CN216531857U - 一种恒流输出的控制系统 - Google Patents
一种恒流输出的控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN216531857U CN216531857U CN202123384689.7U CN202123384689U CN216531857U CN 216531857 U CN216531857 U CN 216531857U CN 202123384689 U CN202123384689 U CN 202123384689U CN 216531857 U CN216531857 U CN 216531857U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- time
- current
- compensation
- signal
- 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
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本申请提供一种恒流输出的控制系统,当母线电压变化,电压转电流模块获取的正比于母线电压的补偿电流和线补电流也相应变化,线补电压模块根据线补电流产生线补电压,反馈检测电路采集到的采样电压为线补电压与反馈电压之和,反馈检测电路将采样电压与参考基准电压进行比较得到的误差放大信号反映了母线电压变化,利用脉冲宽度调制器根据补偿电流和误差放大信号实现对晶体管的导通时间整形,使得在进行总谐波失真补偿时,输出电流不随母线电压变化而变化,保证了恒流输出,以有效降低总谐波失真的值。
Description
技术领域
本申请涉及集成电路设计领域,具体而言,涉及一种恒流输出的控制系统。
背景技术
谐波失真是指输出信号比输入信号多出的谐波成分,所有附加谐波电平之和称为总谐波失真(THD,Total Harmonic Distortion)。谐波失真是系统不是完全线性造成的。总谐波失真与频率有关。谐波与实际输入信号叠加,在输出端输出的信号就不单纯是与输入信号完全相同的成分,而是包括了谐波成分的信号,这些多余出来的谐波成分与实际输入信号的对比,用百分比来表示就称为总谐波失真。
总谐波失真会使得电网电压波形发生畸变,从而影响整个供电系统及其他用电用户。因此,在一些电源驱动领域中会要求总谐波失真小于一定的范围。例如,在LED电源驱动领域会要求THD≤15%。
现有技术中会采用有源功率因数矫正的方式,采用固定导通时间使得电网输入电压与输入电流平均值呈正比关系来进行THD补偿,但是,由于电网输入电压经整流器整流后的母线电压变化将导致的输出电流变化,无法保证恒流输出。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种恒流输出的控制系统,用以解决现有技术进行THD补偿时,由于电网输入电压经整流器整流后的母线电压变化将导致的输出电流变化的问题。
本申请实施例提供的一种恒流输出的控制系统,包括电压转电流模块、线补电压模块、反馈检测电路和脉冲宽度调制器;
电压转电流模块连接母线,电压转电流模块用于生成正比于母线电压的补偿电流和线补电流;
线补电压模块与电压转电流模块连接,用于根据线补电流产生线补电压;
反馈检测电路与脉冲宽度调制器连接,用于根据线补电压补偿反馈电压得到采样电压,并将采样电压与参考基准电压进行比较,得到误差放大信号;
脉冲宽度调制器,用于根据补偿电流及误差放大信号输出PWM信号,以调节晶体管的导通时间。
上述技术方案中,当母线电压变化,电压转电流模块获取的正比于母线电压的补偿电流和线补电流也相应变化,线补电压模块根据线补电流产生线补电压,反馈检测电路采集到的采样电压为线补电压与反馈电压之和,反馈检测电路将采样电压与参考基准电压进行比较得到的误差放大信号反映了母线电压变化,利用脉冲宽度调制器根据补偿电流和误差放大信号实现对晶体管的导通时间整形,使得在进行THD补偿时,输出电流不随母线电压变化而变化,保证了恒流输出,以有效降低THD值。
在一些可选的实施方式中,控制系统还包括时间采样电路和时间调节电路;
时间采样电路的输入端连接脉冲宽度调制器的输出端,时间调节电路的输出端连接脉冲宽度调制器的输入端;
