專利名稱：一種濾波器阻抗補(bǔ)償裝置及一種濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種濾波器阻抗補(bǔ)償裝置及一種濾波器。
背景技術(shù)：
開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。在開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域中，當(dāng)線性電源的成本在某一輸出功率點(diǎn)上高于開關(guān)電源時(shí)，這一點(diǎn)被稱為成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)；現(xiàn)階段隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。 目前，開關(guān)電源已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種需要進(jìn)行電能變換的場(chǎng)合。穩(wěn)定地輸出電壓或電流是開關(guān)電源的一個(gè)基本功能，也是開關(guān)電源的關(guān)鍵性能指標(biāo)。為了獲得良好的輸出特性，絕大多數(shù)開關(guān)電源采用了負(fù)反饋技術(shù)。采用負(fù)反饋技術(shù)后，開關(guān)電源就成為一個(gè)閉環(huán)的負(fù)反饋控制系統(tǒng)。一般來說開關(guān)電源的反饋控制模式包括電壓控制模式和電流控制模式。所述閉環(huán)的負(fù)反饋控制系統(tǒng)通常可以采用經(jīng)典控制理論進(jìn)行建模和分析，也就是把開關(guān)電源控制環(huán)路中的每個(gè)環(huán)節(jié)表達(dá)為一個(gè)傳遞函數(shù)，而所有環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)的乘積即是系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。通過對(duì)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)進(jìn)行分析，可以獲知開關(guān)電源的輸出特性，從而獲得如何改善開關(guān)電源輸出特性的啟示。在上述開關(guān)電源閉環(huán)的負(fù)反饋控制系統(tǒng)中，濾波器對(duì)于開關(guān)電源的輸出特性有著至關(guān)重要的影響。從利用經(jīng)典控制理論建立的數(shù)學(xué)模型的角度說，輸出濾波器環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的一部分，濾波器中阻抗參數(shù)的變化可以直接體現(xiàn)為系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)變化。參照?qǐng)DI所示為傳統(tǒng)濾波器的電路圖(電壓模式控制下)。輸入信號(hào)通過濾波電感L的第一端進(jìn)入濾波器電路，濾波電感的第二端連接濾波電容C與濾波負(fù)載LOAD并聯(lián)后的第一端；濾波電容C與濾波負(fù)載L并聯(lián)后的第二端接地或連接固定電壓；輸出信號(hào)通過濾波電容C與濾波負(fù)載LOAD并聯(lián)后的第一端輸出。但是對(duì)于現(xiàn)有的濾波器電路，濾波電感、濾波電容和濾波負(fù)載等器件的的阻抗是隨著外部環(huán)境的變化而變化的；例如溫度或負(fù)載情況等外部條件的變化都會(huì)影響到濾波器電路的阻抗。這也就使得開關(guān)電源的輸出特性容易受到濾波器阻抗變化的影響而產(chǎn)生很大變化。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種濾波器阻抗補(bǔ)償裝置及一種濾波器，所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置能夠補(bǔ)償濾波器件參數(shù)變化為開關(guān)電源帶來的影響，所述濾波器的傳遞函數(shù)在外界條件發(fā)生變化的時(shí)候保持不變。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具體技術(shù)方案如下
一種濾波器阻抗補(bǔ)償裝置，所述裝置包括補(bǔ)償電容、補(bǔ)償負(fù)載和運(yùn)算放大設(shè)備，具體為補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接運(yùn)算放大設(shè)備的反相輸入端，同時(shí)所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端，所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端輸出輸出信號(hào)；所述運(yùn)算放大設(shè)備的正相輸入端連接輸入信號(hào)；或者，所述運(yùn)算放大設(shè)備的反相輸入端連接輸入信號(hào)，正相輸入端接地或連接固定電壓；所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置的輸入信號(hào)為濾波電路的濾波輸出信號(hào)；所述濾波電路中濾波電容的阻抗為Z。，濾波負(fù)載的阻抗為Zujad ;所述補(bǔ)償電路中補(bǔ)償電容的阻抗為Z?！a(bǔ)償負(fù)載的阻抗為Z_’;則Z。與Z?！谋戎档扔赯umd與Zum’的比值。當(dāng)濾波電路處于電壓模式控制之下，則所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第二端接地或連接固定電壓；所述裝置還包括補(bǔ)償電感，所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一 端連接所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端具體為所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端通過所述補(bǔ)償電感與所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端相連；所述濾波電路中的濾波電感的阻抗為& ;所述補(bǔ)償電路中補(bǔ)償電感的阻抗為ZJ ；
則Zc與Zc，的比值、Zload與ZL_’和Zl與Zl，的比值，三者相等。當(dāng)所述運(yùn)算放大設(shè)備的反相輸入端連接輸入信號(hào)時(shí)，正相輸入端接地或連接固定電壓，則所述運(yùn)算放大設(shè)備包括運(yùn)算放大器、輸入組件和第一反饋組件；其中，運(yùn)算放大器通過正相輸入端接地或連接固定電壓；反相輸入端通過輸入組件連接輸入信號(hào)，并通過第一反饋組件連接所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端。當(dāng)濾波電路處于電流模式控制之下，則所述運(yùn)算放大設(shè)備包括運(yùn)算放大器和第二反饋組件，所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端具體為所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端通過第二反饋組件連接運(yùn)算放大器的輸出端。當(dāng)所述運(yùn)算放大設(shè)備的正相輸入端連接輸入信號(hào)，則所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第二端接地或連接固定電壓。當(dāng)所述運(yùn)算放大設(shè)備的正相輸入端接地或連接固定電壓，則所述輸入信號(hào)連接到所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第二端。一種濾波器，所述濾波器包括串聯(lián)的濾波電路與濾波器阻抗補(bǔ)償裝置；所述濾波電路包括濾波電感、濾波電容以及濾波負(fù)載，其中濾波電感的阻抗為Zy濾波電容的阻抗為Z。，濾波負(fù)載的阻抗為Zlom ;所述濾波電路輸出濾波輸出信號(hào)；所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置以所述濾波輸出信號(hào)作為自身的輸入信號(hào)，所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置包括補(bǔ)償電容、補(bǔ)償負(fù)載和運(yùn)算放大設(shè)備，其中補(bǔ)償電容的阻抗為Z?！?，補(bǔ)償負(fù)載的阻抗為Zum/，所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)為補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接運(yùn)算放大設(shè)備的反相輸入端，同時(shí)所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端，所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端輸出輸出信號(hào)；所述運(yùn)算放大設(shè)備的正相輸入端連接輸入信號(hào)；或者，所述運(yùn)算放大設(shè)備的反相輸入端連接輸入信號(hào)，正相輸入端接地或連接固定電壓；所述濾波電路采用電壓控制模式或采用電流控制模式；Zc與Zc’的比值等于Zlqad與Zum’的比值。當(dāng)所述濾波電路采用電壓控制模式，則所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置還包括補(bǔ)償電感，補(bǔ)償電感的阻抗為ZJ，具體為所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接補(bǔ)償電感的第一端，補(bǔ)償電感的第二端連接所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端；Zc與Zc’的比值、Zum與Zum/和Zl與的比值，三者相等。通過以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明存在的有益效果是所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置能 夠抵消由于濾波器件參數(shù)變化帶來的影響；由濾波電路與濾波器阻抗補(bǔ)償裝置串聯(lián)得到的濾波器，通過調(diào)整濾波器件與補(bǔ)償器件參數(shù)的比例關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了傳遞函數(shù)在外界條件發(fā)生變化的時(shí)候保持不變。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有技術(shù)中電壓模式控制下的濾波電路的電路圖；圖2為本發(fā)明所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置基本電路示意圖；圖3為本發(fā)明電壓模式控制下的一實(shí)施例所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置電路圖；圖4為本發(fā)明電壓模式控制下的另一實(shí)施例所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置電路圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)中電流模式控制下的濾波電路的電路圖；圖6為本發(fā)明電流模式控制下的一實(shí)施例所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置電路圖；圖7為本發(fā)明電流模式控制下的另一實(shí)施例所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置電路圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參照?qǐng)D2所示，為本發(fā)明所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置的電路示意圖，具體為補(bǔ)償電容C’與補(bǔ)償負(fù)載LOAD’并聯(lián)后的第一端連接運(yùn)算放大設(shè)備OA1的反相輸入端，同時(shí)所述補(bǔ)償電容C’與補(bǔ)償負(fù)載LOAD’并聯(lián)后的第一端連接所述運(yùn)算放大設(shè)備OA1的輸出端，所述運(yùn)算放大設(shè)備OA1的輸出端輸出輸出信號(hào)；在所述裝置中，所述運(yùn)算放大設(shè)備OA1可以進(jìn)行同相放大，即運(yùn)算放大設(shè)備OA1的同相輸入端連接輸入信號(hào)；或者采用反相放大，即所述運(yùn)算放大設(shè)備OA1的反相輸入端連接輸入信號(hào)，同相輸入端接地或連接固定電壓。圖2中特別地以采用同相放大為例。本發(fā)明實(shí)施例中，將圖I所示濾波電路與圖2所示補(bǔ)償裝置電路串聯(lián)，也就是將濾波電路的濾波輸出信號(hào)作為補(bǔ)償裝置的輸入信號(hào)，則得到一種濾波器。當(dāng)該濾波器中的濾波器件(包括濾波電容C、濾波電感L和濾波負(fù)載LOAD)受到外界環(huán)境的影響而參數(shù)改變并引起輸出特性變化時(shí)，則可以通過調(diào)整所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置中補(bǔ)償器件(包括補(bǔ)償電容C’和補(bǔ)償負(fù)載LOAD’)的參數(shù)抵消輸出特性的變化。圖2所示僅為所述阻抗補(bǔ)償裝置的一個(gè)基本電路示意圖。針對(duì)不同的反饋控制模式，均可以在圖2所示裝置的基礎(chǔ)之上對(duì)電路進(jìn)行相應(yīng)的改造，得到一個(gè)對(duì)應(yīng)的優(yōu)選方案。并且本發(fā)明中能夠通過對(duì)應(yīng)地選取補(bǔ)償器件的規(guī)格參數(shù)，實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償濾波器輸出特性變化的影響。本發(fā)明中選取補(bǔ)償器件參數(shù)并非是隨意選取，而是根據(jù)從理論上得出的規(guī)律。其具體原理在以下具體實(shí)施例中進(jìn)行公開。參照?qǐng)D3所示，為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置的電路圖。本實(shí)施例中所述運(yùn)算放大設(shè)備即為運(yùn)算放大器0A，并且采用同相放大，即輸入信號(hào)V/通過同相輸入端接入。本實(shí)施例中的反饋控制方式采用電壓控制模式，所以補(bǔ)償電容C’與補(bǔ)償負(fù)載 LOAD’并聯(lián)后的第二端接地或連接固定電壓，本實(shí)施例中為接地；濾波器阻抗補(bǔ)償裝置中進(jìn)一步包括了補(bǔ)償電感L’，補(bǔ)償電容C’與補(bǔ)償負(fù)載LOAD’并聯(lián)后的第一端連接補(bǔ)償電感L’的第一端，補(bǔ)償電感L’的第二端連接所述運(yùn)算放大器OA的輸出端；濾波器阻抗補(bǔ)償裝置的其余部分連接方法與圖2所示基本電路示意圖相同，這不再贅述。在本實(shí)施例中，可以將圖I所示濾波器電路的濾波輸出信號(hào)V。作為圖3所示濾波器阻抗補(bǔ)償裝置的輸入信號(hào)V得到本實(shí)施例中所述濾波器。本實(shí)施例中，在濾波器中，當(dāng)濾波電感L的阻抗為濾波電容C的阻抗為Z。，濾波負(fù)載LOAD的阻抗為Z_ ;則根據(jù)經(jīng)典控制理論可以將濾波電路的傳遞函數(shù)表示為Ga(S) = ^I= _YfZL^f};其中自變量s代表拉普拉斯變換算子，是
Pz(S) Zi (5) + Zc (s)\\ZLOAD (S)
經(jīng)典控制理論的公知知識(shí)；而在濾波器阻抗補(bǔ)償裝置中，當(dāng)補(bǔ)償電容C’的阻抗為Z?！?，補(bǔ)償負(fù)載LOAD’的阻抗為ZMAD’，補(bǔ)償電感L’的阻抗為ZJ，則濾波器阻抗補(bǔ)償裝置的傳遞函數(shù)可表示為
Γ00511 G ijl- V°'^ - Zl'(s) + Zc'(s)\\zload'(s).
L0051」 ^iool5)_ jr.u、— rj u、||7 u、 ，
(S)Zc (>y)|pxojD (S)本實(shí)施例中通過選取特定參數(shù)的補(bǔ)償組件(在本實(shí)施例中包括補(bǔ)償電容C’、補(bǔ)償負(fù)載LOAD，和補(bǔ)償電感L，)，使得Zc與Zc，的比值、Zload與Zum’和Zl與Zl，的比值，三者相等；也就是預(yù)先設(shè)定一個(gè)系數(shù)η,使Z1/ =IiZ1^Zc/ =nZc>Zload 二吸議。通過以上設(shè)置可以得到下述數(shù)學(xué)表達(dá)式
「 P (^ ■ Zl(S) +n-Zc(s)\\11'Zwad(s)Gwo (S)=- 丨丨 "~—-
n-Zc(S)In-Zlojd(S)
一，zAs') +Zc(s)\\Z ioad(s) I=-π---=-
ZcWlU) Ga ω這也就意味著，當(dāng)濾波電路與濾波器阻抗補(bǔ)償裝置滿足ZJ =nZL, Z?！?=nZc、Zload, =nZL0AD時(shí)，濾波器阻抗補(bǔ)償裝置和濾波電路的傳遞函數(shù)互為倒數(shù)。由于經(jīng)典控制理論中認(rèn)為開關(guān)電源所有環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的乘積代表開關(guān)電源的傳遞函數(shù)，則也就可以認(rèn)為所述濾波電路與所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置電路傳遞函數(shù)的乘積即代表濾波電路與所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置電路構(gòu)成的整個(gè)濾波器的傳遞函數(shù)，本實(shí)施例中所述濾波器的傳遞函數(shù)恒等于常數(shù)I。這也就說明本實(shí)施例中所述濾波器的傳遞函數(shù)不會(huì)受到濾波組件參數(shù)的影響，也不會(huì)受到補(bǔ)償組件參數(shù)的影響，無論環(huán)境變化如何影響濾波組件與補(bǔ)償組件的參數(shù)，只要系數(shù)η保持不變，濾波器的傳遞函數(shù)都不變化，也就不會(huì)對(duì)開關(guān)電源的傳遞函數(shù)產(chǎn)生影響。本實(shí)施例為應(yīng)用在反饋控制方式采用電壓模式控制，并且濾波器阻抗補(bǔ)償裝置采用同相放大的一個(gè)具體實(shí)施例。通過濾波電路與濾波器阻抗補(bǔ)償裝置的串聯(lián)，使得濾波器的傳遞函數(shù)為常數(shù)1，從而抵消了濾波器件參數(shù)變化為開關(guān)電源整體帶來的影響。參照?qǐng)D4所示為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中公開的濾波器阻抗補(bǔ)償裝置的電路圖。本實(shí)施例中，所述運(yùn)算放大設(shè)備采用反相放大方式進(jìn)行連接，包括了運(yùn)算放大器0Α，輸入組件IN和第一反饋組件FB1 ;輸入信號(hào)V/經(jīng)過輸入組件連接運(yùn)算放大器OA的反相輸入端，運(yùn)算放大器OA的反相輸入端通過第一反饋組件FB1連接所述補(bǔ)償電容C’與補(bǔ)償負(fù)載LOAD’并聯(lián)后的第一端；本實(shí)施例中濾波電路采用電壓控制模式，所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置的其余部分連接方法與圖3所示實(shí)施例相同，在此處不作贅述。 將圖I所示濾波器電路的濾波輸出信號(hào)V。作為圖4所示濾波器阻抗補(bǔ)償裝置的輸入信號(hào)V/得到本實(shí)施例中所述濾波器。本實(shí)施例中，所述濾波電感L的阻抗為濾波電容C的阻抗為Z。，濾波負(fù)載LOAD的阻抗為Zumd ;則根據(jù)經(jīng)典控制理論可以將濾波電路的傳遞函數(shù)表示為
Γααμ I、〔<■)(‘.V)7.( (,M (V)Ga ⑷=~— =-y~ -
Vi{s) Zl (s) + Zc {s)\Zload (s)補(bǔ)償電容C’的阻抗為Z?！?，補(bǔ)償負(fù)載LOAD’的阻抗為Z_’，補(bǔ)償電感L’的阻抗為
V，輸入組件IN的阻抗為ZIN，第一反饋組件FB1的阻抗為Zfbi，本實(shí)施例中第一反饋組件FB1的阻抗Zfbi遠(yuǎn)大于ZJ Il |ZC’ Il Zum/，所以忽略Zfbi對(duì)于補(bǔ)償電容C’與補(bǔ)償負(fù)載LOAD’并聯(lián)后的第一端的電位的影響，則本實(shí)施例中濾波器阻抗補(bǔ)償裝置的傳遞函數(shù)可表示為+
VHs) Zin Zc'(s)\\Zload'(S)本實(shí)施例中同樣通過選取特定參數(shù)的補(bǔ)償組件，使得Z。與Z?！谋戎?、Zumd與Z_’和\與V的比值，三者相等；也就是預(yù)先設(shè)定一個(gè)系數(shù)n，使Z^nZpZ^nZpZ^’=!^·。通過以上設(shè)置可以得到下述數(shù)學(xué)表達(dá)式
^IN^ ■ Zc (S)I" ■ Zlqad (S)
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^in Zc(S)IZkmd(S) Zin Ga (s)這也就意味著，當(dāng)濾波電路與濾波器阻抗補(bǔ)償裝置滿足ZJ =nZL, Z。’ =nZc、Z_’=nZ_時(shí)，濾波器阻抗補(bǔ)償裝置和濾波電路的傳遞函數(shù)的乘積為ZFB1/ZIN。由于經(jīng)典控制理論中認(rèn)為開關(guān)電源所有環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的乘積代表開關(guān)電源的傳遞函數(shù)，則也就可以認(rèn)為所述濾波電路與所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置電路傳遞函數(shù)的乘積即代表濾波電路與所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置電路構(gòu)成的整個(gè)濾波器的傳遞函數(shù)，本實(shí)施例中所述濾波器的傳遞函數(shù)恒等于一個(gè)計(jì)算因子zFB1/zIN。這也就說明本實(shí)施例中所述濾波器的傳遞函數(shù)不會(huì)受到濾波組件參數(shù)的影響，也不會(huì)受到補(bǔ)償組件參數(shù)的影響，無論環(huán)境變化如何影響濾波組件與補(bǔ)償組件的參數(shù)，只要系數(shù)η保持不變，濾波器的傳遞函數(shù)都不變化，也就不會(huì)對(duì)整個(gè)開關(guān)電源的傳遞函數(shù)產(chǎn)生影響。并且本實(shí)施例所述濾波器在實(shí)際應(yīng)用的過程當(dāng)中，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)Zfbi與Zin的數(shù)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)于所述濾波器其他功能的控制。本實(shí)施例為應(yīng)用在電壓模式控制之下，并采用反相放大的一個(gè)具體實(shí)施例。通過濾波電路與濾波器阻抗補(bǔ)償裝置的串聯(lián)，使得濾波器的傳遞函數(shù)為計(jì)算因子zFB1/zIN，從而抵消了濾波器件參數(shù)變化為開關(guān)電源整體帶來的影響。并且能夠通過調(diào)節(jié)Zfbi與Zin的數(shù)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)于所述濾波器其他功能的控制。圖5示出了采用電流控制模式的傳統(tǒng)濾波電路的電路圖。在電流控制模式之下，濾波電路的輸入信號(hào)是流過濾波電感L的電流Ii，濾波電感L的阻抗對(duì)電壓反饋環(huán)路不造成影響；相對(duì)應(yīng)的，在電流模式控制之下的濾波器阻抗補(bǔ)償裝置中，不再設(shè)置補(bǔ)償電感L’。其中濾波電容C的阻抗為Z。，濾波負(fù)載LOAD的阻抗為Zujad ;上述濾波電路的傳遞函數(shù)可以表示為
權(quán)利要求
1.一種濾波器阻抗補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述裝置包括補(bǔ)償電容、補(bǔ)償負(fù)載和運(yùn)算放大設(shè)備，具體為 補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接運(yùn)算放大設(shè)備的反相輸入端，同時(shí)所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端，所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端輸出輸出信號(hào)；所述運(yùn)算放大設(shè)備的正相輸入端連接輸入信號(hào)；或者，所述運(yùn)算放大設(shè)備的反相輸入端連接輸入信號(hào)，正相輸入端接地或連接固定電壓； 所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置的輸入信號(hào)為濾波電路的濾波輸出信號(hào)； 所述濾波電路中濾波電容的阻抗為Z。，濾波負(fù)載的阻抗為z_ ;所述補(bǔ)償電路中補(bǔ)償電容的阻抗為Z。’，補(bǔ)償負(fù)載的阻抗為Z_’ ；則4與Z?！谋戎档扔?_與2_’的比值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述裝置，其特征在于，當(dāng)濾波電路處于電壓模式控制之下，則所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第二端接地或連接固定電壓；所述裝置還包括補(bǔ)償電感，所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端具體為 所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端通過所述補(bǔ)償電感與所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端相連； 所述濾波電路中的濾波電感的阻抗為\;所述補(bǔ)償電路中補(bǔ)償電感的阻抗為V ;則z。與Zc，的比值、Zload與Zload,和Zl與Zl，的比值，三者相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述裝置，其特征在于，當(dāng)所述運(yùn)算放大設(shè)備的反相輸入端連接輸入信號(hào)時(shí)，正相輸入端接地或連接固定電壓，則所述運(yùn)算放大設(shè)備包括運(yùn)算放大器、輸入組件和第一反饋組件； 其中，運(yùn)算放大器通過正相輸入端接地或連接固定電壓；反相輸入端通過輸入組件連接輸入信號(hào)，并通過第一反饋組件連接所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述裝置，其特征在于，當(dāng)濾波電路處于電流模式控制之下，則所述運(yùn)算放大設(shè)備包括運(yùn)算放大器和第二反饋組件，所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端具體為 所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端通過第二反饋組件連接運(yùn)算放大器的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述裝置，其特征在于，當(dāng)所述運(yùn)算放大設(shè)備的正相輸入端連接輸入信號(hào)，則所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第二端接地或連接固定電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述裝置，其特征在于，當(dāng)所述運(yùn)算放大設(shè)備的正相輸入端接地或連接固定電壓，則所述輸入信號(hào)連接到所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第二端。
7.一種濾波器，其特征在于，所述濾波器包括串聯(lián)的濾波電路與濾波器阻抗補(bǔ)償裝置； 所述濾波電路包括濾波電感、濾波電容以及濾波負(fù)載，其中濾波電感的阻抗為濾波電容的阻抗為Z。，濾波負(fù)載的阻抗為Zlom ;所述濾波電路輸出濾波輸出信號(hào)； 所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置以所述濾波輸出信號(hào)作為自身的輸入信號(hào)，所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置包括補(bǔ)償電容、補(bǔ)償負(fù)載和運(yùn)算放大設(shè)備，其中補(bǔ)償電容的阻抗為Z?！?，補(bǔ)償負(fù)載的阻抗為Zum/，所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)為 補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接運(yùn)算放大設(shè)備的反相輸入端，同時(shí)所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端，所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端輸出輸出信號(hào)；所述運(yùn)算放大設(shè)備的正相輸入端連接輸入信號(hào)；或者，所述運(yùn)算放大設(shè)備的反相輸入端連接輸入信號(hào)，正相輸入端接地或連接固定電壓； 所述濾波電路采用電壓控制模式或采用電流控制模式； Zc與Zc，的比值等于Zload與Z麵，的比值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述濾波器，其特征在于，當(dāng)所述濾波電路采用電壓控制模式，則所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置還包括補(bǔ)償電感，補(bǔ)償電感的阻抗為ZJ，具體為 所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接補(bǔ)償電感的第一端，補(bǔ)償電感的第二端連接所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端； Zc與Zc，的比值、Zload與Zload,和Zl與Zl，的比值，三者相等。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種濾波器阻抗補(bǔ)償裝置及一種濾波器，所述濾波器阻抗補(bǔ)償裝置具體為補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接運(yùn)算放大設(shè)備的反相輸入端，同時(shí)所述補(bǔ)償電容與補(bǔ)償負(fù)載并聯(lián)后的第一端連接所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端，所述運(yùn)算放大設(shè)備的輸出端輸出輸出信號(hào)；所述運(yùn)算放大設(shè)備的正相輸入端連接輸入信號(hào)；或者，所述運(yùn)算放大設(shè)備的反相輸入端連接輸入信號(hào)，正相輸入端接地或連接固定電壓；所述濾波電路中濾波電容的阻抗為ZC，濾波負(fù)載的阻抗為ZLOAD；所述補(bǔ)償電路中補(bǔ)償電容的阻抗為ZC’，補(bǔ)償負(fù)載的阻抗為ZLOAD’；則ZC與ZC’的比值等于ZLOAD與ZLOAD’的比值。
文檔編號(hào)H03H7/01GK102832898SQ201210359278
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者陳永勝, 杜永生 申請(qǐng)人:北京新雷能科技股份有限公司, 深圳市雷能混合集成電路有限公司