【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及恒流型开关电源电路，特别涉及一种隔离型恒流转恒压开关电源电路及系统。
技术介绍
1、一般的电路与系统的输入信号主要以电路的电压作为的信号源，此时系统一般连接在电压正极和负极两端，例如手机的工作电压一般是锂电池的输出电压3.7v，通信设备的工作电压一般是直流24v或-48v或者交流220v。而有些系统中的用电设备是采用电流取电工作的，也称为单线恒流供电，此时设备的工作以电流作为信号源，例如海底光缆远距离通信系统，整个系统采用单线恒流供电，用海水和大地作为回路，而水下的各种用电设备就需要从恒流电流中获取恒定电压。采用单线恒流供电的海底光缆系统，因为只铺设单根海缆，海缆中只有一根铜导体，可以降低生产的复杂度、降低成本、提高可靠性，而海缆中的用电设备需要将单线恒流电流转换成恒定电压给设备使用，需要提供恒流转恒压的电源。在电路系统中，电压和电流都是同时出现的，一般存在电压的场合也会相应的产生电流，存在电流的场合也会相应的产生电压；对于电压输入型的电路，可以理解成输入电压一般恒定而输入电流会根据负载功率变化；而对于电流输入型电路，例如本方案的电路，一般可以理解成电流输入是恒定的，而两端的电压是随着负载变化的。
2、目前，市面上已经公开了一些恒流转恒压电源的技术和方案。例如专利申请cn104967326a公布的《一种单线恒流转恒压电能转换电路》，采用电流旁路电路对电流进行分流，剩下的电流采用专用的电流转换电路转换成恒压输出。再例如专利申请cn105763028a公布的《恒流转恒压变换器及恒流转恒压装置》，通过设置开关
技术实现思路
1、为了解决恒流转恒压电路的效率低以及多模块并联均流问题，本专利技术专利提出了一种隔离型恒流转恒压开关电源电路。
2、所述的一种隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于：所述电路包括：分流稳压电路1011、储能滤波电路1016、隔离dc转dc电路1013、电压探测电路1014、pid反馈控制电路1015以及辅助电源1012；
3、所述分流稳压电路1011连接外接的电流输入端子和外接的电流输出端子，接收外接的电流输入端子的恒流电流信号，并对此恒流电流信号进行分流，分流后的恒流电流信号输出给所述储能滤波电路1016；
4、所述储能滤波电路1016的输入端口与所述分流稳压电路1011的输出端口连接，输出端口与隔离dc转dc电路1013连接，所述储能滤波电路用于对电流信号进行存储和滤波；
5、所述隔离dc转dc电路1013的输入信号与储能滤波电路1016的输出信号连接，所述隔离dc转dc电路1013的输出信号的正极连接到整个电路系统的电压正输出端子；所述隔离dc转dc电路1013的输出信号的负极连接到整个电路系统的电压负输出端子，并且连接到电压探测电路1014的负端；
6、所述电压探测电路1014的正端连接到所述的隔离dc转dc电路1013的输出信号正极，所述电压探测电路1014的负端连接到所述的隔离dc转dc电路1013的输出信号负极，所述电压探测电路1014用于监控所述的隔离dc转dc电路1013的输出电压值并将反馈信号连接到所述pid反馈控制电路1015的输入端子；
7、所述pid反馈控制电路1015的输入端子连接所述的电压探测电路1014，所述pid反馈控制电路1015的第一输出端子连接所述分流稳压电路1011的线性控制器1017，所述pid反馈控制电路1015的第二输出端子连接到所述分流稳压电路1011的过流控制电路1019，所述pid反馈控制电路用于给整个电路系统提供比例、积分、微分的反馈控制作用；
8、所述的辅助电源1012的输入信号连接在所述分流稳压电路1011的输出端子上，输出功率提供给系统中各种模块使用。
9、所述分流稳压电路1011将输入的恒定电流分成第一电流和第二电流，其中第一电流经过电路中第一电阻和功率管流出到电流输出端子，第二电流输出给所述储能滤波电路1016的输入端子；
10、所述的第一电阻和所述功率管为串联关系，所述功率管包括端子g、端子d、端子s，其中端子g为控制端子，端子d为输入端子，端子s为输出端子，所述的过流控制电路1019的端子a连接所述的功率管的端子d，所述的过流控制电路1019的端子b连接所述的功率管的端子s，所述的功率管的端子g连接所述的线性控制器1017的输出端子。
11、优选的，所述的分流稳压电路1011主要功能如下：一是将输入的恒定电流icc分成第一电流ic1和第二电流ic2，其中第一电流ic1经过电路中第一电阻r1和第一功率管m1流出到电流输出端子cc-，第二电流ic2输出给储能滤波电路1016的输入端子；二是对输入端的电压进行稳压控制，由于分流稳压电路1011的输入端子的电压vi和输出端子的电压相同，因此分流稳压电路1011的输入端子的电压值也同样加到了储能滤波电路1016的输入端子，同时因为分流稳压电路1011输入的是电流信号，其两端的电压由负载的功率确定，同时根据kcl方程，输入电流icc的值等于第一电流ic1的值和第二电流ic2的值的求和，所以提供给后端的电路的总的功率为分流稳压电路1011的输入端子的电压值vi和电流ic2的乘积。
12、优选的，所述储能滤波电路(1016)的功能是进行储能和滤波，储能是指存储电荷或能量，滤波是指滤除电流纹波或者电流噪声；所述储能滤波电路(1016)的电路实现方式有四种，第一种实现方式是采用电感和电容组成的lc滤波电路，第二种实现方式是由电感和电容组成的π型滤波电路，第三种实现方式是电路中只包含电容构成滤波电路；第四种实现方式是电路中只包含电感构成滤波电路。
