同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)，包括整流電路、PFC電路、隔離開關(guān)電源、低噪可調(diào)電源、同步脈沖發(fā)生器和同步觸發(fā)器，該同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)通過低噪可調(diào)電源對隔離開關(guān)電源輸出的電壓進行升降壓變化，使最終輸出的電壓值與給定器給定的電壓值一致。本發(fā)明提供的同步連續(xù)可調(diào)電源具有：第一，低噪、高效連續(xù)穩(wěn)定調(diào)節(jié)的功能；并且能夠解決0V到90V連續(xù)電壓調(diào)整連續(xù)電流調(diào)整中電源振蕩的問題；第二，實現(xiàn)多個低噪電源系統(tǒng)；PFC電路與隔離開關(guān)電源同步控制；第三，實現(xiàn)100Vac-240Vac交流市電輸入及0V-90V連續(xù)直流可調(diào)電壓輸出。
【專利說明】同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，更為具體地，涉及一種同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)階段可調(diào)電源廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，在許多低電壓、低功耗的電子產(chǎn)品中，常常需要在本地產(chǎn)生較高的電壓，有時甚至要求該電壓在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，并且讓一個電源同時支持多個低電壓、低功耗的電子產(chǎn)品，這就對可調(diào)電源有了更高的要求。
[0003]可調(diào)電源是通過將開關(guān)電源的電壓和電流展寬來實現(xiàn)電壓和電流的大范圍調(diào)節(jié)。開關(guān)電源是通過電路控制開關(guān)管進行電路的導(dǎo)通與截止，完成高頻變壓器的高效能量傳輸，其電子元器件工作在開關(guān)狀態(tài)，因此具有工作效率高，功耗小的特點，但也由于其電子元器件工作在開關(guān)狀態(tài)，因此電壓輸出時噪聲大，并且容易受到電磁干擾，因此其電壓在輸出時，紋波也大。
[0004]與開關(guān)電源相對應(yīng)的是線性電源，由于線性電源的功率調(diào)整器件工作在線性狀態(tài)，功耗大，因此也就導(dǎo)致了線性電源的工作效率低。但由于其功率器件不是工作在開關(guān)狀態(tài)并且具有很強的抗干擾力，因此線性電源在電壓輸出時噪聲小并且紋波也低。如果將開關(guān)電源和線性電源融合于可調(diào)電源中，使其具有開關(guān)電源和線性電源的優(yōu)點，那么可調(diào)電源的性能將大大提聞。
[0005]目前有利用開關(guān)電源初調(diào)和線性電源精調(diào)的方法來實現(xiàn)的電源，但此種電源只能固定電壓輸出，無法實現(xiàn)輸出電壓的可調(diào)。為了實現(xiàn)電源的輸出電壓可調(diào)，利用開關(guān)電源高壓固定輸出，再用線性電源做降壓調(diào)整輸出實現(xiàn)的可調(diào)電源，但其功耗大、效率低；并且當多個電源實現(xiàn)串聯(lián)時，在開關(guān)電源和線性電源進行統(tǒng)調(diào)時還容易引起開關(guān)電源振蕩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)，以在100-240Vac交流市電輸入的情況下，使可調(diào)電源系統(tǒng)具有連續(xù)穩(wěn)定調(diào)節(jié)及低噪聲輸出的功能，并且將開關(guān)電源的高效率與線性電源的低紋波統(tǒng)一和解決開關(guān)電源和線性電源在統(tǒng)調(diào)時出現(xiàn)的開關(guān)電源振蕩問題。
[0007]本發(fā)明提供的同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)包括:
[0008]整流電路、PFC電路、隔離開關(guān)電源、低噪可調(diào)電源、同步脈沖發(fā)生器和同步觸發(fā)器，其中，整流電路用于將輸入的交流市電整流為工頻脈動直流電壓；PFC電路用于將整流電路輸出的工頻脈動直流電壓變換成隔離開關(guān)電源需要的直流電壓，并使電源功率因數(shù)達
