專(zhuān)利名稱(chēng)：開(kāi)關(guān)型電源變換器限流狀態(tài)輸出電壓低頻紋波抑制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)型電源變換器限流狀態(tài)輸出電壓低頻紋波抑制電路。
技術(shù)背景交流輸入直流輸出開(kāi)關(guān)型電源變換器前級(jí)無(wú)論是采用直接整流濾波還是功率因數(shù)矯正PFC整流，輸出的直流電壓里面都會(huì)包含100HZ的低頻紋 波電壓，如圖1所示，這種紋波電壓經(jīng)過(guò)DC/DC變換后一定會(huì)出現(xiàn)在輸出 電壓紋波之中，無(wú)論直流-直流(DC/DC)變換采用單環(huán)還是雙環(huán)比例積分 調(diào)節(jié)器PI調(diào)節(jié)，給定量是電流量還是電壓量。這是因?yàn)閷?duì)于正弦波信號(hào)， 比例積分調(diào)節(jié)器PI不可能做到無(wú)靜差調(diào)節(jié)。對(duì)于電壓環(huán)，無(wú)論采用單環(huán)還是雙環(huán)控制，反饋量都包含了輸出電壓， 這種情況下對(duì)輸出電壓紋波中的低頻分量都可以起到很好的抑制效果，也就 是低頻靜態(tài)誤差能滿足設(shè)計(jì)要求。但是對(duì)于限流環(huán)，目前通用的控制方法都是采用單環(huán)控制，不引入電壓 反饋量，這樣輸出電壓將成為不控量，而是通過(guò)抑制輸出電流中的低頻紋波 來(lái)間接抑制輸出電壓中的低頻紋波，如圖l所示。即使輸出電流中的低頻紋 波已經(jīng)抑制到很小，在電壓紋波中會(huì)可能被放大，無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求；同時(shí) 一般情況下輸出電流采樣都采用分流器采樣，輸出信號(hào)量為幾十毫伏級(jí)，然 后經(jīng)過(guò)放大電路放大處理，作為反饋量，使得這種低頻小信號(hào)處理過(guò)程中衰 減，使得抑制效果不理想。目前現(xiàn)有技術(shù)的方法是增大直流側(cè)電容或者采樣后面的輸出電容，以抑 制輸出低頻電壓紋波，增加了成本，且不利于電源的小型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種開(kāi)關(guān)型電源變換器限流狀態(tài)輸出 電壓低頻紋波抑制電路，其能有效地抑制輸出電壓紋波，同時(shí)有利于電源的 小型化，降低了成本。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種開(kāi)關(guān)型電源變換器限流狀態(tài)輸 出電壓低頻紋波抑制電路，該電路包含電源變換電路的輸出電壓反饋電路。所述電源變換器包含直流-直流變換電路，所述輸出電壓反饋電路包括 一個(gè)電壓檢測(cè)單元， 一個(gè)電流檢測(cè)單元， 一個(gè)第一比例積分調(diào)節(jié)器和一個(gè)第二比例積分調(diào)節(jié)器；所迷電流檢測(cè)單元用于對(duì)電源變換器輸出電流中的低頻 紋波進(jìn)行濾除或抑制，其輸出和給定電流信號(hào)分別接入所述第 一比例積分調(diào) 節(jié)器的兩個(gè)輸入端，所述電壓檢測(cè)單元對(duì)電源變換器輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)，保 留其中的低頻交流成分，其輸出與所述第 一 比例積分調(diào)節(jié)器輸出的直流電平 分別接入第二比例積分調(diào)節(jié)器的兩個(gè)輸入端，第二比例積分調(diào)節(jié)器的輸出用 于直接控制直流-直流變換電路的輸出電壓。所述第一比例積分調(diào)節(jié)器包括阻抗器Zl、阻抗器Z2、阻抗器Z3和運(yùn) 算放大器A,所述電流檢測(cè)單元的輸出經(jīng)阻抗器Zl輸入到運(yùn)算放大器A， 所述給定電流信號(hào)經(jīng)阻抗器Z2輸入到運(yùn)算放大器A，阻抗器Z3跨接運(yùn)算 放大器A的輸出端和所述兩個(gè)輸入端中的任一個(gè)。所述第二比例積分調(diào)節(jié)器包括阻抗器Z4、阻抗器Z5、阻抗器Z6和運(yùn) 算放大器B，所述電壓檢測(cè)單元的輸出經(jīng)阻抗器Z5輸入到運(yùn)算放大器B, 運(yùn)算放大器A的輸出經(jīng)阻抗器Z4輸入到運(yùn)算放大器B，阻抗器Z6跨接在 運(yùn)算放大器B的輸出端和所述兩個(gè)輸入端中的任一個(gè)。所述電流檢測(cè)單元是電流采樣放大單元，所述電壓檢測(cè)單元是電壓采樣 單元。所述阻抗器為單個(gè)電容或多個(gè)電容或多個(gè)器件和單個(gè)電阻的組合或單 個(gè)器件和多個(gè)電阻的組合。所述開(kāi)關(guān)型電源變換器是交流輸入直流輸出的電源變換器。
