專利名稱：高頻諧振電流的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高頻諧振電流的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，尤其是檢測(cè)高頻的串聯(lián)諧振電流的過(guò)零點(diǎn)，給開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)提供觸發(fā)信號(hào)。
背景技術(shù)：
開(kāi)關(guān)電源技術(shù)逐漸向高頻化、小型化、輕量化等方向發(fā)展，開(kāi)關(guān)器件的頻率越來(lái)越高，同時(shí)開(kāi)關(guān)損耗也隨之增加，電能效率嚴(yán)重下降，電磁干擾也增大了，所以簡(jiǎn)單的提高開(kāi)關(guān)頻率是不行的。近年來(lái)，基于串聯(lián)諧振技術(shù)的開(kāi)關(guān)電源采用移相控制。但是移相技術(shù)限制太多。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010291111.4的專利， 專利名稱為采用高頻多電平逆變器的串聯(lián)諧振高壓電源，該專利包括多電平逆變器，串聯(lián)諧振電路，變壓器，整流器構(gòu)成，在串聯(lián)諧振過(guò)零點(diǎn)時(shí)改變多電平逆變器的控制狀態(tài)。串聯(lián)諧振的頻率一般在IOOk以上，通過(guò)采樣諧振電流得到過(guò)零點(diǎn)，需要的采樣率至少I(mǎi)M以上，保持較高的分辨率，采樣率更高，給采樣帶來(lái)了極大的難度。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種高頻諧振電流的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，采用電流互感器采樣高頻諧振電流信號(hào)，模擬電路對(duì)高頻電流信號(hào)進(jìn)行處理，變換為方波信號(hào)，經(jīng)光耦隔離后直接輸入到控制器，功率電路、過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路、控制器彼此隔離，互不影響。本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種高頻諧振電流的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，包括電流檢測(cè)電路、電壓放大跟隨電路、 相位前移電路、零點(diǎn)比較電路、光耦隔離電路，且上述五個(gè)電路依次順序連接。所述的電流檢測(cè)電路，電流互感器感應(yīng)高頻諧振電流，并聯(lián)接入第一電阻，將輸出側(cè)的感應(yīng)電流變換為變壓，電流互感器負(fù)相接模擬地。所述的電壓放大跟隨電路包括運(yùn)算放大器、第二電阻和第三電阻，其中運(yùn)算放大器正相接地，輸入接第二電阻與負(fù)相相連，負(fù)相與輸出之間接第三電阻，第二電阻與第三電阻的比值為信號(hào)放大倍數(shù)，電流互感器為無(wú)源器件，輸入帶載能力弱，運(yùn)算放大器為有源器件，對(duì)電流互感器輸出的電壓信號(hào)放大，且增加信號(hào)的輸出能力，同時(shí)對(duì)其反向變換。所述的相位前移電路包括運(yùn)算放大器、第四電阻、第五電阻、第六電阻和第一電容，其中輸入接到運(yùn)算放大器正相，負(fù)相經(jīng)第五電阻、第四電阻和第一電容串聯(lián)接地，第四電阻與第五電阻接點(diǎn)經(jīng)第六電阻與輸出側(cè)相連，第六電阻為可調(diào)電阻，可通過(guò)調(diào)節(jié)第六電阻調(diào)節(jié)相位前移的時(shí)間，第六電阻越大，相位向前偏移的量越多，反之，偏移的量越少。該調(diào)節(jié)時(shí)間由控制器、驅(qū)動(dòng)電路與開(kāi)關(guān)器件的延遲時(shí)間決定，以保證在諧振電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)開(kāi)關(guān)器件進(jìn)行狀態(tài)改變，控制器的延遲很小，可忽略不計(jì)。所述的零點(diǎn)比較電路包括比較器和第七電阻，輸入經(jīng)第七電阻接到比較器的正相，負(fù)相接地，輸入信號(hào)與零電壓比較，將諧振電流信號(hào)由正弦波變?yōu)榉讲?。