0.99以上；隔離開關(guān)電源用于將直流壓隔離變換輸出低噪可調(diào)電源所需的直流穩(wěn)定電壓；低噪可調(diào)電源用于對隔離開關(guān)電源輸出的直流穩(wěn)定電壓進行升降壓變換；同時實現(xiàn)電壓的調(diào)整輸出；同步脈沖發(fā)生器用于控制所述PFC電路與所述隔離開關(guān)電源的同步；隔離開關(guān)電源次級引出的同步觸發(fā)器，用于同步控制后續(xù)的單路或者多路低噪可調(diào)電源。
[0009]其中，低噪可調(diào)電源包括開關(guān)電源、整流濾波單元、開關(guān)電源的直流電壓輸出單元和線性電源的直流電壓調(diào)整輸出單元，其中，
[0010]開關(guān)電源，用于將隔離開關(guān)電源輸出的直流穩(wěn)定電壓變換輸出為可調(diào)直流電壓；
[0011]整流濾波單元，用于將開關(guān)電源輸出的可調(diào)直流電壓整流濾波，其中，整流濾波后的直流電壓為開關(guān)電源的電壓反饋；
[0012]開關(guān)電源的直流電壓輸出單元，用于將開關(guān)電源的電壓反饋與給定器給定的電壓通過第一調(diào)節(jié)器進行比較，開關(guān)電源的控制器根據(jù)第一調(diào)節(jié)器的比較結(jié)果控制開關(guān)電源的輸出電壓，使開關(guān)電源輸出的直流電壓穩(wěn)定于給定器給定的電壓與線性電源調(diào)整管的調(diào)整電壓之和；
[0013]線性電源的直流電壓調(diào)整輸出單元，用于將開關(guān)電源輸出的直流電壓通過線性電源調(diào)整輸出，將線性電源輸出的直流電壓與給定器給定的電壓通過第二調(diào)節(jié)器進行比較，線性電源的控制器根據(jù)第二調(diào)節(jié)器的比較結(jié)果控制線性電源的輸出電壓，使線性電源輸出的直流電壓穩(wěn)定于給定器給定的電壓；
[0014]其中，在開關(guān)電源的直流電壓輸出單元和線性電源的直流電壓調(diào)整輸出單元中，開關(guān)電源的控制器和線性電源的控制器為同一給定器給定控制。
[0015]利用上述根據(jù)本發(fā)明的同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在100_240Vac交流市電輸入的情況下，使可調(diào)電源具有連續(xù)穩(wěn)定調(diào)節(jié)的功能，并且實現(xiàn)將開關(guān)電源的高效率與線性電源的低紋波統(tǒng)一和解決開關(guān)電源和線性電源在統(tǒng)調(diào)時出現(xiàn)的開關(guān)電源振蕩問題。
[0016]為了實現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本發(fā)明的一個或多個方面包括后面將詳細說明并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說明以及附圖詳細說明了本發(fā)明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發(fā)明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]通過參考以下結(jié)合附圖的說明及權(quán)利要求書的內(nèi)容，并且隨著對本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中:
[0018]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)的原理框圖；
[0019]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的低噪電源系統(tǒng)的工作原理框圖；
[0020]圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)電路圖；
[0021]圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的低噪電源系統(tǒng)電路圖。
[0022]在所有附圖中相同的標號指示相似或相應(yīng)的特征或功能。
【具體實施方式】
[0023]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細描述。
[0024]針對前述現(xiàn)有技術(shù)中的可調(diào)電源功耗大、效率低并且在開關(guān)電源和線性電源進行統(tǒng)調(diào)時引起開關(guān)電源振蕩的問題，本發(fā)明通過低噪可調(diào)電源對隔離開關(guān)電源輸出的固定電壓進行升降壓調(diào)節(jié)變換，使最終輸出的電壓值與給定器給定的電壓值一致，從而使可調(diào)電源系統(tǒng)具有低噪、高效連續(xù)穩(wěn)定調(diào)節(jié)的功能并且解決統(tǒng)調(diào)中開關(guān)電源振蕩的問題。