时间采样电路,用于在脉冲宽度调制器的输出端采样时间信号;
时间调节电路,用于对时间信号进行计算处理得到时间调节信号;
脉冲宽度调制器,用于根据时间调节信号对导通时间进行调节。
上述技术方案中,通过时间采样电路采集时间信号,以及时间调节电路向脉冲宽度调制器输入时间调节信号,使得系统处于何种工作状态均能实现THD补偿,有效地降低了电源系统中的THD值,提高了电源系统的稳定性及效率。
在一些可选的实施方式中,时间采样电路包括时间补偿电流源、时间采样开关和时间采样电容;
时间补偿电流源与时间采样电容的一端相连,时间采样电容的另一端接地,时间采样开关的一端与时间补偿电流源和时间采样电容的公共端相连,时间采样开关的另一端接地;
时间补偿电流源用于为时间采样电容充电,当到达时间采样时刻时触发时间采样开关导通,此时时间采样电容放电并输出表征采样时间的时间信号。
上述技术方案中,利用时间补偿电流源对时间采样电容充电形成的三角波信号,当到达时间采样时刻时触发时间采样开关导通,此时时间采样电容放电并输出表征采样时间的时间信号。时间采样电路的结构简单,采样工作稳定可靠,并且保证了采样时间信号的精度。
在一些可选的实施方式中,时间调节电路包括运算模块,时间采样电路用于在脉冲宽度调制器的输出端分别采样第一时间信号和第二时间信号,其中第一时间信号表征的是导通时间,第二时间信号表征的是导通时间与关断时间之和;
运算模块用于将第二时间信号与第一时间信号相除得到占空比,再将(1-占空比)×占空比的值与第一时间信号相除,得到时间调节信号。
上述技术方案中,时间调节电路中的运算模块能够完成对时间信号高效率的处理计算,同时保证了时间调节信号的准确性。
在一些可选的实施方式中,运算模块包括除法器,除法器用于将第二时间信号与第一时间信号相除,进而能够得到与占空比成反比的时间调节信号。
上述技术方案中,时间调节电路中的除法器能够完成对时间信号高效率的处理计算,同时保证了时间调节信号的准确性。
在一些可选的实施方式中,脉冲宽度调制器,包括电压补偿电容和运算放大器;
时间调节电路的输出端连接电压补偿电容的第一端,电压补偿电容的第一端还连接电压转电流模块,电压补偿电容的第二端接地,时间调节电路输出的电流Isd叠加电压转电流模块输出的补偿电流后给电压补偿电容充电;
运算放大器的第一输入端连接电压补偿电容的第一端,运算放大器的第二输入端连接反馈检测电路的输出端,运算放大器用于将误差放大信号与电压补偿电容的电容电压作比较,得到PWM信号。
上述技术方案中,将电压转电流模块输出的补偿电流叠加到时间调节电路输出的电流Isd上,并对电压补偿电容充电,由于补偿电流正比于母线电压,母线电压越大,对电压补偿电容充电的电流越大,电压补偿电容的充电速度越快,三角波斜率越大,使得电压补偿电容的电容电压更快到达误差放大信号的电压值,这样使得导通时间越小,从而实现对导通时间的整形,减小导通时间波形波峰处的值,并且降低了THD值。
在一些可选的实施方式中,还包括检测电路;
检测电路包括第一分压电阻和第二分压电阻;
第一分压电阻的第一端连接母线,第一分压电阻的第二端连接第二分压电阻的第一端,第二分压电阻的第二端接地;
第一分压电阻的第二端还连接电压转电流模块的输入端;
在一些可选的实施方式中,电压转电流模块包括线补误差放大器、线补电阻、线补晶体管和电流镜电路;
第一分压电阻R1的第二端连接线补误差放大器的正相输入端,线补晶体管的栅极连接至线补误差放大器的输出端,线补晶体管的源极连接至线补误差放大器的反相输入端并通过线补电阻接地,线补晶体管的漏极连接至电流镜电路。
上述技术方案中,检测电路采用了第一分压电阻和第二分压电阻形成的分压电阻,使得电压转电流模块能够生成正比于母线电压的分压,从而得到正比于母线电压的线补电流和补偿电流。
在一些可选的实施方式中,还包括整流器、LED负载、驱动器、采样电阻和晶体管;
整流器的输入用于与交流电源相连,整流器的输出接LED负载,LED负载与晶体管的漏极相连,晶体管的源极通过采样电阻接地;
反馈检测电路通过线补电压模块与晶体管的源极和采样电阻的公共端相连接,驱动器的输出端与晶体管的栅极相连,驱动器的输入端连接脉冲宽度调制器的输出端。
在一些可选的实施方式中,线补电压模块包括线补内阻;
线补内阻的第一端连接采样电阻的公共端,线补内阻的第二端连接所述反馈检测电路的输入端,线补内阻的第二端还连接电压转电流模块的第二输出端,电压转电流模块的第二输出端用于输出线补电流。
