开关电源的电压调整电路、方法和电源系统与流程

1.本技术涉及开关电源领域，尤其涉及一种开关电源的电压调整电路、方法和电源系统。


背景技术：

2.随着电子技术的发展，传统的线性电源逐渐被具有开关特性的开关电源所替代。且随着应用环境的演变，单路输出的开关电源往往难以满足应用需求，从而涌现出具有多路输出的开关电源。
3.相关技术中，多路输出的开关电源往往基于一路输出电压进行稳压控制，即反馈回路只采样其中的一路输出电压作为反馈，实现稳压输出端的稳压输出，而其它非稳压输出端是通过变压器实现。由于其他非稳压输出端不参与闭环反馈，所以不能稳压输出。一般情况下，当稳压输出端满载，非稳压输出端轻载时，由于交叉调整率的影响，非稳压输出端电压将升高。为了避免非稳压输出端的电压因负载大小的变化出现较大的波动，通常会在非稳压输出端增加一个假负载，在假负载的设计中，如果负载电流设计太小，就会导致非稳压输出端的电压调整能力降低，如果负载电流设计太大，又会导致待机功耗大。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种开关电源的电压调整电路、方法和电源系统，可以解决开关电源非稳压输出端的稳压设计与待机功耗之间的矛盾。
5.本技术实施例提供了一种开关电源的电压调整电路，所述开关电源具有一路稳压输出端和至少一路非稳压输出端，所述电压调整电路包括：
6.并联设置于所述非稳压输出端与接地端之间的第一假负载电路和第二假负载电路；
7.所述第一假负载电路包括第一电阻；所述第二假负载电路为电机驱动电路，所述第二假负载电路用于在所述第一电阻两端的电压大于或等于电压阈值的情况下，对所述非稳压输出端进行稳压。
8.在一些实施例中，所述电压调整电路还包括控制器，所述控制器连接所述第二假负载电路；
9.所述控制器用于获取所述第一电阻两端的电压，在所述第一电阻两端的电压大于或等于电压阈值的情况下，增加所述电机驱动电路的负载电流。
10.在一些实施例中，所述电机驱动电路的负载电流的增加量与电压差值成正相关，所述电压差值表示所述第一电阻两端的电压减去电压阈值得出的差值。
11.在一些实施例中，所述电机驱动电路为三相电机驱动电路；
12.所述控制器具体用于在所述第一电阻两端的电压大于或等于电压阈值的情况下，增加所述三相电机驱动电路中任一相对应的脉冲宽度调整信号的占空比。
13.在一些实施例中，所述脉冲宽度调整信号的占空比的增加量与电压差值成正相
关，所述电压差值表示所述第一电阻两端的电压减去电压阈值得出的差值。
14.在一些实施例中，所述电压调整电路还包括用于对所述第一电阻两端的电压进行采样的电压采样电路，所述控制器连接所述电压采样电路。
15.本技术实施例还提供了一种电源系统，所述电源系统包括开关电源以及上述任意一种电压调整电路。
16.在一些实施例中，所述电机驱动电路为新风电机的驱动电路。
17.本技术实施例还提供了一种电压调整方法，应用于开关电源的电压调整电路中，所述开关电源具有一路稳压输出端和至少一路非稳压输出端，所述电压调整电路包括：并联设置于所述非稳压输出端与接地端之间的第一假负载电路和第二假负载电路；所述第一假负载电路包括第一电阻；所述第二假负载电路为电机驱动电路；所述方法包括：
18.所述第二假负载电路在所述第一电阻两端的电压大于或等于电压阈值的情况下，对所述非稳压输出端进行稳压。
19.在一些实施例中，所述电压调整电路还包括控制器，所述控制器连接所述第二假负载电路，所述方法还包括：
20.所述控制器获取所述第一电阻两端的电压，在所述第一电阻两端的电压大于或等于电压阈值的情况下，增加所述电机驱动电路的负载电流。
21.本技术实施例提供的技术方案，电压调整电路包括：并联设置于所述非稳压输出端与接地端之间的第一假负载电路和第二假负载电路；所述第一假负载电路包括第一电阻；所述第二假负载电路为电机驱动电路，所述第二假负载电路用于在所述第一电阻两端的电压大于或等于电压阈值的情况下，对所述非稳压输出端进行稳压。如此，本技术实施例中，由于新增了第二假负载电路，可以将第一假负载电路的设计负载电流设计得较小，从而减少待机功耗，且在非稳压输出端的输出电压过高时，通过第二假负载电路进行稳压，可以满足非稳压输出端的稳压需求，如此，避免了通过设定假负载的负载电流导致的稳压设计与待机功耗之间的矛盾，利于降低开关电源的待机功耗并实现开关电源的非稳压输出端的稳压控制。
