專利名稱：智能型假負載自動切換控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于設備、儀器及儀表的電源領域，尤其涉及一種應用于大功率開關電源、線性穩(wěn)壓電源及其它電源主電路系統(tǒng)的智能型假負載自動切換控制系統(tǒng)。
背景技術：
隨著社會的進步，大功率開關電源、線性穩(wěn)壓電源及其它電源的應用越來越廣泛， 而其中一個核心的部分就是主電路中的功率變換單元，功率變換單元性能的好壞直接影響著整個電源的穩(wěn)定性、可靠性、工作效率及使用該電源的設備、儀器及儀表的使用壽命。目前，在大功率開關電源、線性穩(wěn)壓電源及其它電源變換單元無論采用哪種拓撲電路，大多為了提高電源的穩(wěn)定性及可靠性均會加上一定的假負載。實際應用中，為了提高整個電源的穩(wěn)定性和可靠性，防止電源空載振蕩、輕載占空比丟失嚴重的現(xiàn)象則通常會將假負載加的很大，存在著電源整機損耗大、滿載效率偏低，不能滿足高效電源的設計條件，不能滿足用戶需求；若為了滿足用戶需求，提高電源滿負載整機效率則通常會將假負載加的很小，存在著電源空載振蕩、輕載占空比丟失嚴重的現(xiàn)象，直接導致電源在空載時環(huán)路振蕩引起的環(huán)路不穩(wěn)，輕載時占空比丟失以及使用該電源的設備、儀器及儀表的使用壽命，嚴重影響電源運行的的可靠性、整機壽命以及使用該電源的設備、儀器及儀表的使用壽命，從而使整個開關電源、線性穩(wěn)壓電源及其它電源無法保證全范圍內都能正常工作。綜上所述，在現(xiàn)有技術中，大多大功率開關電源、線性穩(wěn)壓電源及其它電源主電路系統(tǒng)會加上一定的假負載。若假負載足夠大時則存在著電源整機損耗大、輸出滿載效率偏低的現(xiàn)象；若假負載足夠小時則存在著電源空載振蕩、輕載占空比丟失嚴重的現(xiàn)象，嚴重影響電源運行的可靠性、整機壽命以及使用該電源的設備、儀器及儀表的使用壽命，從而無法保證電源全范圍內都能正常工作。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有電源系統(tǒng)在假負載方面存在的缺陷，提供一種智能型假負載自動切換控制系統(tǒng)，不僅能解決電源假負載足夠小時導致的電源空載振蕩、輕載占空比丟失嚴重的問題，而且還能很好地解決假負載足夠大時導致的電源整機損耗大、 輸出滿載效率偏低的問題。本實用新型的第一種技術方案如下本實用新型包括信號采集電路、濾波電路、放大電路、比較電路、開關管和假負載，所述信號采集電路的輸出接濾波電路，濾波電路接放大電路，放大電路接比較電路，比較電路的輸出接開關管的基極驅動電路，開關管的集電極接假負載的一端，假負載的另一端接電源的輸出正端。作為較佳方案，所述開關管采用開關三極管，所述比較電路的輸出接開關三極管的基極驅動電路，所述開關三極管的集電極接假負載的一端，假負載的另一端接電源的輸出正端，開關三極管的發(fā)射極接地。本實用新型的第二種技術方案如下本實用新型包括信號采集電路、濾波電路、比較運放電路、兩個開關管和假負載，所述信號采集電路的輸出接濾波電路，濾波電路接比較運放電路，比較運放電路的輸出依次接開關管Q1、Q2，開關管Q2的集電極接假負載的一端， 假負載的另一端接電源的輸出正端。作為較佳方案，所述兩個開關管采用開關三極管Ql和開關三極管Q2，所述比較運放電路的輸出接開關三極管Ql的基極驅動電路，開關三極管Ql的集電極接開關三極管Q2 的基極，開關三極管Q2的集電極接假負載的一端且通過電阻R9接開關三極管Ql的基極， 假負載的另一端接電源的輸出正端，開關三極管Ql和Q2的發(fā)射極接地。本實用新型的技術效果在于本實用新型在某一輕載以下至輸出空載任意一負載時自動工作在假負載狀態(tài)，解決了電源空載振蕩、輕載占空比丟失嚴重的現(xiàn)象問題，保證電源運行的的可靠性、整機壽命以及使用該電源的設備、儀器及儀表的使用壽命，從而使電源全范圍內都能正常工作；本實用新型在某一輕載以上至輸出滿載任意一負載時自動斷開并脫離假負載，解決了假負載直接參與時導致電源整機損耗大的問題，提高了電源某一輕載以上至輸出滿載時的整機工作效率。

圖1是現(xiàn)有技術中各種拓撲結構大多采用的部分電路原理圖。圖2是本實用新型第一種技術方案的電路原理框圖。圖3是實施例一的電路框圖及部分原理圖。圖4是實施例二的電路框圖及部分原理圖。圖5是實施例三的電路框圖及部分原理圖。
具體實施方式
