CN108063549A - 一种隔离控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隔离控制电路，包括控制信号模块，还包括开关控制模块、电阻和N级光耦控制模块，N为大于等于2的正整数；其中，控制信号模块用于输出控制信号，并连接开关控制模块，N级光耦控制模块依次串联连接，第一级光耦控制模块一端连接开关控制模块，第N级光耦控制模块通过电阻连接供电电压VCC。本发明实现对不共参考地的高压启动电路的关联控制，使得不共参考地模块中的高压启动电路工作时序保持一致，有效解决开关电源组成的串联***中因为高压启动电路工作时序不一致引起的输入不均压现象，该电路结构简单，容易控制，成本较低，可靠性高。

Description

一种隔离控制电路
技术领域
本发明涉及开关电源领域，特别涉及一种用于开关电源模块输入串联***实现不共参考地模块的隔离控制电路。
背景技术
一般的PV辅助电源或SVG辅助电源等高压输入的开关电源控制IC都需要设计高压启动电路，如图1所示。该高压启动电路的工作状态通过控制电路中开关管Q4的导通或截止来实现。开关管Q4的导通或截止通过控制信号对电阻R7、电容C1构成的延时电路充电或放电来实现。其中，可将图1的电路等效成图2的高压启动电路模块框图。
并将现有的高压启动电路应用到2个开关电源组成的输入串联***中，如图3所示，每个模块中的高压启动电路工作状态对输入均压效果影响较大，在工作时需要保证所有模块的高压启动电路同时开启或关断。理论上可以通过调节高压启动电路中的电阻R7、电容C1的参数来实现不同模块中的高压启动电路工作时序保持一致性，但是目前的电阻、电容精度不够理想，而且误差较大，该方案可靠性非常低。因此，有必要设计一种新的控制电路来实现在不共参考地的模块中高压启动电路的联锁控制，保证模块高压启动电路工作时序的一致性。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述技术问题，本发明提供一种隔离控制电路，以解决不共参考地的高压启动电路工作时序一致性的问题。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种隔离控制电路，包括控制信号模块，其特征在于：还包括开关控制模块、电阻和N级光耦控制模块，N为大于等于2的正整数；
其中，控制信号模块用于输出控制信号，并连接开关控制模块，N级光耦控制模块依次串联连接，第一级光耦控制模块一端连接开关控制模块，第N级光耦控制模块通过电阻连接供电电压VCC。
优选的，开关控制模块由N型开关管组成；开关管的栅极连接控制信号，开关管的漏极连接第一级光耦控制模块，开关管的源极连接地。
优选的，第一级光耦控制模块包括第一光耦和第一高压启动电路，第二级光耦控制模块包括第二光耦和第二高压启动电路，依此类推，第N级光耦控制模块包括第N光耦和第N高压启动电路；
第一光耦的发光二极管的阴极连接N型开关管的漏极，第一光耦的发光二极管的阳极连接第二光耦的发光二极管的阴极；第一光耦的三级管的集电极连接第一高压启动电路的控制端，第一光耦的三极管的发射极连接第一高压启动电路的负极；第一高压启动电路的正极连接第二高压启动电路的负极，并连接第一高压启动电路与第二高压启动电路之间的参考地，第一高压启动电路的负极连接地；
第二光耦的发光二极管的阳极连接下一级光耦的发光二极管的阴极，第二光耦的三极管的集电极连接第二高压启动电路的控制端，第二光耦的三极管的发射极连接第二高压启动电路的负极；第二高压启动电路的正极连接下一级高压启动电路的负极，并连接第二高压启动电路与下一级高压启动电路之间的参考地；
依次类推，第N光耦的发光二极管的阴极连接第N-1光耦的发光二极管的阳极，第N光耦的发光二极管的阳极通过电阻连接供电电压VCC，第N光耦的三极管的集电极连接第N高压启动电路的控制端，第N光耦的三极管的发射极连接第N高压启动电路的负极；第N高压启动电路的正极连接***正输入电压,第N高压启动电路的负极连接第N-1高压启动电路的正极，并连接第N高压启动电路与第N-1高压启动电路之间的参考地。
优选的，控制信号模块为方波周期信号。
优选的，N型开关管等效替换为N型三极管。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本方案解决不共参考地的高压启动电路工作时序一致性的问题；
2)本发明电路简单，成本低，可靠性高，易于设计。
附图说明
图1为高压启动电路原理图；
图2为高压启动电路模块框图；
图3为开关电源模块组成的输入串联***；
图4为本发明实施例一的电路原理图；
图5为本发明实施例二的电路原理图；
图6为现有高压启动电路中的电阻R7，电容C1相同参数时高压启动电路的时序图；
图7为使用该隔离控制电路时高压启动电路的时序图。
具体实施方式
本发明的发明构思为：当电源***上电或断电后，通过控制信号模块控制电路中开关管的开启或关断，控制电路中依次串联的光耦控制模块中的光耦的发光二极管的导通或截止，从而控制光耦次级的导通或截止。通过光耦的隔离特性来控制不共参考地模块的工作时序的一致性。需要说明的是，本发明可适用于多个开关电源组成的输入串联***，用于N级高压启动电路的时序控制，N为大于等于2的正整数，以下结合附图及实施例，对本发明进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
