CN110729891A - 一种光开关的模拟控制电路 - Google Patents
一种光开关的模拟控制电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110729891A CN110729891A CN201911177934.1A CN201911177934A CN110729891A CN 110729891 A CN110729891 A CN 110729891A CN 201911177934 A CN201911177934 A CN 201911177934A CN 110729891 A CN110729891 A CN 110729891A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- voltage
- input
- optical switch
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/157—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种光开关的模拟控制电路，包括电压输入滤波电路、防电源接反电路、DC/DC降压稳压电路、DC/DC升压电路、信号输入电路、高速运算电路、信号放大电路和输出电路，电压输入滤波电路的输入端连接在防电源接反电路的输入端，防电源接反电路的输出端分别与DC/DC降压稳压电路、DC/DC升压电路的输入端相连接，DC/DC升压电路的输出端分别与信号放大电路和输出电路的输入端相连接。该发明电路采用模拟量控制，可随需要调节开关后端输出的光功率大小，从而能解决数字开关不能解决的光功率输出大小的调节问题；同时，该电路兼容现有数字开关所有功能，可用于数字控制，也可用于模拟控制。
Description
技术领域
本发明属于光开关技术领域，具体涉及一种光开关的模拟控制电路。
背景技术
随着光电子技术的发展，光通讯已经进驻到各行各业，在工业，家用等各个领域逐渐取代了传统的通讯模式。在通讯行业里，为了合理使用通讯资源，往往会在光回路里增加各类切换开关及控制开关，传统的做法是采用数字开关模式，即只能开通或者关断。不能满足一些特殊工况的要求。对此，有必要提出一种更加有效的电路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光开关的模拟控制电路，采用模拟量控制，可随需要调节开关后端输出的光功率大小，以便能解决数字开关不能解决的光功率输出大小的调节问题；同时，该电路兼容现有数字开关所有功能，可用于数字控制，也可用于模拟控制；产品结构简单，体积小，成本低。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
一种光开关的模拟控制电路，包括电压输入滤波电路、防电源接反电路、DC/DC降压稳压电路、DC/DC升压电路、信号输入电路、高速运算电路、信号放大电路和输出电路，电压输入滤波电路的输入端连接在防电源接反电路的输入端，防电源接反电路的输出端分别与DC/DC降压稳压电路、DC/DC升压电路的输入端相连接，DC/DC升压电路的输出端分别与信号放大电路和输出电路的输入端相连接；DC/DC降压稳压电路的输出端与高速运算电路的输入端相连接；信号输入电路的输出端与高速运算电路的输入端连接；高速运算电路的的输出端与信号放大电路的输入端相连接；信号放大电路的输出端和信号放大电路的输入端相连接。
进一步地，电压输入滤波电路的输入侧采用通用接口5.5-2.1MM接口，内部采用红宝石电容储能滤波。
进一步地，DC/DC降压稳压电路将12V稳压成5V电源，增加一个78M05，给芯片供电。
进一步地，DC/DC升压电路将12V通过BOOST升压电路，升压成为410V电压，供放大电路电源。
进一步地，高速运算电路采用高速运算放大器，根据需求计算放大比例，输出驱动后级放大三级管。
进一步地，信号放大电路采用用一组PNP、NPN高压三级管做放大管。
该发明的有益效果在于：该发明电路采用模拟量控制，可随需要调节开关后端输出的光功率大小，从而能解决数字开关不能解决的光功率输出大小的调节问题；同时，该电路兼容现有数字开关所有功能，可用于数字控制，也可用于模拟控制。
附图说明
图1是本发明实施例中所使用电路连接框图。
图2是本发明实施例中所使用电压输入滤波电路图。
图3是本发明实施例中所使用DC/DC降压稳压电路图。
图4是本发明实施例中所使用DC/DC升压电路图。
图5是本发明实施例中所使用高速运算电路图。
图6是本发明实施例中所使用信号放大电路图。
图7是本发明中所使用信号放大原理示意图。
图8是本发明中所使用信号输出电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例
如图1所示，本实施例中的一种光开关的模拟控制电路，包括电压输入滤波电路、防电源接反电路、DC/DC降压稳压电路、DC/DC升压电路、信号输入电路、高速运算电路、信号放大电路和输出电路，电压输入滤波电路的输入端连接在防电源接反电路的输入端，防电源接反电路的输出端分别与DC/DC降压稳压电路、DC/DC升压电路的输入端相连接，DC/DC升压电路的输出端分别与信号放大电路和输出电路的输入端相连接；DC/DC降压稳压电路的输出端与高速运算电路的输入端相连接；信号输入电路的输出端与高速运算电路的输入端连接；高速运算电路的的输出端与信号放大电路的输入端相连接；信号放大电路的输出端和信号放大电路的输入端相连接。
如图2所示，电压输入滤波电路的输入侧采用通用接口5.5-2.1MM接口，内部采用红宝石电容储能滤波。
如图3所示，DC/DC降压稳压电路将12V稳压成5V电源，增加一个78M05，给芯片供电。
如图4所示，DC/DC升压电路将12V通过BOOST升压电路，升压成为410V电压，供放大电路电源。
如图5所示，高速运算电路采用高速运算放大器，根据需求计算放大比例，输出驱动后级放大三级管。
如图6所示，信号放大电路采用用一组PNP、NPN高压三级管做放大管。
本实施例中的一种光开关的模拟控制电路，能用于控制光纤传输开关通断，可控制光纤传输开关通断大小，控制光传输功率；并采用DC/DC转换电路输出的直流电进行降压以给供电电路，用于DC/DC转换电路输出的直流电进行升压以给驱动供电电路；用于接入数字信号以控制光开关以数字量模式导通关断；用于接入模拟信号以控制光开关以数模拟模式导通关断；端口接入用于手动操作光开关通断；端口接入用于手动操连续控制开关输出大小。