在一些可选的实施方式中,反馈检测电路包括采样保持电路和补偿误差放大器;
采样保持电路的输入端与线补电压模块的第二端连接,线补电压模块的第一端连接采样电阻的公共端,采样保持电路用于采集线补电压补偿反馈电压得到的采样电压;
采样保持电路的输出端连接补偿误差放大器的一个输入端,补偿误差放大器的另一个输入端用于输入参考基准电压,补偿误差放大器用于将采样电压与参考基准电压进行比较,得到误差放大信号。
本申请实施例提供的一种恒流输出的控制方法,包括:
生成正比于母线电压的补偿电流和线补电流;
根据线补电流和线补内阻产生线补电压;
根据线补电压补偿反馈电压得到采样电压,并将采样电压与参考基准电压进行比较,得到误差放大信号;
根据补偿电流及误差放大信号,以实现对导通时间的调节。
上述技术方案中,当母线电压变化,正比于母线电压的补偿电流和线补电流也相应变化,根据线补电流和线补内阻产生线补电压,采样电压为线补电压与反馈电压之和,将采样电压与参考基准电压进行比较得到的误差放大信号反映了母线电压变化,利用脉冲宽度调制器根据补偿电流和误差放大信号实现对晶体管的导通时间整形,使得在进行THD补偿时,输出电流不随母线电压变化而变化,保证了恒流输出,以有效降低THD值。
在一些可选的实时方式中,还包括:
采样脉冲宽度调制器的输出端的第一时间信号和第二时间信号,其中第一时间信号表征的是导通时间,第二时间信号表征的是导通时间与关断时间之和;
将第二时间信号与第一时间信号相除得到占空比,再将(1-占空比)×占空比的值与第一时间信号相除,得到时间调节信号;
根据时间调节信号,对导通时间进行调节。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种恒流输出的控制系统的结构示意图;
图2为电压转电流模块与检测电路的电路连接结构示意图;
图3为本申请另一实施例提供的一种恒流输出的控制系统的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的时间采样电路的电路连接结构图;
图5为本申请实施例提供的具有隔离式变压器的负载电路的控制系统结构示意图;
图6为脉冲宽度调制器和反馈检测电路的电路连接结构示意图;
图7为本申请实施例提供的一种恒流输出的控制方法步骤流程图。
图标:10-整流器,20-检测电路,30-反馈检测电路,31-采样保持电路,40-脉冲宽度调制器,50-电压转电流模块,51-电流镜电路,60-线补电压模块,70-时间调节电路,80-时间采样电路,90-LED负载。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
本申请的一个或多个实施例提供了一种恒流输出的控制系统,对导通时间进行补偿调节,以避免由于电网输入电压经整流器整流后的母线电压变化导致的输出电流变化。
请参照图1,图1为本申请实施例提供的一种恒流输出的控制系统的结构示意图,包括电压转电流模块50、线补电压模块60、反馈检测电路30和脉冲宽度调制器40;
其中,电压转电流模块50连接母线,电压转电流模块50用于生成正比于母线电压Vm的补偿电流I和线补电流I线补;线补电压模块60与电压转电流模块50连接,用于根据线补电流I线补产生线补电压;反馈检测电路30与脉冲宽度调制器40连接,用于根据线补电压补偿反馈电压得到采样电压,并将采样电压与参考基准电压进行比较,得到误差放大信号Vcomp;脉冲宽度调制器40,用于根据补偿电流及误差放大信号输出PWM信号,以调节晶体管M0的导通时间。
本申请实施例中,当母线电压Vm发生变化,电压转电流模块50获取的正比于母线电压Vm的补偿电流I和线补电流I线补也相应变化,线补电压模块根据线补电流I线补产生线补电压,反馈检测电路采集到的采样电压为线补电压与反馈电压之和,反馈检测电路将采样电压与参考基准电压进行比较得到的误差放大信号Vcomp反映了母线电压变化,利用脉冲宽度调制器根据补偿电流和误差放大信号Vcomp实现对晶体管M0的导通时间整形,使得在进行THD补偿时,输出电流不随母线电压变化而变化,保证了恒流输出,以有效降低THD值。
如图1的一种恒流输出的控制系统,还包括整流器10、LED负载90、驱动器U0和晶体管M0;
其中,整流器10的输入与交流电源相连,整流器10的输出接LED负载90,LED负载90与晶体管M0的漏极相连,晶体管M0的源极通过采样电阻RCS接地;反馈检测电路通过线补电压模块与晶体管M0的源极和采样电阻RCS的公共端相连接,驱动器U0的输出与晶体管M0的栅极相连,驱动器U0的输入端连接脉冲宽度调制器的输出端。
在一些可选的实施方式中,还包括检测电路;请参照图2,图2为电压转电流模块50与检测电路20的电路连接结构示意图。
其中,检测电路包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2;第一分压电阻R1的第一端连接母线,第一分压电阻R1的第二端连接第二分压电阻R2的第一端,第二分压电阻R2的第二端接地;第一分压电阻R1的第二端还连接电压转电流模块50的输入端。即,检测电路20采用了第一分压电阻R1和第二分压电阻R2形成的分压电阻,使得电压转电流模块50能够生成正比于母线电压的分压,从而得到正比于母线电压Vm的补偿电流I和线补电流I线补。
电压转电流模块50包括线补误差放大器U3、线补电阻R3、线补晶体管M1和电流镜电路51;
第一分压电阻R1的第二端连接线补误差放大器U3的正相输入端,线补晶体管M1的栅极连接至线补误差放大器U3的输出端,线补晶体管M1的源极连接至线补误差放大器U3的反相输入端并通过线补电阻R3接地,线补晶体管M1的漏极连接至电流镜电路51,则线补晶体管M1的漏极的电流Ie4=Vm×R2/(R3×(R1+R2))。电流镜电路51包括晶体管M2、晶体管M3和晶体管M4,电流Ie4通过电流镜电路51得到线补电流I线补和补偿电流I,因此,线补电流I线补和补偿电流I均正比于Vm,也就是说,线补电流I线补和补偿电流I能够反映母线电压Vm的变化。
请参照图3,图3为本申请另一实施例提供的一种恒流输出的控制系统的结构示意图,可以看出,该系统还包括时间采样电路80和时间调节电路70;
其中,时间采样电路80的输入端连接脉冲宽度调制器40的输出端,时间调节电路70的输出端连接脉冲宽度调制器40的输入端;时间采样电路80,用于在脉冲宽度调制器40的输出端采样时间信号;时间调节电路70,用于对时间信号进行计算处理得到时间调节信号;脉冲宽度调制器40,还用于根据时间调节信号对导通时间进行调节。
本申请实施例中,通过时间采样电路80采集时间信号,以及时间调节电路70向脉冲宽度调制器40输入时间调节信号,使得系统处于何种工作状态均能实现THD补偿,有效地降低了电源系统中的THD值,提高了电源系统的稳定性及效率。
请参照图4,图4为本申请实施例提供的时间采样电路的电路连接结构图,时间采样电路80包括时间补偿电流源Ichg、时间采样开关SN和时间采样电容C2;
其中,时间补偿电流源Ichg与时间采样电容C2的一端相连,时间采样电容C2的另一端接地,时间采样开关SN的一端与时间补偿电流源Ichg和时间采样电容C2的公共端相连,时间采样开关SN的另一端接地;时间补偿电流源Ichg用于为时间采样电容C2充电,当到达时间采样时刻时触发时间采样开关SN导通,此时时间采样电容C2放电并输出表征采样时间的时间信号。
本申请实施例中,利用时间补偿电流源Ichg对时间采样电容C2充电形成的三角波信号,当到达时间采样时刻时触发时间采样开关SN导通,此时时间采样电容C2放电并输出表征采样时间的时间信号。时间采样电路80的结构简单,采样工作稳定可靠,并且保证了采样时间信号的精度。
时间调节电路70包括一个或多个除法器以及一个或多个乘法器,在脉冲宽度调制器40的输出端采样时间信号Vcap,对时间信号Vcap进行电压转电流以及乘法器或除法器的计算处理得到时间调节信号(即为电流Isd),将时间调节信号(电流Isd)输入至脉冲宽度调制器40中,进而实现调节导通时间Ton。
针对BUCK(降压电路)应用,当输入电压VIN小于输出电压VOUT,进入死区,整流桥反偏,桥后电路对输入电流IIN没有影响,IIN会有一个平台期,这时的电流是给桥前cbb电容充放电的电流。所以THD补偿只能在|VIN|>VOUT的这个区间段进行补偿。所以buck应用需要更好的THD补偿,才能做到THD≤15%。
本实施例中,时间调节电路70内的一些乘法器和除法器组成了运算模块,运算模块用于将第二时间信号(导通时间与关断时间之和)与第一时间信号(导通时间)相除得到占空比,再将(1-占空比)×占空比的值与第一时间信号相除,得到时间调节信号。