所述的光耦隔離電路包括光耦合器、第八電阻和第九電阻，其中輸入經(jīng)第八電阻與光耦合器發(fā)光側(cè)相連，第八電阻限定輸入電流，保護(hù)光耦合器發(fā)光二極管；第九電阻為上拉電阻，一側(cè)接光耦合器輸出，另一側(cè)接電源，該電源電壓幅值與控制器的處理電平相同，且為數(shù)字地。光耦隔離電路用作將過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路與控制器隔離，同時(shí)將電流方波信號(hào)的電壓幅值變換與控制器的處理電平一致，可將信號(hào)直接輸入到控制器，作為觸發(fā)信號(hào)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果第一、用模擬電路處理高頻諧振電流，電路簡(jiǎn)單，且易于實(shí)現(xiàn)；第二、考慮到延遲，具有前移電路可對(duì)相位進(jìn)行補(bǔ)償；第三、 與功率電路、控制器互相隔離，使之互相沒(méi)有影響；第四、電流方波信號(hào)可直接輸入到控制器，作為觸發(fā)信號(hào)。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例，高頻諧振電流的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。因此，應(yīng)當(dāng)明白，所附的權(quán)利要求意欲涵蓋落入本實(shí)用新型的真實(shí)精神的所有這些修改和改變。如圖所示，本實(shí)施例包括電流檢測(cè)電路I、電壓放大跟隨電路2、相位前移電路3、 零點(diǎn)比較電路4、光耦隔離電路5。所述的電流檢測(cè)電路，電流互感器CT并聯(lián)感應(yīng)一次側(cè)電流I，接入第一電阻R1將感應(yīng)電流變換為電壓，電流互感器CT 二次電感量為IOOmH, —次峰值電流為35A，第一電阻 R1為200 Ω，輸出電壓峰值為2V。所述的電壓放大跟隨電路，運(yùn)算放大器OPAl正相接地，輸入與負(fù)相間接第二電阻 R2,負(fù)相與輸出間接第三電阻R3，第二電阻R2與第三電阻R3的比值為信號(hào)放大倍數(shù)，在放大信號(hào)的同時(shí)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行反向處理。第二電阻民為4700，第三電阻&為1ΚΩ，運(yùn)算放大器 OPAl 采用 0PA2604。所述的相位前移電路，輸入接到運(yùn)算放大器0PA2的正相，負(fù)相經(jīng)第五電阻R5、第四電阻R4和第一電容C1串聯(lián)接地，第四電阻R4與第五電阻R5接點(diǎn)經(jīng)第六電阻&接到輸出側(cè)， 第六電阻&為可調(diào)電阻，可通過(guò)調(diào)節(jié)第六電阻&調(diào)節(jié)相位前移的時(shí)間,R6越大，相位向前偏移的量越多，反之，偏移的量越少。運(yùn)算放大器0PA2采用0PA2604，第四電阻&為470Ω， 第五電阻R5為470 Ω ,第六電阻R6為5K Ω ,第一電容C1為220pF。所述的零點(diǎn)比較電路，將前移的諧振電流信號(hào)經(jīng)第七電阻R7接到比較器COM的正相，反向接地，與零電壓比較，將諧振電流信號(hào)變?yōu)榉讲?。比較器COM采用TLV3501，第七電阻R7為47 Ω。所述的光耦隔離電路，輸入經(jīng)第八電阻R8與光耦合器OPT發(fā)光側(cè)相連，第八電阻 R8限定輸入電流，保護(hù)光稱合器OPT的發(fā)光二極管；第九電阻1 9為上拉電阻，一側(cè)接光I禹合器OPT輸出，另一側(cè)接電源V2，V2電壓幅值與控制器的處理電平相同，將諧振電流方波信號(hào)的電壓幅值變換與控制器的處理電平一致，信號(hào)Iin直接輸入到控制器，作為觸發(fā)信號(hào)。光耦合器OPT采用6N137，第八電阻&為470Ω，第九電阻&為300Ω。[0023]運(yùn)算放大器采用拆分電源供電，運(yùn)算放大器與比較器的供電電壓V1為5V，為模擬地，光耦合器的上拉電阻所接電壓V2為3. 3V，且為數(shù)字地，與所采用的控制器處理電平相同。
