集成一体化数字电源控制器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种集成一体化数字电源控制器件，包括采样及保护电路、ＰＷＭ驱动电路、ＤＳＰ模块、接口驱动电路，串行通信接口、键盘和显示接口。六路采样电路连接到保护电路Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４，保护电路与ＤＳＰ?ＩＣ１模块相连，采样信号经ＤＳＰ模块内置ＡＤＣ量化，再经ＰＩＤ双重运算，确定输出指标，经ＰＷＭ驱动模块ＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４，向外围功率管输出驱动信号，由外围功率管输出相应的电能。使用集成一体化数字电源控制器件，配合少量功率器件，直接生产大功率电源，使大功率电源设计、生产、调试变得简单，提高了电源生产效率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电源电路，具体地说，涉及一种一体化、数字化的电源控制电路。
技术介绍
目前，常用的电源为输出一组或几组固定电压，额定输出功率的电源，要生产电压 可不断变化、额定输出功率也可不断变化的电源，加大了电路设计难度、提高了生产成本， 延长了生产周期。如果能使用一种电源控制器件，配合少量功率器件，直接生产大功率电 源，使大功率电源设计、生产、调试变得简单，则可提高电源生产效率。
技术实现思路
本技术正是为了解决上述技术问题而设计的一种集成一体化数字电源控制 器件。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种集成一体化数字电源控制器件，包括采样及保护电路、PWM驱动电路、DSP模 块、接口驱动电路，串行通信接口、键盘和显示接口。六路采样电路连接到保护电路(U1、U2、 U3、U4)，保护电路与DSP (ICl)模块相连，采样信号经DSP模块内置ADC量化，再经PID双重 运算，确定输出指标，经PWM驱动模块(IC2、IC3、IC4)，向外围功率管输出驱动信号，由外围 功率管输出相应的电能；采样电路分别采集输入交流电压和电流、输出电压和电流、整流滤 波后的电压和电流，通过保护电路(U1、U2、U3、U4)放大保持；接口驱动电路中的接口芯片 (IC6)与DSP(ICl)模块通过I2C通讯接口通信，接口芯片(IC6)通过串行接口芯片(IC7) 与上位机通讯，接口芯片(IC6)与显示器相连，接口芯片(IC6)同时具有4X4手动控制键 盘接口。所述集成一体化数字电源控制器件，其与接口芯片(IC6)相连的显示器为IXD或 LED显示器。所述集成一体化数字电源控制器件，其串行接口芯片(IC7)为具有RS232接口的 串行接口芯片，或为具有RS485接口的串行接口芯片，或为同时具有RS232接口和RS485接 口的串行接口芯片。该核心器件具有上位机控制和键盘控制两种方式，同时具有键盘和上位机显示两 种方式。三组数据输入交流电压和电流、输出电压和电流、整流滤波后的电压和电流，通过 采样经运放模块传入DSP模块，经DSP模块PID双重运算，确定输出指标，经隔离驱动模块， 向外围功率管输出驱动信号，提供相应的电能。通过运放模块的数据采集，通过DSP模块时 时监控数字电源工作状态，DSP模块内置程序与采样信号比较，通过保护模块提供输入、输 出的过欠压保护，输出的过流保护，过温升保护，实现电源产品在预定的工况下进行工作， 保证电源参数可调、可控，电源产品安全运行。在生产电源过程中，只要安装该核心器件，配 合少量功率器件可实现多种电参数的输出，各项参数从上位机经232接口输入或通过键盘3输入一定范围的参数，就能在输出端得到预订的参数，节约电源设计资源，改变电源产品传 统设计工作全部由硬件组合，改变参数需要进行设计所带来重复劳动。一种集成一体化数字电源控制器件具有以下特点1)处理器150MHz DSP ； 2)算法电压环和电流环都采用PID算法；3) PWM 频率10KHz-500KHz ；PWM 模式移相全桥；4) ADC采样12bit ’放大输入及输出的电压、电流经差分放大后经DSP内部ADC 转换变成12bit的数字信号，再由双环PID算法控制PWM输出；5)可连接4*4键盘，数码显示IXD或LED显示器；实现参数输入及手动开关机等， 显示电压、电流及状态；6) PWM信号输出DSP输出三对互补(六路具有死区)的PWM信号；7)多种保护能够实现输入的过欠压保护、输出的过欠压保护、输出的过流及过 温升保护。8)通信通过RS232或RS485接口实现与上位机的数据交换。9)体积小，功能强大，配合少量的外围器件就可生产大功率电源，电源功率最高可 达 7. 2KW ；10)可实现自动均流功能，最多可16台电源并联运行；11)可实现电源的冗余使用；12)支持电源热插拔功能。