附图说明
22.图1为本技术实施例的开关电源的电压调整电路的结构示意图；
23.图2为本技术实施例的一种空调电控主控的电源系统的结构示意图；
24.图3为本技术实施例中第二假负载电路的结构示意图；
25.图4为本技术实施例中电源系统的工作过程的示意图。
具体实施方式
26.以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所提供的实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。另外，以下所提供的实施例是用于实施本技术的部分实施例，而非提供实施本技术的全部实施例，在不冲突的情况下，本技术实施例记载的技术方案可以任意组合的方式实施。
27.在本技术的描述中，所涉及的术语“第一、第二”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一、第二”等在允许的情况下可以互换特定的顺序或
先后次序，以使这里描述的本技术实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。除非另有说明，“多个”的含义是至少两个。
28.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
29.本技术实施例提供了一种开关电源的电压调整电路，如图1所示，开关电源1具有一路稳压输出端11和至少一路非稳压输出端12，电压调整电路2包括：并联设置于非稳压输出端12与接地端之间的第一假负载电路21和第二假负载电路22。其中，第一假负载电路12包括第一电阻；第二假负载电路22为电机驱动电路，第二假负载电路22用于在所述第一电阻两端的电压大于或等于电压阈值的情况下，对非稳压输出端12进行稳压。
30.本技术实施例中，由于新增了第二假负载电路22，可以将第一假负载电路21的设计负载电流设计得较小，从而减少待机功耗，且在非稳压输出端12的输出电压过高时，通过第二假负载电路22进行稳压，可以满足非稳压输出端12的稳压需求，如此，避免了通过设定假负载的负载电流导致的稳压设计与待机功耗之间的矛盾，利于降低开关电源的待机功耗并实现开关电源1的非稳压输出端12的稳压控制。
31.进一步地，第一电阻作为第一假负载电路21的假负载，该假负载一致存在，可以在开关电源1断电后，对所在的非稳压输出端12侧的电解电容进行放电，还可以在非稳压输出端12的电压过高时进行初始稳压。
32.本技术实施例中，第一电阻的阻值基于非稳压输出端的设计电压和初始稳压的设计负载电流确定。
33.示例性地，非稳压输出端的设计电压为24v，非稳压输出端的电压为不稳定的电压，电压范围为：22v-36v；初始稳压的设计负载电流为较小的电流，例如，初始稳压的设计负载电流为0.5ma，因此，第一电阻的阻值可以是24v/0.5ma，即48kω。
34.可以理解的是，当开关电源1具有多路非稳压输出端12时，可以在各路非稳压输出端12分别设置前述的电压调整电路2，即由各非稳压输出端12对应的电压调整电路2进行稳压控制。
35.在一些实施例中，电压调整电路2还可以包括控制器，控制器连接第二假负载电路22；控制器用于获取第一电阻两端的电压，在第一电阻两端的电压大于或等于电压阈值的情况下，增加电机驱动电路的负载电流。
36.示例性地，电机驱动电路的负载电流的增加量与电压差值成正相关，电压差值表示第一电阻两端的电压减去电压阈值得出的差值。
37.可以看出，在控制增加电机驱动电路的负载电流的情况下，可以利用第二假负载电路2对非稳压输出端12进行有效地稳压，提高了非稳压输出端12的供电电压精度。
38.在一些实施例中，电机驱动电路可以为三相电机驱动电路；