第一实施例
当本实施例应用于N个开关电源组成的输入串联***中时，电路包括控制信号模块、开关控制模块、电阻和N级光耦隔离模块，N为大于等于2的正整数，其中，控制信号模块用于输出控制信号，并连接开关控制模块，N级光耦控制模块依次串联连接，第一级光耦控制模块一端与连接开关控制模块，第N级光耦控制模块通过电阻连接供电电压VCC。
当N为2时，本实施例适用于2个开关电源组成的输入串联***。
如图4为本发明第一实施例原理图，其中，开关控制模块包括开关管Q1；第一光耦控制模块包括光耦OP1和第一高压启动电路；第二光耦控制模块包括光耦OP2和第二高压启动电路；还包括电阻R1。
电路连接关系为：电阻R1一端与***供电电压VCC正极连接，电阻R1另一端与光耦OP2的发光二极管的阳极连接，光耦OP2的发光二极管阴极与光耦OP1的发光二极管的阳极连接，光耦OP2的三极管的集电极与第二高压启动电路的控制端连接，光耦OP2的三极管的发射极与第二高压启动电路的负极连接。光耦OP1的发光二极管的阴极与开关管Q1的漏极连接，光耦OP1的三极管的集电极与第一高压启动电路的控制端连接，光耦OP1的三极管的发射极与第一高压启动电路模块的负极连接；第二高压启动电路模块的正极与***正输入电压连接，第二高压启动电路模块的负极与第一高压启动电路的正极连接，并连接第一高压启动电路与第二高压启动电路之间的参考地。第一高压启动电路的控制端与光耦OP1的三极管的集电极连接，第一高压启动电路的负极连接地。开关管Q1的栅极与控制信号模块连接，开关管Q1的源极与地连接。
本实施例的工作原理为：
***上电时，控制信号模块输出为低电平信号，开关管Q1截止，此时光耦OP1的发光二极管、光耦OP2的发光二极管无电流流过。两个高压启动电路的控制端都是高电平状态，此时，两个高压启动电路同时开启。待***启动结束后，控制信号模块输出高电平，开关管Q1导通，使得光耦OP1、光耦OP2的原边发光二极管有电流流过，且因为串联关系，光耦OP1的发光二极管和光耦OP2的发光二极管上的电流完全一样。因此光耦OP1次级的三级管和光耦OP2次级的三极管也同时开启，将两个高压启动电路的控制端同时拉低，两个高压启动电路同时关闭。在整个工作过程中，两个不共参考地的高压启动电路同时开启，同时关闭，避免了因为高压启动电路工作时序不一致导致的串联***不均压现象。而且该电路的工作状态只与控制信号模块输出的信号有关。与***中的其它模块无关，具有较高的独立性和可靠性。
图6为现有技术控制高压启动电路内部电阻R7和电容C1具有相同参数的条件下，第一高压启动电路和第二高压启动电路的时序图，图7为采用本实施例后两高压启动电路模块的时序图。由图中可知，本实施例有效实现在***启动时两个高压启动电路具有相同的时序，这样能够确保***正常稳定的启动工作。
第二实施例
如图4所示，为第二实施例的工作原理图，与第一实施例不同的是：将N型开关管等效替换为N型三极管，调整后电路同样可实现同等功效。其他不在累述。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种隔离控制电路，包括控制信号模块，其特征在于：还包括开关控制模块、电阻和N级光耦控制模块，N为大于等于2的正整数；
其中，控制信号模块用于输出控制信号，并连接开关控制模块，N级光耦控制模块依次串联连接，第一级光耦控制模块一端连接开关控制模块，第N级光耦控制模块通过电阻连接供电电压VCC。
2.根据权利要求1所述的隔离控制电路，其特征在于：开关控制模块由N型开关管组成；开关管的栅极连接控制信号，开关管的漏极连接第一级光耦控制模块，开关管的源极连接地。
3.根据权利要求2所述的隔离控制电路，其特征在于：第一级光耦控制模块包括第一光耦和第一高压启动电路，第二级光耦控制模块包括第二光耦和第二高压启动电路，依此类推，第N级光耦控制模块包括第N光耦和第N高压启动电路；
第一光耦的发光二极管的阴极连接N型开关管的漏极，第一光耦的发光二极管的阳极连接第二光耦的发光二极管的阴极；第一光耦的三级管的集电极连接第一高压启动电路的控制端，第一光耦的三极管的发射极连接第一高压启动电路的负极；第一高压启动电路的正极连接第二高压启动电路的负极，并连接第一高压启动电路与第二高压启动电路之间的参考地，第一高压启动电路的负极连接地；
第二光耦的发光二极管的阳极连接下一级光耦的发光二极管的阴极，第二光耦的三极管的集电极连接第二高压启动电路的控制端，第二光耦的三极管的发射极连接第二高压启动电路的负极；第二高压启动电路的正极连接下一级高压启动电路的负极，并连接第二高压启动电路与下一级高压启动电路之间的参考地；
依次类推，第N光耦的发光二极管的阴极连接第N-1光耦的发光二极管的阳极，第N光耦的发光二极管的阳极通过电阻连接供电电压VCC，第N光耦的三极管的集电极连接第N高压启动电路的控制端，第N光耦的三极管的发射极连接第N高压启动电路的负极；第N高压启动电路的正极连接***正输入电压,第N高压启动电路的负极连接第N-1高压启动电路的正极，并连接第N高压启动电路与第N-1高压启动电路之间的参考地。
4.根据权利要求1所述的隔离控制电路，其特征在于：控制信号模块为方波周期信号。
5.根据权利要求2所述的隔离控制电路，其特征在于：N型开关管等效替换为N型三极管。
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