CN221328812U - 一种电压自启停动态节能功放电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电源节能领域，具体公开了一种电压自启停动态节能功放电源，包括电源输入模块、驱动控制模块、电压比较模块和输出模块；电源输入模块用于接入市电并整流为直流电；驱动控制模块包括两个用于控制电源输入模块输出端通断的开关管；输出模块包括电源变压器，以及为功放供电的输出正极和输出负极；电压比较模块包括第二供电电路和电压比较电路；电压比较电路用于在输出正极和输出负极之间的电压大于等于第一预设阈值时，控制驱动控制模块断开，小于等于第二预设阈值时，控制驱动控制模块导通。本实用新型通过依据输出端电压调节功放电源的启停，实现节能的效果，降低了功放电源的电能损耗，降低功放电源中器件的发热量。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源节能领域，尤其涉及一种电压自启停动态节能功放电源。
背景技术
近年来，随着数字功放技术的迭代更新与相关市场的发展，数字功放的，现在市场上的数字功放上使用的开关电源，在标准电压输出状态或轻载状态下，电源驱动模块普遍在开关频率下一直处于工作状态，从而使电源功率驱动管、电容、变压器、控制集成芯片等器件持续的处于损耗状态，容易造成发热量增加、降低器件寿命，以及电源能耗高等问题。
实用新型内容
为了克服上述问题，本实用新型提供一种电压自启停动态节能功放电源。
本实用新型采用的技术方案是：一种电压自启停动态节能功放电源，包括电源输入模块、驱动控制模块、电压比较模块和输出模块；
所述电源输入模块用于接入市电，并对市电进行滤波和整流后，输出直流电；
所述驱动控制模块包括两个用于控制所述电源输入模块输出端通断的开关管；
所述输出模块包括输入端分别与两个开关管相连的电源变压器，电源变压器的输出端分别设有用于为功放供电的输出正极和输出负极，以及用于为所述驱动控制模块供电的第一供电电路；
所述电压比较模块包括第二供电电路和电压比较电路；
所述第二供电电路用于为所述电压比较模块供电，所述第二供电电路的输入端与所述输出正极相连；
所述电压比较电路用于在所述输出正极和输出负极之间的电压大于等于第一预设阈值时，控制所述驱动控制模块断开，在所述输出正极和输出负极之间的电压小于等于第二预设阈值时，控制所述驱动控制模块导通。
作为优选地，所述驱动控制模块还包括用于控制开关管通断的栅极驱动器，以及用于控制栅极驱动器的PWM控制器。
优选地，所述电压比较模块还包括光电耦合器，所述光电耦合器的输入端与电压比较电路相连，所述光电耦合器的输出端与PWM控制器相连。
优选地，所述电压比较电路包括基准电压单元、正压电压比较器、负压电压比较器和控制三极管；
所述基准电压单元用于提供基准电压；
所述正压电压比较器与所述输出正极相连，所述负压电压比较器与所述输出负极相连，所述正压电压比较器的输出引脚和所述负压电压比较器的输出引脚均与所述控制三极管的基极相连，所述控制三极管的发射极与所述PWM控制器相连；
所述正压电压比较器和所述负压电压比较器并联用于依据输出正极的电压、基准电压和输出负极的电压的比较结果，控制控制三极管的栅极电压大小；
所述控制三极管用于依据栅极电压控制所述PWM控制器的占空比。
优选地，所述电压比较模块还包括滞后单元，所述滞后单元用于控制所述控制三极管延时响应所述正压电压比较器和所述负压电压比较器的输出变化。
优选地，所述电压比较模块还包括保护单元，所述保护单元用于所述输出正极的限压。
优选地，所述电压比较模块还包括第一分压电路、第二分压电路，所述第一分压电路与所述输出正极相连，所述第二分压电路与所述输出负极。
优选地，所述输出模块还包括两个用于整流的共阴极二极管，两个所述共阴极二极管分别串联在所述输出正极和所述输出负极上。
优选地，所述电源输入模块包括依次相连的市电接口、保险丝、第一RC滤波电路、EM I滤波器、滤波电容和二极管整流桥。
本实用新型的有益效果是：
通过电压比较模块，当检测到功放电源的输出电压在正常电压范内时，控制驱动控制模块断开，此时，电源输入模块和输出模块处于完全断开的状态，驱动控制模块处于低功耗的待机状态，当检测到输出电压低于设定输出电压值时，控制驱动控制模块导通，让功放电源进入工作状态，恢复电压值；从而实现了功放电源依据输出端电压自动启停，实现节能的效果，降低了功放电源的电能损耗，降低功放电源中器件的发热量。
附图说明
下文将结合说明书附图对本实用新型进行进一步的描述说明，其中：
图1为本实用新型实施例一的电路连接关系示意图；
图2为本实用新型实施例二的总电路图；
图3为本实用新型实施例二电源输入模块的电路图；
图4为本实用新型实施例二电压比较模块的电路图；
图5为本实用新型实施例二驱动控制模块的电路图；
图6为本实用新型实施例二输出模块的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1，是本实用新型的实施例一，本实施例具体公开了一种电压自启停动态节能功放电源，包括电源输入模块、驱动控制模块、电压比较模块和输出模块；
