CN219436869U - 宽输入供电电路 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种宽输入供电电路,其中包括的第一开关管、第一二极管、电感线圈、第二开关管、第二二极管、第一电容构成双管Buck‑Boost电路,第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、基准电压输出单元、电压调节器、比较单元、第一驱动单元、第二驱动单元、电流互感器构成控制电路,整流单元与双管Buck‑Boost电路和控制电路连接。本方案通过双管Buck‑Boost电路可实现升压和降压功能,能够实现在单相电和三相电输入时正常使用工业设备。另外使用整流单元和控制电路,可使得双管Buck‑Boost电路恒压输出,提高了工业设备的运行安全性。
Description
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域,尤其涉及一种宽输入供电电路。
背景技术
在袜机、纺织机等工业设备中都有供电电路连接外部电源与内部的负载。
现有技术中,由于袜机、纺织机等工业设备采用工业用电,为三相电,所以供电电路一般采用Buck电路,Buck电路为降压电路。所以对于仅有单相电的用户无法使用袜机、纺织机等工业设备。
综上所述,现有的供电电路使用Buck电路,导致在单相电输入的情况下无法使用工业设备。
实用新型内容
本申请实施例提供一种宽输入供电电路,用于解决现有的供电电路使用Buck电路,导致在单相电输入的情况下无法使用工业设备的问题。
第一方面,本申请实施例提供一种宽输入供电电路,包括:
整流单元、第一开关管、电流互感器、第一二极管、电感线圈、第二开关管、第二二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、基准电压输出单元、电压调节器、比较单元、第一驱动单元、第二驱动单元;
所述宽输入供电电路的输入端与所述整流单元连接,所述整流单元的正极与所述第一开关管的第一端连接,所述第一开关管的第二端分别与所述第一二极管的负极和所述电感线圈的第一端连接,所述电感线圈的第二端分别与所述第二开关管的第一端和所述第二二极管的正极连接,所述第二二极管的负极分别与所述第一电容的正极、所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端、所述宽输入供电电路的输出端正极连接,所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接,所述整流单元的负极分别与所述第一二极管的正极、所述第二开关管的第二端、所述第一电容的负极、所述第一电阻的第二端、所述第三电阻的第二端、所述宽输入供电电路的输出端负极连接;
所述电压调节器的第一输入端与所述第二电阻的第二端连接,所述电压调节器的第二输入端与所述基准电压输出单元连接,所述电压调节器的输出端与所述比较单元的负相输入端连接;
所述比较单元的正相输入端与所述第四电阻的第一端连接,所述第四电阻的第二端与所述电流互感器连接,所述电流互感器设置在所述第一二极管与所述电感线圈的连接点与所述第一开关管的第二端之间;
所述比较单元的输出端分别与所述第一驱动单元的输入端、所述第二驱动单元的输入端连接,所述第一驱动单元的输出端与所述第一开关管的控制端连接,所述第二驱动单元的输出端与所述第二开关管的控制端连接;所述比较单元在所述比较单元的正相输入端电压高于负相输入端电压时,触发所述第一驱动单元和所述第二驱动单元输出关闭信号。
在一种具体实施方式中,所述比较单元为比较器;
所述比较器的负相输入端与所述电压调节器的输出端连接,所述比较器的正相输入端与所述第四电阻的第一端连接,所述比较器的输出端分别与所述第一驱动单元的输入端、所述第二驱动单元的输入端连接。
在一种具体实施方式中,所述第一开关管为第一金属-氧化物半导体场效应晶体管MOS管;
所述第一MOS管的漏极与所述整流单元的正极连接,所述第一MOS管的源极分别与所述第一二极管的负极和所述电感线圈的第一端连接,所述第一MOS管的栅极与所述第一驱动单元的输出端连接。
在一种具体实施方式中,所述第一开关管为第一三极管;
所述第一三极管的集电极与所述整流单元的正极连接,所述第一三极管的发射极分别与所述第一二极管的负极和所述电感线圈的第一端连接,所述第一三极管的基极与所述第一驱动单元的输出端连接。
在一种具体实施方式中,所述第二开关管为第二金属-氧化物半导体场效应晶体管MOS管;
所述第二MOS管的漏极分别与所述电感线圈的第二端、所述第二二极管的正极连接,所述第二MOS管的源极与所述整流单元的负极连接,所述第二MOS管的栅极与所述第二驱动单元的输出端连接。
在一种具体实施方式中,所述第二开关管为第二三极管;
所述第二三极管的集电极分别与所述电感线圈的第二端、所述第二二极管的正极连接,所述第二三极管的发射极与所述整流单元的负极连接,所述第二三极管的基极与所述第二驱动单元的输出端连接。
在一种具体实施方式中,所述电压调节器为比例-积分PI调节器;
所述PI调节器第一输入端与所述第二电阻的第二端连接,所述PI调节器的第二输入端与所述基准电压输出单元连接,所述PI调节器的输出端与所述比较单元的负相输入端连接。
在一种具体实施方式中,所述宽输入供电电路还包括斜坡补偿单元;
所述斜坡补偿单元与所述第四电阻的第一端连接。
在一种具体实施方式中,所述宽输入供电电路还包括第二电容和第三电容;