13、优选的，所述储能滤波电路1016的主要功能如下：一是进行储能，储能时主要采用的器件是电容，因为电容具有电荷存储功能，这些电容不限于电解电容、钽电容等，因为开机时电容充电信号为恒流信号，所以大电容并不会导致开机时出现浪涌电流，并且会使开机后电压信号缓慢上升，利于后端隔离dc转dc电路1013的启动；二是进行滤波，滤波除了滤除电流纹波或者电流噪声以外，还具有滤除电压纹波和电压噪声的作用，滤除电流纹波和电流噪声主要采用电感，滤除电压纹波和电压噪声主要采用电容。
14、优选的，所述储能滤波电路1016的一种实现方式，可以采用由第七电容c7、第八电容c本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于：所述电路包括：分流稳压电路(1011)、储能滤波电路(1016)、隔离DC转DC电路(1013)、电压探测电路(1014)、PID反馈控制电路(1015)以及辅助电源(1012)；
2.根据权利要求1所述的隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于，所述分流稳压电路(1011)将输入的恒定电流分成第一电流和第二电流，其中第一电流经过电路中第一电阻和功率管流出到电流输出端子，第二电流输出给所述储能滤波电路(1016)的输入端子；
3.根据权利要求1所述的隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于，所述储能滤波电路(1016)的功能是进行储能和滤波，储能是指存储电荷或能量，滤波是指滤除电流纹波或者电流噪声；
4.根据权利要求1所述的隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于，所述隔离DC转DC电路(1013)，其电路实现的拓扑结构包括隔离反激变换电路、隔离正激变换电路、半桥电路、全桥电路中的一种或多种的组合，所述隔离DC转DC电路(1013)的功能是将电流信号转换成隔离的电压信号。
5.根据权
6.根据权利要求1所述的隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于，所述PID反馈控制电路(1015)的包括第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第三电容(C3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第一运放(U1)；所述第三电阻(R3)的一个端子连接所述PID反馈控制电路(1015)的输入端子，所述第三电阻(R3)的另一个端子连接所述第一运放(U1)的正输入端子；所述第四电阻(R4)的一端连接所述第一运放(U1)的负输入端子，所述第四电阻(R4)的另一端连接到信号地；所述第五电阻(R5)和所述第三电容(C3)并联，所述第五电阻(R5)的一个端子连接在第一运放(U1)的负输入端子，所述第五电阻(R5)的另一个端子连接在所述第一运放(U1)的输出端；所述第一运放(U1)的输出端通过所述第三二极管(D3)连接到所述PID反馈控制电路(1015)的第一输出端子，所述第一运放(U1)的输出端通过所述第一二极管(D1)连接到所述PID反馈控制电路(1015)的第二输出端子，所述第一运放(U1)的输出端通过所述第二二极管(D2)连接到所述PID反馈控制电路(1015)的第三输出端子。
7.根据权利要求1或2所述的隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于，所述线性控制器(1017)根据所述PID反馈控制电路(1015)的第一输出端子的信号幅度值，输出对应的电压信号给所述分流稳压电路(1011)的功率管的端子G，从而控制功率管的导通电阻，实现控制流过功率管的电流大小的功能；
8.根据权利要求1或2所述的隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于，所述过流控制电路(1019)的包括第一电容(C1)，第二电容(C2)，第一继电器(K1)；所述过流控制电路(1019)接口包括端子A、端子B和端子C，所述端子A连接所述分流稳压电路(1011)的功率管的端子D，所述端子B连接所述分流稳压电路1011的电流输出端子，所述端子C连接所述PID反馈控制电路(1015)的第二输出端子；所述第一继电器(K1)包含四个端子：控制端、公共端、分流端、悬置端，所述控制端连接到所述端子C，所述分流端连接到所述端子B，所述公共端连接到所述端子A；所述第一电容(C1)连接在所述端子A和端子C之间，所述第二电容(C2)连接在所述端子A和所述第一继电器(K1)的悬置端。
9.根据权利要求1所述的隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于，所述电路还包括并联均流电路(1030)，所述隔离DC转DC电路(1013)还包含同步端子；所述同步端子连接到所述隔离DC转DC电路(1013)的桥臂驱动电路(1020)，实现多个隔离型恒流转恒压开关电源电路并联时脉冲控制电路的驱动信号的频率和占空比一致；所述并联均流电路(1030)用于实现多个模块并联时的均流功能，其输入端子通过霍尔传感器获取所述隔离DC转DC电路(1013)的正...