该发明具体工作原理如下：如图7所示为常见的升压电源电路。设计电感工作在连续模式下，如果忽略电感、开关管和二极管的压降，12V输入410V输出的升压电源占空比D可由下面公式计算得到。
D＝(Vo-VI)/Vo＝(410-12)/410＝97.1％
这需要升压芯片的占空比能达到97.1％以上。同时，在连续电流模式下，控制环路会出现一个右半平面零点，它会增加幅度增益却减少了相位余量。占空比越大，右半平面零点的频率点越低。当占空比达到97.1％以上的时候，右半平面零点频率已经很低，如果进入环路带宽内，将造成环路不稳定。发生这种情况时，输出电压无论如何也升不到目标值。只有进一步减小带宽来解决这个问题，但这样会造成动态响应变差。从物理方面分析，当占空比很大的时候，开关管关断时间很短，导致电感内储存的能量无法在这么短的时间内完全传输到负载，所以输出电压会下降。可根据下面公式计算出要维持电感工作在连续模式的最小电感量，D＝97.1％。
当开关频率f为1.6MHz时，计算出当电感量L大于23.2uH，电感才能在输出电流Io为2mA的情况下工作在连续模式。通常23uH以上的电感体积是比较大的。
进一步减小电感量至每个开关周期内流过电感的电流能下降到零，这样电感就工作在断续模式。在同样的电压、功率和开关频率情况下，断续模式比连续模式的占空比更小，而且和负载电流大小有关。断续模式的占空比计算如公式。
由上式可以得出电感量L越小，占空比D越小。此外，断续模式下的电感电流峰值IPK由可由公式
由公式可以看出电感量L越小，峰值电流IPK越大，这就需要采用电流更大的芯片和电感。同时，更大的峰值电流也意味着更大的输出电压纹波。因此，设计断续模式电路时，需要权衡占空比、峰值电流和纹波，使用合适的芯片和电感进行设计。从芯片电压方面考虑，无论连续模式和断续模式，都需要电源芯片的输入工作电压能低至12V，输出电压要高于410V才能满足要求。目前12V输入升压变换器芯片的输出电压范围通常在70V以内。为了实现410V的输出，需要使用倍压电路。
倍压电路是利用变压器或者电荷泵将输出电压按整数倍升压。它可以在目前的升压芯片上实现更高的输出电压。在连续电流模式下，倍压电路也可以显著降低占空比，减少所需的电感量，使芯片和电感的选择范围更大。
电荷泵是利用电容的储能和二极管的单向导通特性将交流电压倍增至更高电压的电路。通过不同级数的电容和二极管组合可以将输入电压升高到电压峰值UI的2倍、3倍乃至更高倍数。这种电容型倍压电路的优势在于，无论最终升高到UI的几倍，输入电源上都不会出现过高的冲击电压，这样就能采用低压芯片设计出更高输出电压的电源，如图8所示。
本发明通过之前的方案比较，使用升压与电荷泵电路结合能实现12V输入、410V/2mA输出的升压电源设计，且能满足小体积、低纹波和低成本的要求。升压变换器芯片选择输出可达80V的芯片，再通过6级倍压电路就能实现480V的输出。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种光开关的模拟控制电路，其特征在于：包括电压输入滤波电路、防电源接反电路、DC/DC降压稳压电路、DC/DC升压电路、信号输入电路、高速运算电路、信号放大电路和输出电路，所述电压输入滤波电路的输入端连接在防电源接反电路的输入端，所述防电源接反电路的输出端分别与DC/DC降压稳压电路、DC/DC升压电路的输入端相连接，所述DC/DC升压电路的输出端分别与信号放大电路和输出电路的输入端相连接；所述DC/DC降压稳压电路的输出端与高速运算电路的输入端相连接；所述信号输入电路的输出端与高速运算电路的输入端连接；所述高速运算电路的的输出端与信号放大电路的输入端相连接；所述信号放大电路的输出端和信号放大电路的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的光开关的模拟控制电路，其特征在于：所述电压输入滤波电路的输入侧采用通用接口5.5-2.1MM接口，内部采用红宝石电容储能滤波。
3.根据权利要求1所述的光开关的模拟控制电路，其特征在于：所述DC/DC降压稳压电路将12V稳压成5V电源，增加一个78M05，给芯片供电。
4.根据权利要求1所述的光开关的模拟控制电路，其特征在于：所述DC/DC升压电路将12V通过BOOST升压电路，升压成为410V电压，供放大电路电源。
5.根据权利要求1所述的光开关的模拟控制电路，其特征在于：所述高速运算电路采用高速运算放大器，根据需求计算放大比例，输出驱动后级放大三级管。
6.根据权利要求1所述的光开关的模拟控制电路，其特征在于：所述信号放大电路采用用一组PNP、NPN高压三级管做放大管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911177934.1A CN110729891A (zh) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | 一种光开关的模拟控制电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911177934.1A CN110729891A (zh) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | 一种光开关的模拟控制电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110729891A true CN110729891A (zh) | 2020-01-24 |
Family
ID=69226163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911177934.1A Pending CN110729891A (zh) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | 一种光开关的模拟控制电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110729891A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006172806A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Koito Mfg Co Ltd | 車両用灯具の点灯制御回路 |
| CN101694968A (zh) * | 2009-05-14 | 2010-04-14 | 绿达光电股份有限公司 | 数字控制的切换式电源供应器 |
