[实用新型]恒流恒功率的实现电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种控制电路，尤其涉及一种利用简单的电阻方式实现恒流和恒功率的实现电路。

背景技术

一般电子类负载在恒流（CC模式）或恒功率（CP模式）设计中都会采集电流以实现恒流和恒功率的闭环控制。

如图1所示为现有电子负载实现恒流或恒功率的电路示意图。通过调节可变电阻R2的阻值来改变给定的输入电流，由比较器U1对给定的输入电流与分流器S1上采到的电流反馈进行比较，不断调节晶体管G1的通断时间来改变占空比使得电流满足给定的要求，实现恒流或恒功率是同样的道理，只不过是再增加电压采样电路和乘法器，使得输出电压和电流的乘积保持不变。

从上述图1中可以看出实现恒定电流输出的闭环控制，需要电流反馈的采样，在输出电流采样部分，会采用分流器、霍尔传感器、互感器等各种电流采样元器件。如果采用阻性元器件进行电流采样就会带来损耗，如分流器，虽然分流器都是毫欧级别的，但是在大电流输出情况下，分流器所承受的功耗也不会小，一般是几瓦特（W），所以有时一个分流器都难以满足其自身的功率降额的要求，因此市面上的分流器是越做越小，这样带来的后果是分流器后面必须再匹配高放大倍数的芯片进行放大，那么成本，采样精度，以及小信号的电流采样电路在制造电路板时，在PCB电路板上的走线都将成为影响设计的关键难点因素。另外如果采用霍尔、互感器等电流感应类的采样元器件，那么模块的功率密度方面就会受到影响，因为这种元器件的体积都偏大，而且成本也不低。

实用新型内容

本实用新型提出一种利用简单的电阻方式实现恒流和恒功率的实现电路，不需要分流器、霍尔传感器或互感器等电流采样元件。

本实用新型采用如下技术方案实现：一种恒流恒功率的实现电路，其包括：

连接在直流电源与负载R0之间的主电路，该主电路中具有晶体管G1，晶体管G1的漏极和源极分别耦接直流电源和负载R0；

采样负载R0的输出电流，获得输出电流采样值的电流采样电路，该电流采样电路的输入端连接负载R0；

具有多个A/D采样端口的控制器，其中一个A/D采样端口连接电流采样电路的输出端；

控制器的控制端通过推挽电路耦接PWM驱动芯片的输入端，而PWM驱动芯片的输出端连接晶体管G1的栅极；

由控制器比较输出电流采样值与通过A/D采样端口输入的恒流给定值之间的差值，在恒流给定值大于/小于输出电流采样值时由控制器发出控制信号控制PWM驱动芯片增大/减小其输出的PWM信号的占空比，或者，利用输出电流采样值计算负载R0上的功率采样值，比较功率采样值与通过A/D采样端口输入的恒功率给定值之间的差值，在恒功率给定值大于/小于功率采样值时由控制器发出控制信号控制PWM驱动芯片增大/减小其输出的PWM信号的占空比。

其中，电流采样电路包括连接负载R0的分压电路，以及连接分压电路的运放电路。

其中，分压电路包括串接的电阻R1和电阻R2，且电阻R1连接负载R0。

其中，运放电路包括运算放大器U2，其正输入端通过电阻R3连接在电阻R1和电阻R2的公共端、负输入端连接通过电阻R4接地且负输入端通过反馈电阻R5连接输出端，而运算放大器U2的输出端通过电阻R6连接控制器U0的一个A/D采样端口。

其中，推挽电路通过光耦连接PWM驱动芯片的输入端。

其中，推挽电路包括基极均连接控制器U0的控制端的P型三极管G2和N型三极管G3，三极管G3的集电极接+5V电源，三极管G3的发射极与三极管G2的发射极相连并连接光耦的输入端，而三极管G2的集电极接地。

其中，晶体管G1的漏极通过连接共模电感L1后耦接直流电源DC的正极、而源极通过电感L2、二极管D2耦接负载R0。

其中，晶体管G1的漏极连接负载R0后耦接直流电源DC的正极、源极直接连接直流电源DC的负极。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型采用阻性负载，直接采样阻性负载上的输出电流，从而可以用简单的电阻方式实现恒流和恒功率，不需要分流器、霍尔传感器或互感器等电流采样元件。

2、本实用新型由控制器通过闭环控制环路根据恒流给定值/恒功率给定值和输出电流采样值/输出功率采样值之间的差值，实现可编程的斩波控制PWM驱动芯片输出PWM信号的占空比，从而实现恒流恒功率控制。

3、本实用新型电路结构简单，精确度较高且实现成本较低。

附图说明

图1是现有电子负载实现恒流或恒功率的电路示意图。