專利名稱：開關(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關(guān)型電源變換器前級無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包含100HZ的低頻紋 波電壓，如圖1所示，這種紋波電壓經(jīng)過DC/DC變換后一定會出現(xiàn)在輸出 電壓紋波之中，無論直流-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。這是因為對于正弦波信號， 比例積分調(diào)節(jié)器PI不可能做到無靜差調(diào)節(jié)。對于電壓環(huán)，無論采用單環(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)計要求。但是對于限流環(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，而是通過抑制輸出電流中的低頻紋波 來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，在電壓紋波中會可能被放大，無法滿足設(shè)計要求；同時 一般情況下輸出電流采樣都采用分流器采樣，輸出信號量為幾十毫伏級，然 后經(jīng)過放大電路放大處理，作為反饋量，使得這種低頻小信號處理過程中衰 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)問題是提供一種開關(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，同時有利于電源的 小型化，降低了成本。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種開關(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 一個電壓檢測單元， 一個電流檢測單元， 一個第一比例積分調(diào)節(jié)器和一個第二比例積分調(diào)節(jié)器；所迷電流檢測單元用于對電源變換器輸出電流中的低頻 紋波進行濾除或抑制，其輸出和給定電流信號分別接入所述第 一比例積分調(diào) 節(jié)器的兩個輸入端，所述電壓檢測單元對電源變換器輸出電壓進行檢測，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 算放大器A,所述電流檢測單元的輸出經(jīng)阻抗器Zl輸入到運算放大器A， 所述給定電流信號經(jīng)阻抗器Z2輸入到運算放大器A，阻抗器Z3跨接運算 放大器A的輸出端和所述兩個輸入端中的任一個。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 算放大器B，所述電壓檢測單元的輸出經(jīng)阻抗器Z5輸入到運算放大器B, 運算放大器A的輸出經(jīng)阻抗器Z4輸入到運算放大器B，阻抗器Z6跨接在 運算放大器B的輸出端和所述兩個輸入端中的任一個。所述電流檢測單元是電流采樣放大單元，所述電壓檢測單元是電壓采樣 單元。所述阻抗器為單個電容或多個電容或多個器件和單個電阻的組合或單 個器件和多個電阻的組合。所述開關(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，對限流狀態(tài)輸出電壓低頻紋波進行了有效的抑 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)明實施例的電路工作時各點電壓波形圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。圖2是本發(fā)明實施例一結(jié)合DC/DC變換器的原理圖。如圖2所示，本 實施例提出的輸出低頻紋波抑制電路是由兩個運算放大器A、 B，六個阻抗 器Z1、 Z2、 Z3、 Z4、 Z5、 Z6， 一個電壓采樣電路以及一個電流采^=羊放大電 路組成。號給定Iref通過阻抗器Z2接入運算放大器A的輸入端，阻抗器Z3跨接在 運算放大器A的阻抗器Zl輸入端和運算放大器A的輸出端；運算放大器A 的輸出端通過阻抗器Z4接入運算放大器B的輸入端，電壓采樣電路輸出的 電壓信號經(jīng)過阻抗器Z5接入運算放大器B的輸入端，阻抗器Z6跨接在運 算放大器B的阻抗器Z5輸入端和運算放大器的輸出端。圖3為本發(fā)明穩(wěn)態(tài)工作時的各點波形，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，輸出電流信號和電流給定作比較后經(jīng)由Z1、 Z2、 Z3和運算放大器 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；在電壓采樣電路，其輸出的電壓信號中的低頻交流成分應(yīng)該被保留，反饋電壓信號V = V。ut + Vbsincrt + y2,其中的交流信號Vbsin放+ y2被充分保 留，和V1作比較后經(jīng)由Z4、 Z5、 Z6和運算放大器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)計要求。本實施例所迷的一種開關(guān)型電源變換器限流狀態(tài)輸出電壓低頻紋波抑 制電路，所述阻抗器為單個或多個電容或多個器件和單個或多個電阻的任意 組合，跨接的阻抗器可根據(jù)設(shè)計需要選擇運算放大器的輸入端和輸出端進行 跨接。本發(fā)明中，每個比例積分調(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 —端跨接到運放器B的輸出端，另 外一端可以根據(jù)需要選擇運放器B的不同輸出端進行跨接，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電壓檢測單元， 一個電流檢測單元， 一個第一 比例積分調(diào)節(jié)器和一個第二比例積分調(diào)節(jié)器；所述電流4企測單元用于對電源 變換器輸出電流中的低頻紋波進行濾除或抑制，其輸出和給定電流信號分別 接入所述第一比例積分調(diào)節(jié)器的兩個輸入端，所述電壓檢測單元對電源變換 器輸出電壓進行檢測，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和運算放大器A,所述電流檢測單元的輸出經(jīng)阻抗器 Zl輸入到運算放大器A，所述給定電流信號經(jīng)阻抗器Z2輸入到運算放大器 A，阻抗器Z3跨接運算放大器A的輸出端和所述兩個輸入端中的任一個。
4、 如權(quán)利要求2所述的一種開關(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和運算放大器B，所述電壓檢測單元的輸出經(jīng)阻抗器 Z5輸入到運算放大器B，運算放大器A的輸出經(jīng)阻抗器Z4輸入到運算放大 個。 R 、' R 、， 、' 、
5、 如權(quán)利要求2所述的一種開關(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，所述電流檢測單元是電流采樣放大單元，所述 電壓檢測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，所述阻抗器為單個電容或多個電容或 多個器件和單個電阻的組合或單個器件和多個電阻的組合。
7、如權(quán)利要求1至5任一所述的一種開關(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，同時有利于電源的小型化，降低了成本。
文檔編號H02M1/14GK101212172SQ20061016178
公開日2008年7月2日 申請日期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 申請人:中興通訊股份有限公司