圖1是現(xiàn)有技術中各種拓撲結構電路大多采用電路原理圖。從該圖不難看出，這種電路至始至終都參與工作，很明顯得知，當假負載足夠大時則存在著電源整機損耗大、滿載效率偏低的現(xiàn)象；若假負載足夠小時則容易存在著電源空載振蕩、輕載占空比丟失嚴重的現(xiàn)象，嚴重影響電源運行的的可靠性、整機壽命以及使用該電源的設備、儀器及儀表的使用壽命，從而無法保證電源全范圍內都能正常工作。參見圖2和圖3，實施例一為一種智能型假負載自動切換控制系統(tǒng)，包括信號采集電路、濾波電路、放大電路、比較電路、開關管和假負載，所述信號采集電路為電流或功率信號采集電路，信號采集電路的輸出接濾波電路，濾波電路采用RC濾波器，濾波電路接放大電路，放大電路接比較電路，比較電路的輸出接開關管的基極驅動電路，開關管接假負載的一端，假負載的另一端接電源的輸出正端。實施例一中開關管采用開關三極管Q2，比較電路的輸出串聯(lián)電阻R5和電阻R7后接開關三極管Q2的基極，開關三極管Q2的基極同時經(jīng)電阻R6后接地，開關三極管Q2的集電極接假負載，發(fā)射極接地，假負載由電阻R10、電阻 R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15并聯(lián)組成。實施例一的工作過程是電流或功率信號采集電路通過RC濾波器濾波后能反映電源負載輕重的特定信號，并把該信號通過放大電路進行放大后輸出給比較電路進行比較，比較電路比較所述特定信號的放大信號值與預設值的大小，當放大信號值大于預設值， 說明電源工作在輕載(某一輕載以下至輸出空載任意一負載)的條件下，比較電路輸出高電平給假負載的開關三極管Q2的驅動電路，開關三極管Q2導通并自動接入假負載，避免了電源因接入足夠小的假負載容易存在著電源空載振蕩、輕載占空比丟失嚴重的現(xiàn)象產生， 保證電源運行的的可靠性、整機壽命以及使用該電源的設備、儀器及儀表的使用壽命，從而使電源全范圍內都能正常工作；若放大信號值小于預設值，說明電源工作在重載(某一輕載以上至輸出滿載任意一負載)的條件下，比較電路輸出低電平給假負載的開關三極管Q2 的驅動電路，開關三極管Q2斷開并自動脫離假負載自動脫離，避免了電源因接入足夠大的假負載的直接參與引起的整機損耗大的問題，有效的提高了電源某一輕載以上至輸出滿載任意一負載時的整機工作效率。參見圖2和圖4，本實用新型實施例二與實施例一略有不同實施例二中開關管采用開關三極管Ql和開關三極管Q2，比較電路的輸出接開關三極管Ql的基極驅動電路，具體是比較電路的輸出串聯(lián)電阻R5和電阻R7后接開關三極管Ql的基極，開關三極管Ql的基極同時經(jīng)電阻R6后接地，開關三極管Ql的集電極接開關三極管Q2的基極，開關三極管 Q2的集電極接假負載，開關三極管Ql和開關三極管Q2的發(fā)射極接地。實施例二的工作過程是電流或功率信號采集電路通過RC濾波器濾波后能反映電源負載輕重的特定信號，并把該信號通過放大電路后輸出給比較電路進行比較，比較電路比較所述特定信號的放大信號值與預設值的大小，當放大信號值大于預設值，說明本系統(tǒng)工作在重載的條件下，比較電路輸出高電平給開關三極管Ql的基極驅動電路，開關三極管Ql導通，開關三極管Q2截止并斷開假負載，避免了電源因接入足夠大的假負載的直接參與引起的整機損耗大的問題，有效的提高了電源某一輕載以上至重載時的工作效率；當放大信號值小于預設值，說明本系統(tǒng)工作在輕載的條件下，比較電路輸出低電平給開關三極管Ql的基極驅動電路，此時開關三極管Ql截止，開關三極管Q2導通并自動接入假負載，避免了電源因接入足夠小的假負載容易存在著電源空載振蕩、輕載占空比丟失嚴重的現(xiàn)象產生，保證電源運行的的可靠性、整機壽命以及使用該電源的設備、儀器及儀表的使用壽命， 從而使電源全范圍內都能正常工作。圖3與圖4所示的實施例可以互相轉換應用。通過對圖3、圖4的對比，不難看出兩者信號控制方式不一樣，控制的是一個相反的信號，應用時要特別留意。相互運用時則只需將比較電路前的信號換一下相或將比較電路后的信號翻轉一下即可，具體應用方法這里就不再闡述。實施例三為本實用新型第二種技術方案的實施例。參見圖5，實施例三中信號采集電路采集電流信號(-Is)，電阻R3與電容C2并聯(lián)組成RC濾波器，電阻Rl為信號采集電路的匹配電阻，電阻R2、R4與電容C3組成運放UlA的放大倍數(shù)值，電容Cl為運放UlA的輸入濾波電容，電阻R5、電阻R7、電阻R6及電阻R9組成分壓電阻，三極管Q1、三極管Q2為開關管(也可選用MOS管)，電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14及電阻R15并聯(lián)組成假負載，電阻R8為三極管Ql集電極的限流電阻。實施例三的工作過程如下采集電路將采集到電流信號(-1 通過由電阻R3與電容C2組成的RC濾波器濾波后與GND信號進行比較運算，運算后的信號值按照由電阻R2、R4與電容C3組成運放UlA 的放大倍數(shù)值進行比例放大，當放大的信號值在經(jīng)過電阻R5、R7、R6及R9進行分壓后的信號值輸出給開關三極管Ql的驅動電路，若放大信號值經(jīng)過分壓后在電阻R6上的電壓值達