39.相应地，控制器具体用于在第一电阻两端的电压大于或等于电压阈值的情况下，增加三相电机驱动电路中任一相对应的脉冲宽度调整信号的占空比。
40.示例性地，脉冲宽度调整信号的占空比的增加量与电压差值成正相关，所述电压差值表示所述第一电阻两端的电压减去电压阈值得出的差值。
41.可以看出，通过增加三相电机驱动电路中任一相对应的脉冲宽度调整信号的占空比，可以使电机驱动电路的负载电流增加，从而可以利用第二假负载电路2对非稳压输出端12进行有效地稳压，提高了非稳压输出端12的供电电压精度。
42.在一些实施例中，电压调整电路还包括用于对第一电阻两端的电压进行采样的电压采样电路，控制器连接电压采样电路。
43.可以看出，通过设置电压采样电路，可以使控制器准确地获知第一电阻两端的电压，从而为非稳压输出端12的稳压控制奠定基础。
44.下面结合附图对本技术实施例的电压调整电路进行示例性说明。
45.在一些实施例中，如图2所示，本技术实施例公开了一种空调电控主控的电源系统，该电源系统包括开关电源1，开关电源1具有两个电压输出端v1、v2，其中，电压输出端v1为稳压输出端，电压输出端v2为非稳压输出端。电压输出端v2侧设置第一假负载电路21；第一假负载电路21包括第一电阻r5。
46.电压输出端v2侧还可以设置第二假负载电路22，图3为在第二假负载电路的示意图，第二假负载电路22为三相电机驱动电路。
47.如图2所示，开关电源1包括：变压器t1、第二电阻r1、第一电容c1、第一二极管d1、电源芯片u1，其中，变压器t1的原边绕组端子1、3之间接入直流电源，第二电阻r1、第一电容c1、第一二极管d1构成原边绕组侧的rcd吸收回路，用于吸收次级反射回来的多余能量。电源芯片u1的引脚4连接原边绕组端子3，可以对变压器t1的电压进行控制。变压器t1的绕组端子4连接直流电源负极，绕组端子5用于给电源芯片u1供电，绕组端子5连接第二二极管d2的阳极，第二二极管d2的阴极连接第三电阻r2的第一端，第三电阻r2的第二端连接电源芯片u1的引脚2，第三电阻r2的第二端还经第二电容c2连接直流电源负极，第三电阻r2的第一端连接电源端子(如图2所示的 17v)，第三电阻r2的第一端还经并联的第一电解电容e1和第三电容c3连接直流电源负极。
48.变压器t1的副边绕组端子7连接第三二极管d4的阳极，第三二极管d4的阴极连接电压输出端v1，变压器t1的副边绕组端子6接地，第三二极管d4的阴极经第二电解电容e3接地。示例性地，可控稳压源u3为tl431基准电压芯片。
49.电压输出端v1的输出电压为12v。电压输出端v1还设置用于稳压控制的输出反馈电路，该输出反馈电路包括：光耦u2、可控稳压源u3、第四电阻r7、第五电阻r8、第六电阻r9、第七电阻r10、第八电阻r11、第四电容c4，第六电阻r9的第一端连接电压输出端v1，第六电阻r9的第二端连接第八电阻r11的第一端，第八电阻r11的第二端接地，第四电阻r7的第一端连接电压输出端v1，第四电阻r7的第二端连接第五电阻r8的第一端且公共端连接光耦u2的引脚a，第五电阻r8的第二端连接可控稳压源u3的阴极且公共端连接光耦u2的引脚k，可控稳压源u3的阳极接地且参考极连接第八电阻r11的第一端，第五电阻r8的第二端与第六电阻r9的第二端之间还设置第四电容c4和第七电阻r10。通过第六电阻r9和第八电阻r11的阻值可以设置可控稳压源u3的导通电压；示例性地，当可控稳压源u3检测到电压输出端v1输出达到12v，则可控稳压源u3导通，使得光耦u2截止。电源芯片u1的引脚1连接光耦u2的引脚c且公共端经第九电阻r3连接直流电源负极，光耦u2的引脚e连接直流电源负极。当光耦u2截止时，电源芯片u1的开关管截止，从而实现电源芯片u1可以基于电压输出端v1的输出电压进行稳压控制。示例性地，本技术实施例可以实现v1输出电源的波动幅度不超过3％。
50.可以理解的是，输出反馈电路还可以为其它形式，本技术实施例对此不做限定。