采用本發(fā)明所述的電路，對(duì)限流狀態(tài)輸出電壓低頻紋波進(jìn)行了有效的抑 制，并且由于不再采用現(xiàn)有技術(shù)中增大直流側(cè)電容或者采樣后面的輸出電容 的方法，本發(fā)明有利于電源的小型化，降低了成本。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中常用的限流控制方案原理圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的電路結(jié)合DC/DC變換器的原理圖。 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的電路工作時(shí)各點(diǎn)電壓波形圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖2是本發(fā)明實(shí)施例一結(jié)合DC/DC變換器的原理圖。如圖2所示，本 實(shí)施例提出的輸出低頻紋波抑制電路是由兩個(gè)運(yùn)算放大器A、 B，六個(gè)阻抗 器Z1、 Z2、 Z3、 Z4、 Z5、 Z6， 一個(gè)電壓采樣電路以及一個(gè)電流采^=羊放大電 路組成。號(hào)給定Iref通過(guò)阻抗器Z2接入運(yùn)算放大器A的輸入端，阻抗器Z3跨接在 運(yùn)算放大器A的阻抗器Zl輸入端和運(yùn)算放大器A的輸出端；運(yùn)算放大器A 的輸出端通過(guò)阻抗器Z4接入運(yùn)算放大器B的輸入端，電壓采樣電路輸出的 電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)阻抗器Z5接入運(yùn)算放大器B的輸入端，阻抗器Z6跨接在運(yùn) 算放大器B的阻抗器Z5輸入端和運(yùn)算放大器的輸出端。圖3為本發(fā)明穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的各點(diǎn)波形，電流采樣放大電路將輸出電流中 的低頻紋波濾除，或者抑制到很小，即/ = I。ut + Iasincrt + ^ , Ia的值為零或 者很小，輸出電流信號(hào)和電流給定作比較后經(jīng)由Z1、 Z2、 Z3和運(yùn)算放大器 A組成的第一比例積分調(diào)節(jié)器PI調(diào)節(jié)后輸出直流電壓VI,其中不含低頻交 流信號(hào)；在電壓采樣電路，其輸出的電壓信號(hào)中的低頻交流成分應(yīng)該被保留，反饋電壓信號(hào)V = V。ut + Vbsincrt + y2,其中的交流信號(hào)Vbsin放+ y2被充分保 留，和V1作比較后經(jīng)由Z4、 Z5、 Z6和運(yùn)算放大器B組成的第二比例積分
調(diào)節(jié)器PI調(diào)節(jié)輸出電壓V2 + vsincrt + y3,該電平用來(lái)直接控制DC/DC變換 的輸出電壓，將輸出的交流電壓紋波抑制到很小，直至滿足設(shè)計(jì)要求。本實(shí)施例所迷的一種開(kāi)關(guān)型電源變換器限流狀態(tài)輸出電壓低頻紋波抑 制電路，所述阻抗器為單個(gè)或多個(gè)電容或多個(gè)器件和單個(gè)或多個(gè)電阻的任意 組合，跨接的阻抗器可根據(jù)設(shè)計(jì)需要選擇運(yùn)算放大器的輸入端和輸出端進(jìn)行 跨接。本發(fā)明中，每個(gè)比例積分調(diào)節(jié)器都可以有兩種不同的跨接方式。在第一 比例積分調(diào)節(jié)器中，阻抗器Z3—端跨接到運(yùn)放A的輸出端，另外一端可以 根據(jù)需要選擇A的不同輸入端，跨接在阻抗器Zl輸入端或阻抗器Z2輸入 端。在第二比例積分調(diào)節(jié)器中，阻抗器Z6 —端跨接到運(yùn)放器B的輸出端，另 外一端可以根據(jù)需要選擇運(yùn)放器B的不同輸出端進(jìn)行跨接，跨接在阻抗器 Z4輸入端或阻抗器Z5輸入端。由此，在圖2的基礎(chǔ)上，還可以組合得到另 外3種不同的連接方式。
