CN107342678A - 一种开关电源输出过冲抑制电路以及开关电源 - Google Patents

一种开关电源输出过冲抑制电路以及开关电源 Download PDF

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艾建
刘威
管玉静
江力维
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Abstract

本发明公开了一种开关电源输出过冲抑制电路及开关电源，该开关电源输出过冲抑制电路包括电压源控制电路和电压源，其中，电压源控制电路与开关电源的输出采样电路连接，电压源的电压输出端与开关电源的PID控制模块的参考电压输入端连接，并且，电压源控制电路根据开关电源输出采样电路输出的采样信号，控制电压源输出电压的大小，使电压源的输出电压跟随所述整流滤波输出模块的输出电压变化。因此，本发明能够使PID控制模块的参考电压跟随开关电源的输出电压变化，即输出电压跌落时，参考电压也跟随跌落，输出电压回升时参考电压也回升，从而减小开关电源从深度限流模式突然卸载后输出电压的过冲幅度，保护开关电源的负载不受损坏。

Description

一种开关电源输出过冲抑制电路以及开关电源
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域，特别涉及一种开关电源输出过冲抑制电路以及开关电源。
背景技术
由于雷达系统的瞬时发射功率较大，而接收功率较低，使得整个工作周期内平均功率较低。在相控阵雷达系统中，由于对系统输入的峰值电流有限制，所以，瞬态大功率只能通过开关电源外接储能电容来提供，而在发射瞬间出现的峰值功率，造成开关电源输出电压跌落，跌落幅度在严重的时候会超过额定输出电压的30％，而由发射转为接收时，整个开关电源处于空载状态。由于在前面发射时有突加载，输出电压有较大的跌落，PID调节器的采样端是采样输出电压，所以PID调节器的输入端也存在电压跌落，而该电压跌落会导致PID调节器的运放处于饱和状态。运放退出饱和与饱和深度具有一定的关系，同时由于PID环具有滞后效应，两种影响叠加到一起，会导致输出电压上升到额定值时，运放还不能够反应过来，输出电压会继续上升，直到PID环的运放退出饱和状态，并对输出电压进行响应。此时如果不采取输出过冲抑制的措施，可能会对开关电源的负载造成损坏。
发明内容
本发明的目的在于：解决相控阵雷达系统中，由于发射瞬间出现的峰值功率，会造成开关电源的电压跌落，而由发射转为接收时，整个开关电源处于空载状态，可能会对开关电源的负载造成损坏的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种开关电源输出过冲抑制电路，由于所述开关电源具有PWM控制器、功率变换模块、整流滤波输出模块、输出采样电路和PID控制模块，并且，所述PWM控制器为所述功率变换模块的开关元件提供驱动信号，所述输出采样电路对所述整流滤波输出模块采样，并将采样信号发送给所述PID控制模块，使所述PID控制模块向所述PWM控制器提供反馈信号，控制所述PWM控制器输出的驱动信号的占空比。本发明的开关电源输出过冲抑制电路包括电压源控制电路和电压源，其中，所述电压源控制电路与所述输出采样电路连接，所述电压源的电压输出端与所述PID控制模块的参考电压输入端连接，并且，所述电压源控制电路根据所述输出采样电路输出的采样信号，控制所述电压源输出电压的大小，使所述电压源的输出电压跟随所述整流滤波输出模块的输出电压变化。
根据一种具体的实施方式，本发明的开关电源输出过冲抑制电路中，所述电压源为电压控制电压源，所述电压源控制电路包括差分放大电路，并且所述差分放大电路对所述采样信号进行差分放大，输出一个相应的电压信号给所述电压源。
进一步地，所述电压源控制电路还包括温度补偿电路，用于根据环境温度对所述差分放大电路进行补偿。
基于同一发明构思，本发明还提供一种开关电源，其包括本发明的开关电源输出过冲抑制电路。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的开关电源输出过冲抑制电路包括电压源控制电路和电压源，其中，电压源控制电路与开关电源的输出采样电路连接，电压源的电压输出端与开关电源的PID控制模块的参考电压输入端连接，并且，电压源控制电路根据开关电源输出采样电路输出的采样信号，控制电压源输出电压的大小，使电压源的输出电压跟随所述整流滤波输出模块的输出电压变化。因此，本发明能够使PID控制模块的参考电压跟随开关电源的输出电压变化，即输出电压跌落时，参考电压也跟随跌落，输出电压回升时，参考电压也回升并恢复至额定值，从而减小开关电源从深度限流模式突然卸载后输出电压的过冲幅度，保护开关电源的负载不受损坏。
附图说明：
图1为本发明开关电源输出过冲抑制电路的结构示意图；
图2为本发明的一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
结合图1所示的本发明开关电源输出过冲抑制电路的结构示意图；其中，开关电源具有PWM控制器、功率变换模块、整流滤波输出模块、输出采样电路和PID控制模块。并且，PWM控制器为功率变换模块的开关元件提供驱动信号，输出采样电路对整流滤波输出模块的输出电压进行采样，并将采样信号发送给PID控制模块，使PID控制模块向PWM控制器提供反馈信号，控制PWM控制器输出的驱动信号的占空比。
本发明开关电源输出过冲抑制电路包括电压源控制电路和电压源，其中，电压源控制电路与输出采样电路连接，电压源的电压输出端与PID控制模块的参考电压输入端连接。并且，电压源控制电路根据输出采样电路输出的采样信号，控制电压源输出电压的大小，并使电压源的输出电压跟随整流滤波输出模块的输出电压变化。即开关电源输出电压跌落时，电压源提供的参考电压也跟随跌落，而开关电源输出电压回升时，电压源提供的参考电压也回升并恢复至额定值，从而减小开关电源从深度限流模式突然卸载后输出电压的过冲幅度，保护开关电源的负载不受损坏。
结合图2所示的本发明的一种实施例的结构示意图；其中，本发明开关电源输出过冲抑制电路中，电压源为电压控制电压源，电压源控制电路包括差分放大电路，并且差分放大电路对采样信号进行差分放大，输出一个相应的电压信号给电压源，控制电压源输出跟随开关电源的输出电压变化的电压。而且，电压源控制电路还包括温度补偿电路，用于根据环境温度对所述差分放大电路进行补偿。
在使用时，相控阵雷达系统在发射瞬间出现的峰值功率，造成开关电源输出电压跌落，使开关电源进入深度限流模式，而当相控阵雷达系统由发射转为接收时，整个开关电源处于空载状态，需要保证开关电源输出电压不能过高。因此，由于该采样信号实时反映开关电压输出电压的大小，那么，差分放大电路将输出采样电路的采样信号作为输入，并结合温度补偿电路的电压补偿，能够使电压源产生一个略高于采样信号的采样值的电压，将电压源输出的电压作为PID控制模块的参考电压，能够防止PID控制模块进入深度饱和状态，避免PWM控制器输出的驱动信号占空比降低，从而有效地减小开关电源从深度限流模式突然卸载后输出电压的过冲幅度，保护开关电源的负载不受损坏。
基于同一发明构思，本发明提供的开关电源包括上述的开关电源输出过冲抑制电路。在相控阵雷达系统的应用中，本发明的开关电源能够有效地减小开关电源从深度限流模式突然卸载后输出电压的过冲幅度，保护开关电源的负载不受损坏。

Claims (4)

1.一种开关电源输出过冲抑制电路，所述开关电源具有PWM控制器、功率变换模块、整流滤波输出模块、输出采样电路和PID控制模块，并且，所述PWM控制器为所述功率变换模块的开关元件提供驱动信号，所述输出采样电路对所述整流滤波输出模块采样，并将采样信号发送给所述PID控制模块，使所述PID控制模块向所述PWM控制器提供反馈信号，控制所述PWM控制器输出的驱动信号的占空比，其特征在于，所述输出过冲抑制电路包括电压源控制电路和电压源，其中，所述电压源控制电路与所述输出采样电路连接，所述电压源的电压输出端与所述PID控制模块的参考电压输入端连接，并且，所述电压源控制电路根据所述输出采样电路输出的采样信号，控制所述电压源输出电压的大小，使所述电压源的输出电压跟随所述整流滤波输出模块的输出电压变化。
2.如权利要求1所述的开关电源输出过冲抑制电路，其特征在于，所述电压源为电压控制电压源，所述电压源控制电路包括差分放大电路，并且所述差分放大电路对所述采样信号进行差分放大，输出一个相应的电压信号给所述电压源。
3.如权利要求2所述的开关电源输出过冲抑制电路，其特征在于，所述电压源控制电路还包括温度补偿电路，用于根据环境温度对所述差分放大电路进行补偿。
4.一种开关电源，其特征在于，包括如权利要求1～3之一所述的开关电源输出过冲抑制电路。
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