進行選擇，控制所述選擇性輸出濾波單元進行輸出通路選擇，根據所述供電與顯示控制單元輸入的外部調節模式進行參數設定；

所述主電路單元連接所述MCU主控單元、新型變壓器單元、狀態檢測單元和母線控制保護單元，用于在所述MCU主控單元的控制下對所述新型變壓器單元的原邊兩組線圈進行模式選擇和時序控制，副邊兩組或者多組線圈進行模式選擇、時序控制和性能調節；

所述狀態監測單元連接所述MCU主控單元、主電路單元、母線控制保護單元和選擇性輸出濾波單元，用于在所述MCU主控單元的控制下檢測所述主電路單元、母線控制保護單元和選擇性輸出濾波單元中的負載電流、負載電壓、開關管狀態和開關狀態；