51.变压器t1的副边绕组端子10连接第四二极管d3的阳极，第四二极管d3的阴极连接电压输出端v2，变压器t1的副边绕组端子9接地，第四二极管d3的阴极经第三电解电容e2接地。电压输出端v2输出24v，为不稳压的电压。
52.参照图4，本技术实施例中电源系统的工作过程如下：
53.当电压输出端v1和电压输出端v2均工作在轻载的情况下，电压输出端v1输出12v，电压输出端v2输出也基本稳定在24v，控制器可以控制三相电机驱动电路任意一相的负载电流为零，此时，第一假负载电路21有很小的电流，有利于实现开关电源的待机低功耗。
54.当断开电源，电压输出端v2上连接的第三电解电容e2经第一假负载电路21放电，有利于解决电压输出端v2因空载造成的电压升高的问题，即，可以降低电压一直存在造成的对电路的危害。
55.当电压输出端v1工作在重载，同时电压输出端v2工作在轻载的情况下，随着电压输出端v1的负载加大，电压输出端v2的电压上升，当控制器确定第一电阻r5两端的电压超过26v时，根据第一电阻r5两端的电压逐步增加三相电机驱动电路中任一相的负载电流，从而抵冲掉v2电压上升量，实现对非稳压输出端12进行有效地稳压。示例性地，本应用示例中，电压输出端v1输出2a电流的情况下，电压输出端v2上升到28v就不再上升。
56.基于上述对电源系统的工作过程，本技术实施例可以实现空调电控主控的两路输出反激开关电源电路，在电源系统待机的情况下，可以实现1w的低功耗待机；在电源系统正常工作的情况下，电压输出端v2的输出电压都不会过高，即，不会超过28v。
57.基于前述实施例记载的电压调整电路，本技术实施例还提出了一种电源系统，该电源系统可以包括开关电源以及上述任意一种电压调整电路。
58.在一些实施例中，电机驱动电路可以是新风电机的驱动电路。
59.可以看出，本技术实施例至少具有以下几个优点：
60.1)精度高，可动态检测和调节假负载电流，实现非稳压输出端输出电压精确可控。
61.2)成本低，无需增加电路，充分了利用现有的新风电机的驱动电路作为假负载，从而，有利于实现电路板的小型化，可以适用于小型化新风电机中。
62.3)可靠性高，防止新风电机的驱动电路的母线电压超过规定的30v安全电压。
63.4)功耗低：根据电压采样值调节假负载电流大小，相对固定电阻假负载更节能。
64.基于前述实施例记载的电压调整电路，本技术实施例还提出了一种电压调整方法。该电压调整方法应用于开关电源的电压调整电路中，该电压调整方法包括：
65.第二假负载电路在第一电阻两端的电压大于或等于电压阈值的情况下，对非稳压输出端进行稳压。
66.在一些实施例中，电压调整电路还包括控制器，所述控制器连接所述第二假负载电路，所述方法还包括：控制器获取所述第一电阻两端的电压，在所述第一电阻两端的电压大于或等于电压阈值的情况下，增加所述电机驱动电路的负载电流。
67.所述电机驱动电路为三相电机驱动电路；所述方法还包括：控制器于在所述第一电阻两端的电压大于或等于电压阈值的情况下，增加所述三相电机驱动电路中任一相对应的脉冲宽度调整信号的占空比。
68.可以理解的是，本技术实施例的电源系统可以应用于空调、洗衣机等家电设备领
域，其中，开关电源的非稳压输出端的数量可以为一个或者多个，对于多个非稳压输出端，可以分别设置对应的第一假负载电路21、第二假负载电路22，从而实现各非稳压输出端的稳压控制。
69.上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述
70.本技术所提供的各方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
71.本技术所提供的各产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
72.本技术所提供的各方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
73.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。