一种多模式开关电源及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种多模式开关电源及其控制方法。包括MCU主控单元、主电路单元、新型变压器单元、状态检测单元、母线控制保护单元，选择性输出滤波单元，供电与显示控制单元；其中母线控制保护单元与母线相连同时与主电路单元相连；MCU主控单元与供电与显示控制单元相连，同时与主电路单元相连，与母线控制保护单元相连，与选择性输出滤波单元相连，与状态检测单元相连；状态检测单元与母线控制保护单元、主电路单元、选择性输出滤波单元相连；新型变压器单元与主电路单元和选择性输出滤波单元相连。本发明专利技术不仅解决变压器骨架制约的问题，优化了控制电路和控制方法，使反激式开关电源和正激式开关电源可以出现在一个开关电源里。

【技术实现步骤摘要】
一种多模式开关电源及其控制方法
本专利技术涉及开关电源
，具体的说是一种多模式开关电源及其控制方法。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，电源模块在各个领域得到了广泛的应用，开关电源更是逐步取代了线性电源，成为主流电源。开关电源的功率开关管在PWM的作用下，进行开通和关断动作，把母线电压斩波成脉冲电压，其驱动控制电路控制PWM的占空比保证电压的稳定。在中小功率的DC-DC开关电源中，最常用的电路拓扑结构是反激式开关电源和正激式开关电源。由于变压器骨架的制约，控制电路和控制方法的不同，反激式开关电源和正激式开关电源都是分开应用，需要哪个就要研制哪个，这样大大降低了研发的效率，增加了研发的时间和成本，市场上存在的开关电源模块也是按照功率大小，性能要求以及功能要求进行分类，没有一个相对集成的开关电源，同时目前存在的电源都是固定不变的，使用方式不能根据应用场合的变化而变化，一旦选择一款开关电源，只能按照其设计性能使用，这样降低了开关电源的工作效率，因为电源只有在其最合适的额定工况下，效率最高。为了改变现状，本专利技术设计一种多模式开关电源及其控制方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多模式开关电源，其特征在于，包括MCU主控单元、主电路单元、新型变压器单元、状态检测单元、母线控制保护单元、选择性输出滤波单元和供电与显示控制单元；/n所述MCU主控单元连接所述主电路单元、状态检测单元、母线控制保护单元、选择性输出滤波单元和供电与显示控制单元，用于根据状态检测单元的反馈数据控制主电路单元对所述新型变压器单元的控制，控制所述母线控制保护单元对母线电压及电流流通方式进行选择，控制所述选择性输出滤波单元进行输出通路选择，根据所述供电与显示控制单元输入的外部调节模式进行参数设定；/n所述主电路单元连接所述MCU主控单元、新型变压器单元、状态检测单元和母线控制保护单元，用于在所...

【技术特征摘要】
1.一种多模式开关电源，其特征在于，包括MCU主控单元、主电路单元、新型变压器单元、状态检测单元、母线控制保护单元、选择性输出滤波单元和供电与显示控制单元；
所述MCU主控单元连接所述主电路单元、状态检测单元、母线控制保护单元、选择性输出滤波单元和供电与显示控制单元，用于根据状态检测单元的反馈数据控制主电路单元对所述新型变压器单元的控制，控制所述母线控制保护单元对母线电压及电流流通方式进行选择，控制所述选择性输出滤波单元进行输出通路选择，根据所述供电与显示控制单元输入的外部调节模式进行参数设定；
所述主电路单元连接所述MCU主控单元、新型变压器单元、状态检测单元和母线控制保护单元，用于在所述MCU主控单元的控制下对所述新型变压器单元的原边两组线圈进行模式选择和时序控制，副边两组或者多组线圈进行模式选择、时序控制和性能调节；
所述状态监测单元连接所述MCU主控单元、主电路单元、母线控制保护单元和选择性输出滤波单元，用于在所述MCU主控单元的控制下检测所述主电路单元、母线控制保护单元和选择性输出滤波单元中的负载电流、负载电压、开关管状态和开关状态；
所述母线控制保护单元的输入端连接母线，输出端连接所述主电路单元，还连接所述MCU主控单元，用于在所述MCU主控单元的控制下对母线电压及电流流通方式进行选择；
所述新型变压器单元连接所述主电路单元和选择性输出滤波单元，用于在所述主电路单元的控制下进行能量的储能和转换，并通过所述选择性输出滤波单元进行电压和电流输出；
所述选择性输出滤波单元连接所述状态监测单元和新型变压器单元，用于将所述新型变压器单元输出的脉动电流和电压整流成平滑的直流电流，并在所述MCU主控单元的控制下选择输出通路并输出给负载；
所述供电与显示控制单元连接所述MCU主控单元，用于为所述MCU主控单元供电，并显示状态监测单元的监测值，设置有人机交互装置，用于外部调节模式的输入。


2.根据权利要求1所述的一种多模式开关电源，其特征在于，所述新型变压器单元包括变压器骨架和变压器。


3.根据权利要求2所述的一种多模式开关电源，其特征在于，所述变压器骨架为三层绕线结构，相邻层之间插接，外层绕制正激式开关电源的原边线圈，中间层绕制正激式开关电源的副边线圈和反激式开关电源的副边线圈，内层绕制反激式开关电源的原边线圈。


4.根据权利要求2所述的一种多模式开关电源，其特征在于，所述变压器包括两个原边线圈和若干个副边线圈，其中两个原边线圈为一个正激式开关电源的原边线圈和一个反激式开关电源的原边线圈。


5.根据权利要求4所述的一种多模式开关电源，其特征在于，所述主电路单元包括第一斩波功率MOS管、第二斩波功率MOS管、第三斩波功率MOS管、第一控制开关、第六控制开关、第一二极管、第五二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容；所述第一斩波功率MOS管、第二斩波功率MOS管和第三斩波功率MOS管的栅极均连接所述MCU主控单元，所述第一斩波功率MOS管的漏极连接所述母线控制保护单元的一路输出和所述第二续流二极管的阴极，所述第二续流二极管的阴极连接所述第二斩波功率MOS管的漏极，所述第二斩波功率MOS管的源极连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接母线的负极，所述第三续流二极管的阳极连接电源负极，阴极连接所述第一斩波功率MOS管的源极，所述第三续流二极管的阴极还连接第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极连接所述正激式开关电源的原边线圈的一端，所述正激式开关电源的原边线圈的另一端连接所述第二斩波功率MOS管的漏极，所述第一二极管并联所述第一控制开关；
所述第一电容与第二电阻并联，且一端连接所述母线控制保护单元的一路输出和所述反激式开关电源的原边线圈的一端，所述第一电容与第二电阻并联的另一端连接所述第四续流二极管的负极，所述第四续流二极管的正极连接所述第三斩波功率MOS管的漏极，所述第三斩波功率MOS管的栅极连接所述MCU主控单元，所述第三斩波功率MOS管的源极连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接母线的负极，所述第三斩波功率MOS管的漏极连接所述第五二极管的阳极，所述第五二极管的阴极连接所述反激式开关电源的原边线圈的另一端，所述第五二极管并联所述第六控制开关。


6.根据权利要求1所述的一种多模式开关电源，其特征在于，所述母线控制保护单元包括第十二极管、第十一二极管、第七控制开关、第八控制开关、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋明明，张瑞欣，
申请(专利权)人：唐山航宇电力电子设备有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13