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CN107124800B - 一种可编程控制开关电源 - Google Patents

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肖培海
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Abstract

本发明提出了一种可编程控制开关电源，包括单片机芯片，所述单片机芯片上连接有第一数字电位器和第二数字电位器，所述第一数字电位器上接通有参考电压，并连接有两个第一运算放大器；所述第二数字电位器输入端连接有模拟调光信号，输出端连接有第二运算放大器，所述第一放大器和第二放大器输出端经过或逻辑与光耦合器连接，所述光耦合器输出端与所述单片机芯片连接；所述第一运算放大器和第二运算放大器的反相输入端分别连接有负载网络，本设计仅使用单片机作为程序存储和与数字电位器的联机，对MCU要求低；利用外部参考电压与数字电位器的高精确分压直接提供比较器；整个系统的编程精确度和分辨率与单片机的硬件配置无关，简单可靠成本低。

Description

一种可编程控制开关电源
技术领域
本发明涉及发光二极管驱动领域，尤其涉及可编程控制开关电源。
背景技术
现有的开关电源根据负载类型的不同，基本设计为：1，定电压输出；2，定电流输出；3，两者同时存在；但是基本上输出电压或者输出电流的设定完全依赖硬件电路本身参考电压的设定或者采样电阻值的设定来实现；对于客户端所需要的输出状态是千差万别的，例如现在比较流行的发光二极管应用，每个厂家/客户都会根据自己设计的需要将LED串并联。也因此要求驱动电源的输出电流&电压规格也是非常细密的；为了满足客户的规格要求，传统的方式是针对每一种规格都设计制定一个电源型号，客户按照所需下单采购定制；这无疑对供需双方的采购，库存&生产管理是很大的负担，而且对于成本质量管理不利。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种可编程控制开关电源，包括单片机芯片，所述单片机芯片上连接有第一数字电位器和第二数字电位器，所述第一数字电位器上接通有参考电压，并连接有两个第一运算放大器；所述第二数字电位器输入端连接有模拟调光信号，输出端连接有第二运算放大器，所述第一运算放大器和第二运算放大器输出端经过低电压或逻辑与光耦合器连接，所述光耦合器输出端与所述单片机芯片连接；所述第一运算放大器和第二运算放大器的反相输入端分别连接有负载网络。
优选的，所述第一数字电位器和第二数字电位器将分压后的电压分别连接至第一运算放大器和第二运算放大器的同相输入端。
优选的，所述负载网络为LED负载。
优选的，所述模拟调光信号与所述第二数字电位器之间连接有信号衰减模块、端口防护电路以及阻抗匹配电路。
优选的，所述光耦合器与所述单片机芯片之间连接有PWM电路。
本发明提出的可编程控制开关电源有以下有益效果：本电源可根据负载量自行调整输入电压，适用各种不同型号的电源，传统的可编程控制是利用单片机本身直接输出一个参考电压给比较器。参考电压的产生可以是直接DA输出或者是PWM波形经过RC滤波，本设计仅使用单片机作为程序存储和与数字电位器的联机，对MCU要求低；利用外部参考电压与数字电位器的高精确分压直接提供比较器；整个系统的编程精确度和分辨率与单片机的硬件配置无关，且系统只需要单点校准就可确保整个编程区间的精确度；简单可靠成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明的电路连接示意图；
其中，1-单片机芯片，2-第一数字电位器，3-第二数字电位器，4-第一运算放大器，5-第二运算放大器，6-光耦合器，7-LED负载，8-模拟调光信号，9-单片机I/O口，10-参考电压。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本发明提出了一种可编程控制开关电源，包括单片机芯片1，所述单片机芯片1上连接有第一数字电位器2和第二数字电位器3，所述第一数字电位器2上接通有参考电压10，第一数字电位器2和第二数字电位器3为双通道数字电位器；
并连接有两个第一运算放大器4；所述第二数字电位器3输入端连接有模拟调光信号8，输出端连接有第二运算放大器5，所述第一运算放大器和第二运算放大器输出端经过或逻辑与光耦合器6连接，所述光耦合器6输出端与所述单片机芯片1连接；所述第一运算放大器4和第二运算放大器5的反相输入端分别连接有负载网络。单片机芯片1通过I/O端口与PC完成通讯与UI控制，单片机芯片1兼具程序存储&客制化数据存储的用途。
上述系统的控制方式是：单片机芯片1通过控制双通道的第一数字电位器2，双通道数字电位器2各个通道的抽头位置，将来自外部参考电压10Vref进行分压；
被分压后的各个电压被作为定电压，定电流&模拟调光信号8随动控制的参考电压10被连接到各自的运算放大器的同相输入端；
定电压，定电流&模拟调光信号8随动控制相对应的运算放大器的反相输入端与各自监测网络/信号匹配网络相连接；
OP1,OP2,OP3分别为定电压，定电流&模拟调光信号8随动控制对应的运算放大器；
OP1,OP2,OP3的输出端做低电压“或”逻辑，即哪个输出的电压低那个有效，后与光耦合器6U1相连接；
所述光耦合器6与所述单片机芯片1之间连接有PWM电路，经过PWM电路输出电平控制单片机芯片1，光耦合器6将反馈信号传递给PWM控制单片机芯片1，以完成整个系统的闭环控制；光耦合器6也兼具原边与次边，热地与冷地以及不同接地系统间的隔离作用。
优选的，所述第一数字电位器2和第二数字电位器3将分压后的电压分别连接至第一运算放大器4和第二运算放大器5的同相输入端。
优选的，所述负载网络为LED负载7。
为了适配输入的模拟调光信号8，所述模拟调光信号8与所述第二数字电位器3之间连接有信号衰减模块、端口防护电路以及阻抗匹配电路，能够排出端口的信号干扰等问题。
对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种可编程控制开关电源，其特征在于，包括单片机芯片，所述单片机芯片上连接有第一数字电位器和第二数字电位器，所述第一数字电位器上接通有参考电压，并连接有两个第一运算放大器；
所述第二数字电位器输入端连接有模拟调光信号，输出端连接有第二运算放大器，所述第一运算放大器和第一运算放大器输出端经过低电压或逻辑与光耦合器连接，所述光耦合器输出端与所述单片机芯片连接；所述第一数字电位器和第二数字电位器将分压后的电压分别连接至第一运算放大器和第二运算放大器的同相输入端；所述第一运算放大器和第二运算放大器的反相输入端分别连接有负载网络。
2.根据权利要求1所述的可编程控制开关电源，其特征在于，所述负载网络为LED负载。
3.根据权利要求1所述的可编程控制开关电源，其特征在于，所述模拟调光信号与所述第二数字电位器之间连接有信号衰减模块、端口防护电路以及阻抗匹配电路。
4.根据权利要求1所述的可编程控制开关电源，其特征在于，所述光耦合器与所述单片机芯片之间连接有PWM电路。
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