【技术特征摘要】
1.一种隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于：所述电路包括：分流稳压电路(1011)、储能滤波电路(1016)、隔离dc转dc电路(1013)、电压探测电路(1014)、pid反馈控制电路(1015)以及辅助电源(1012)；
2.根据权利要求1所述的隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于，所述分流稳压电路(1011)将输入的恒定电流分成第一电流和第二电流，其中第一电流经过电路中第一电阻和功率管流出到电流输出端子，第二电流输出给所述储能滤波电路(1016)的输入端子；
3.根据权利要求1所述的隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于，所述储能滤波电路(1016)的功能是进行储能和滤波，储能是指存储电荷或能量，滤波是指滤除电流纹波或者电流噪声；
4.根据权利要求1所述的隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于，所述隔离dc转dc电路(1013)，其电路实现的拓扑结构包括隔离反激变换电路、隔离正激变换电路、半桥电路、全桥电路中的一种或多种的组合，所述隔离dc转dc电路(1013)的功能是将电流信号转换成隔离的电压信号。
5.根据权利要求1所述的隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于，所述电压探测电路(1014)包括串联连接的限流电阻和电流传感器电路(1018)，所述限流电阻的一端连接在所述隔离dc转dc电路(1013)的正输出端子，另一端连接在所述电流传感器电路(1018)的输入端上；所述电流传感器电路(1018)的输出端作为所述电压探测电路(1014)的负端连接到所述隔离dc转dc电路(1013)的输出信号负极，所述电流传感器电路(1018)的响应信号作为电压探测电路的反馈信号连接到所述pid反馈控制电路(1015)的输入端子。
6.根据权利要求1所述的隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于，所述pid反馈控制电路(1015)的包括第三电阻(r3)、第四电阻(r4)、第五电阻(r5)、第三电容(c3)、第一二极管(d1)、第二二极管(d2)、第三二极管(d3)、第一运放(u1)；所述第三电阻(r3)的一个端子连接所述pid反馈控制电路(1015)的输入端子，所述第三电阻(r3)的另一个端子连接所述第一运放(u1)的正输入端子；所述第四电阻(r4)的一端连接所述第一运放(u1)的负输入端子，所述第四电阻(r4)的另一端连接到信号地；所述第五电阻(r5)和所述第三电容(c3)并联，所述第五电阻(r5)的一个端子连接在第一运放(u1)的负输入端子，所述第五电阻(r5)的另一个端子连接在所述第一运放(u1)的输出端；所述第一运放(u1)的输出端通过所述第三二极管(d3)连接到所述pid反馈控制电路(1015)的第一输出端子，所述第一运放(u1)的输出端通过所述第一二极管(d1)连接到所述pid反馈控制电路(1015)的第二输出端子，所述第一运放(u1)的输出端通过所述第二二极管(d2)连接到所述pid反馈控制电路(1015)的第三输出端子。
7.根据权利要求1或2所述的隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于，所述线性控制器(1017)根据所述pid反馈控制电路(1015)的第一输出端子的信号幅度值，输出对应的电压信号给所述分流稳压电路(1011)的功率管的端子g，从而控制功率管的导通电阻，实现控制流过功率管的电流大小的功能；
8.根据权利要求1或2所述的隔离型恒流转恒压开关电源电路，其特征在于，所述过流控制电路(1019)的包括第一电容(c1)，第二电容(c2)，第一继电器(k1)；所述过流控制电路(1019)接口包括端子a、端子b和端子c，所述端子a连接所述分流稳压电路(1011)的功率管的端子d，所述端子b连接所述分流稳压电路1011的电流输出端子，所述端子c连接所述pid反馈控制电路(1015)的第二输出端子；所述第一继电器(k1)包含四个端子：控制端、公共端、分流端、悬置端，所述控制端连接到所述端子c，所述分流端连接到所...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡肖松，李海鸥，李琦，白杨，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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