權(quán)利要求1.一種高頻諧振電流的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，其特征是，包括電流檢測(cè)電路、電壓放大跟隨電路、相位前移電路、零點(diǎn)比較電路、光耦隔離電路，且上述五個(gè)電路依次順序連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高頻諧振電流的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，其特征是，所述的電流檢測(cè)電路，電流互感器感應(yīng)高頻諧振電流，并聯(lián)接入第一電阻，將輸出側(cè)的感應(yīng)電流變換為變壓，電流互感器負(fù)相接模擬地。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高頻諧振電流的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，其特征是，所述的電壓放大跟隨電路包括運(yùn)算放大器、第二電阻和第三電阻，其中運(yùn)算放大器正相接地，輸入接第二電阻與負(fù)相相連，負(fù)相與輸出之間接第三電阻，第二電阻與第三電阻的比值為信號(hào)放大倍數(shù)，電流互感器為無(wú)源器件，輸入帶載能力弱，運(yùn)算放大器為有源器件，對(duì)電流互感器輸出的電壓信號(hào)放大，且增加信號(hào)的輸出能力，同時(shí)對(duì)其反向變換。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高頻諧振電流的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，其特征是，所述的相位前移電路包括運(yùn)算放大器、第四電阻、第五電阻、第六電阻和第一電容，其中輸入接到運(yùn)算放大器正相，負(fù)相經(jīng)第五電阻、第四電阻和第一電容串聯(lián)接地，第四電阻與第五電阻接點(diǎn)經(jīng)第六電阻與輸出側(cè)相連，第六電阻為可調(diào)電阻，可通過(guò)調(diào)節(jié)第六電阻調(diào)節(jié)相位前移的時(shí)間， 第六電阻越大，相位向前偏移的量越多，反之，偏移的量越少。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高頻諧振電流的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，其特征是，所述的零點(diǎn)比較電路包括比較器和第七電阻，輸入經(jīng)第七電阻接到比較器的正相，負(fù)相接模擬地，輸入信號(hào)與零電壓比較，將諧振電流信號(hào)由正弦波變?yōu)榉讲ā?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高頻諧振電流的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，其特征是，所述的光耦隔離電路包括光耦合器、第八電阻和第九電阻，其中輸入經(jīng)第八電阻與光耦合器發(fā)光側(cè)相連，第八電阻限定輸入電流，保護(hù)光耦合器發(fā)光二極管；第九電阻為上拉電阻，一側(cè)接光耦合器輸出，另一側(cè)接電源，該電源電壓幅值與控制器的處理電平相同，且為數(shù)字地，將過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路與控制器隔離，同時(shí)將電流方波信號(hào)的電壓幅值變換與控制器的處理電平一致，可將信號(hào)直接輸入到控制器，作為觸發(fā)信號(hào)。
專利摘要一種高頻諧振電流的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，包括電流檢測(cè)電路、電壓放大跟隨電路、相位前移電路、零點(diǎn)比較電路、光耦隔離電路，其中電流檢測(cè)電路感應(yīng)高頻諧振電流將之變換為電壓信號(hào)；電壓放大跟隨電路對(duì)信號(hào)放大，且增加信號(hào)的輸出能力，同時(shí)對(duì)其反向變換；相位前移電路補(bǔ)償各環(huán)節(jié)的延遲時(shí)間，以保證在諧振電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)開(kāi)關(guān)器件進(jìn)行狀態(tài)改變；零點(diǎn)比較電路將諧振電流信號(hào)由正弦波變?yōu)榉讲?；光耦隔離用作隔離，同時(shí)將信號(hào)的電壓幅值變換與控制器的電平一致。該電路簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，可直接輸入到控制器，作為觸發(fā)信號(hào)。
文檔編號(hào)G01R15/22GK202351312SQ20112032205
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者劉闖, 曹春蓉, 李明冉, 祝楊, 袁德超, 陸健英 申請(qǐng)人:劉闖