大功率开关电源过热、过压保护时降额电路和方法

摘要

本发明公开了一种大功率开关电源过热、过压保护时降额电路和方法，通过采集正在运行的大功率开关电源的电压和温度信号，并与设定的电压和温度保护值进行比较，如果正在运行的被测大功率开关的电压和温度采样信号值分别大于设定的电压和温度保护值，即出现过热或过压保护时，则以原有工作功率的10％作为降额，逐步降低正在运行的大功率开关电源的实时工作功率，直到不再出现过热或过压保护为止。本发明在出现过热或过流保护时，采用降额方法，在不影响大功率开关电源的工作前提下，实时保护了大功率开关电源，明显提高了大功率开关电源的使用实效。

主权项

一种大功率开关电源过热、过压保护时降额电路，由分压采样电路、采样信号脉宽和频率控制电路、稳压电路、单片机控制电路、DC/DC变换器控制电路、功率放大电路和PWM控制电路组成，其特征在于：所述分压采样电路由电阻Rx2、R24和电容C37组成，电阻Rx2、R24各有一个接线端通过导线相互串联，电阻Rx2的另一个接线端接直流电源，电阻R24的另一个接线端接地，电容C37并联在电阻R24的两端；所述采样信号脉宽和频率控制电路由电容C6、C13和C14、变压器T2、桥式整流电路Bridge2以及光耦TLP521-1(U2)和TLP521-1(U4)组成，电容C6、C13和C14组成滤波电路，电容C6、C13通过导线相互串联后与电容C14并联，其中由电容C6、C13组成的串联电路的两端连接有电源连接器Jpower1，电容C6、C13之间的连线上设有一接线端，从此接线端引出导线，连接到电源连接器Jpower1上；滤波电路的输出端，即电容C14的两端并联在变压器T2的1、3端，整流电路Bridge2由四个二极管组成，整流电路Bridge2的输入端并联有电容C15后，加载在变压器T的2、4端；整流电路Bridge2的输出端3接地，输出端1通过导线分别串接有电感L0，整流电路Bridge2的这个输出端与电感L0之间的连线上设有一接线端，从此接线端引出导线，串接电容C18后接地；电感L0的另一个接线端还通过导线串接电容C18x后接地，电感L0的这个接线端与电容C18x之间的连线上也设有一接线端，从此接线端引出导线，接有一直流电源；光耦TLP521-1(U2)的二个输入端1、2分别通过导线串接有电阻R3、R4后与连接器Jphase1连接，光耦TLP521-1(U2)二个输入端1、2之间还并联有二极管D2；光耦TLP521-1(U2)的二个输出端3、4之间接有跳线JP1，其中光耦TLP521-1(U2)的输出端4与跳线JP1对应接入的一端还共接+5V的直流电源，光耦TLP521-1(U2)的输出端3与跳线JP1对应接入的一端之间的连线上设有一个接线端，从此接线端引出导线，连接有相并联的电阻R25和电容C17后接地；光耦TLP521-1(U4)的二个输入端1、2分别通过导线串接滑动电阻R29和电阻R01后接入连接器Jin1，光耦TLP521-1(U4)的二个输出端3、4分别通过导线串接电阻R34和二极管D7后接地，其中光耦TLP521-1(U4)的输出端4与二极管D7之间的连线上还设有一接线端，从此接线端引出导线，分别接到电容C01和电阻R31的一个接线端，电容C01的另一接线端接地，电阻R31的另一接线端接+18V直流电源；光耦TLP521-1(U4)的输出端3上还引出有导线，导线上分别设有三个接线端，此三个接线端分别通过导线连接到电容C32、电阻R40的一个接线端和二极管D6的阴极，电容C32的另一接线端与电阻R34共接地，电阻R40的另一接线端接入main端，二极管D6的阳极接+5V直流电源；所述稳压电路包括有稳压管7818，的Vin端和Vout端分别接一直流电源和+18V直流电源，GND端接地；所述单片机控制电路包括有单片机ATMEGA8(U8)，单片机ATMEGA8(U8)的PD0端与PD1端通过导线共接有连接器CON7，PB6端与PB7端通过导线共接有连接器CON4，PB2端、PB3端、PB4端以及PB5通过导线共接有连接器CON5，PC2端、PC3端以及PC4端通过导线分别对应接有一个连接器CON2；从单片机ATMEGA8(U8)的PD2端、PC3端以及PC4端与对应连接的连接器CON2之间的连线上分别设有一个接线端，从每个接线端分别向左右两侧引出导线，其中左导线上分别串接电容C36、C35、C34后共接地，右侧导线上分别串接电阻R38、R37、R36后共接+5V直流电源；单片机ATMEGA8(U8)的PD7端通过导线串接电容C7后接地，其中PD7端与电容C7之间的连线上设有接线端，从接线端引出导线接到滑动变阻POT2的一个接线端，滑动变阻POT2的另两个接线端分别接+5V直流电源和地；单片机ATMEGA8(U8)的PC6端通过导线接到相并联的电阻R26和电容C41的一个接线端，电阻R26的另一接线端接+5V直流电源，电容C41的另一接线端接地；单片机ATMEGA8(U8)的PB0端通过导线串接有电阻R19后接入shutdown端；单片机ATMEGA8(U8)的PB1端通过导线连接有相互串联的电阻R39运放LM358，电阻R39和运放LM358之间的连线上设有二个接线端，其中连接电容C16的接线端为main端，此二个接线端分别通过导线串接到电容C16和跳线JP2的一个接线端，电容C16的另一接线端接地，跳线JP2的另一接线端接+5V直流电源；运放LM358的正相输入端与电阻R39串联，运放LM358的反相输入端与输出端之间通过导线串接滑动变阻R30，运放LM358反相输入端与滑动变阻R30之间的连线上设有一接线端，从此接线端引出导线，接到电阻R2的一个接线端，电阻R2的另一接线端接地；运放LM358的正负电源端分别接+18V直流电源和地，运放LM358的正电源端还通过导线串接电容C2后接地；其中，电阻R39和电容C16组成D/A转换电路，运放LM358及其外围电路组成差异调节电路；所述DC/DC变换器控制电路包括有单片双极型线性集成芯片MC34063，单片双极型线性集成芯片MC34063的IPK端、IDC端以及ISWC端通过导线串接电阻R6后与VCC端共接+18V的直流电源，单片双极型线性集成芯片MC34063的TCAP端通过导线接到二个相互并联的电容C3和C3x的一个接线端，电容C3和C3x的另一接线端共接地；单片双极型线性集成芯片MC34063的ISWE端通过导线串接二极管D1，且二极管D1的阴极与ISWE端相连，其中单片双极型线性集成芯片MC34063的ISWE端与二极管D1的连线上设有一接线端，从此接线端引出导线，串接有电感L1和三个相互并联的电容C24、C30和C31后接地，电容C24、C30和C31还共接+5V的直流电源；单片双极型线性集成芯片MC34063的COMP端通过导线串联电阻R10后接地；单片双极型线性集成芯片MC34063的COMP端与电阻R10之间的连线上以及电感L1和电容之间的连线上分别设有一个接线端，此二个接线端之间通过导线串联有电阻R8；所述功率放大电路由三极管Qa5、Qa6、Qa7、Qa8、Qb5、Qb6、Qb7、Qb8组成，三极管Qa5的发射极与三极管Qa7的发射极通过导线相连接，三极管Qa5的集电极与三极管Qa7的集电极分别接+18V直流电源和地，三极管Qa5的基极与三极管Qa7的基极共接电阻Ra3后接入输出端outa，三极管Qa5的集电极还通过导线串接电容Ca1后接地；三极管Qa6的发射极与三极管Qa8的发射极通过导线相连接，三极管Qa6的集电极与三极管Qa8的集电极分别接+18V直流电源和地，三极管Qa6的基极与三极管Qa8的基极共接电阻Ra4后接入输出端outb，三极管Qa6的集电极还通过导线串接电容Ca4后接地；三极管Qa5的发射极与三极管Qa7的发射极之间的连线上设有第一接线端，三极管Qa6的集电极与三极管Qa8的集电极之间的连线上设有第二接线端，第一接线端与第二接线端分别通过导线连接到连接器Ja1，第一接线端、第二接线端与连接器Ja1之间的连线上还分别设有接线端，从此二个接线端引出导线，分别连接二极管Da3、Da4后接地；三极管Qb5的发射极与三极管Qb7的发射极通过导线相连接，三极管Qb5的集电极与三极管Qb7的集电极分别接+18V直流电源和地，三极管Qb5的基极与三极管Qb7的基极共接电阻Rb3后接入输出端outc，三极管Qb5的集电极还通过导线串接电容Cb3后接地；三极管Qb6的发射极与三极管Qb8的发射极通过导线相连接，三极管Qa6的集电极与三极管Qb8的集电极分别接+18V直流电源和地，三极管Qb6的基极与三极管Qb8的基极共接电阻Rb4后接入输出端outd，三极管Qb6的集电极还通过导线串接电容Cb4后接地；三极管Qb5的发射极与三极管Qb7的发射极之间的连线上设有第一接线端，三极管Qb6的集电极与三极管Qb8的集电极之间的连线上设有第二接线端，第一接线端与第二接线端分别通过导线连接到连接器Jb1，第一接线端、第二接线端与连接器Jb1之间的连线上还分别设有接线端，从此二个接线端引出导线，分别连接二极管Db3、Db4后接地；所述PWM控制电路包括有socket芯片，socket芯片的I_SENSE0端通过导线接有连接器Jsense1，shutdown控制端接入所述单片机控制电路中单片机ATMEGA8(U8)的PB0端；