上述技术方案中,针对BUCK(降压电路)应用,IIN(输入电流)是晶体管M0电流的平均值,Ipk是电感峰值电流(等于晶体管M0峰值电流),Ton是晶体管M0的导通时间,Ts为周期。假设占空比D=VOUT/VIN=Ton/Ts,则:
IIN=0.5×Ipk×Ton/Ts=0.5L×Vin×D(1-D)
需明确的是,除了以上针对BUCK电路的恒流输出控制系统外,本申请的一个或多个实施例也适用于如图5的具有隔离式变压器的负载电路上。
在一些可选的实施方式中,运算模块包括一个除法器,该除法器用于将第二时间信号与第一时间信号相除,进而能够得到与占空比成反比的时间调节信号。
本申请实施例中,在脉冲宽度调制器的输出端采样时间信号Vcap,对时间信号Vcap进行计算处理得到时间调节信号(电流Isd),将时间调节信号(电流Isd)输入至脉冲宽度调制器中,进而实现调节导通时间Ton。优选地,在脉冲宽度调制器的输出端采样时间信号Vcap包括,在脉冲宽度调制器的输出端分别采样第一时间信号和第二时间信号;对时间信号Vcap进行运算处理得到时间调节信号(电流Isd)包括,将第二时间信号与第一时间信号相除,进而能够得到与占空比D成反比的时间调节信号(电流Isd),使得调节后的导通时间Ton与占空比D成反比关系。其中,第一时间信号表征的是导通时间Ton,第二时间信号表征的是调节时间Ts,即导通时间Ton与关断时间Toff之和;此外,还可以在脉冲宽度调制器的输出端分别采样导通时间Ton与关断时间Toff,将导通时间Ton作为第一时间信号,将导通时间Ton与关断时间Toff之和作为第二时间信号。本实施例的THD补偿方法通过对时间采样信号进行处理,进而实现导通时间调整的方式简便可靠,调整过程精准稳定,实现了无论系统处于何种工作状态,均能够有效地降低系统THD值,进而提高系统工作效率。
请参照图6,图6为脉冲宽度调制器40和反馈检测电路30的电路连接结构示意图。
其中,脉冲宽度调制器40,包括电压补偿电容C1和运算放大器U1;时间调节电路70的输出端连接电压补偿电容C1的第一端,电压补偿电容C1的第一端还连接电压转电流模块50,电压补偿电容C1的第二端接地,时间调节电路70输出的电流Isd叠加电压转电流模块50输出的补偿电流后给电压补偿电容C1充电;运算放大器U1的第一输入端连接电压补偿电容的第一端,运算放大器U1的第二输入端连接反馈检测电路30的输出端,运算放大器U1用于将误差放大信号Vcomp与电压补偿电容C1的电容电压作比较,得到PWM信号。
本申请实施例中,将电压转电流模块50输出的补偿电流I叠加到时间调节电路输出的电流Isd上,并对电压补偿电容C1充电,由于补偿电流I正比于母线电压,母线电压Vm越大,对电压补偿电容充电的电流越大,电压补偿电容C1的充电速度越快,充电形成的三角波斜率越大,使得电压补偿电容C1的电容电压更快到达误差放大信号Vcomp的电压值,这样使得导通时间Ton越小,从而实现对导通时间Ton的整形,减小导通时间波形波峰处的值,并且降低了THD值。
在一些可选的实施方式中,反馈检测电路30包括采样保持电路31和补偿误差放大器U4;
采样保持电路31的输入端与线补电压模块的第二端连接,线补电压模块的第一端连接采样电阻RCS的公共端,采样保持电路31用于采集线补电压补偿反馈电压得到的采样电压。采样保持电路31的输出端连接补偿误差放大器U4的一个输入端,补偿误差放大器U4的另一个输入端用于输入参考基准电压,补偿误差放大器U4用于将采样电压与参考基准电压进行比较,得到误差放大信号。
在一些可选的实施方式中,如图6中的线补电压模块60包括线补内阻R4;
线补内阻R4的第一端连接采样电阻RCS的公共端,线补内阻R4的第二端连接所述反馈检测电路30的输入端,线补内阻R4的第二端还连接电压转电流模块50的第二输出端,电压转电流模块50的第二输出端用于输出线补电流。本实施例中根据线补电流I线补和线补内阻R4来产生线补电压。
请参照图7,图7为本申请实施例提供的一种恒流输出的控制方法步骤流程图,包括:
步骤1、生成正比于母线电压的补偿电流和线补电流;
步骤2、根据线补电流和线补内阻产生线补电压;
步骤3、根据线补电压补偿反馈电压得到采样电压,并将采样电压与参考基准电压进行比较,得到误差放大信号;