5到開關三極管Ql的基極驅動電壓時，說明電源工作在重載(某一輕載以上至輸出滿載任意一負載)的條件下，則開關三極管Ql導通、Q2截止并斷開假負載R10、R11、R12、R13、R14及 R15，避免了電源因接入足夠大的假負載的直接參與引起的整機損耗大的問題，有效的提高了電源某一輕載以上至輸出滿載任意一負載時的工作效率；若放大信號值經(jīng)過分壓后在電阻R6上的電壓值小于開關三極管Ql的基極驅動電壓時，說明電源工作在輕載(某一輕載以下至輸出空載任意一負載)的條件下，則開關三極管Ql截止、Q2導通并自動接入假負載 R10、R11、R12、R13、R14及R15，避免了電源因接入足夠小的假負載容易存在著電源空載振蕩、輕載占空比丟失嚴重的現(xiàn)象產生，保證電源運行的的可靠性、整機壽命以及使用該電源的設備、儀器及儀表的使用壽命，從而使電源全范圍內都能正常工作。
權利要求1.一種智能型假負載自動切換控制系統(tǒng)，其特征在于包括信號采集電路、濾波電路、 放大電路、比較電路、開關管和假負載，所述信號采集電路的輸出接濾波電路，濾波電路接放大電路，放大電路接比較電路，比較電路的輸出接開關管的基極驅動電路，開關管的集電極接假負載的一端，假負載的另一端接電源的輸出正端。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能型假負載自動切換控制系統(tǒng)，其特征在于所述信號采集電路為電流或功率信號采集電路。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的智能型假負載自動切換控制系統(tǒng)，其特征在于所述開關管采用開關三極管，所述比較電路的輸出接開關三極管的基極驅動電路，所述開關三極管的集電極接假負載的一端，假負載的另一端接電源的輸出正端，開關三極管的發(fā)射極接地。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的智能型假負載自動切換控制系統(tǒng)，其特征在于所述濾波電路采用RC濾波器。
5.一種智能型假負載自動切換控制系統(tǒng)，其特征在于包括信號采集電路、濾波電路、 比較運放電路、兩個開關管和假負載，所述信號采集電路的輸出接濾波電路，濾波電路接比較運放電路，比較運放電路的輸出依次接開關管Ql、Q2，開關管Q2的集電極接假負載的一端，假負載的另一端接電源的輸出正端。
6.根據(jù)權利要求5所述的智能型假負載自動切換控制系統(tǒng)，其特征在于所述兩個開關管采用開關三極管Ql和開關三極管Q2，所述比較運放電路的輸出接開關三極管Ql的基極驅動電路，開關三極管Ql的集電極接開關三極管Q2的基極，開關三極管Q2的集電極接假負載的一端且通過電阻R9接開關三極管Ql的基極，假負載的另一端接電源的輸出正端， 開關三極管Ql和Q2的發(fā)射極接地。
專利摘要本實用新型為一種智能型假負載自動切換控制系統(tǒng)，包括信號采集電路、濾波電路、放大電路、比較電路、開關管和假負載，信號采集電路的輸出接濾波電路，濾波電路接放大電路，放大電路接比較電路，比較電路接開關管的驅動電路，開關管的集電極接假負載的一端，假負載的另一端接電源的輸出正端。放大電路和比較電路可用比較運放電路替代。本實用新型解決了電源空載振蕩、某一輕載以下時占空比丟失嚴重的問題，保證電源運行可靠性、整機壽命以及使用該電源的設備、儀器及儀表的使用壽命；解決了在某一輕載以上至輸出滿載任意一負載時假負載直接參與導致電源整機損耗大的問題，有效的提高了電源某一輕載以上至輸出滿載任意一負載時的整機工作效率。
文檔編號G05B19/04GK202150025SQ201120079429
公開日2012年2月22日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權日2011年3月23日
發(fā)明者李勝龍, 陳恒留 申請人:深圳市晶福源電子技術有限公司