CN111917300A - 一种次级控制隔离型dc/dc变换器电路拓扑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种次级控制隔离型DC/DC变换器电路拓扑结构，基于次级控制隔离型DC/DC变换器的主功率回路包括输入滤波电路、功率转换电路、变压器、整流电路、输出滤波电路；还包括输出过欠压保护电路、脉宽控制器、取样反馈电路、隔离电路、初级功能电路；其中，所述脉宽控制器位于隔离型DC/DC变换器的次级；本发明将脉宽控制电路和取样反馈电路同时放置在隔离型DC/DC变换器的次级侧，初级开关管驱动信号通过脉宽调制器或数字隔离器传递至初级；该拓扑结构的反馈信号无需通过隔离电路传递，适用于电压型控制、峰值电流型控制、基于纹波的COT控制、V2C控制等控制方式，可有效提升DC/DC变换器的动态响应速度。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域，具体涉及一种次级控制隔离型DC/DC变换器电路拓扑结构。
背景技术
随着现代电子设备系统功能、载荷的增加，高压大电流等DC/DC变换器的广泛应用，对DC/DC变换器的负载跃变等动态性能提出了更高的要求。本发明/实用新型电路拓扑的取样反馈电路与脉宽控制电路均位于隔离型DC/DC变换器输出侧，取样与反馈响应速度更快。
隔离型DC/DC变换器作用是通过开关电源中的控制电路实现对功率转换，将输入电压转换为电子系统所需的不同输出电压、电流，同时输入侧与输出侧相互隔离的功率电路。功率电路部分隔离由功率变压器实现，控制电路部分隔离通常由脉冲变压器、数字隔离器、光电耦合器等实现。目前常用的电路拓扑结构通常将脉宽控制电路放在初级，通过脉冲变压器或光电耦合器将次反馈信号传递至初级脉宽控制器实现闭环控制。由于反馈信号需要经隔离电路传递到初级，具有一定延时性，不利于提升负载跃变等动态特性。同时，采用同步整流方案时，次级整流管的的驱动信号，也需要通过脉冲变压器传递到次级，造成电路复杂。
次级控制隔离型DC/DC变换器将脉宽控制器放置在负载侧，取样反馈误差信号可以直接接入脉宽控制器，脉宽控制器的驱动输出可直接用于驱动次级整流开关管，初级开关管的驱动信号通过脉冲变压器或数字隔离器传递至初级侧，并实现电气隔离。该拓扑结构较初级控制拓扑结构更适用与采用同步整流方案的低压大电流应用场合。
目前隔离型DC/DC变换器常用的控制方法主要有电压控制方式和峰值电流控制方式，该两种控制方式的反馈误差信号通过隔离电路传递至初级侧，实现闭环控制。为提升产品动态响应速度，基于纹波的COT控制、V2C控制等越来越多被应用于非隔离型DC/DC变换器。该类控制方式无需PI调节器，结构简单。但需要精确的输出纹波电压或输出电感纹波电流作为反馈信号，该类信号难以通过隔离电路精确传递到初级脉宽控制电路，并且由于延时等原因，制约了DC/DC变换器的动态响应速度。
发明内容
本发明提出的一种次级控制隔离型DC/DC变换器电路拓扑结构，可解决现有技术DC/DC变换器的动态响应效率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
基于次级控制隔离型DC/DC变换器的主功率回路，所述次级控制隔离型DC/DC变换器的主功率回路包括输入滤波电路、功率转换电路、变压器、整流电路、输出滤波电路；
还包括输出过欠压保护电路、脉宽控制器、取样反馈电路、隔离电路、初级功能电路；
所述脉宽控制器位于隔离DC/DC变换器的次级；
其中，输入滤波电路的输出与功率转换电路连接，功率转换电路的输出与变压器的输入端连接，变压器的输出与整流电路的输入端连接，整流电路的输出与输出滤波电路的输入端连接，输出滤波电路的输出与取样反馈电路的输入端连接，取样反馈电路的输出端与脉宽控制电路的输入端和隔离电路的输入端相连；
同时，脉宽控制电路的输出端与整流电路的输入端和隔离电路的输入端相连，隔离电路的输出端与功率转换电路的输入端连接，输出过欠压保护电路的输出端与初级功能电路的输入端相连，初级功能电路的输出端与输隔离电路的输入端相连。
进一步，所述次级控制隔离型DC/DC变换器的主功率回路包括初级输入滤波电感L1，输入滤波电容C1、开关管V1、初级电流取样互感器L2、变压器T1、次级同步整流管V2、次级同步续流管V3、输出储能滤波电感L3、输出滤波电容C2；
其中，
输入滤波电感L1一端与输入电压源Vin相连，另一端与与输入滤波电容C1相连，构成输入所述初级滤波电路；
输入滤波电容C1一端与电流互感器L2的一端取样绕组相连，另一端与功率开关管V1漏极相连，所述电流互感器L2的另一端与变压器T1初级绕组相连，变压器T1初级绕组另一端与开关管V1的漏极相连，开关管V1的漏极与变压器初级绕组一端相连，源级与输入滤波电容一端相连，栅级与隔离电路的一端相连，开关管V1构成功率转换电路；
变压器T1次级绕组与同步整流管V2的漏级相连，同步整流管V2的源级与续流开关管V3的源级相连，同步整流管V2、续流开关管V3栅级分别与脉宽控制器的脉宽控制输出相连，源级与输出滤波电容C2的一端相连，所述变压器次级绕组的另一端与续流管V3的漏极相连，并与输出滤波电容C2的一端相连，同步整流管V2和续流开关管V3共同构成整流电路；
输出滤波电感L3一端与变压器次级绕组一端及续流开关管V3漏极相连，另一端与输出滤波电容C2相连，共同构成输出滤波电路(5)。
进一步的，所述取样反馈电路包括电阻R1的一端与输出电压Vo相连，另一端与电阻R2相连，电阻R2的另一端与次级参考地相连，构成输出电压取样电路，电阻R2的一端与运算放大器N1的反相输入端相连，所述运算放大器N1的反相输入端与电容C3、C2的一端相连，电阻R4的一端与电容C3相连，另一端与电容C2及运算放大器的输出端相连，电阻R3的一端与输出电压Vo相连，另一端与电容C1相连，电容C1的一端与运算放大器N1的反向输入端相连，所述运算放大器N1的同相输入端与参考基准电压相连，电阻R3、R4、电容C1、C2、C3与运算放大器N1共同构成Ⅲ型负反馈补偿电路；
所述脉宽控制器采用比较器N2，所述运算放大器N1的输出与比较器N2的同相输入端相连，比较器N2的反相输入端与锯齿波信号Vramp相连，比较器N2的输出PWM控制信号，通过隔离电路9与开关管V1的栅极相连。
进一步的，所述取样反馈电路包括电阻R1的一端与输出电压Vo相连，另一端与电阻R2相连，电阻R2的另一端与次级参考地相连，构成输出电压取样电路，电阻R2的一端与运算放大器N1的反相输入端相连，所述运算放大器N1的反相输入端与电容C1、C2的一端相连，电阻R3的一端与电容C2相连，另一端与电容C1及运算放大器的输出端相连，所述运算放大器N1的同相输入端与参考基准电压相连，电阻R3、电容C1、C2与运算放大器N1共同构成Ⅱ型负反馈补偿电路；
电阻R4的一端与次级参考地相连，另一端与电流采样信号Vi相连，二极管D1的一端与电流采样信号Vi相连，另一端与电阻R5的一端相连，电阻R6和电容C3的一端与电阻R4相连，另一端与电阻R5相连；电阻R4、R5、R6和二极管D1、电容C3共同构成了电流采样滤波电路；
运算放大器N1的输出与比较器N2的反相输入端相连，比较器N2的同相输入端与电容C3的一端相连，比较器N2的输出与触发器N3的复位端相连，触发器N3的置位端与时钟信号相连，触发器N3的输出通过隔离电路9与开关管V1的栅极相连；比较器N2与触发器N3构成脉宽控制器。
进一步的，所述取样反馈电路包括电阻R1的一端与输出电压Vo相连，另一端与电阻R2相连，电阻R2的另一端与次级参考地相连，构成输出电压取样电路，电阻R2的一端与比较器N1的反相输入端相连，所述比较器N1的反相输入端与电容C2的一端相连，电容C2的另一端与电容C1和电阻R3相连，电阻R3的另一端与输出滤波电感L的一端相连，输出滤波电感L的另一端与电容C1的一端相连，所述运算放大器N1的同相输入端与参考基准电压相连，电阻R3、电容C1、C2与比较器N1共同构成反馈补偿电路；
比较器N1的输出端与触发器N2的置位端相连，触发器N2的复位端与导通定时器的输出端相连，触发器N2的输出通过隔离电路与开关管V1的栅极相连；触发器N2与导通定时器构成脉宽控制器。
进一步的，还包括控制导通定时器电路，所述电路包括与输入电源电压正相关的恒流源I1，电容C1、导通定时器开关管V1、比较器N1组成；
电容C1一端与比较器N1的同相输入端相连，比较器N1反相输入端为门限电压VTon，导通定时器开关管V1的栅级与由触发器N2控制；
当取样电压降至基准电压时，触发器N2置位，此时导通定时器开关V1断开，恒流源I1向电容C1充电，当比较器N2同相输入端电压充电上升至门限电压VTon时，触发器N1复位，输出电压下降，导通定时器开关V1闭合，电容电压VC1下降到0；当取样电压下降至基准电压时，进入下一个开关周期。
由上述技术方案可知，本发明的次级控制隔离型DC/DC变换器电路拓扑结构，将输入直流电压同时传递到输入滤波电路和输入过欠压保护电路，当输入电压处于设置的工作电压范围内时，初级功能电路工作，通过隔离电路给脉宽控制电路和取样反馈电路供电，脉宽控制器输出驱动信号，使功率转换电路和整流电路工作，整流电路的输出经输出滤波电路输出直流电压。取样反馈电路取样输出电压与基准比较后形成反馈信号输入脉宽控制信号实现闭环控制。
本发明的拓扑结构将脉宽控制电路和取样反馈电路同时放置在隔离型DC/DC变换器的负载(次级)侧，初级开关管驱动信号通过脉宽调制器或数字隔离器传递至初级；该拓扑结构的反馈信号无需通过隔离电路传递，适用于电压型控制、峰值电流型控制、基于纹波的COT控制、V2C控制等控制方式，可有效提升DC/DC变换器的动态响应速度。
附图说明
图1是本发明次级控制隔离型DC/DC变换器拓扑结构框图；
图2是本发明次级控制隔离型DC/DC变换器主功率电路框图(以正激Forward拓扑为例)；
图3是本发明取样反馈电路与脉宽控制电路原理图；
图4是本发明基于纹波反馈COT控制导通定时器电路原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本发明的次级控制隔离型DC/DC变换器包括输入滤波电路1、功率转换电路2、变压器3、整流电路4、输出滤波电路5、输出过欠压保护电路6、位于隔离DC/DC变换器次级的脉宽控制器7、取样反馈电路8、隔离电路9、初级功能电路10。
其中，输入滤波电路1的输出与功率转换电路2连接，功率转换电路2的输出与变压器3的输入端连接，变压器3的输出与整流电路4的输入端连接，整流电路4的输出与输出滤波电路5的输入端连接，输出滤波电路5的输出与取样反馈电路8的输入端连接，取样反馈电路8的输出端与脉宽控制电路7的输入端和隔离电路9的输入端相连，脉宽控制电路7的输出端与整流电路4的输入端和隔离电路8的输入端相连，隔离电路9的输出端与功率转换电路2的输入端连接，初级功能电路6的输出端与初级功能电路10的输入端相连，初级功能电路10的输出端与输隔离电路9的输入端相连。
工作原理：
本发明实施例将输入直流电压同时传递到输入滤波电路1和输入过欠压保护电路，当输入电压处于设置的工作电压范围内时，初级功能电路工作，通过隔离电路9给脉宽控制电路7和取样反馈电路8供电，脉宽控制器7输出驱动信号，使功率转换电路2和整流电路4工作，整流电路4的输出经输出滤波电路5输出直流电压。取样反馈电路5取样输出电压与基准比较后形成反馈信号输入脉宽控制信号7实现闭环控制。
本发明将脉宽控制电路设置在隔离型DC/DC变换器的次级，并且由于脉宽控制电路7与取样反馈电路8位于同一侧，该拓扑结构中的取样反馈电路可以采用电压型反馈控制方式、电流型反馈控制方式、基于纹波反馈的COT(恒定导通时间控制)控制等多种控制方式。
如图2所示，以正激拓扑Forward为例，次级控制隔离型DC/DC变换器主功率电路包括初级输入滤波电感L1，输入滤波电容C1、开关管V1、初级电流取样互感器L2、变压器T1、次级同步整流管V2、次级同步续流管V3、输出储能滤波电感L3、输出滤波电容C2。
如图2所示，以正激Forward拓扑为例，次级控制隔离型DC/DC变换器的输入滤波电感L1一端与输入电压源Vin相连，另一端与与输入滤波电容C1相连，构成输入所述初级滤波电路1，输入滤波电容C1一端与电流互感器L2的一端取样绕组相连，另一端与功率开关管V1漏极相连，所述电流互感器L2的另一端与变压器T1初级绕组相连，变压器T1初级绕组另一端与开关管V1的漏极相连，开关管V1的漏极与变压器初级绕组一端相连，源级与输入滤波电容一端相连，栅级与隔离电路的一端相连，开关管V1构成功率转换电路2，变压器T1次级绕组与同步整流管V2的漏级相连，同步整流管V2的源级与续流开关管V3的的源级相连，同步整流管V2、续流开关管V3栅级分别与脉宽控制器的脉宽控制输出相连，源级与输出滤波电容C2的一端相连，所述变压器次级绕组的另一端与续流管V3的漏极相连，并与输出滤波电容C2的一端相连，同步整流管V2和续流开关管V3共同构成整流电路4，输出滤波电感L3一端与变压器次级绕组一端及续流开关管V3漏极相连，另一端与输出滤波电容C2相连，共同构成输出滤波电路5。次级控制隔离型DC/DC变换器主功率拓扑还适用于反激Flyback拓扑、推挽Push-Pull拓扑、半桥Half-Bridge拓扑、全桥Full-Bridge拓扑等隔离型变换器拓扑。
如图3(a)所示，为采用电压型反馈时取样反馈电路和脉宽控制电路的电路原理图，包括脉宽控制电路7、取样反馈电路8。具体的说包括电阻R1的一端与输出电压Vo相连，另一端与电阻R2相连，电阻R2的另一端与次级参考地相连，构成输出电压取样电路，电阻R2的一端与运算放大器N1的反相输入端相连，运算放大器N1的反相输入端与电容C3、C2的一端相连，电阻R4的一端与电容C3相连，另一端与电容C2及运算放大器的输出端相连，电阻R3的一端与输出电压Vo相连，另一端与电容C1相连，电容C1的一端与运算放大器N1的反向输入端相连，运算放大器N1的同相输入端与参考基准电压相连，电阻R3、R4、电容C1、C2、C3与运算放大器N1共同构成Ⅲ型负反馈补偿电路。
运算放大器N1的输出与比较器N2的同相输入端相连，比较器N2的反相输入端与锯齿波信号Vramp相连，比较器N2的输出PWM控制信号，通过隔离电路9与开关管V1的栅极相连。其中电阻R1、R2实现对输出电压的分压取样，与基准电压Vref进行比较。电阻R3、R4电容C1、C2、C3与运算放大器N1构成Ⅲ型补偿单元，产生1个主极点、2个普通极点、2个零点用于补偿电压型控制主功率电路环节产生的双重极点和高频零点。运算放大器N1输出的误差信号通过比较器N2与锯齿波电压Vramp比较，产生功率开关管脉宽控制信号，实现DC/DC变换器闭环控制。
如图3(b)所示，为采用电流型控制时取样反馈电路和脉宽控制电路的电路原理图，包括脉宽控制电路1、取样反馈电路2。电阻R1的一端与输出电压Vo相连，另一端与电阻R2相连，电阻R2的另一端与次级参考地相连，构成输出电压取样电路，电阻R2的一端与运算放大器N1的反相输入端相连，所述运算放大器N1的反相输入端与电容C1、C2的一端相连，电阻R3的一端与电容C2相连，另一端与电容C1及运算放大器的输出端相连，所述运算放大器N1的同相输入端与参考基准电压相连，电阻R3、电容C1、C2与运算放大器N1共同构成Ⅱ型负反馈补偿电路。电阻R4的一端与次级参考地相连，另一端与电流采样信号Vi相连，二极管D1的一端与电流采样信号Vi相连，另一端与电阻R5的一端相连，电阻R6和电容C3的一端与电阻R4相连，另一端与电阻R5相连。电阻R4、R5、R6和二极管D1、电容C3共同构成了电流采样滤波电路。
运算放大器N1的输出与比较器N2的反相输入端相连，比较器N2的同相输入端与电容C3的一端相连，比较器N2的输出与触发器N3的复位端相连，触发器N3的置位端与时钟信号相连，触发器N3的输出通过隔离电路9与开关管V1的栅极相连。其中电阻R1、R2实现对输出电压的分压取样，与基准电压Vref进行比较，构成电压反馈环。电阻R3电容C1、C2与运算放大器N1构成Ⅱ型补偿单元，产生1个主极点、1个普通极点、1个零点用于补偿电流型控制主功率电路环节产生的RC负载极点。电流采样信号Vi经电阻R4、R5、R6、二极管D1、电容C3整流滤波后的斜坡信号送入比较器N2同相输入端，比较器N2反相输入端接运算放大器N1输出的误差信号，比较器输出接触发器N3的复位端R，触发器N3的置位端S接时钟信号，产生功率开关管脉宽控制信号，实现DC/DC变换器闭环控制。图3(a)所示的Ⅲ型补偿单元也同样适用于采用电流型控制的电路。
如图3(c)所示，为采用基于纹波反馈COT(恒定导通时间控制)控制时取样反馈电路和脉宽控制电路的电路原理图，包括脉宽控制电路1、取样反馈电路2。具体的说，电阻R1的一端与输出电压Vo相连，另一端与电阻R2相连，电阻R2的另一端与次级参考地相连，构成输出电压取样电路，电阻R2的一端与比较器N1的反相输入端相连，所述比较器N1的反相输入端与电容C2的一端相连，电容C2的另一端与电容C1和电阻R3相连，电阻R3的另一端与输出滤波电感L的一端相连，输出滤波电感L的另一端与电容C1的一端相连，所述运算放大器N1的同相输入端与参考基准电压相连，电阻R3、电容C1、C2与比较器N1共同构成反馈补偿电路。
比较器N1的输出端与触发器N2的置位端相连，触发器N3的复位端与导通定时器的输出端相连，触发器N2的输出通过隔离电路9与开关管V1的栅极相连。其中电阻R1、R2实现对输出电压的分压取样，与基准电压Vref进行比较。取样电压与基准电压Vref进行比较，当取样电压低于基准电压Vref时，比较器输出高电平，触发器N2置位，输出电压上升，导通固定时间Ton后，导通定时器N2使触发器复位，输出电压开始下降，实现输出电压的闭环控制。电容C1、C2、电阻R3为电流谐波补偿电路，用于补偿使用陶瓷电容时可能导致的次谐波振荡现象。与电压型控制和电流型控制相比，无需PI调节器，结构简单、动态响应快等优点。
COT控制作为一种变频控制方式，其开关频率受多种因素，尤其是输入电压影响。在实际使用时，若开关频率变化范围过大，将使输出滤波器设计困难，造成系统EMI问题。可以通过引入输入电压、负载电流等信号调整导通时间或引入额外的锁相环路实现定频率COT控制方式。
如图4所示，基于纹波反馈COT控制导通定时器电路由与输入电源电压正相关的恒流源I1，电容C1、导通定时器开关管V1、比较器N1组成。电容C1一端与比较器N1的同相输入端相连，比较器N1反相输入端为门限电压VTon，导通定时器开关管V1的栅级与由图3(c)中触发器N2控制。当取样电压降至基准电压时，图3(c)中的触发器N2置位，此时导通定时器开关V1断开，恒流源I1向电容C1充电，当比较器N2同相输入端电压充电上升至门限电压VTon时，触发器N1复位，输出电压下降，导通定时器开关V1闭合，电容电压VC1下降到0；当取样电压下降至基准电压时，进入下一个开关周期。
受控电流源的比例系数K1为：
该变换器的工作周期为：
由式(2)可以看出，由于在导通定时器中引入输入电压前馈，消除了式(5)中输入电压对变换器工作频率的影响，保证变换器开关频率在输入电压范围稳定。
综上所述，本发明的该拓扑结构的反馈信号无需通过隔离电路传递，适用于电压型控制、峰值电流型控制、基于纹波的COT控制、V2C控制等控制方式，可有效提升DC/DC变换器的动态响应速度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种次级控制隔离型DC/DC变换器电路拓扑结构，基于次级控制隔离型DC/DC变换器的主功率回路，所述次级控制隔离型DC/DC变换器的主功率回路包括输入滤波电路(1)、功率转换电路(2)、变压器(3)、整流电路(4)、输出滤波电路(5)；
其特征在于：还包括输出过欠压保护电路(6)、脉宽控制器(7)、取样反馈电路(8)、隔离电路(9)、初级功能电路(10)；
所述脉宽控制器(7)位于隔离DC/DC变换器的次级；
其中，输入滤波电路(1)的输出与功率转换电路(2)连接，功率转换电路(2)的输出与变压器(3)的输入端连接，变压器(3)的输出与整流电路(4)的输入端连接，整流电路(4)的输出与输出滤波电路(5)的输入端连接，输出滤波电路(5)的输出与取样反馈电路(8)的输入端连接，取样反馈电路(8)的输出端与脉宽控制电路(7)的输入端和隔离电路(9)的输入端相连；
同时，脉宽控制电路(7)的输出端与整流电路(4)的输入端和隔离电路(9)的输入端相连，隔离电路(9)的输出端与功率转换电路(2)的输入端连接，输出过欠压保护电路(6)的输出端与初级功能电路(10)的输入端相连，初级功能电路(10)的输出端与输隔离电路(9)的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的次级控制隔离型DC/DC变换器电路拓扑结构，其特征在于：所述次级控制隔离型DC/DC变换器的主功率回路包括初级输入滤波电感L1，输入滤波电容C1、开关管V1、初级电流取样互感器L2、变压器T1、次级同步整流管V2、次级同步续流管V3、输出储能滤波电感L3、输出滤波电容C2；
其中，
输入滤波电感L1一端与输入电压源Vin相连，另一端与与输入滤波电容C1相连，构成输入所述初级滤波电路(1)；
输入滤波电容C1一端与电流互感器L2的一端取样绕组相连，另一端与功率开关管V1漏极相连，所述电流互感器L2的另一端与变压器T1初级绕组相连，变压器T1初级绕组另一端与开关管V1的漏极相连，开关管V1的漏极与变压器初级绕组一端相连，源级与输入滤波电容一端相连，栅级与隔离电路的一端相连，开关管V1构成功率转换电路(2)；
变压器T1次级绕组与同步整流管V2的漏级相连，同步整流管V2的源级与续流开关管V3的源级相连，同步整流管V2、续流开关管V3栅级分别与脉宽控制器的脉宽控制输出相连，源级与输出滤波电容C2的一端相连，所述变压器次级绕组的另一端与续流管V3的漏极相连，并与输出滤波电容C2的一端相连，同步整流管V2和续流开关管V3共同构成整流电路(4)；
输出滤波电感L3一端与变压器次级绕组一端及续流开关管V3漏极相连，另一端与输出滤波电容C2相连，共同构成输出滤波电路(5)。
3.根据权利要求1所述的次级控制隔离型DC/DC变换器电路拓扑结构，其特征在于：所述取样反馈电路(8)包括电阻R1的一端与输出电压Vo相连，另一端与电阻R2相连，电阻R2的另一端与次级参考地相连，构成输出电压取样电路，电阻R2的一端与运算放大器N1的反相输入端相连，所述运算放大器N1的反相输入端与电容C3、C2的一端相连，电阻R4的一端与电容C3相连，另一端与电容C2及运算放大器的输出端相连，电阻R3的一端与输出电压Vo相连，另一端与电容C1相连，电容C1的一端与运算放大器N1的反向输入端相连，所述运算放大器N1的同相输入端与参考基准电压相连，电阻R3、R4、电容C1、C2、C3与运算放大器N1共同构成Ⅲ型负反馈补偿电路；
所述脉宽控制器(7)采用比较器N2，所述运算放大器N1的输出与比较器N2的同相输入端相连，比较器N2的反相输入端与锯齿波信号Vramp相连，比较器N2的输出PWM控制信号，通过隔离电路9与开关管V1的栅极相连。
4.根据权利要求1所述的次级控制隔离型DC/DC变换器电路拓扑结构，其特征在于：
所述取样反馈电路(8)包括电阻R1的一端与输出电压Vo相连，另一端与电阻R2相连，电阻R2的另一端与次级参考地相连，构成输出电压取样电路，电阻R2的一端与运算放大器N1的反相输入端相连，所述运算放大器N1的反相输入端与电容C1、C2的一端相连，电阻R3的一端与电容C2相连，另一端与电容C1及运算放大器的输出端相连，所述运算放大器N1的同相输入端与参考基准电压相连，电阻R3、电容C1、C2与运算放大器N1共同构成Ⅱ型负反馈补偿电路；
电阻R4的一端与次级参考地相连，另一端与电流采样信号Vi相连，二极管D1的一端与电流采样信号Vi相连，另一端与电阻R5的一端相连，电阻R6和电容C3的一端与电阻R4相连，另一端与电阻R5相连；电阻R4、R5、R6和二极管D1、电容C3共同构成了电流采样滤波电路；
运算放大器N1的输出与比较器N2的反相输入端相连，比较器N2的同相输入端与电容C3的一端相连，比较器N2的输出与触发器N3的复位端相连，触发器N3的置位端与时钟信号相连，触发器N3的输出通过隔离电路9与开关管V1的栅极相连；比较器N2与触发器N3构成脉宽控制器(7)。
5.根据权利要求1所述的次级控制隔离型DC/DC变换器电路拓扑结构，其特征在于：
所述取样反馈电路(8)包括电阻R1的一端与输出电压Vo相连，另一端与电阻R2相连，电阻R2的另一端与次级参考地相连，构成输出电压取样电路，电阻R2的一端与比较器N1的反相输入端相连，所述比较器N1的反相输入端与电容C2的一端相连，电容C2的另一端与电容C1和电阻R3相连，电阻R3的另一端与输出滤波电感L的一端相连，输出滤波电感L的另一端与电容C1的一端相连，所述运算放大器N1的同相输入端与参考基准电压相连，电阻R3、电容C1、C2与比较器N1共同构成反馈补偿电路；
比较器N1的输出端与触发器N2的置位端相连，触发器N2的复位端与导通定时器的输出端相连，触发器N2的输出通过隔离电路(9)与开关管V1的栅极相连；触发器N2与导通定时器构成脉宽控制器(7)。
6.根据权利要求5所述的次级控制隔离型DC/DC变换器电路拓扑结构，其特征在于：
还包括控制导通定时器电路，所述电路包括与输入电源电压正相关的恒流源I1，电容C1、导通定时器开关管V1、比较器N1组成；
电容C1一端与比较器N1的同相输入端相连，比较器N1反相输入端为门限电压VTon，导通定时器开关管V1的栅级与由触发器N2控制；
当取样电压降至基准电压时，触发器N2置位，此时导通定时器开关V1断开，恒流源I1向电容C1充电，当比较器N2同相输入端电压充电上升至门限电压VTon时，触发器N1复位，输出电压下降，导通定时器开关V1闭合，电容电压VC1下降到0；当取样电压下降至基准电压时，进入下一个开关周期。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112467992A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-09 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种磁隔离反馈电源变换电路 |
| CN112968608A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-06-15 | 电子科技大学 | 脉冲宽度调制式电力转换器 |
| CN116094337A (zh) * | 2023-01-21 | 2023-05-09 | 天航长鹰(江苏)科技有限公司 | 一种基于有源钳位正激拓扑的砖模块电源 |
| CN116526856A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-08-01 | 上海晶丰明源半导体股份有限公司 | 控制器、隔离式功率转换器及控制方法 |
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2020
- 2020-09-17 CN CN202010442843.2A patent/CN111917300A/zh active Pending
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