權(quán)利要求
1. 一種開(kāi)關(guān)型電源變換器限流狀態(tài)輸出電壓低頻紋波抑制電路，其特征在于，該電路包含電源變換電路的輸出電壓反饋電路。
2、 如權(quán)利要求1所迷的一種開(kāi)關(guān)型電源變換器限流狀態(tài)輸出電壓低頻 紋波抑制電路，其特征在于，所述電源變換器包含直流-直流變換電路，所 迷輸出電壓反饋電路包括一個(gè)電壓檢測(cè)單元， 一個(gè)電流檢測(cè)單元， 一個(gè)第一 比例積分調(diào)節(jié)器和一個(gè)第二比例積分調(diào)節(jié)器；所述電流4企測(cè)單元用于對(duì)電源 變換器輸出電流中的低頻紋波進(jìn)行濾除或抑制，其輸出和給定電流信號(hào)分別 接入所述第一比例積分調(diào)節(jié)器的兩個(gè)輸入端，所述電壓檢測(cè)單元對(duì)電源變換 器輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)，保留其中的低頻交流成分，其輸出與所述第一比例積 分調(diào)節(jié)器輸出的直流電平分別接入第二比例積分調(diào)節(jié)器的兩個(gè)輸入端，第二 比例積分調(diào)節(jié)器的輸出用于直接控制直流-直流變換電路的輸出電壓。
3、 如權(quán)利要求2所述的一種開(kāi)關(guān)型電源變換器限流狀態(tài)輸出電壓低頻 紋波抑制電路，其特征在于，所述第一比例積分調(diào)節(jié)器包括阻抗器Zl、阻 抗器Z2、阻抗器Z3和運(yùn)算放大器A,所述電流檢測(cè)單元的輸出經(jīng)阻抗器 Zl輸入到運(yùn)算放大器A，所述給定電流信號(hào)經(jīng)阻抗器Z2輸入到運(yùn)算放大器 A，阻抗器Z3跨接運(yùn)算放大器A的輸出端和所述兩個(gè)輸入端中的任一個(gè)。
4、 如權(quán)利要求2所述的一種開(kāi)關(guān)型電源變換器限流狀態(tài)輸出電壓低頻 紋波抑制電路，其特征在于，所述第二比例積分調(diào)節(jié)器包括阻抗器Z4、阻 抗器Z5、阻抗器Z6和運(yùn)算放大器B，所述電壓檢測(cè)單元的輸出經(jīng)阻抗器 Z5輸入到運(yùn)算放大器B，運(yùn)算放大器A的輸出經(jīng)阻抗器Z4輸入到運(yùn)算放大 個(gè)。 R 、' R 、， 、' 、
5、 如權(quán)利要求2所述的一種開(kāi)關(guān)型電源變換器限流狀態(tài)輸出電壓低頻 紋波抑制電路，其特征在于，所述電流檢測(cè)單元是電流采樣放大單元，所述 電壓檢測(cè)單元是電壓采樣單元。
6、 如權(quán)利要求3至5任一所述的一種開(kāi)關(guān)型電源變換器限流狀態(tài)輸出電壓低頻紋波抑制電路，其特征在于，所述阻抗器為單個(gè)電容或多個(gè)電容或 多個(gè)器件和單個(gè)電阻的組合或單個(gè)器件和多個(gè)電阻的組合。
7、如權(quán)利要求1至5任一所述的一種開(kāi)關(guān)型電源變換器限流狀態(tài)輸出 電壓低頻紋波抑制電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)型電源變換器是交流輸入直 流輸出的電源變換器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種開(kāi)關(guān)型電源變換器限流狀態(tài)輸出電壓低頻紋波抑制電路，該電路包含電源變換電路的輸出電壓反饋電路，其能有效地抑制輸出電壓紋波，同時(shí)有利于電源的小型化，降低了成本。
文檔編號(hào)H02M1/14GK101212172SQ20061016178
公開(kāi)日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月25日
發(fā)明者吳永釗, 前 張, 鮑勝華 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司