步骤4、根据补偿电流及误差放大信号,以实现对导通时间的调节。
本申请实施例中,当母线电压变化,正比于母线电压的补偿电流和线补电流也相应变化,根据线补电流和线补内阻产生线补电压,采样电压为线补电压与反馈电压之和,将采样电压与参考基准电压进行比较得到的误差放大信号反映了母线电压变化,利用脉冲宽度调制器根据补偿电流和误差放大信号实现对晶体管的导通时间整形,使得在进行THD补偿时,输出电流不随母线电压变化而变化,保证了恒流输出,以有效降低THD值。
在一些可选的实时方式中,恒流输出的控制方法还包括:
采样脉冲宽度调制器的输出端的第一时间信号和第二时间信号,其中第一时间信号表征的是导通时间,第二时间信号表征的是导通时间与关断时间之和;将第二时间信号与第一时间信号相除得到占空比,再将(1-占空比)×占空比的值与第一时间信号相除,得到时间调节信号;根据时间调节信号,对导通时间进行调节。
本申请实施例中,针对BUCK(降压电路)应用,IIN(输入电流)是晶体管M0电流的平均值,Ipk是电感峰值电流(等于晶体管M0的峰值电流),Ton是导通时间,Ts为导通时间与关断时间之和。假设占空比D=VOUT/VIN=Ton/Ts,则:IIN=0.5×Ipk×Ton/Ts=0.5L×Vin×D(1-D)。因此,由于本申请实施例实现了则输入电流与输入电压成正比,有效进行了THD补偿,降低了THD值。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
另外,作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种恒流输出的控制系统,其特征在于,包括电压转电流模块(50)、线补电压模块(60)、反馈检测电路(30)和脉冲宽度调制器(40);
所述电压转电流模块(50)连接母线,所述电压转电流模块(50)用于生成正比于母线电压的补偿电流和线补电流;
所述线补电压模块(60)与所述电压转电流模块(50)连接,用于根据线补电流产生线补电压;
所述反馈检测电路(30)与所述脉冲宽度调制器(40)连接,用于根据线补电压补偿反馈电压得到采样电压,并将采样电压与参考基准电压进行比较,得到误差放大信号;
所述脉冲宽度调制器(40),用于根据补偿电流及误差放大信号输出PWM信号,以调节晶体管(M0)的导通时间。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括时间采样电路(80)和时间调节电路(70);
所述时间采样电路(80)的输入端连接所述脉冲宽度调制器(40)的输出端,所述时间调节电路(70)的输出端连接所述脉冲宽度调制器(40)的输入端;
所述时间采样电路(80),用于在所述脉冲宽度调制器(40)的输出端采样时间信号;
所述时间调节电路(70),用于对时间信号进行计算处理得到时间调节信号;
所述脉冲宽度调制器(40),用于根据时间调节信号对导通时间进行调节。
3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述时间调节电路(70)包括运算模块,所述时间采样电路(80)用于在脉冲宽度调制器(40)的输出端分别采样第一时间信号和第二时间信号,其中第一时间信号表征的是导通时间,第二时间信号表征的是导通时间与关断时间之和;
所述运算模块用于将第二时间信号与第一时间信号相除得到占空比,再将(1-占空比)×占空比的值与第一时间信号相除,得到时间调节信号。
4.如权利要求3所述的系统,其特征在于,所述运算模块包括除法器,所述除法器用于将第二时间信号与第一时间信号相除,得到与占空比成反比的时间调节信号。
5.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述脉冲宽度调制器(40),包括电压补偿电容(C1)和运算放大器(U1);
所述时间调节电路(70)的输出端连接所述电压补偿电容(C1)的第一端,所述电压补偿电容(C1)的第一端还连接所述电压转电流模块(50),所述电压补偿电容(C1)的第二端接地,所述时间调节电路(70)输出的电流Isd叠加所述电压转电流模块(50)输出的补偿电流后给所述电压补偿电容(C1)充电;
所述运算放大器(U1)的第一输入端连接所述电压补偿电容(C1)的第一端,所述运算放大器(U1)的第二输入端连接所述反馈检测电路(30)的输出端,所述运算放大器(U1)用于将误差放大信号与所述电压补偿电容(C1)的电容电压作比较,得到所述PWM信号。