本技术的有益效果是通过集成一体化数字电源控制器件的控制，可实现数字 电源的软启动，稳压、恒流、限流、恒压、恒功率、同步整流等输出，还可以实现PFC调整。同 时具有键盘输入、数码显示功能，通过RS232接口与上位机通信，实现上位机的控制和数据 交换，可实现自动均流功能，最多可16台电源并联运行，电源功率最高可达7. 2KW。附图说明图1为本技术集成一体化数字电源控制器件原理框图图2集成一体化数字电源控制器件原理图之一图3集成一体化数字电源控制器件原理图之二具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。如图1、2和3所示，本技术一种集成一体化数字电源控制器件，包括采样及保 护电路、PWM驱动电路、DSP模块、接口驱动电路，串行通信接口、键盘和显示接口。六路采样 电路连接到保护电路U1、U2、U3、U4，保护电路与DSP ICl模块相连，采样信号经DSP模块内 置ADC量化，再经PID双重运算，确定输出指标，经PWM驱动模块IC2、IC3、IC4，向外围功率 管输出驱动信号，由外围功率管输出相应的电能；采样电路分别采集输入交流电压和电流、 输出电压和电流、整流滤波后的电压和电流，通过保护电路U1、U2、U3、U4放大保持；接口驱 动电路中的接口芯片IC6与DSP ICl模块通过I2C通讯接口通信，接口芯片IC6通过串行 接口芯片IC7与上位机通讯，接口芯片IC6与显示器相连，接口芯片IC6同时具有4X4手动控制键盘接口。所述集成一体化数字电源控制器件，其与接口芯片IC6相连的显示器为IXD或LED显不器。所述集成一体化数字电源控制器件，其串行接口芯片IC7为具有RS232接口的串 行接口芯片，或为具有RS485接口的串行接口芯片，或为同时具有RS232接口和RS485接口 的串行接口芯片。Ul和U2对数字电源的输出电流和电压进行线性放大，放大后的电流、电压信号送 ICl进行模数转换，转换后的数据通过双重PID算法对PWM输出的脉宽进行控制。PWM信号 通过IC2、IC3和IC4进行电平变换后提供数字电源的主功率MOS管的驱动信号。U3和IC3为ICl提供输入过流保护和输出过压保护，时时监控数字电源的工作状 态，为ICl提供故障信号。IC6通过IC7与上位机通讯，并与ICl之间通过I2C通讯，时时交换数字电源的预置信息和状态信息。本技术不局限于上述最佳实施方式，任何人在本技术的启示下得出的其 他任何与本技术相同或相近似的产品，均落在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成一体化数字电源控制器件，包括采样及保护电路、ＰＷＭ驱动电路、ＤＳＰ模块、接口驱动电路，串行通信接口、键盘和显示接口，其特征在于：六路采样电路连接到保护电路（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４），保护电路与ＤＳＰ（ＩＣ１）模块相连，采样信号经ＤＳＰ模块内置ＡＤＣ量化，再经ＰＩＤ双重运算，确定输出指标，经ＰＷＭ驱动模块（ＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４），向外围功率管输出驱动信号，由外围功率管输出相应的电能；采样电路分别采集输入交流电压和电流、输出电压和电流、整流滤波后的电压和电流，通过保护电路（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４）放大保持；接口驱动电路中的接口芯片（ＩＣ６）与ＤＳＰ（ＩＣ１）模块通过Ｉ２Ｃ通讯接口通信，接口芯片（ＩＣ６）通过串行接口芯片（ＩＣ７）与上位机通讯，接口芯片（ＩＣ６）与显示器相连，接口芯片（ＩＣ６）同时具有４×４手动控制键盘接口。

【技术特征摘要】
一种集成一体化数字电源控制器件，包括采样及保护电路、PWM驱动电路、DSP模块、接口驱动电路，串行通信接口、键盘和显示接口，其特征在于六路采样电路连接到保护电路(U1、U2、U3、U4)，保护电路与DSP(IC1)模块相连，采样信号经DSP模块内置ADC量化，再经PID双重运算，确定输出指标，经PWM驱动模块(IC2、IC3、IC4)，向外围功率管输出驱动信号，由外围功率管输出相应的电能；采样电路分别采集输入交流电压和电流、输出电压和电流、整流滤波后的电压和电流，通过保护电路(U1、U2、U3、U4)放大保持；接口驱动电路中的接口芯片(IC6)与DSP(IC1)模块通过I2C通讯接口通信，接口芯片(IC6)通过串行接口芯片(IC7)与上位机通讯，接口芯片(IC6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，
申请(专利权)人：航天长峰朝阳电源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]