CN107733227B - 含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统 - Google Patents
含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107733227B CN107733227B CN201710928078.3A CN201710928078A CN107733227B CN 107733227 B CN107733227 B CN 107733227B CN 201710928078 A CN201710928078 A CN 201710928078A CN 107733227 B CN107733227 B CN 107733227B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- port
- resistance
- impedance
- bjt pipe
- npn type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/157—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration
- H02M1/009—Converters characterised by their input or output configuration having two or more independently controlled outputs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
一种含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，包括直流输出电源、第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元、函数发生器、分段控制器、受控电流源和第1电压型负载至第N电压型负载，既可采用所述第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元均位于高端的连接方式，也可采用所述第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元均位于低端的连接方式。本发明通过受控电流源的状态反馈，动态调整第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元的阻抗，在宽直流电压范围的工作场合可抑制受控电流源的端电压差，可实现高精度的电流控制。
Description
技术领域
本发明涉及分段式直流供电系统，主要应用于宽直流电压范围的工作场合，适用的电压型负载包括LED、蓄电池、超级电容等。
背景技术
如图1所示，一种常见的含电子开关的分段式直流供电系统由直流输出电源、第1电子开关至第1电子开关、函数发生器、分段控制器、受控电流源、第1电压型负载至第N电压型负载组成。分段控制器根据其端口vc的电压值决定第1电压型负载至第N电压型负载的接入状态，由其端口e1至en分别控制第1电子开关至第N电子开关的通断状态。函数发生器是受控电流源的控制源，而流过第1电压型负载至第N电压型负载的电流则由受控电流源确定。因此，能否实现电流的精确控制，受控电流源至关重要。当受控电流源采用简单电路(如：主体为单个BJT或MOSFET)时，若应用于宽直流电压范围的工作场合，其端口s+和s-之间过大的工作电压差变化范围会令其转移电导或转移电流比很难保持恒定。这对电流的精确控制不利。
发明内容
为了克服现有含电子开关的分段式直流供电系统在宽直流电压范围的工作场合下存在电流控制不精确的问题，本发明提供一种含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，采用阻抗补偿单元代替电子开关的办法，通过抑制受控电流源端口s+和s-之间的电压差变化范围，达到提高电流控制精确度的效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统包括直流输出电源、第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元、函数发生器、分段控制器、受控电流源和第1电压型负载至第N电压型负载，
所述函数发生器的端口vc与直流输出电源的正端vo+相连，其端口f输出电流控制信息，其端口f的输出电压vf是直流输出电源输出电压vo的任意函数(例如：式中，A和m均为常数，vop为直流输出电源输出电压vo的峰值)；
所述分段控制器的端口vc与直流输出电源的正端vo+相连，根据直流输出电源输出电压vo决定第1电压型负载至第N电压型负载的接入状态，由其端口e1至en分别控制第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元的关断状态，
所述受控电流源的端口f接收来自函数发生器的电流控制信息，并转化成流过其端口s+和s-的工作电流，其端口d输出其端口s+和s-之间的工作电压差信息，