[0025]需要說明的是本發(fā)明提供的同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)適用于醫(yī)用開關(guān)電源、醫(yī)用可調(diào)輸出電源、實驗電源和超聲電源等支持中小功率的電源設(shè)備。[0026]本發(fā)明提供的同步連續(xù)電源系統(tǒng)包括整流電路、PFC電路、隔離開關(guān)電源、低噪可調(diào)電源、同步脈沖發(fā)生器和同步觸發(fā)器。
[0027]其中，整流電路用于將輸入的100-240V交流市電整流為工頻脈動直流電壓；PFC電路用于將整流電路輸出的脈動直流電變換成隔離開關(guān)電源需要的395V直流電壓，并使電源功率因數(shù)達到0.99以上，以實現(xiàn)電源的高功率因數(shù)；隔離開關(guān)電源用于將395V直流電壓隔離變換輸出穩(wěn)定直流電壓；低噪可調(diào)電源用于對隔離開關(guān)電源輸出的穩(wěn)定電壓進行升降壓調(diào)節(jié)變換；通過同步脈沖發(fā)生器和同步觸發(fā)器實現(xiàn)PFC電路、隔離開關(guān)電源和低噪電源系統(tǒng)的同步控制。
[0028]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)的原理框圖。
[0029]如圖1所示，交流市電100_240Vac電壓通過整流橋(即整流電路)整流后，得到工頻脈動直流電壓。該工頻脈動直流電壓通過BOOST功率因數(shù)控制電路即PFC電路調(diào)整為395V-400V直流電；然后通過隔離開關(guān)電源變換成穩(wěn)定的直流30V電壓，再通過SEPIC拓撲結(jié)構(gòu)的低噪可調(diào)電源對直流30V進行升降壓變換，然后經(jīng)線性調(diào)整實現(xiàn)低噪和低功耗輸出OV-90Vo
[0030]同步脈沖發(fā)生器是由晶振或多諧振蕩器及分頻組成，晶振或多諧振蕩器生成的脈沖經(jīng)分頻器分頻產(chǎn)生所需頻率脈沖作為同步脈沖，該同步脈沖控制PFC電路與隔離開關(guān)電源的同步開關(guān)，使輸出開關(guān)噪聲位于同一頻點，便于后續(xù)的抑制和避讓。
[0031]需要說明的是，在本發(fā)明中，通過同步脈沖或者同步觸發(fā)脈沖對隔離開關(guān)電源、PFC電路和低噪可調(diào)電源進行同步控制。也就是說，同步控制確保了各路電源和電路的PWM同頻率同相位輸出，減少了不可預(yù)知的頻率干擾，便于后續(xù)對開關(guān)噪聲的有效抑制和頻率避讓。
[0032]隔離開關(guān)電源次級引出的同步觸發(fā)器產(chǎn)生的同步脈沖，用于同步后續(xù)的單路或多路低噪可調(diào)電源，令低噪可調(diào)電源作跟隨同步。也就是說，其中，通過隔離開關(guān)電源的高頻隔離變壓器輸出的同步脈沖，控制后續(xù)的低噪電源的跟隨同步。即前面隔離開關(guān)電源是forword拓撲,后面同步是同頻同相位；前面隔離開關(guān)電源是flyback拓撲,后面同步是同頻按占空比移相；保證輸出的噪聲頻點最少。本電源中隔離開關(guān)電源是flyback拓撲，觸發(fā)同步脈沖是根據(jù)其PWM的占空比所占相位作同頻移相；確保低噪可調(diào)電源與flyback的輸出頻率完全吻合，保證輸出的噪聲頻點最少。
[0033]在圖1所示的具體實施例中，隔離開關(guān)電源輸出兩路隔離30VDC，再通過兩路低噪可調(diào)電源進行調(diào)節(jié)，可輸出兩路0V-90V可調(diào)電源。為了區(qū)分兩路低噪可調(diào)電源，分別將這兩路低噪可調(diào)電源命名為低噪可調(diào)電源I和低噪可調(diào)電源2，需要說明的是低噪可調(diào)電源I和低噪可調(diào)電源2的工作原理相同。具體地，將低噪可調(diào)電源I的負極與低噪可調(diào)電源2的正極接在一起作為公共端，則低噪可調(diào)電源I的正極和低噪可調(diào)電源2的負極形成正負輸出可調(diào)電源，通過同步觸發(fā)器同步低噪可調(diào)電源I和低噪可調(diào)電源2，實現(xiàn)可調(diào)電源系統(tǒng)的同步，從而實現(xiàn)在連接多個醫(yī)療設(shè)備時，滿足醫(yī)療設(shè)備需求的低噪、可調(diào)開關(guān)電源。
[0034]在本發(fā)明中，隔離開關(guān)電源是電流型控制芯片控制的雙管flyback拓撲。其拓撲結(jié)構(gòu)還可以是單管flyback,單管forward,雙管Forward或者halfbrige或者fullbrige。
[0035]另外，低噪可調(diào)電源在本發(fā)明中實現(xiàn)了低噪并且連續(xù)可調(diào)的功能，其中低噪可調(diào)電源包括開關(guān)電源、整流濾波單元、開關(guān)電源的直流電壓輸出單元和線性電源的直流電壓調(diào)整輸出單元。
[0036]其中，開開關(guān)電源，用于將隔離開關(guān)電源輸出的直流穩(wěn)定電壓變換輸出為可調(diào)直流電壓；整流濾波單元，用于將開關(guān)電源輸出的可調(diào)直流電壓整流濾波，其中，整流濾波后的直流電壓為開關(guān)電源的電壓反饋；開關(guān)電源的直流電壓輸出單元，用于將開關(guān)電源的電壓反饋與給定器給定的電壓通過第一調(diào)節(jié)器進行比較，開關(guān)電源的控制器根據(jù)第一調(diào)節(jié)器的比較結(jié)果控制開關(guān)電源的輸出電壓，使開關(guān)電源輸出的直流電壓穩(wěn)定于給定器給定的電壓與線性電源調(diào)整管的調(diào)整電壓之和；線性電源的直流電壓調(diào)整輸出單元，用于將開關(guān)電源輸出的直流電壓通過線性電源調(diào)整輸出，將線性電源輸出的直流電壓與給定器給定的電壓通過第二調(diào)節(jié)器進行比較，線性電源的控制器根據(jù)第二調(diào)節(jié)器的比較結(jié)果控制線性電源的輸出電壓，使線性電源輸出的直流電壓穩(wěn)定于給定器給定的電壓；其中，在開關(guān)電源的直流電壓輸出單元和線性電源的直流電壓調(diào)整輸出單元中，開關(guān)電源的控制器和線性電源的控制器為同一給定器給定控制。
[0037]為了詳細說明低噪可調(diào)電源的工作原理，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的低噪可調(diào)電源的工作原理框圖。
[0038]需要說明的是，在本發(fā)明中，第一調(diào)節(jié)器和第二調(diào)節(jié)器同屬為調(diào)節(jié)器，根據(jù)其工作性質(zhì)的不同，將第一調(diào)節(jié)器作為開關(guān)電源的調(diào)節(jié)器，第二調(diào)節(jié)器作為線性電源的調(diào)節(jié)器。也就是說，第一調(diào)節(jié)器即開關(guān)電源的調(diào)節(jié)器，第二調(diào)節(jié)器即線性電源的調(diào)節(jié)器。為了表述的方便，在下面的實施例說明中會根據(jù)表述的需要選用不同的表述方式。
[0039]如圖2所示，Ug為給定器，通過Ug來實現(xiàn)輸出電壓值的給定，ICl為開關(guān)電源的調(diào)節(jié)器，IC2為線性電源的調(diào)節(jié)器，Uf為開關(guān)電源的電壓反饋。輸入的30V直流電通過開關(guān)電源調(diào)壓輸出，然后整流濾波，取整流濾波后的電壓為開關(guān)電源的反饋電壓Uf，開關(guān)電源的調(diào)節(jié)器將開關(guān)電源的電壓反饋Uf與給定器Ug給定的電壓進行比較，開關(guān)電源的控制器根據(jù)開關(guān)電源的比較器ICl的比較結(jié)果控制開關(guān)電源的輸出，使開關(guān)電源的電壓輸出值穩(wěn)定于給定器Ug給定的電壓值與線性電源調(diào)整管的調(diào)整電壓之和；
[0040]開關(guān)電源輸出的電壓通過線性電源調(diào)整輸出，線性電源輸出經(jīng)調(diào)節(jié)器IC2與給定器給定Ug的電壓值進行比較，線性電源的控制器根據(jù)線性電源的調(diào)節(jié)器的比較結(jié)果控制線性電源輸出，使線性電源的電壓輸出值穩(wěn)定于給定器給定Ug的電壓值。其中，低噪可調(diào)電源的電壓調(diào)節(jié)范圍為0V-90V，低噪電源系統(tǒng)中的線性電源的電壓調(diào)節(jié)范圍為3V左右，開關(guān)電源電壓調(diào)節(jié)范圍為3V-93V。其中，開關(guān)電源的控制器和線性電源的控制器為同一給定器Uk給定控制。