6.如权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括检测电路(20);
所述检测电路(20)包括第一分压电阻(R1)和第二分压电阻(R2);所述第一分压电阻(R1)的第一端连接母线,所述第一分压电阻(R1)的第二端连接所述第二分压电阻(R2)的第一端,所述第二分压电阻(R2)的第二端接地;所述第一分压电阻(R1)的第二端还连接所述电压转电流模块(50)的输入端。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述电压转电流模块(50)包括线补误差放大器(U3)、线补电阻(R3)、线补晶体管(M1)和电流镜电路(51);
所述第一分压电阻(R1)的第二端连接所述线补误差放大器(U3)的正相输入端,所述线补晶体管(M1)的栅极连接至所述线补误差放大器(U3)的输出端,所述线补晶体管(M1)的源极连接至所述线补误差放大器(U3)的反相输入端并通过所述线补电阻(R3)接地,所述线补晶体管(M1)的漏极连接至电流镜电路(51)。
8.如权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括整流器(10)、LED负载(90)、驱动器(U0)、采样电阻(RCS)和晶体管(M0);
所述整流器(10)的输入用于与交流电源相连,所述整流器(10)的输出接所述LED负载(90),所述LED负载(90)与所述晶体管(M0)的漏极相连,所述晶体管(M0)的源极通过采样电阻(RCS)接地;
所述反馈检测电路(30)通过所述线补电压模块(60)与所述晶体管(M0)的源极和所述采样电阻(RCS)的公共端相连接,所述驱动器(U0)的输出端与所述晶体管(M0)的栅极相连,所述驱动器(U0)的输入端连接所述脉冲宽度调制器(40)的输出端。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述线补电压模块(60)包括线补内阻(R4);
所述线补内阻(R4)的第一端连接所述采样电阻(RCS)的公共端,所述线补内阻(R4)的第二端连接所述反馈检测电路(30)的输入端,所述线补内阻(R4)的第二端还连接所述电压转电流模块(50)的第二输出端,所述电压转电流模块(50)的第二输出端用于输出线补电流。
10.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述反馈检测电路(30)包括采样保持电路(31)和补偿误差放大器(U4);
所述采样保持电路(31)的输入端与所述线补电压模块(60)的第二端连接,所述线补电压模块(60)的第一端连接所述采样电阻(RCS)的公共端,所述采样保持电路(31)用于采集线补电压,并利用线补电压补偿反馈电压得到采样电压;
所述采样保持电路(31)的输出端连接所述补偿误差放大器(U4)的一个输入端,所述补偿误差放大器(U4)的另一个输入端用于输入参考基准电压,所述补偿误差放大器(U4)用于将采样电压与参考基准电压进行比较,得到误差放大信号。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202123384689.7U CN216531857U (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种恒流输出的控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202123384689.7U CN216531857U (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种恒流输出的控制系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN216531857U true CN216531857U (zh) | 2022-05-13 |
Family