| US20140167648A1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-19 | Richtek Technology Corporation | Power converter circuit for low power illumination device, control circuit thereof and method thereof |
| CN108768174A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-06 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种模拟数字混合式多相交错并联功率变换器 |
| CN208094847U (zh) * | 2018-04-10 | 2018-11-13 | 浙江榆阳电子有限公司 | 一种高效低纹波调光led驱动电路 |
| CN109193901A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-01-11 | 广东电网有限责任公司 | 一种数据采集设备的电源*** |
-
2019
- 2019-11-27 CN CN201911177934.1A patent/CN110729891A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006172806A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Koito Mfg Co Ltd | 車両用灯具の点灯制御回路 |
| CN101694968A (zh) * | 2009-05-14 | 2010-04-14 | 绿达光电股份有限公司 | 数字控制的切换式电源供应器 |
| US20140167648A1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-19 | Richtek Technology Corporation | Power converter circuit for low power illumination device, control circuit thereof and method thereof |
| CN208094847U (zh) * | 2018-04-10 | 2018-11-13 | 浙江榆阳电子有限公司 | 一种高效低纹波调光led驱动电路 |
| CN108768174A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-06 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种模拟数字混合式多相交错并联功率变换器 |
| CN109193901A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-01-11 | 广东电网有限责任公司 | 一种数据采集设备的电源*** |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI645277B (zh) | 封包追蹤電源供應調控器 | |
| US8488340B2 (en) | Power converter with boost-buck-buck configuration utilizing an intermediate power regulating circuit | |
| CN107786088B (zh) | 电源电路、电源电路控制方法和存储介质 | |
| CN107147292B (zh) | 一种导通时间受控的降压变换器 | |
| CN102035366B (zh) | 一种供电装置 | |
| EP3595413B1 (en) | Constant current led power supply circuit with maximum output power limiting circuit | |
| TW201440399A (zh) | 具功因修正與低輸出漣波之單端控制整合性轉換器 | |
| CN204408206U (zh) | 一种开关电源的自供电电路 | |
| CN113746328A (zh) | 一种掉电保持电路及控制方法 | |
| CN101478237A (zh) | 优化dc/dc转换器稳定性的补偿方法 | |
| US20070262753A1 (en) | Switching power supply with output ripple suppression | |
| CN112383220B (zh) | 控制电路以及应用其的开关变换器 | |
| CN211701859U (zh) | 一种负电压输入负电压输出开关型降压变换电路 | |
| CN210693771U (zh) | 一种增压续流低压差Buck型开关电源装置 | |
| CN202565159U (zh) | 可灵活升压的pfc控制电路 | |
| CN209805684U (zh) | 一种自激驱动的电源电路 | |
| WO2023051520A1 (zh) | 开关电源的控制方法和开关电源 | |
| CN110729891A (zh) | 一种光开关的模拟控制电路 | |
| WO2019177685A1 (en) | Coupled-inductor cascaded buck convertor with fast transient response | |
| CN110299842B (zh) | 一种增压续流低压差Buck型开关电源装置 | |
| CN110719073B (zh) | 应用于射频功率放大器的混合包络调制方法及其电路 | |
| CN115833585A (zh) | 直流电压转换器 | |
| CN112054679B (zh) | 一种正负电压变换的直流电源及其控制方法 | |
| CN104253955A (zh) | 一种低功耗的恒流与稳压控制电路及电视机 | |
| CN115528916A (zh) | 一种四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200124 |