[0041]需要說明的是，在本發(fā)明的具體實施例中，開關(guān)電源的調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)方式是P(Proportion,比例)調(diào)節(jié)；線性電源的調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)方式是PI (Proportion Integration,比例積分)調(diào)節(jié)或者PID (Proportion Integration Differentiation,比例積分微分)調(diào)節(jié)。
[0042]另外，低噪可調(diào)電源中開關(guān)電源的控制器根據(jù)開關(guān)電源的調(diào)節(jié)器的比較結(jié)果調(diào)整輸出驅(qū)動脈沖寬度，控制開關(guān)電源的開關(guān)變換拓撲電路，實現(xiàn)開關(guān)電源的升壓和降壓變換。其中，開關(guān)變換拓撲電路可以是SEPIC拓撲電路或者BUCK-B00ST拓撲電路，在圖2所示的具體實施例中采用的是SEPIC拓撲電路；線性電源的控制器將線性電源的調(diào)節(jié)器的比較結(jié)果作用于線性光耦輸入，通過線性光耦的輸出控制調(diào)整管進行線性調(diào)整。其中，所述控制線性調(diào)整的調(diào)整管為功率場效應(yīng)管或者達林頓管。
[0043]在本發(fā)明中，低噪可調(diào)電源的開關(guān)電源實現(xiàn)在3V至93V連續(xù)可調(diào)，經(jīng)低噪可調(diào)電源的線性電源進行線性調(diào)整后，輸出的電壓在0V-90V連續(xù)可調(diào)。而線性電源的調(diào)整管只進行3V左右的線性調(diào)整，以實現(xiàn)電壓調(diào)整的低功耗。
[0044]為了更為詳細地說明本發(fā)明提供的同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)電路圖。
[0045]如圖3所示，交流市電100V_240Vac輸入經(jīng)保險F1，F(xiàn)2和EMC控制用濾波電路L2，C37，C38等，通過BRl全橋整流輸出150-300V脈動直流；在PFC芯片U18的控制下，由LI，Q9，Dl, C40組成的BOOST升壓電路輸出直流395V-400V，實現(xiàn)電源功率因數(shù)大于0.99。
[0046]隔離開關(guān)電源將直流395V隔離變換輸出直流30V和直流24V ;根據(jù)輸出功率及輸出紋波噪聲需求，本開關(guān)電源電路采用Flyback拓撲，由電流型PWM芯片U17，開關(guān)管QlO及隔離變壓器T3A組成的Flyback變換；T3B整流輸出系統(tǒng)用輔助電源；T3C穩(wěn)定輸出24V和T3E穩(wěn)定輸出30V，用于供給低噪可調(diào)電源進行升降壓變換。
[0047]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的低噪可調(diào)電源電路圖。如圖4所示，隔離開關(guān)電源輸出的穩(wěn)定電壓30VDC經(jīng)電解電容C2濾波，供給由T1，C1，Q2，D1，C3組成的SEPIC拓撲電路，進行升降壓變換，整流管Dl輸出3V-93V直流電壓；再經(jīng)外部加15V電壓和線性光耦U4控制的Ql場效應(yīng)管或達林頓管進行3V左右的線性調(diào)整，C4濾波輸出給定器給定要求的直流電壓。
[0048]在本發(fā)明的實施例中，低噪可調(diào)電源的開關(guān)控制器采用PWM (Pulse WidthModulation，脈沖寬度調(diào)制)芯片來控制開關(guān)電源的開關(guān)變換拓撲電路。其中PWM芯片選占空比為O — 0.95以上，在本發(fā)明中采用UC3843/UC2843芯片；C7、C8和R13是PWM芯片內(nèi)誤差放大器的補償來確保合理的相位裕量；R26、C12是PWM芯片外部定時RC，下加小電阻。為了外部同步頻率SYN可靠，將本PWM芯片與其同步；Q4將本機振蕩脈沖送給U5_PIN3，做電流反饋的斜率補償，使其在輕載時，避開BURSTM0DE/SLIPM0DE等振蕩，負載時T2、D2開始電流反饋；開關(guān)電源的PWM控制器U5將開關(guān)電源的輸出電壓反饋Vf與Vg給定的電壓進行比較，結(jié)果通過PWM控制器芯片PIN6輸出0-0.95占比寬度的驅(qū)動脈沖，經(jīng)Q3和D4加速驅(qū)動開關(guān)管Q2，根據(jù)調(diào)整占空比驅(qū)動脈沖寬度實現(xiàn)升壓和降壓。
[0049]在本發(fā)明的實施例中，低噪可調(diào)電源的線性調(diào)節(jié)器將統(tǒng)一的電壓給定信號Vg與線性調(diào)整輸出電壓通過精密rail to rail運放U3A作PI調(diào)節(jié)輸出，控制線性光耦U4 ;線性光耦U4輸出控制調(diào)整管Ql，Ql在3V左右進行精密調(diào)整，使低紋波低噪聲輸出穩(wěn)定于給定電壓。
[0050]開關(guān)電源的P調(diào)節(jié)方法為:由統(tǒng)一給定Vg經(jīng)UlA同相比例放大輸出Vg*(R21+R24)/R24，反饋信號Vf經(jīng)U2A跟隨器輸出Vf*R33/(R29+R33) ；PWM是通過占空比控制保持內(nèi)部誤差放大器反相端PIN2電壓2.5V穩(wěn)定，即R18電流基本上流入R31。導(dǎo)出公式如下:
[0051][Vg*(R21+R24)/R24-2.5]/R18=[2.5_Vf*R33/(R29+R33) ]/R31 ；
[0052]令R18=R31，得簡易公式:Vg* (R21+R24)/R24+Vf*R33/(R29+R33) =5 ；
[0053]計算:R24=10.7K, R21=10K, R29=30K, R33=l.70K ；
[0054]得1.935Vg+0.0536Vf=5 ；[0055]當Vg=2.5V 時，Vf=3.03V ；
[0056]當Vg=OV 時，Vf=93.2V。
[0057]Vg在OV — 2.5V給定時，輸出3 — 93V，供后續(xù)線性調(diào)整。
[0058]線性電源的PI調(diào)節(jié)方法為:由統(tǒng)一給定Vg經(jīng)U1B，U2B兩運放輸出:
[0059]Vg* (R15+R16)/R15-[Vg* (R15+R16)/R15-2.5]* (R17+R23)/R23 給 U3A 同相端;
[0060]輸出Vo經(jīng)分壓Vo*R12/ (R10+R12)給U3A反相端；經(jīng)U3A比例積分輸出控制光耦輸入，光耦線性輸出控制調(diào)整管柵極電壓，線性調(diào)整MOS管開通實現(xiàn)給定輸出。公式如下:
[0061]Vo=IVg* (R15 + R16)/R15-[Vg* ( R15 + R16 )/R15-2.5] * [ (R17+R23) /R23]}*(R10+R12)/R12 ；
[0062]計算:取R15=R16=R17=R23=10K，R10=30K, R12=l.75K
[0063]得:Vo=(5-2Vg)*31.75/1.75
[0064]當Vg=2.5V 時，Vo=OV ;對比 Vf=3.03V, MOS 管調(diào)整了 3.03V ；
[0065]當Vg=OV 時，Vo=90.7V ;對比 Vf=93.2V, MOS 管調(diào)整了 2.5V ；
[0066]Vg在OV — 2.5V給定，線性調(diào)整3V左右，輸出OV — 100V ;
[0067]另外在本發(fā)明的實施例中，不同的電子元器件需要不同的工作電壓，因此根據(jù)不同的電子元器件選用不同的工作電壓，其中:
[0068]I)輸出線性光耦及MOS調(diào)控采用15V外部隔離電源；
[0069]2)運放及PWM電源采用VC，VI在12V-15V時，由VI提供；VI大于18V時，經(jīng)LM7815穩(wěn)定15V給VC ；
[0070]3)輸入線性光耦加5V的供電，由VC經(jīng)LM7805提供。
[0071]如上參照附圖以示例的方式描述了根據(jù)本發(fā)明的同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，對于上述本發(fā)明所提出的同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)，還可以在不脫離本
【發(fā)明內(nèi)容】
的基礎(chǔ)上做出各種改進。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容確定。
【權(quán)利要求】
1.一種同步連續(xù)可調(diào)直流電源系統(tǒng)，包括整流電路、PFC電路、隔離開關(guān)電源、低噪可調(diào)電源、同步脈沖發(fā)生器和同步觸發(fā)器，其中， 所述整流電路用于將輸入的交流市電整流為工頻脈動直流電壓； 所述PFC電路用于將所述整流電路輸出的工頻脈動直流電壓變換成所述隔離開關(guān)電源需要的直流電壓，并使電源功率因數(shù)達0.99以上； 所述隔離開關(guān)電源用于將直流電壓隔離變換輸出低噪可調(diào)電源所需的直流穩(wěn)定電壓； 所述低噪可調(diào)電源用于對所述隔離開關(guān)電源輸出的直流穩(wěn)定電壓進行升降壓變換；同時實現(xiàn)電壓的調(diào)整輸出； 所述同步脈沖發(fā)生器用于控制所述PFC電路與所述隔離開關(guān)電源的同步； 所述隔離開關(guān)電源次級引出的所述同步觸發(fā)器，用于同步控制后續(xù)的單路或者多路所述低噪可調(diào)電源。
2.如權(quán)利要求1所述的同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)，其中， 通過同步脈沖或者同步觸發(fā)脈沖對所述隔離開關(guān)電源、所述PFC電路和所述低噪可調(diào)電源，進行同步控制。
3.如權(quán)利要求1所述的同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)，其中， 所述隔離開關(guān)電源的拓撲結(jié)構(gòu)為單管Flyback、雙管Flyback、單管forward、雙管Forward、Halfbrige 或者 Fullbrige0
4.如權(quán)利要求1所述的同步連續(xù)可調(diào)電源系統(tǒng)，其中， 通過所述隔離開關(guān)電源的高頻隔離變壓器輸出的同步脈沖，控制后續(xù)的所述低噪可調(diào)電源的跟隨同步。
5.如權(quán)利要求1所述低噪可調(diào)電源，包括: 開關(guān)電源，用于將所述隔離開關(guān)電源輸出的直流穩(wěn)定電壓變換輸出為可調(diào)直流電壓； 整流濾波單元，用于將所述開關(guān)電源輸出的可調(diào)直流電壓整流濾波，其中，整流濾波后的直流電壓為所述開關(guān)電源的電壓反饋； 開關(guān)電源的直流電壓輸出單元，用于將所述開關(guān)電源的電壓反饋與給定器給定的電壓通過第一調(diào)節(jié)器進行比較，所述開關(guān)電源的控制器根據(jù)所述第一調(diào)節(jié)器的比較結(jié)果控制所述開關(guān)電源的輸出電壓，使所述開關(guān)電源輸出的直流電壓穩(wěn)定于所述給定器給定的電壓與線性電源調(diào)整管的調(diào)整電壓之和； 線性電源的直流電壓調(diào)整輸出單元，用于將所述開關(guān)電源輸出的直流電壓通過線性電源調(diào)整輸出，將所述線性電源輸出的直流電壓與所述給定器給定的電壓通過第二調(diào)節(jié)器進行比較，所述線性電源的控制器根據(jù)所述第二調(diào)節(jié)器的比較結(jié)果控制所述線性電源的輸出電壓，使所述線性電源輸出的直流電壓穩(wěn)定于給定器給定的電壓； 其中，在所述開關(guān)電源的直流電壓輸出單元和線性電源的直流電壓調(diào)整輸出單元中，所述開關(guān)電源的控制器和線性電源的控制器為同一給定器給定控制。
6.如權(quán)利要求5所述的低噪可調(diào)電源，其中， 所述開關(guān)電源的控制器根據(jù)所述第一調(diào)節(jié)器的比較結(jié)果調(diào)整輸出驅(qū)動脈沖寬度，控制所述開關(guān)電源的開關(guān)變換拓撲電路，通過所述開關(guān)變換拓撲電路實現(xiàn)所述開關(guān)電源的升壓和降壓變換，以擴大開關(guān)電源輸出電壓的可調(diào)范圍。
7.如權(quán)利要求5所述的低噪可調(diào)電源的調(diào)制方法，其中， 所述線性電源的控制器將所述第二調(diào)節(jié)器的比較結(jié)果，作線性光耦輸入，通過所述線性光耦的輸出控制所述線性電源調(diào)整管進行線性調(diào)整。
8.如權(quán)利要求7所述的低噪可調(diào)電源的調(diào)制方法，其中， 所述線性電源調(diào)整管為功率場效應(yīng)管或者達林頓管。
9.如權(quán)利要求5所述的低噪可調(diào)電源，其中， 所述開關(guān)電源實現(xiàn)在3V至93V連續(xù)可調(diào)；經(jīng)所述線性電源進行線性調(diào)整后輸出的電壓在OV至90V連續(xù)可調(diào)。
10.如權(quán)利要求5所述的低噪可調(diào)電源，其中， 所述線性電源的調(diào)整管.進行3V的線性調(diào)整。
【文檔編號】H02M7/02GK103427672SQ201310240167
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】梁愛東, 馬蓮, 趙健, 劉曉剛, 張英男, 袁成林 申請人:東軟飛利浦醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)有限責任公司