电源输入模块用于接入市电，并对市电进行滤波和整流后，输出直流电；
驱动控制模块包括两个用于控制电源输入模块输出端通断的开关管；
输出模块包括输入端分别与两个开关管相连的电源变压器，电源变压器的输出端分别设有用于为功放供电的输出正极和输出负极，以及用于为驱动控制模块供电的第一供电电路；
电压比较模块包括第二供电电路和电压比较电路；
第二供电电路用于为电压比较模块供电，第二供电电路的输入端与输出正极相连；
电压比较电路用于在输出正极和输出负极之间的电压大于等于第一预设阈值时，控制驱动控制模块断开，在输出正极和输出负极之间的电压小于等于第二预设阈值时，控制驱动控制模块导通。
本实施例通过电压比较电路，当检测到功放电源的输出电压在正常电压范内时，控制驱动控制模块断开，此时，电源输入模块和输出模块处于完全断开的状态，驱动控制模块处于低功耗的待机状态，当检测到输出电压低于设定输出电压值时，控制驱动控制模块导通，让功放电源进入工作状态，恢复电压值；从而实现了功放电源依据输出端电压调节，实现节能的效果，降低了功放电源的功率损耗，降低功放电源中器件的发热量，减少整个数字功放的待机功耗，提高了机器稳定性。
参见图2至图6，是本实用新型的实施例二，是实施例一的一个具体应用实例。
本是实施例的驱动控制模块还包括用于控制开关管Q1和Q2通断的栅极驱动器A1，以及用于控制栅极驱动器A1的PWM控制器A3。通过在检测到输出电压为180V(第一预设阈值)时截止，140V(第二预设阈值)时导通，从而调节PWM控制器A3的占空比，以调节功放电源输出的电流。
常见的开关管类型包括多晶硅管、背阴极场效应管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)和双极型晶体管(BJT)等，本实施例采用MOSFET的开关管Q1和开关管Q2来控制电源输入电路输出端的通断。
栅极驱动器(GateDriver)A1用于增强场效应晶体管(MOSFET)或insulated-gatebipolar transistor(IGBT)的栅极信号，以便控制器能够更好地控制这些开关管的开关动作。栅极驱动器可以提高MOSFET或IGBT的性能和可靠性，并扩展其使用寿命。
本实施例的电压比较模块包括第二供电电路A4、电压比较电路和光电耦合器U283，光电耦合器U283的输入端与电压比较电路相连，光电耦合器U283的输出端与PWM控制器A3的控制引脚相连。
电压比较电路包括基准电压单元、正压电压比较器U10B、负压电压比较器U10A和控制三极管Q13；
基准电压单元包括依次相连的12V正极、R315、R316和接地极，用于提供基准电压，通过负压电压比较器U10A和正压电压比较器U10B与基准电压比较开判断输出正极与输出负极的电压差大小。
正压电压比较器U10B与输出正极相连，负压电压比较器U10A与输出负极相连，正压电压比较器U10B的输出引脚和负压电压比较器U10A的输出引脚均与控制三极管Q13的基极相连，控制三极管Q13的发射极与PWM控制器A3的控制引脚相连；
正压电压比较器U10B和负压电压比较器U10A并联用于依据输出正极的电压、基准电压和输出负极的电压的比较结果，控制控制三极管Q13的栅极电压大小。
控制三极管Q13用于依据栅极电压控制PWM控制器A3的占空比。
本实施例的驱动控制模块包括光电耦合器U283、Q13和R317，用于通过光电耦合器U283的导通或关闭，控制A3的PWM控制器A3工作或关闭。
本实施例的正压电压比较器U10B和负压电压比较器U10A均采用LM339，LM339(四路差动比较器)是在电压比较器芯片内部装有四个独立的电压比较器，是一种常见的集成电路，主要应用于高压数字逻辑门电路。LM339类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压(也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点)，另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻(称为上拉电阻，选3-15K)。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。
电压比较模块还包括由r319和r40组成的第一分压电路，由r312和r29组成的第二分压电路，所述第一分压电路与所述输出正极相连，所述第二分压电路与所述输出负极，用于通过风压降低U10A和U10B输入的电压。
当输出正极+PV和输出负极-NV之间的电源输出电压大于等于180v(即第一预设阈值)时，U10B的+极的电压高于-极，U10B的1脚输出极截停，相当于开路，控制三极管Q13接通，光电耦合器U283启动，让电源PWM控制器A3占空比调节到最低或停止工作，起到省电的目的。
当输出正极+PV和输出负极-NV之间的单压降到小于等于140v时，即输出电压小于等于第二预设阈值时，此时U10A的4脚比5脚高，U10A输出管饱和相当于输出端接低电位，此时控制三极管Q13断开，光电耦合器U283断开,PWM控制器A3的DTC低电平，PWM控制器A3占空比提高，整个功放电源处于工作状态，使输出正极+PV和输出负极-NV之间的输出电压上升。
电压比较模块还包括滞后单元和保护单元。
滞后单元包括R318、R314与D23，起到延时滞后的作用，用于避免电压比较电路输出的快速抖动，使电压比较电路的U10A和U10B的状态切换时使Q13的相应产生一定的延时，并使切换的曲线更加平滑，整个电压比较电路的输出状态更平稳。
保护单元包括D24共阴极二极管，其一端与输入正极相连，另一端接地，起到保护电压比较电路的作用。
输出模块还包括：两个用于整流的共阴极二极管BD1和BD4，两个共阴极二极管分别串联在输出正极和输出负极上。
本实施例的输出模块包括输入端分别与两个开关管Q1和Q2相连的电源变压器T1，电源变压器T1的输出端分别设有用于为功放供电的输出正极+PV和输出负极-NV，以及用于为驱动控制模块供电的第一供电电路A2。
电源输入模块包括依次相连的市电接口AC1、保险丝F1、第一RC滤波电路R2、R4和C2，EMI滤波器L1、滤波电容C1、C2、C3，以及二极管整流桥D2，输出的直流电标记为HHV和ACGND。
以上的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电压自启停动态节能功放电源，其特征在于，包括电源输入模块、驱动控制模块、电压比较模块和输出模块；
所述电源输入模块用于接入市电，并对市电进行滤波和整流后，输出直流电；
所述驱动控制模块包括两个用于控制所述电源输入模块输出端通断的开关管；
所述输出模块包括输入端分别与两个开关管相连的电源变压器，电源变压器的输出端分别设有用于为功放供电的输出正极和输出负极，以及用于为所述驱动控制模块供电的第一供电电路；
所述电压比较模块包括第二供电电路和电压比较电路；
所述第二供电电路用于为所述电压比较模块供电，所述第二供电电路的输入端与所述输出正极相连；
所述电压比较电路用于在所述输出正极和输出负极之间的电压大于等于第一预设阈值时，控制所述驱动控制模块断开，在所述输出正极和输出负极之间的电压小于等于第二预设阈值时，控制所述驱动控制模块导通。
2.根据权利要求1所述的一种电压自启停动态节能功放电源，其特征在于，所述驱动控制模块还包括用于控制开关管通断的栅极驱动器，以及用于控制栅极驱动器的PWM控制器。
3.根据权利要求2所述的一种电压自启停动态节能功放电源，其特征在于，所述电压比较模块还包括光电耦合器，所述光电耦合器的输入端与电压比较电路相连，所述光电耦合器的输出端与PWM控制器相连。
4.根据权利要求2所述的一种电压自启停动态节能功放电源，其特征在于，所述电压比较电路包括基准电压单元、正压电压比较器、负压电压比较器和控制三极管；
所述基准电压单元用于提供基准电压；
所述正压电压比较器与所述输出正极相连，所述负压电压比较器与所述输出负极相连，所述正压电压比较器的输出引脚和所述负压电压比较器的输出引脚均与所述控制三极管的基极相连，所述控制三极管的发射极与所述PWM控制器相连；
所述正压电压比较器和所述负压电压比较器并联用于依据输出正极的电压、基准电压和输出负极的电压的比较结果，控制控制三极管的栅极电压大小；
所述控制三极管用于依据栅极电压控制所述PWM控制器的占空比。
5.根据权利要求4所述的一种电压自启停动态节能功放电源，其特征在于，所述电压比较模块还包括滞后单元，所述滞后单元用于控制所述控制三极管延时响应所述正压电压比较器和所述负压电压比较器的输出变化。
6.根据权利要求4所述的一种电压自启停动态节能功放电源，其特征在于，所述电压比较模块还包括保护单元，所述保护单元用于所述输出正极的限压。
7.根据权利要求1所述的一种电压自启停动态节能功放电源，其特征在于，所述电压比较模块还包括第一分压电路、第二分压电路，所述第一分压电路与所述输出正极相连，所述第二分压电路与所述输出负极。
8.根据权利要求1所述的一种电压自启停动态节能功放电源，其特征在于，所述输出模块还包括两个用于整流的共阴极二极管，两个所述共阴极二极管分别串联在所述输出正极和所述输出负极上。
9.根据权利要求1所述的一种电压自启停动态节能功放电源，其特征在于，所述电源输入模块包括依次相连的市电接口、保险丝、第一RC滤波电路、EMI滤波器、滤波电容和二极管整流桥。
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| CN119088148A (zh) * | 2024-07-18 | 2024-12-06 | 珠海小厘科技有限公司 | 一种嵌入式芯片的待机电源控制电路和嵌入式芯片 |
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