專利名稱：一種串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的電流閉環(huán)控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電流閉環(huán)控制電路，特別是一種串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的電流閉環(huán)控制電路。
背景技術(shù)：
近年來(lái)以串聯(lián)負(fù)載諧振變換器為主電路拓?fù)涞碾娫吹玫搅藦V泛應(yīng)用，串聯(lián)負(fù)載諧振變換器具有損耗小、體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)對(duì)電源輸出電流的恒流控制，需要合理調(diào)節(jié)變換器工作時(shí)的開(kāi)關(guān)頻率。目前常用的控制電路由比較器、RS觸發(fā)器、三極管，以及電容和電阻等組成，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，存在控制方式復(fù)雜，可靠性低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的電流閉環(huán)控制電路，解決串聯(lián)負(fù)載諧振變換器控制電路復(fù)雜的問(wèn)題。一種串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的電流閉環(huán)控制電路，包括:電阻R9、電阻R1(l、電阻Rn、電容c3、電容C4,還包括:電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8,電容C1、電容C2，運(yùn)算放大器U1、控制芯片U2、光電耦合器B1、三極管T1，控制芯片U2共有16個(gè)引腳。電流米樣信號(hào)端Vf與電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端同時(shí)與電容C1 一端、電阻R2 —端及運(yùn)算放大器U1的反相輸入端連接，電流給定信號(hào)端\與運(yùn)算放大器U1的同相輸入端連接，運(yùn)算放大器U1的輸出端與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端與三極管T1的基極連接，電阻R2的另一端與電容C2的一端連接，電容C2的另一端同時(shí)與電容C1 一端、電阻& 一端及三極管T1的發(fā)射極連接，電阻R5的另一端同時(shí)與電阻R6—端及+12V信號(hào)地連接，電阻R6的另一端同時(shí)與三極管T1的集電極及光電耦合器B1的陰極連接，光電耦合器B1的陽(yáng)極與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端與12V輔助電源連接，光電耦合器B1的集電極與15V輔助電源連接，光電耦合器B1的發(fā)射極與電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端同時(shí)與電阻R8 —端及控制芯片U2的引腳2連接，電阻R8的另一端與+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳3和引腳4短接，控制芯片U2的引腳5與+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳6與電阻R9的一端連接，控制芯片U2的引腳7與電阻Rltl的一端連接，控制芯片U2的引腳8與電容C3的一端連接，電容C3的另一端同時(shí)與電阻R9 —端、電阻Rltl另一端及+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳9同時(shí)與電阻R11的一端及電容C4的一端連接，電阻R11的另一端與控制芯片U2的引腳I連接，電容C4的另一端與+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳13與15V輔助電源連接，控制芯片U2的引腳12與+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳10與+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳16同時(shí)與電容C4 一端、電阻R12—端連接，電容C4的另一端與+15V信號(hào)地連接。上述所有元器件之間均通過(guò)印制導(dǎo)線連接。串聯(lián)負(fù)載諧振變換器經(jīng)整流濾波后輸出的電流經(jīng)采樣后得到電流反饋信號(hào)Vf，反饋信號(hào)Vf與給定信號(hào)\比較，由運(yùn)算放大器U1'電阻R1、電阻R2、電容C1、電容C2構(gòu)成的PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)其差值，通過(guò)該P(yáng)I調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)三極管T1集電極電流，進(jìn)而調(diào)節(jié)流過(guò)光電耦合器B1的發(fā)光二極管電流，光電耦合器B1的光敏三極管的集電極和發(fā)射極之間的電壓與流過(guò)發(fā)光二極管電流呈反比關(guān)系，通過(guò)光電耦合器實(shí)現(xiàn)隔離功能，電阻R7和電阻R8對(duì)光電耦合器B1的發(fā)射極電壓進(jìn)行分壓，電阻R8兩端電壓送入控制芯片的U2的引腳2，控制芯片U2的引腳11、引腳14輸出控制信號(hào)的頻率與控制芯片U2的引腳2的電壓值呈正比關(guān)系，其頻率變化范圍由電阻R9、電阻Rltl及電容C4決定，輸出脈沖寬度由電阻R12和電容C7確定。串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的輸出電流大小與其變換器工作的開(kāi)關(guān)頻率成正比關(guān)系，即與控制芯片U2的引腳11、引腳14輸出控制信號(hào)的頻率成正比關(guān)系，當(dāng)受外部影響變換器的輸出電流減小，控制芯片U2的引腳11、引腳14輸出的控制信號(hào)的頻率就會(huì)增大，串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的輸出電流就會(huì)增大，直至增大到輸出電流的設(shè)定值，維持輸出電流恒定。同理，當(dāng)受外部影響變換器的輸出電流增大，控制芯片U2的引腳11、引腳14輸出的控制信號(hào)的頻率就會(huì)減小，串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的輸出電流就會(huì)減小，直至減小到輸出電流的設(shè)定值，維持輸出電流恒定。本控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用此項(xiàng)技術(shù)后，可以實(shí)現(xiàn)串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的電流閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的恒流輸出功能。


圖1 一種串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的電流閉環(huán)控制電路的原理圖。
具體實(shí)施例方式一種串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的電流閉環(huán)控制電路，包括:電阻R9、電阻R1(l、電阻Rn、電容c3、電容C4,還包括:電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8,電容C1、電容C2，運(yùn)算放大器U1、控制芯片U2、光電耦合器B1、三極管T1，控制芯片U2共有16個(gè)引腳。電流米樣信號(hào)端Vf與電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端同時(shí)與電容C1 一端、電阻R2 —端及運(yùn)算放大器U1的反相輸入端連接，電流給定信號(hào)端\與運(yùn)算放大器U1的同相輸入端連接，運(yùn)算放大器U1的輸出端與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端與三極管T1的基極連接，電阻R2的另一端與電容C2的一端連接，電容C2的另一端同時(shí)與電容C1 一端、電阻& 一端及三極管T1的發(fā)射極連接，電阻R5的另一端同時(shí)與電阻R6—端及+12V信號(hào)地連接，電阻R6的另一端同時(shí)與三極管T1的集電極及光電耦合器B1的陰極連接，光電耦合器B1的陽(yáng)極與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端與12V輔助電源連接，光電耦合器B1的集電極與15V輔助電源連接，光電耦合器B1的發(fā)射極與電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端同時(shí)與電阻R8 —端及控制芯片U2的引腳2連接，電阻R8的另一端與+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳3和引腳4短接，控制芯片U2的引腳5與+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳6與電阻R9的一端連接，控制芯片U2的引腳7與電阻Rltl的一端連接，控制芯片U2的引腳8與電容C3的一端連接，電容C3的另一端同時(shí)與電阻R9 —端、電阻Rltl另一端及+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳9同時(shí)與電阻R11的一端及電容C4的一端連接，電阻R11的另一端與控制芯片U2的引腳I連接，電容C4的另一端與+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳13與15V輔助電源連接，控制芯片U2的引腳12與+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳10與+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳16同時(shí)與電容C4 一端、電阻R12—端連接，電容C4的另一端與+15V信號(hào)地連接。上述所有元器件之間均通過(guò)印制導(dǎo)線連接。此控制電路通過(guò)采樣串聯(lián)負(fù)載諧振變換器輸出電流信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)其輸出電流的閉環(huán)控制。電路穩(wěn)定時(shí)電流采樣信號(hào)Vf與電流給定信號(hào)\相等，當(dāng)串聯(lián)負(fù)載諧振變換器受外部影響其輸出電流由穩(wěn)定值1變小，電流采樣信號(hào)Vf相應(yīng)減小且小于電流給定信號(hào) ',這時(shí)運(yùn)算放大器U1的輸出電壓增大，進(jìn)而三極管T1的集電極電流增大，即流過(guò)光電耦合器B1的發(fā)光二極管的電流增大，這時(shí)光電耦合器B1的光敏三極管的集電極和發(fā)射極之間的壓降就會(huì)減小，由于其集電極電壓固定為15V，當(dāng)其集電極和發(fā)射極之間的壓降減小時(shí)電阻&兩端壓降就會(huì)增大，即控制芯片U2的引腳2的電壓增大，由于控制芯片U2的引腳11及引腳14輸出的控制信號(hào)頻率與引腳2的電壓成正比關(guān)系，則控制芯片U2的引腳11及引腳14輸出的控制信號(hào)頻率相應(yīng)增大，該控制信號(hào)就是串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的開(kāi)關(guān)頻率。當(dāng)串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的開(kāi)關(guān)頻率增大時(shí)，其輸出電流值也相增大，直至達(dá)到穩(wěn)定電流輸出Ιο。而當(dāng)串聯(lián)負(fù)載諧振變換器受外部影響其輸出電流由穩(wěn)定值1開(kāi)始增大，電流采樣信號(hào)Vf相應(yīng)增大且大于電流給定信號(hào)I，這時(shí)運(yùn)算放大器U1的輸出電壓減小，進(jìn)而三極管T1的集電極電流減小，即流過(guò)光電耦合器B1的發(fā)光二極管的電流減小，這時(shí)光電耦合器B1的光敏三極管的集電極和發(fā)射極之間的壓降就會(huì)增大，由于其集電極電壓固定為15V，當(dāng)其集電極和發(fā)射極之間的壓降增大時(shí)電阻R8兩端壓降就會(huì)減小，即控制芯片U2的引腳2電壓減小，由于控制芯片U2的引腳11及引腳14輸出的控制信號(hào)頻率與引腳2的電壓成正比關(guān)系，則控制芯片U2的引腳11及引腳14輸出的控制信號(hào)頻率相應(yīng)減小，該控制信號(hào)就是串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的開(kāi)關(guān)頻率。當(dāng)串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的開(kāi)關(guān)頻率減小時(shí)，其輸出電流值也應(yīng)減小，直至達(dá)到穩(wěn)定電流輸出Ιο。
權(quán)利要求
1.一種串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的電流閉環(huán)控制電路，包括:電阻R9、電阻IV電阻Rn、電阻R12、電容C3、電容C4、電容C5,還包括:電阻Rp電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8,電容Cp電容C2,運(yùn)算放大器U1、控制芯片U2、光電耦合器B1、三極管T1 ； 電流米樣信號(hào)端Vf與電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端同時(shí)與電容C1 一端、電阻R2一端及運(yùn)算放大器U1的反相輸入端連接，電流給定信號(hào)端\與運(yùn)算放大器U1的同相輸入端連接，運(yùn)算放大器U1的輸出端與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端與三極管T1的基極連接，電阻R2的另一端與電容C2的一端連接，電容C2的另一端同時(shí)與電容C1 一端、電阻R5一端及三極管T1的發(fā)射極連接，電阻R5的另一端同時(shí)與電阻R6 —端及+12V信號(hào)地連接，電阻R6的另一端同時(shí)與三極管T1的集電極及光電耦合器B1的陰極連接，光電耦合器B1的陽(yáng)極與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端與12V輔助電源連接，光電耦合器B1的集電極與15V輔助電源連接，光電耦合器B1的發(fā)射極與電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端同時(shí)與電阻R8 —端及控制芯片U2的引腳2連接，電阻R8的另一端與+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳3和引腳4短接，控制芯片U2的引腳5與+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳6與電阻R9的一端連接，控制芯片U2的引腳7與電阻Rltl的一端連接，控制芯片U2的引腳8與電容C3的一端連接，電容C3的另一端同時(shí)與電阻R9 —端、電阻Rltl另一端及+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳9同時(shí)與電阻R11的一端及電容C4的一端連接，電阻R11的另一端同時(shí)與電阻R12—端、控制芯片U2的引腳I連接，電容C4的另一端與+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳13與15V輔助電源連接，控制芯片U2的引腳12與+15V信號(hào)地連接，控制芯片隊(duì)的引腳10與+15V信號(hào)地連接，控制芯片U2的引腳16同時(shí)與電容C4 一端、電阻R12 —端連接，電容C4的另一端與+15V信號(hào)地連接。
2.上述所有元器件之間均通過(guò)印制導(dǎo)線連接； 串聯(lián)負(fù)載諧振變換器經(jīng)整流濾波后輸出的電流經(jīng)采樣后得到電流反饋信號(hào)Vf，反饋信號(hào)Vf與給定信號(hào)\比較，由運(yùn)算放大器U1、電阻R1、電阻R2、電容C1、電容C2構(gòu)成的PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)其差值，通過(guò)該P(yáng)I調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)三極管T1集電極電流，進(jìn)而調(diào)節(jié)流過(guò)光電耦合器B1的發(fā)光二極管電流，光電耦合器B1的光敏三極管的集電極和發(fā)射極之間的電壓與流過(guò)發(fā)光二極管電流呈反比關(guān)系，通過(guò)光電耦合器實(shí)現(xiàn)隔離功能，電阻R7和電阻R8對(duì)光電耦合器B1的發(fā)射極電壓進(jìn)行分壓，電阻R8兩端電壓送入控制芯片U2的引腳2，控制芯片U2的引腳11、弓丨腳14輸出控制信號(hào)的頻率與控制芯片U2的引腳2的電壓值呈正比關(guān)系，其頻率變化范圍由電阻R9、電阻Rltl及電容C4決定，輸出脈沖寬度由電阻R12和電容C7確定；串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的輸出電流大小與其變換器工作的開(kāi)關(guān)頻率成正比關(guān)系，即與控制芯片U2的引腳11、引腳14輸出控制信號(hào)的頻率成正比關(guān)系，當(dāng)受外部影響變換器的輸出電流減小，控制芯片U2的引腳11、引腳14輸出的控制信號(hào)的頻率就會(huì)增大，串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的輸出電流就會(huì)增大，直至增大到輸出電流的設(shè)定值，維持輸出電流恒定；同理，當(dāng)受外部影響變換器的輸出電流增大，控制芯片U2的引腳11、引腳14輸出的控制信號(hào)的頻率就會(huì)減小，串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的輸出電流就會(huì)減小，直至減小到輸出電流的設(shè)定值，維持輸出電流恒定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的電流閉環(huán)控制電路，包括電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電容C3、電容C4，還包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8，電容C1、電容C2，運(yùn)算放大器U1、控制芯片U2、光電耦合器B1、三極管T1。各組成部分由PCB印制板導(dǎo)線連接。此控制電路通過(guò)串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的輸出電流采樣信號(hào)Vf來(lái)調(diào)節(jié)控制電路輸出控制信號(hào)的開(kāi)關(guān)頻率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)串聯(lián)負(fù)載諧振變換器輸出電流的控制。本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)及控制方式簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的恒流控制。
文檔編號(hào)H02M3/157GK103117659SQ20131007720
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者王建新, 王燁, 徐雪峰, 劉婷 申請(qǐng)人:北京機(jī)械設(shè)備研究所