ID=81513539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202123384689.7U Active CN216531857U (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种恒流输出的控制系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN216531857U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116094312A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-05-09 | 荣湃半导体(上海)有限公司 | 一种用于igbt驱动芯片的输入降压电路 |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202123384689.7U patent/CN216531857U/zh active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116094312A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-05-09 | 荣湃半导体(上海)有限公司 | 一种用于igbt驱动芯片的输入降压电路 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1999532B1 (en) | Supply circuit with ripple compensation | |
CN106787652B (zh) | 一种适用于降压变换器输出直流失调的动态消除电路 | |
CN105978337B (zh) | 一种基于cot控制模式的失调电压消除电路 | |
CN103066827B (zh) | 功率因数校正电路及其输入前馈补偿电路 | |
TW201742360A (zh) | 具有斜坡補償的升降壓變換器及其控制器和控制方法 | |
CN103916004A (zh) | 一种功率因数校正电路及其控制电路和控制方法 | |
CN203775025U (zh) | 一种功率因数校正电路及其控制电路 | |
CN113114030B (zh) | 斜波注入电路及其在开关电源中的误差补偿方法 | |
CN105429460A (zh) | 带线损补偿的dc-dc转换器 | |
CN109088536B (zh) | 改善谐波的有源功率因数校正电路、方法及驱动系统 | |
CN216531857U (zh) | 一种恒流输出的控制系统 | |
US20240128860A1 (en) | Apfc converter control method, apfc converter, and industrial power supply | |
CN103887958A (zh) | 直流-直流转换器 | |
CN206878690U (zh) | 总谐波失真优化电路、驱动控制器及开关电源系统 | |
CN116633139B (zh) | 功率变换器及其斜坡信号产生器及斜坡信号产生方法 | |
CN212278120U (zh) | 一种升压dc-dc控制电路 | |
CN113949267B (zh) | 一种基于平均电流模的四开关buckboost控制器 | |
CN106953508B (zh) | 总谐波失真优化电路、方法、驱动控制器及开关电源系统 | |
CN113595391B (zh) | 单电感双输出开关变换器自适应斜坡补偿装置及方法 | |
CN103427619B (zh) | 可灵活升压的pfc控制电路及其控制方法 | |
CN110212743B (zh) | 降低CRM-Buck-PFC变换器电容器纹波电流的控制系统 | |
CN217335166U (zh) | 一种用于多个充电器并联充电的控制电路 | |
CN116419450A (zh) | 一种恒流输出的控制系统及方法 | |
CN213402823U (zh) | 开关电路的控制电路及开关电源电路 | |
CN211377893U (zh) | 一种功率因素矫正电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |