CN206452291U - 电源变换控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电力电子产品领域，尤其涉及一种电源变换控制器。其包括：谐振变换器与控制驱动单元，谐振变换器，包括开关单元、隔离变压器单元、整流单元、电流采样单元、滤波单元；控制驱动单元包含电流滤波单元、开关控制单元、隔离驱动单元。电流采样单元获取谐振变换器整流输出的电流，电流滤波单元将此电流信号进行一定的滤波，再适当地放大，然后送到开关控制单元，开关控制单元根据获取的电流信号与其它信号生成驱动信号，然后送到隔离驱动单元，隔离驱动单元将驱动信号隔离放大后送到谐振变换器的开关单元。本实用新型电源变换控制器具有响应速度快，控制精度高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子产品领域，尤其涉及一种电源变换控制器。
背景技术
转换效率是电源变换器的一个重要指标。谐振拓扑，包括串联谐振电路、并联谐振电路、串并联谐振电路、LLC谐振电路等，相对于一般的PWM拓扑具有效率高的优势，因此得到越来越多的应用。由谐振拓扑组成的电源变换器，称为谐振变换器。平均电流控制具有稳定性好，控制精确等优点，同样适用于谐振拓扑。一个好的电源变换控制器需要响应迅速，控制精确。对于平均电流控制而言，为了达到响应迅速，要求采集到的电流信号能够及时反应不同开关周期内不同的电流平均值；而为了控制精确，要求在一个开关周期内的电流信号保持不变，且越接近理想的平均值越好。但是实际应用中这两者经常相互矛盾。
一般地，采集到电流信号后，经过有源或者无源的RC滤波后，获取相应的平均电流信号。RC滤波器的滤波效果可以近似认为，对低于RC截止频率(f＝1/(2*pi*R*C))的信号保持原有大小，而对高于截止频率的信号获得-20dB/10倍频的滤波效果。假如，当RC的截止频率为10kHz时，低于10kHz的信号将保持原有大小，而高于10kHz的信号将被缩小，对于100kHz的信号，经过这个RC滤波后，大小将变为原来的1/10，也就是-20dB的滤波效果(信号经过滤波器之后的幅值/经过滤波器之前的幅值，为了方便控制系统设计，通常使用“20log比值”来表示滤波效果)。为了控制器响应迅速，要求整个环路(控制驱动单元与谐振变换器共同形成的闭环系统)的带宽尽可能高，因此电流采样单元、电流滤波单元等组成的电流采样系统不能有太大的延时，一般要求其截止频率大于整个环路带宽的5倍及以上。而为了控制器控制精确，需要在一个开关周期内电流信号一直保持周期平均值不变，因此需要比较好的滤波效果。
谐振拓扑的电流在一个开关周期内呈现正弦，或者接近正弦变化，具有很丰富的开关频率及其倍频成分。如何得到开关周期的平均电流是谐振变换器控制器的难点。一种解决方法是先让正弦或者接近正弦变化的电流流过滤波单元，然后采集滤波单元之后的电流作为电流反馈进行控制。这样获取的电流主要是直流成分，有效避免了开关频率对获取平均电流的影响。但是滤波单元会导致这个电流并不能反应谐振拓扑中电流的实时变化情况。
实用新型内容
本实用新型提供一种电源变换控制器，解决现有技术中谐振变换器，使用平均电流控制的时难于在准确获取电流平均值和快速响应之间平衡的技术问题。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术手段实现的：
一种电源变换控制器，其特征在于，
包括谐振变换模块及于所述谐振变换模块电连接的控制驱动模块；
所述谐振变换器包括依次电连接的开关单元、隔离变压器单元、整流单元、电流采样单元及滤波单元；
所述控制驱动单元包括依次电连接的电流滤波单元、开关控制单元及隔离驱动单元；
所述电流采样单元还电连接于所述电流滤波单元，所述隔离驱动单元还电连接于所述开关单元；
所述电流采样单元将采集的电流信号输出至所述滤波放大单元，所述滤波放大单元将所述电流信号进行滤波与放大，并输出所述开关控制单元，所述的开关控制单元根据电流信号生成驱动信号，并输出至所述隔离驱动单元，所述隔离驱动单元根据所述驱动信号驱动所述开关单元的开关。
优选的是，所述的电流采样单元包括若干串联的电流分流器。
优选的是，所述的电流采样单元包括若干串联的电流互感器。
优选的是，所述的电流滤波单元包括一个或多个串联的RC滤波单元。
优选的是，所述的电流滤波单元还包括信号放大电路，所述的信号放大电路位于RC滤波单元之前，或多个RC滤波器单元之间，或RC滤波单元之后，或包含在RC滤波单元内。
优选的是，所述的电流滤波单元包括输出第一电流滤波信号、第二电流滤波信号；所述第一电流滤波信号所经过的最大RC滤波单元截止频率小于整个环路带宽的1/5，第二电流滤波信号所经过的所有RC滤波单元在最小开关频率点的滤波效果大于-40dB。
优选的是，其特征在于所述的谐振变换器为串联谐振电路、并联谐振电路、串并联谐振电路和LLC谐振电路中的一种。
本实用新型至少包括以下有益效果：
本实用新型电源变换控制器通过直接采样整流电流，及时得到电流的变化情况，经过合理设计的滤波放大电路，准确获得电流的平均值，以便精确控制变换器的输出电流，实现了平均电流控制快速响应与精确控制的平衡。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的电源变换控制器的电路结构示意图；
图2为本实用新型的电源变换控制器中电流采样单元使用电流分流器的示意图；
图3为本实用新型的电源变换控制器电流滤波单元输出两种电流滤波信号示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1示，一种电源变换控制器，包括谐振变换器1与控制驱动单元2，谐振变换器1为串联谐振电路、并联谐振电路、串并联谐振电路和LLC谐振电路中的一种；其中，谐振变换器1包括开关单元11、隔离变压器单元12、整流单元13、电流采样单元14、滤波单元15；开关单元11的输出端与隔离变压器单元12的输入端连接，隔离变压器单元12的输出端与整流单元13的输入端连接，整流单元13的输出端与电流采样单元14连接，滤波单元15的输入端与电流采样单元14连接；电流采样单元14用于采集谐振变换器的整流电流，如图2所示，电流采样单元14包括电流分流器及相应的电路141，这种方式可以方便地采集通过谐振变换器的大电流直电流信号，当然也可以采用电流互感器及相应的电路142组成，这种方式可以方便地采集通过谐振变换器的大电流交流流信号；
控制驱动单元2包括电流滤波单元21、开关控制单元22、隔离驱动单元23，电流滤波单元21的输入端与电流采样单元14的输出端连接，电流滤波单元21能够将采集到的谐振变换器的整流电流信号进行滤波并且放大；电流滤波单元21的输出端与开关控制单元22的输入端连接，开关控制单元22接收经电流滤波单元21滤波并放大后的电流信号；开关控制单元22的输出端与隔离驱动单元23的输入端连接，隔离驱动单元23的输出端与谐振变换器1中的开关单元11连接，开关控制单元22根据接收到的经过电流滤波单元21滤波并放大后的电流信号生成驱动信号，隔离驱动单元23接收该驱动信号并驱动谐振变换器1中的开关单元11的开关；该电源变换控制器通过合理的滤波设计与控制器设计，实现了平均电流控制快速响应与精确控制的平衡。
进一步，电流滤波单元21包括一个或多个串联的RC滤波单元，电流滤波单元还包括信号放大电路，信号放大电路位于一个或多个RC滤波单元之前，或多个RC滤波器单元之间，或RC滤波单元之后，或包含在RC滤波单元内。
进一步，如图3所示，电流滤波单元21包括输出第一电流滤波信号211、第二电流滤波信号212；第一电流滤波信号211所经过的最大RC滤波单元截止频率小于整个环路带宽的1/5，第二电流滤波信号212所经过的所有RC滤波单元在最小开关频率点的滤波效果大于-40dB。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种电源变换控制器，其特征在于，包括谐振变换模块及于所述谐振变换模块电连接的控制驱动模块；
所述谐振变换器包括依次电连接的开关单元、隔离变压器单元、整流单元、电流采样单元及滤波单元；
所述控制驱动单元包括依次电连接的电流滤波单元、开关控制单元及隔离驱动单元；
所述电流采样单元还电连接于所述电流滤波单元，所述隔离驱动单元还电连接于所述开关单元；
所述电流采样单元将采集的电流信号输出至所述滤波放大单元，所述滤波放大单元将所述电流信号进行滤波与放大，并输出所述开关控制单元，所述的开关控制单元根据电流信号生成驱动信号，并输出至所述隔离驱动单元，所述隔离驱动单元根据所述驱动信号驱动所述开关单元的开关。
2.根据权利要求1所述的电源变换控制器，其特征在于，所述的电流采样单元包括若干串联的电流分流器。
3.根据权利要求1所述的电源变换控制器，其特征在于，所述的电流采样单元包括若干串联的电流互感器。
4.根据权利要求1至3任一所述的电源变换控制器，其特征在于，所述的电流滤波单元包括一个或多个串联的RC滤波单元。
5.根据权利要求4所述的电源变换控制器，其特征在于，所述的电流滤波单元还包括信号放大电路，所述的信号放大电路位于RC滤波单元之前，或多个RC滤波器单元之间，或RC滤波单元之后，或包含在RC滤波单元内。
6.根据权利要求5所述的电源变换控制器，其特征在于，所述的电流滤波单元包括两个不同滤波效果的输出电路，其中一个所述输出电路所经过的最大RC滤波单元截止频率小于整个环路带宽的1/5，另一个所述输出电路所经过的所有RC滤波单元在最小开关频率点的滤波效果大于-40dB。
7.根据权利要求6所述电源变换控制器，其特征在于所述的谐振变换器为串联谐振电路、并联谐振电路、串并联谐振电路和LLC谐振电路中的一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621473113.4U CN206452291U (zh) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | 电源变换控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206452291U true CN206452291U (zh) | 2017-08-29 |
Family
ID=59674224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201621473113.4U Active CN206452291U (zh) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | 电源变换控制器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206452291U (zh) |
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2016
- 2016-12-30 CN CN201621473113.4U patent/CN206452291U/zh active Active
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