所述第J阻抗补偿单元的端口ej接收来自分段控制器的关断信息，其端口cj接收来自函数发生器的电流控制信息，其端口dj接收来自受控电流源的工作电压差信息，导通时其端口aj与bj之间的工作电压差由分段控制器的关断信息、函数发生器的电流控制信息和受控电流源的工作电压差信息共同确定，J的取值范围是1至N，j的取值范围是1至n。
进一步，所述第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元均位于高端，所述直流输出电源的正端vo+同时与所述第1阻抗补偿单元的端口a1至第N阻抗补偿单元的端口an、函数发生器的端口vc以及分段控制器的端口vc相连，所述第1阻抗补偿单元的端口b1至第N阻抗补偿单元的端口bn分别与第1电压型负载的正端l1+至第N电压型负载的正端ln+相连，第K电压型负载的负端lk-与第K-1电压型负载的正端lk-1+相连，K的取值范围是2至N，k的取值范围是2至n，第1电压型负载的负端l1-与受控电流源的端口s+相连，受控电流源的端口s-与直流输出电源的负端vo-相连，受控电流源的端口d同时与第1阻抗补偿单元的端口d1至第N阻抗补偿单元的端口dn相连，函数发生器的端口f同时与受控电流源的端口f以及第1阻抗补偿单元的端口c1至第N阻抗补偿单元的端口cn相连，分段控制器的端口e1至en分别与第1阻抗补偿单元的端口e1至第N阻抗补偿单元的端口en相连。该方案采用一种第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元均位于高端的连接方式。
再进一步，所述第J阻抗补偿单元，J的取值范围是1至N，包括PNP型BJT管Qja1、NPN型BJT管Qja2、NPN型BJT管Qja3、NPN型BJT管Qja4、电阻Rja1、电阻Rja2、电阻Rja3、电阻Rja4和电阻Rja5，j的取值范围是1至n，PNP型BJT管Qja1的发射极与所述第J阻抗补偿单元的端口aj相连，PNP型BJT管Qja1的集电极与第J阻抗补偿单元的端口bj相连，PNP型BJT管Qja1的基极与电阻Rja1的一端相连，电阻Rja1的另一端与NPN型BJT管Qja2的集电极相连，NPN型BJT管Qja2的基极同时与NPN型BJT管Qja4的集电极、电阻Rja2的一端以及电阻Rja3的一端相连，电阻Rja2的另一端与第J阻抗补偿单元的端口cj相连，电阻Rja3的另一端与NPN型BJT管Qja3的集电极相连，NPN型BJT管Qja3的基极与电阻Rja4的一端相连，电阻Rja4的另一端与第J阻抗补偿单元的端口dj相连，NPN型BJT管Qja4的基极与电阻Rja5的一端相连，电阻Rja5的另一端与第J阻抗补偿单元J的端口ej相连，NPN型BJT管Qja2的发射极、NPN型BJT管Qja3的发射极、NPN型BJT管Qja4的发射极均与所述直流输出电源的负端vo-相连。
更进一步，一种优选的受控电流源方案，所述受控电流源包括NPN型BJT管Qsa1、稳压管Zsa1和电阻Rsa1，NPN型BJT管Qsa1的集电极和稳压管Zsa1的阴极同时与所述受控电流源的端口s+相连，稳压管Zsa1的阳极与受控电流源的端口d相连，NPN型BJT管Qsa1的基极与电阻Rsa1的一端相连，电阻Rsa1的另一端与受控电流源的端口f相连，NPN型BJT管Qsa1的发射极与受控电流源的端口s-相连。
另一种优选的受控电流源方案，所述受控电流源包括NPN型BJT管Qsb1、电阻Rsb1、电阻Rsb2、电阻Rsb3和二极管Dsb1，NPN型BJT管Qsb1的集电极和电阻Rsb2的一端同时与所述受控电流源的端口s+相连，电阻Rsb2的另一端同时与二极管Dsb1的阳极和电阻Rsb3的一端相连，二极管Dsb1的阴极与受控电流源的端口d相连，NPN型BJT管Qsb1的基极与电阻Rsb1的一端相连，电阻Rsb1的另一端与受控电流源的端口f相连，NPN型BJT管Qsb1的发射极和电阻Rsb3的另一端同时与受控电流源的端口s-相连。
或者是，第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元均位于低端，所述直流输出电源的正端vo+同时与受控电流源的端口s+、函数发生器的端口vc以及分段控制器的端口vc相连，所述受控电流源的端口s-与第1电压型负载的正端l1+相连，第K电压型负载的负端lk-与第K+1电压型负载的正端lk+1+相连，K的取值范围是1至N-1，k的取值范围是1至n-1，第1电压型负载的负端l1-至第N电压型负载的负端ln-还分别与所述第1阻抗补偿单元的端口a1至第N阻抗补偿单元的端口an相连，第1阻抗补偿单元的端口b1至第N阻抗补偿单元的端口bn均与直流输出电源的负端vo-相连，受控电流源的端口d同时与第1阻抗补偿单元的端口d1至第N阻抗补偿单元的端口dn相连，函数发生器的端口f同时与受控电流源的端口f以及第1阻抗补偿单元的端口c1至第N阻抗补偿单元的端口cn相连，分段控制器的端口e1至en分别与第1阻抗补偿单元的端口e1至第N阻抗补偿单元的端口en相连。该方案采用第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元均位于低端的连接方式。
进一步，所述第J阻抗补偿单元，J的取值范围是1至N，包括NPN型BJT管Qjb1、NPN型BJT管Qjb2、NPN型BJT管Qjb3、电阻Rjb1、电阻Rjb2、电阻Rjb3和电阻Rjb4，j的取值范围是1至n，NPN型BJT管Qjb1的集电极与所述第J阻抗补偿单元的端口aj相连，NPN型BJT管Qjb1的基极同时与电阻Rjb1的一端、电阻Rjb2的一端以及NPN型BJT管Qjb3的集电极相连，电阻Rjb1的另一端与第J阻抗补偿单元的端口cj相连，电阻Rjb2的另一端与NPN型BJT管Qjb2的集电极相连，NPN型BJT管Qjb2的基极与电阻Rjb3的一端相连，电阻Rjb3的另一端与第J阻抗补偿单元的端口dj相连，NPN型BJT管Qjb3的基极与电阻Rjb4的一端相连，电阻Rjb4的另一端与第J阻抗补偿单元的端口ej相连，NPN型BJT管Qjb1的发射极、NPN型BJT管Qjb2的发射极、NPN型BJT管Qjb3的发射极均与第J阻抗补偿单元的端口bj相连。
更进一步，一种优选的受控电流源方案，所述受控电流源包括PNP型BJT管Qsc1、PNP型BJT管Qsc2、NPN型BJT管Qsc3、NPN型BJT管Qsc4、稳压管Zsc1、电阻Rsc1、电阻Rsc2、电阻Rsc3和电阻Rsc4，PNP型BJT管Qsc1的发射极、电阻Rsc1的一端、PNP型BJT管Qsc2的发射极均与所述受控电流源的端口s+相连，PNP型BJT管Qsc1的基极与电阻Rsc2的一端相连，电阻Rsc2的另一端与NPN型BJT管Qsc3的集电极相连，NPN型BJT管Qsc3的发射极与NPN型BJT管Qsc4的集电极相连，NPN型BJT管Qsc3的基极与电阻Rsc3的一端相连，NPN型BJT管Qsc4的基极与电阻Rsc4的一端相连，电阻Rsc3的另一端和电阻Rsc4的另一端均与受控电流源的端口f相连，NPN型BJT管Qsc4的发射极与所述直流输出电源的端口vo-相连，PNP型BJT管Qsc1的集电极和稳压管Zsc1的阳极均与受控电流源的端口s-相连，稳压管Zsc1的阴极同时与电阻Rsc1的另一端以及PNP型BJT管Qsc2的基极相连，PNP型BJT管Qsc2的集电极与受控电流源的端口d相连。
另一种优选的受控电流源方案，所述受控电流源包括PNP型BJT管Qsc1、PNP型BJT管Qsc2、NPN型BJT管Qsc3、NPN型BJT管Qsc4、电阻Rsc5、电阻Rsc1、电阻Rsc2、电阻Rsc3和电阻Rsc4，PNP型BJT管Qsc1的发射极、电阻Rsc1的一端、PNP型BJT管Qsc2的发射极均与所述受控电流源的端口s+相连，PNP型BJT管Qsc1的基极与电阻Rsc2的一端相连，电阻Rsc2的另一端与NPN型BJT管Qsc3的集电极相连，NPN型BJT管Qsc3的发射极与NPN型BJT管Qsc4的集电极相连，NPN型BJT管Qsc3的基极与电阻Rsc3的一端相连，NPN型BJT管Qsc4的基极与电阻Rsc4的一端相连，电阻Rsc3的另一端和电阻Rsc4的另一端均与受控电流源的端口f相连，NPN型BJT管Qsc4的发射极与所述直流输出电源的端口vo-相连，PNP型BJT管Qsc1的集电极和电阻Rsc5的一端均与受控电流源的端口s-相连，电阻Rsc5的另一端同时与电阻Rsc1的另一端以及PNP型BJT管Qsc2的基极相连，PNP型BJT管Qsc2的集电极与受控电流源的端口d相连。
本发明的技术构思为：采用阻抗补偿单元代替现有分段式直流供电系统中的电子开关，通过受控电流源的状态反馈，动态调整阻抗补偿单元的阻抗，在宽直流电压范围的工作场合可抑制受控电流源的端电压差，可实现高精度的电流控制。
本发明的有益效果主要表现在：含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统具有可扩展性，在宽直流电压范围的工作场合可始终保持良好的电流控制精度，而且阻抗补偿单元结构简单。
附图说明
图1是一种常见的含电子开关的分段式直流供电系统框图。
图2是本发明采用阻抗补偿单元位于高端连接方式的系统框图。
图3是本发明实施例1和实施例2关于第J阻抗补偿单元的电路图。
图4是本发明实施例1关于受控电流源的电路图。
图5是本发明实施例1取N＝3、电压型负载为LED时的仿真波形图。
图6是本发明实施例2关于受控电流源的电路图。
图7是本发明采用阻抗补偿单元位于低端连接方式的系统框图。
图8是本发明实施例3和实施例4关于第J阻抗补偿单元的电路图。
图9是本发明实施例3关于受控电流源的电路图。
图10是本发明实施例3取N＝1、电压型负载为LED时的仿真波形图。
图11是本发明实施例4关于受控电流源的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图2～图11，一种含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，包括直流输出电源、第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元、函数发生器、分段控制器、受控电流源和第1电压型负载至第N电压型负载。所述函数发生器的端口vc与直流输出电源的正端vo+相连，其端口f输出电流控制信息，其端口f的输出电压vf是直流输出电源输出电压vo的任意函数。所述分段控制器的端口vc与直流输出电源的正端vo+相连，根据直流输出电源输出电压vo决定第1电压型负载至第N电压型负载的接入状态，由其端口e1至en分别控制第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元的关断状态。所述受控电流源的端口f接收来自函数发生器的电流控制信息，并转化成流过其端口s+和s-的工作电流，其端口d输出其端口s+和s-之间的工作电压差信息。所述第J阻抗补偿单元的端口ej接收来自分段控制器的关断信息，其端口cj接收来自函数发生器的电流控制信息，其端口dj接收来自受控电流源的工作电压差信息，导通时其端口aj与bj之间的工作电压差由分段控制器的关断信息、函数发生器的电流控制信息和受控电流源的工作电压差信息共同确定，J的取值范围是1至N，j的取值范围是1至n。
实施例1
参照图2至图5，所述第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元均位于高端，所述直流输出电源的正端vo+同时与所述第1阻抗补偿单元的端口a1至第N阻抗补偿单元的端口an、函数发生器的端口vc以及分段控制器的端口vc相连，所述第1阻抗补偿单元的端口b1至第N阻抗补偿单元的端口bn分别与第1电压型负载的正端l1+至第N电压型负载的正端ln+相连，第K电压型负载的负端lk-与第K-1电压型负载的正端lk-1+相连，K的取值范围是2至N，k的取值范围是2至n，第1电压型负载的负端l1-与受控电流源的端口s+相连，受控电流源的端口s-与直流输出电源的负端vo-相连，受控电流源的端口d同时与第1阻抗补偿单元的端口d1至第N阻抗补偿单元的端口dn相连，函数发生器的端口f同时与受控电流源的端口f以及第1阻抗补偿单元的端口c1至第N阻抗补偿单元的端口cn相连，分段控制器的端口e1至en分别与第1阻抗补偿单元的端口e1至第N阻抗补偿单元的端口en相连。
所述第J阻抗补偿单元，J的取值范围是1至N，包括PNP型BJT管Qja1、NPN型BJT管Qja2、NPN型BJT管Qja3、NPN型BJT管Qja4、电阻Rja1、电阻Rja2、电阻Rja3、电阻Rja4和电阻Rja5，j的取值范围是1至n，PNP型BJT管Qja1的发射极与所述第J阻抗补偿单元的端口aj相连，PNP型BJT管Qja1的集电极与第J阻抗补偿单元的端口bj相连，PNP型BJT管Qja1的基极与电阻Rja1的一端相连，电阻Rja1的另一端与NPN型BJT管Qja2的集电极相连，NPN型BJT管Qja2的基极同时与NPN型BJT管Qja4的集电极、电阻Rja2的一端以及电阻Rja3的一端相连，电阻Rja2的另一端与第J阻抗补偿单元的端口cj相连，电阻Rja3的另一端与NPN型BJT管Qja3的集电极相连，NPN型BJT管Qja3的基极与电阻Rja4的一端相连，电阻Rja4的另一端与第J阻抗补偿单元的端口dj相连，NPN型BJT管Qja4的基极与电阻Rja5的一端相连，电阻Rja5的另一端与第J阻抗补偿单元的端口ej相连，NPN型BJT管Qja2的发射极、NPN型BJT管Qja3的发射极、NPN型BJT管Qja4的发射极均与所述直流输出电源的负端vo-相连。
所述受控电流源包括NPN型BJT管Qsa1、稳压管Zsa1和电阻Rsa1，NPN型BJT管Qsa1的集电极和稳压管Zsa1的阴极同时与所述受控电流源的端口s+相连，稳压管Zsa1的阳极与受控电流源的端口d相连，NPN型BJT管Qsa1的基极与电阻Rsa1的一端相连，电阻Rsa1的另一端与受控电流源的端口f相连，NPN型BJT管Qsa1的发射极与受控电流源的端口s-相连。
假设Vj是第J电压型负载的工作电压，VZsa1是稳压管Zsa1的反向导通压降，vs为受控电流源的端口s+和s-之间的工作电压差。当时，分段控制器的端口e1至ej-1均为高电平，而分段控制器的端口ej至en均为低电平。在分段控制器端口e1至ej-1的控制下，第1阻抗补偿单元至第J-1阻抗补偿单元处于关断状态。因第K+1电压型负载至第N电压型负载基本不工作，故第J+1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元也基本处于关断状态。仅第J阻抗补偿单元处于导通状态。当vs>VZsa1时，第J阻抗补偿单元中的Qja3导通，通过减小Qja2的基极电流令Qja1的阻抗变大，最终减小vs的值。即使vo变化范围很大，vs也会被抑制在vs<VZsa1的波动范围内，保证电流控制的精度。
图5是实施例1取N＝3、电压型负载为LED时的仿真波形图。由图5可知，当vo宽范围变化时，第1阻抗补偿单元至第3阻抗补偿单元会依次导通和关断，第1阻抗补偿单元的端电压差vab1至第3阻抗补偿单元的端电压差vab3动态调整着，确保受控电流源的端电压差vs被抑制在较小的范围内，受控电流源的电流is以及流过第1阻抗补偿单元的电流ia1至流过第3阻抗补偿单元的电流ia3都紧随vf变化。
实施例2
参照图2、图3和图6，所述受控电流源包括NPN型BJT管Qsb1、电阻Rsb1、电阻Rsb2、电阻Rsb3和二极管Dsb1，NPN型BJT管Qsb1的集电极和电阻Rsb2的一端同时与所述受控电流源的端口s+相连，电阻Rsb2的另一端同时与二极管Dsb1的阳极和电阻Rsb3的一端相连，二极管Dsb1的阴极与受控电流源的端口d相连，NPN型BJT管Qsb1的基极与电阻Rsb1的一端相连，电阻Rsb1的另一端与受控电流源的端口f相连，NPN型BJT管Qsb1的发射极和电阻Rsb3的另一端同时与受控电流源的端口s-相连。
除了受控电流源，本实施例的其他结构与实施例1相同，工作过程也与实施例1相似。
实施例3
参考图7至图10，第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元均位于低端，所述直流输出电源的正端vo+同时与受控电流源的端口s+、函数发生器的端口vc以及分段控制器的端口vc相连，所述受控电流源的端口s-与第1电压型负载的正端l1+相连，第K电压型负载的负端lk-与第K+1电压型负载的正端lk+1+相连，K的取值范围是1至N-1，k的取值范围是1至n-1，第1电压型负载的负端l1-至第N电压型负载的负端ln-还分别与所述第1阻抗补偿单元的端口a1至第N阻抗补偿单元的端口an相连，第1阻抗补偿单元的端口b1至第N阻抗补偿单元的端口bn均与直流输出电源的负端vo-相连，受控电流源的端口d同时与第1阻抗补偿单元的端口d1至第N阻抗补偿单元的端口dn相连，函数发生器的端口f同时与受控电流源的端口f以及第1阻抗补偿单元的端口c1至第N阻抗补偿单元的端口cn相连，分段控制器的端口e1至en分别与第1阻抗补偿单元的端口e1至第N阻抗补偿单元的端口en相连。
所述第J阻抗补偿单元，J的取值范围是1至N，包括NPN型BJT管Qjb1、NPN型BJT管Qjb2、NPN型BJT管Qjb3、电阻Rjb1、电阻Rjb2、电阻Rjb3和电阻Rjb4，j的取值范围是1至n，NPN型BJT管Qjb1的集电极与所述第J阻抗补偿单元的端口aj相连，NPN型BJT管Qjb1的基极同时与电阻Rjb1的一端、电阻Rjb2的一端以及NPN型BJT管Qjb3的集电极相连，电阻Rjb1的另一端与第J阻抗补偿单元的端口cj相连，电阻Rjb2的另一端与NPN型BJT管Qjb2的集电极相连，NPN型BJT管Qjb2的基极与电阻Rjb3的一端相连，电阻Rjb3的另一端与第J阻抗补偿单元的端口dj相连，NPN型BJT管Qjb3的基极与电阻Rjb4的一端相连，电阻Rjb4的另一端与第J阻抗补偿单元的端口ej相连，NPN型BJT管Qjb1的发射极、NPN型BJT管Qjb2的发射极、NPN型BJT管Qjb3的发射极均与第J阻抗补偿单元的端口bj相连。
所述受控电流源包括PNP型BJT管Qsc1、PNP型BJT管Qsc2、NPN型BJT管Qsc3、NPN型BJT管Qsc4、稳压管Zsc1、电阻Rsc1、电阻Rsc2、电阻Rsc3和电阻Rsc4，PNP型BJT管Qsc1的发射极、电阻Rsc1的一端、PNP型BJT管Qsc2的发射极均与所述受控电流源的端口s+相连，PNP型BJT管Qsc1的基极与电阻Rsc2的一端相连，电阻Rsc2的另一端与NPN型BJT管Qsc3的集电极相连，NPN型BJT管Qsc3的发射极与NPN型BJT管Qsc4的集电极相连，NPN型BJT管Qsc3的基极与电阻Rsc3的一端相连，NPN型BJT管Qsc4的基极与电阻Rsc4的一端相连，电阻Rsc3的另一端和电阻Rsc4的另一端均与受控电流源的端口f相连，NPN型BJT管Qsc4的发射极与所述直流输出电源的端口vo-相连，PNP型BJT管Qsc1的集电极和稳压管Zsc1的阳极均与受控电流源的端口s-相连，稳压管Zsc1的阴极同时与电阻Rsc1的另一端以及PNP型BJT管Qsc2的基极相连，PNP型BJT管Qsc2的集电极与受控电流源的端口d相连。
假设VJ是第J电压型负载的工作电压，VZsc1是稳压管Zsc1的反向导通压降，vs为受控电流源的端口s+和s-之间的工作电压差。当时，分段控制器的端口e1至ej-1均为高电平，而分段控制器的端口ej至en均为低电平。在分段控制器端口e1至ej-1的控制下，第1阻抗补偿单元至第J-1阻抗补偿单元处于关断状态。因第J+1电压型负载至第N电压型负载基本不工作，故第J+1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元也基本处于关断状态。仅第J阻抗补偿单元处于导通状态。当vs>VZsc1时，第J阻抗补偿单元中的Qjb2导通，通过减小Qjb1的基极电流令Qjb1的阻抗变大，最终减小vs的值。即使vo变化范围很大，vs也会被抑制在vs<VZsc1的波动范围内，保证电流控制的精度。
图10是实施例3取N＝1、电压型负载为LED时的仿真波形图。由图10可知，当vo宽范围变化时，在第1阻抗补偿单元导通时段内其端电压差vab1动态调整着，确保受控电流源的端电压差vs被抑制在较小的范围内，受控电流源的电流is以及流过第1阻抗补偿单元的电流ia1都紧随vf变化。
实施例4
参考图7、图8和图11，所述受控电流源包括PNP型BJT管Qsc1、PNP型BJT管Qsc2、NPN型BJT管Qsc3、NPN型BJT管Qsc4、电阻Rsc5、电阻Rsc1、电阻Rsc2、电阻Rsc3和电阻Rsc4，PNP型BJT管Qsc1的发射极、电阻Rsc1的一端、PNP型BJT管Qsc2的发射极均与所述受控电流源的端口s+相连，PNP型BJT管Qsc1的基极与电阻Rsc2的一端相连，电阻Rsc2的另一端与NPN型BJT管Qsc3的集电极相连，NPN型BJT管Qsc3的发射极与NPN型BJT管Qsc4的集电极相连，NPN型BJT管Qsc3的基极与电阻Rsc3的一端相连，NPN型BJT管Qsc4的基极与电阻Rsc4的一端相连，电阻Rsc3的另一端和电阻Rsc4的另一端均与受控电流源的端口f相连，NPN型BJT管Qsc4的发射极与所述直流输出电源的端口vo-相连，PNP型BJT管Qsc1的集电极和电阻Rsc5的一端均与受控电流源的端口s-相连，电阻Rsc5的另一端同时与电阻Rsc1的另一端以及PNP型BJT管Qsc2的基极相连，PNP型BJT管Qsc2的集电极与受控电流源的端口d相连。
除了受控电流源，本实施例的其他结构与实施例3相同，工作过程也与实施例3相似。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (9)
1.一种含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统包括直流输出电源、第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元、函数发生器、分段控制器、受控电流源和第1电压型负载至第N电压型负载；
所述函数发生器的端口vc与直流输出电源的正端vo+相连，其端口f输出电流控制信息，其端口f的输出电压vf是直流输出电源输出电压vo的任意函数；
所述分段控制器的端口vc与直流输出电源的正端vo+相连，根据直流输出电源输出电压vo决定第1电压型负载至第N电压型负载的接入状态，由其端口e1至en分别控制第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元的关断状态；
所述受控电流源的端口f接收来自函数发生器的电流控制信息，并转化成流过其端口s+和s-的工作电流，其端口d输出其端口s+和s-之间的工作电压差信息；
第J阻抗补偿单元的端口ej接收来自分段控制器的关断信息，其端口cj接收来自函数发生器的电流控制信息，其端口dj接收来自受控电流源的工作电压差信息，导通时其端口aj与bj之间的工作电压差由分段控制器的关断信息、函数发生器的电流控制信息和受控电流源的工作电压差信息共同确定，J的取值范围是1至N，j的取值范围是1至n。
2.如权利要求1所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述直流输出电源的正端vo+同时与所述第1阻抗补偿单元的端口a1至第N阻抗补偿单元的端口an、函数发生器的端口vc以及分段控制器的端口vc相连，所述第1阻抗补偿单元的端口b1至第N阻抗补偿单元的端口bn分别与第1电压型负载的正端l1+至第N电压型负载的正端ln+相连，第K电压型负载的负端lk-与第K-1电压型负载的正端lk-1+相连，K的取值范围是2至N，k的取值范围是2至n，第1电压型负载的负端l1-与受控电流源的端口s+相连，受控电流源的端口s-与直流输出电源的负端vo-相连，受控电流源的端口d同时与第1阻抗补偿单元的端口d1至第N阻抗补偿单元的端口dn相连，函数发生器的端口f同时与受控电流源的端口f以及第1阻抗补偿单元的端口c1至第N阻抗补偿单元的端口cn相连，分段控制器的端口e1至en分别与第1阻抗补偿单元的端口e1至第N阻抗补偿单元的端口en相连。
3.如权利要求2所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述第J阻抗补偿单元，J的取值范围是1至N，包括PNP型BJT管Qja1、NPN型BJT管Qja2、NPN型BJT管Qja3、NPN型BJT管Qja4、电阻Rja1、电阻Rja2、电阻Rja3、电阻Rja4和电阻Rja5，j的取值范围是1至n，PNP型BJT管Qja1的发射极与所述第J阻抗补偿单元的端口aj相连，PNP型BJT管Qja1的集电极与第J阻抗补偿单元的端口bj相连，PNP型BJT管Qja1的基极与电阻Rja1的一端相连，电阻Rja1的另一端与NPN型BJT管Qja2的集电极相连，NPN型BJT管Qja2的基极同时与NPN型BJT管Qja4的集电极、电阻Rja2的一端以及电阻Rja3的一端相连，电阻Rja2的另一端与第J阻抗补偿单元的端口cj相连，电阻Rja3的另一端与NPN型BJT管Qja3的集电极相连，NPN型BJT管Qja3的基极与电阻Rja4的一端相连，电阻Rja4的另一端与第J阻抗补偿单元的端口dj相连，NPN型BJT管Qja4的基极与电阻Rja5的一端相连，电阻Rja5的另一端与第J阻抗补偿单元的端口ej相连，NPN型BJT管Qja2的发射极、NPN型BJT管Qja3的发射极、NPN型BJT管Qja4的发射极均与所述直流输出电源的负端vo-相连。
4.如权利要求2或3所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述受控电流源包括NPN型BJT管Qsa1、稳压管Zsa1和电阻Rsa1，NPN型BJT管Qsa1的集电极和稳压管Zsa1的阴极同时与所述受控电流源的端口s+相连，稳压管Zsa1的阳极与受控电流源的端口d相连，NPN型BJT管Qsa1的基极与电阻Rsa1的一端相连，电阻Rsa1的另一端与受控电流源的端口f相连，NPN型BJT管Qsa1的发射极与受控电流源的端口s-相连。
5.如权利要求2或3所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述受控电流源包括NPN型BJT管Qsb1、电阻Rsb1、电阻Rsb2、电阻Rsb3和二极管Dsb1，NPN型BJT管Qsb1的集电极和电阻Rsb2的一端同时与所述受控电流源的端口s+相连，电阻Rsb2的另一端同时与二极管Dsb1的阳极和电阻Rsb3的一端相连，二极管Dsb1的阴极与受控电流源的端口d相连，NPN型BJT管Qsb1的基极与电阻Rsb1的一端相连，电阻Rsb1的另一端与受控电流源的端口f相连，NPN型BJT管Qsb1的发射极和电阻Rsb3的另一端同时与受控电流源的端口s-相连。
6.如权利要求1所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述直流输出电源的正端vo+同时与受控电流源的端口s+、函数发生器的端口vc以及分段控制器的端口vc相连，所述受控电流源的端口s-与第1电压型负载的正端l1+相连，第K电压型负载的负端lk-与第K+1电压型负载的正端lk+1+相连，K的取值范围是1至N-1，k的取值范围是1至n-1，第1电压型负载的负端l1-至第N电压型负载的负端ln-还分别与所述第1阻抗补偿单元的端口a1至第N阻抗补偿单元的端口an相连，第1阻抗补偿单元的端口b1至第N阻抗补偿单元的端口bn均与直流输出电源的负端vo-相连，受控电流源的端口d同时与第1阻抗补偿单元的端口d1至第N阻抗补偿单元的端口dn相连，函数发生器的端口f同时与受控电流源的端口f以及第1阻抗补偿单元的端口c1至第N阻抗补偿单元的端口cn相连，分段控制器的端口e1至en分别与第1阻抗补偿单元的端口e1至第N阻抗补偿单元的端口en相连。
7.如权利要求6所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述第J阻抗补偿单元，J的取值范围是1至N，包括NPN型BJT管Qjb1、NPN型BJT管Qjb2、NPN型BJT管Qjb3、电阻Rjb1、电阻Rjb2、电阻Rjb3和电阻Rjb4，j的取值范围是1至n，NPN型BJT管Qjb1的集电极与所述第J阻抗补偿单元的端口aj相连，NPN型BJT管Qjb1的基极同时与电阻Rjb1的一端、电阻Rjb2的一端以及NPN型BJT管Qjb3的集电极相连，电阻Rjb1的另一端与第J阻抗补偿单元的端口cj相连，电阻Rjb2的另一端与NPN型BJT管Qjb2的集电极相连，NPN型BJT管Qjb2的基极与电阻Rjb3的一端相连，电阻Rjb3的另一端与第J阻抗补偿单元的端口dj相连，NPN型BJT管Qjb3的基极与电阻Rjb4的一端相连，电阻Rjb4的另一端与第J阻抗补偿单元的端口ej相连，NPN型BJT管Qjb1的发射极、NPN型BJT管Qjb2的发射极、NPN型BJT管Qjb3的发射极均与第J阻抗补偿单元的端口bj相连。
8.如权利要求6或7所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述受控电流源包括PNP型BJT管Qsc1、PNP型BJT管Qsc2、NPN型BJT管Qsc3、NPN型BJT管Qsc4、稳压管Zsc1、电阻Rsc1、电阻Rsc2、电阻Rsc3和电阻Rsc4，PNP型BJT管Qsc1的发射极、电阻Rsc1的一端、PNP型BJT管Qsc2的发射极均与所述受控电流源的端口s+相连，PNP型BJT管Qsc1的基极与电阻Rsc2的一端相连，电阻Rsc2的另一端与NPN型BJT管Qsc3的集电极相连，NPN型BJT管Qsc3的发射极与NPN型BJT管Qsc4的集电极相连，NPN型BJT管Qsc3的基极与电阻Rsc3的一端相连，NPN型BJT管Qsc4的基极与电阻Rsc4的一端相连，电阻Rsc3的另一端和电阻Rsc4的另一端均与受控电流源的端口f相连，NPN型BJT管Qsc4的发射极与所述直流输出电源的端口vo-相连，PNP型BJT管Qsc1的集电极和稳压管Zsc1的阳极均与受控电流源的端口s-相连，稳压管Zsc1的阴极同时与电阻Rsc1的另一端以及PNP型BJT管Qsc2的基极相连，PNP型BJT管Qsc2的集电极与受控电流源的端口d相连。
9.如权利要求6或7所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述受控电流源包括PNP型BJT管Qsc1、PNP型BJT管Qsc2、NPN型BJT管Qsc3、NPN型BJT管Qsc4、电阻Rsc5、电阻Rsc1、电阻Rsc2、电阻Rsc3和电阻Rsc4，PNP型BJT管Qsc1的发射极、电阻Rsc1的一端、PNP型BJT管Qsc2的发射极均与所述受控电流源的端口s+相连，PNP型BJT管Qsc1的基极与电阻Rsc2的一端相连，电阻Rsc2的另一端与NPN型BJT管Qsc3的集电极相连，NPN型BJT管Qsc3的发射极与NPN型BJT管Qsc4的集电极相连，NPN型BJT管Qsc3的基极与电阻Rsc3的一端相连，NPN型BJT管Qsc4的基极与电阻Rsc4的一端相连，电阻Rsc3的另一端和电阻Rsc4的另一端均与受控电流源的端口f相连，NPN型BJT管Qsc4的发射极与所述直流输出电源的端口vo-相连，PNP型BJT管Qsc1的集电极和电阻Rsc5的一端均与受控电流源的端口s-相连，电阻Rsc5的另一端同时与电阻Rsc1的另一端以及PNP型BJT管Qsc2的基极相连，PNP型BJT管Qsc2的集电极与受控电流源的端口d相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710928078.3A CN107733227B (zh) | 2017-10-09 | 2017-10-09 | 含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710928078.3A CN107733227B (zh) | 2017-10-09 | 2017-10-09 | 含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107733227A CN107733227A (zh) | 2018-02-23 |
| CN107733227B true CN107733227B (zh) | 2019-07-05 |
Family
ID=61209903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710928078.3A Active CN107733227B (zh) | 2017-10-09 | 2017-10-09 | 含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107733227B (zh) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102035410B (zh) * | 2010-12-24 | 2014-02-19 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电压调节电路及具有该电压调节电路的电源适配器 |
| CN204030958U (zh) * | 2014-07-24 | 2014-12-17 | 重庆金佛果电子科技有限公司 | 一种电源直流转换直流控制单元电路 |
| CN105141150B (zh) * | 2015-09-18 | 2017-06-30 | 浙江工业大学 | 自激式BJT型无桥Cuk PFC整流电路 |
| CN107104605A (zh) * | 2016-02-23 | 2017-08-29 | 成都凯天电子股份有限公司 | 用于传感器的多通道供电电源设备 |
| CN105914801B (zh) * | 2016-05-17 | 2018-03-16 | 西南交通大学 | 一种分段切换的无线电能传输系统原边供电装置及其切换方法 |
| CN106533220B (zh) * | 2016-12-09 | 2018-09-21 | 浙江工业大学 | 一种后馈式限定输入电流包络的单相桥式整流电路 |
-
2017
- 2017-10-09 CN CN201710928078.3A patent/CN107733227B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107733227A (zh) | 2018-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201689355U (zh) | 一种非对称型偏置电压补偿带隙基准电路 | |
| CN112684239A (zh) | 一种低温漂电源电压检测电路 | |
| CN107733227B (zh) | 含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统 | |
| CN109633242A (zh) | 一种大电流低功耗检测采集电路 | |
| CN107728693B (zh) | 含共用阻抗补偿单元的分段式直流供电系统 | |
| CN101763136A (zh) | 一种非对称带隙基准电路 | |
| CN207965717U (zh) | 一种基于新型复合达林顿电路拓扑结构的大功率恒流驱动器 | |
| CN209313809U (zh) | 可调节时序的开关电路结构 | |
| CN104569547B (zh) | 汽车系统电池电压低压监测电路 | |
| CN207440254U (zh) | 电池电量检测装置和灯具 | |
| CN207123777U (zh) | 基于运算放大器的自带过流保护的1mA电流源模块 | |
| CN215728408U (zh) | 一种新型高精度比较器电路 | |
| CN202928948U (zh) | 多光源多孔道生化检测电路 | |
| CN206756919U (zh) | 电压检测系统 | |
| CN217643148U (zh) | 一种低功耗igbt驱动电源电路及装置 | |
| CN213125835U (zh) | 一种高精度低温漂欠压保护电路 | |
| CN215580909U (zh) | 一种光模块ibias控制电路 | |
| CN213423314U (zh) | 一种基于线损补偿的充电电源输出电流检测电路 | |
| CN117930936B (zh) | 过温保护线性电流调节电路及芯片 | |
| CN107560746A (zh) | 一种温度传感器电路 | |
| CN213986857U (zh) | 一种带隔离的可持续检测水浸的电路及水浸检测器 | |
| CN215181633U (zh) | 一种可实现外部串口控制的高效率可调恒流源 | |
| CN221037722U (zh) | 一种温度检测电路 | |
| CN207753622U (zh) | 一种自动调整电阻的电源负载 | |
| CN217404463U (zh) | Bms辅助测试电路和bms辅助测试装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |