一种开关电源的控制电路系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种开关电源的控制电路系统，包括：控制环路模块，用于保证开关电源输出的瞬态指标和稳态指标；驱动波形模块，主要进行控制环路电路输出信号量的转换；功率管驱动模块，按照驱动波形产生电路输出的信号时序驱动功率管进行开关动作；报警保护模块，用于在整机出现异常情况时对整机进行及时的故障处理；辅助电源模块，用于将输入交流电源转换生成各部分电路所需要的各种等级电源电压；人机接口电路，主要是显示电路和按键电路，用于操作人员对整机工作状态的设置和观察；通信模块，实现开关电源整机与上位机或者其它设备的互联通信；本实用新型专利技术采用的平均电流控制模式，当一个模块损坏时，即可自动退出系统，并不影响其余模块的输出。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源的控制电路系统
本技术涉及控制电路领域，具体涉及一种开关电源的控制电路系统。
技术介绍
科技的发展使得电子产品的使用越来越普及，其应用已经延伸到各个领域。所有的电子产品都需要电源提供能量，所以人们越来越关注电子产品内部电源系统的稳定性和可靠性。按照实现方式，目前常用的直流电源分为线性稳压电源和开关电源两类，其主要都是采用了功率半导体器件和电力电子技术。线性稳压电源的优点是其输出的波纹小并且线性输出特性好，缺点是其需要使用工频变压器作为隔离供电装置，工频变压器具有体积大、重量重等缺点，同时，其使用调整管来进行电压或者电流的调整，在使用过程中，功率管上的压降较大时，功率管的损耗较大，于是就造成整个稳压电源发热严重效率偏低。开关电源采用了高频变换技术，其内部的功率开关管工作于高频开关状态，在输出同样功率的情况下，其与线性稳压电源相比只需要使用体积较小、重量轻的高频变压器，并且其功率管具有更低的损耗，这就使得其散热器体积较小。随着工业现代化进程的推进，大功率的电子电气设备不断涌现，其对大功率电源的需求也逐渐增加。单台大功率电源的制作存在以下困难：1、磁性器件的设计困难，这主要体现在磁芯的选择、器件的加工制作以及散热工艺的实现；2、电力电子器件的选择和制作困难，这主要体现在大功率的电力电子元器件制作困难，同时其成本也较高。虽然可以通过功率开关管器件并联的方式提升电源整机的输出功率容量，但是提升单个电源功率容量是有限的，同时其也会带来整机系统装配接线等工艺复杂，难以保障整机的可靠性和稳定。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了一种开关电源的控制电路系统，具有灵活的扩展性，可以实现系统电源功率的冗余，即可在系统中装配多台后备电源模块，当目前正在提供功率输出的模块出现故障时，作为冗余备用的电源模块可以立即投入运行，提供能量输出，保证系统能够提供100％的负载电流。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种开关电源的控制电路系统，包括：控制环路模块、驱动波形模块、功率管驱动模块、报警保护模块、辅助电源模块、人机接口模块和通信模块控制环路模块，用于保证开关电源输出的瞬态指标和稳态指标；驱动波形模块，与控制环路模块连接，主要进行控制环路模块输出信号量的转换；功率管驱动模块，与驱动波形模块连接，按照驱动波形模块电路输出的信号时序驱动功率管进行开关动作；报警保护模块，与功率管驱动模块连接，用于在整机出现异常情况时对整机进行及时的故障处理；辅助电源模块，与上述各个模块分别连接，用于将输入交流电转换生成各模块所需要的各种登记电源电压；人机接口模块，与辅助电源模块连接，用于对整机工作状态的设置和观察；通信模块，与人机接口模块连接，用于实现开关电源整机与上位机或者其它设备之间的互联通信；控制环路模块包括电压外环控制模块和若干个电流内环控制模块，所述若干个电流内环控制模块并联并与电压外环控制模块串联。进一步的，所述电压外环控制模块包括电压外环给定模块、电压控制器模块、电压输出模块和电压反馈模块。进一步的，所述电压外环给定模块连接电压控制器模块，电压控制器模块连接电流内环控制模块，电流内环控制模块连接电压输出模块，电压反馈模块连接电压输出魔模块和电压外环给定模块。进一步的，所述电流内环控制模块包括电流控制器模块、变换器模块、电流内环控制模块和电流反馈模块。进一步的，所述电流控制器模块连接电压控制器模块和变换器模块，变换器模块连接电流内环控制模块，电流内环控制模块连接电压输出模块，电流反馈模块连接电流内环控制模块和电流控制器模块。进一步的，所述人机接口模块包括显示模块和按键模块。本技术提供的一种开关电源的控制电路系统的有益效果在于：(1)可以实现系统电源功率的冗余，即可在系统中装配多台后备电源模块，当目前正在提供功率输出的模块出现故障时，作为冗余备用的电源模块可以立即投入运行，提供能量输出，保证系统能够提供100％的负载电流；(2)可以实现热插拔功能，极大地提高了系统的可维护性，可就是说在系统不掉电的情况下进行系统中失效模块的替换更新；(3)实现模块的标准化，减少产品的品种，使得整个系统具有很好的灵活性；(4)解决了由于电源模块差异导致输出电流不均衡的现象，平衡分配系统中各个模块之间的输出功率，提高整个系统的可靠性。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术的控制环路模块结构示意图。图中：1、控制环路模块；2、驱动波形模块；3、功率管驱动模块；4、报警保护模块；5、辅助电源模块；6、人机接口模块；7、通信模块。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本技术的保护范围。实施例：一种开关电源的控制电路系统。参照图1、图2所示，一种开关电源的控制电路系统，包括：控制环路模块1、驱动波形模块2、功率管驱动模块3、报警保护模块4、辅助电源模块5、人机接口模块6和通信模块7控制环路模块1，用于保证开关电源输出的瞬态指标和稳态指标；驱动波形模块2，与控制环路模块1连接，主要进行控制环路模块1输出信号量的转换；功率管驱动模块3，与驱动波形模块2连接，按照驱动波形模块2电路输出的信号时序驱动功率管进行开关动作；报警保护模块4，与功率管驱动模块3连接，用于在整机出现异常情况时对整机进行及时的故障处理；辅助电源模块5，与上述各个模块分别连接，用于将输入交流电转换生成各模块所需要的各种登记电源电压；人机接口模块6，人机接口模块6包括显示模块和按键模块，与辅助电源模块5连接，用于对整机工作状态的设置和观察；通信模块7，与人机接口模块6连接，用于实现开关电源整机与上位机或者其它设备之间的互联通信；控制环路模块1包括电压外环控制模块和若干个电流内环控制模块，所述若干个电流内环控制模块并联并与电压外环控制模块串联。电压外环控制模块包括电压外环给定模块Ure(s)、电压控制器模块Gu(s)、电压输出模块Uo(s)和电压反馈模块Hu(s)，电压外环给定模块Ure(s)连接电压控制器模块Gu(s)，电压控制器模块Gu(s)连接电流内环控制模块，电流内环控制模块连接电压输出模块Uo(s)，电压反馈模块Hu(s)连接电压输出模块Uo(s)和电压外环给定模块Ure(s)。电流内环控制模块包括电流控制器模块Gi(s)、变换器模块HM(s)、电流内环控制模块Gi和电流反馈模块HiN(s)，电流控制器模块Gi(s)连接电压控制器模块Gu(s)和变换器模块HM(s)，变换器模块HM(s)连接电流内环控制模块Gi，电流内环控制模块Gi连接电压输出模块Uo(s)，电流反馈模块HiN(s)连接电流内环控制模块Gi和电流控制器模块Gi(s)。电压外环给定模块Ure(s)输入电压信息到电压控制器模块Gu(s)，电压控制器模块Gu(s)输入信号至电流控制器模块Gi(s)，电流控制器模块Gi(s)输送电流信号至变换器模块HM(s)进行电流幅值的变换，继而输入信号至电流内环控制模块Gi，最后由电压输出模块Uo(s)输出电压到指定设备，电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源的控制电路系统，其特征在于，包括：控制环路模块、驱动波形模块、功率管驱动模块、报警保护模块、辅助电源模块、人机接口模块和通信模块；控制环路模块，用于保证开关电源输出的瞬态指标和稳态指标；驱动波形模块，与控制环路模块连接，主要进行控制环路模块输出信号量的转换；功率管驱动模块，与驱动波形模块连接，按照驱动波形模块电路输出的信号时序驱动功率管进行开关动作；报警保护模块，与功率管驱动模块连接，用于在整机出现异常情况时对整机进行及时的故障处理；辅助电源模块，与上述各个模块分别连接，用于将输入交流电转换生成各模块所需要的各种登记电源电压；人机接口模块，与辅助电源模块连接，用于对整机工作状态的设置和观察；通信模块，与人机接口模块连接，用于实现开关电源整机与上位机或者其它设备之间的互联通信；控制环路模块包括电压外环控制模块和若干个电流内环控制模块，所述若干个电流内环控制模块并联并与电压外环控制模块串联。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源的控制电路系统，其特征在于，包括：控制环路模块、驱动波形模块、功率管驱动模块、报警保护模块、辅助电源模块、人机接口模块和通信模块；控制环路模块，用于保证开关电源输出的瞬态指标和稳态指标；驱动波形模块，与控制环路模块连接，主要进行控制环路模块输出信号量的转换；功率管驱动模块，与驱动波形模块连接，按照驱动波形模块电路输出的信号时序驱动功率管进行开关动作；报警保护模块，与功率管驱动模块连接，用于在整机出现异常情况时对整机进行及时的故障处理；辅助电源模块，与上述各个模块分别连接，用于将输入交流电转换生成各模块所需要的各种登记电源电压；人机接口模块，与辅助电源模块连接，用于对整机工作状态的设置和观察；通信模块，与人机接口模块连接，用于实现开关电源整机与上位机或者其它设备之间的互联通信；控制环路模块包括电压外环控制模块和若干个电流内环控制模块，所述若干个电流内环控制模块并联并与电压外环控制模块串联。2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泉柄，刘全武，
申请(专利权)人：广州旺马电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44