所述第二电容的正极分别与所述整流单元的正极、所述第一开关管的第一端连接,所述第二电容的负极与所述第三电容的正极连接,所述第三电容的负极与所述整流单元的负极连接。
在一种具体实施方式中,所述宽输入供电电路还包括第五电阻和第六电阻;
所述第五电阻的第一端分别与所述第二电容的正极、所述第一开关管的第一端连接,所述第五电阻的第二端分别与所述第二电容的负极、所述第六电阻的第一端连接,所述第六电阻的第二端与所述整流单元的负极连接。
本申请实施例提供的宽输入供电电路,其中包括的第一开关管、第一二极管、电感线圈、第二开关管、第二二极管、第一电容构成双管Buck-Boost电路,第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、基准电压输出单元、电压调节器、比较单元、第一驱动单元、第二驱动单元、电流互感器构成控制电路,整流单元与双管Buck-Boost电路和控制电路连接。本方案通过双管Buck-Boost电路可实现升压和降压功能,能够实现在单相电和三相电输入时正常使用工业设备。另外使用整流单元和控制电路,可使得双管Buck-Boost电路恒压输出,提高了工业设备的运行安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a为本申请提供的现有技术中袜机电路图;
图1b为本申请提供的双管Buck-Boost电路图;
图1c为本申请提供的电感线圈的电流变化图一;
图2a为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图一;
图2b为本申请提供的第一驱动单元的驱动信号图;
图2c为本申请提供的第二驱动单元的驱动信号图;
图2d为本申请提供的电感线圈的电流变化图二;
图2e为本申请提供的同步信号传递示意图;
图3a为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图二;
图3b为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图三;
图3c为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图四;
图3d为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图五;
图3e为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图六;
图3f为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图七;
图4为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图八;
图5为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图九;
图6为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图十。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在根据本实施例的启示下作出的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在袜机、纺织机等工业设备中都有供电电路连接外部电源与内部的负载。
现有技术中,由于袜机、纺织机等工业设备采用工业用电,为三相电,所以供电电路一般采用Buck电路,Buck电路为降压电路。所以对于仅有单相电的用户无法使用袜机、纺织机等工业设备。
示例性的,图1a为本申请提供的现有技术中袜机电路图;如图1a所示,外部电源连接整流单元,整流单元再连接直流转直流(Direct Current/Direct Current,简称:DC/DC)单元和高压辅助电源,控制单元连接DC/DC单元和高压辅助电源,DC/DC单元还连接伺服驱动单元和低压负载电源,伺服驱动单元连接低压负载电源,伺服控制单元连接伺服驱动单元和低压负载电源,伺服驱动单元连接电机,DC/DC单元为Buck电路。在外部电源为单相电时,Buck电路中的开关管的占空比会达到100%,开关管的电流尖峰增大,由于Buck电路为降压电路,所以无法使得袜机运行。
所以,现有的供电电路使用Buck电路,导致在单相电输入的情况下无法使用工业设备的问题。
针对现有技术中存在的问题,发明人在对宽输入供电电路进行研究的过程中发现,要使供电电路兼容单/三相输入,则DC/DC单元应该具有升降压功能。典型的非隔离型升降压变换器包括Buck-Boost电路、双管Buck-Boost电路、Cuk电路、Zeta电路和SEPIC电路等。其中Buck-Boost电路、Cuk电路、Zeta电路和SEPIC电路这四种拓扑的开关管和二极管的电压应力均为输入电压和输出电压之和,且Buck-Boost电路和Cuk电路的输入电压和输出电压极性相反。而双管Buck-Boost电路中,Buck单元和Boost单元的开关管和二极管的电压应力分别为输入电压和输出电压,器件电压应力低意味着选型更方便且成本更低。此外,双管Buck-Boost电路的输出电压与输入电压极性相同,所以选用双管Buck-Boost电路。
示例性的,图1b为本申请提供的双管Buck-Boost电路图,开关管Q1的一端分别与二极管D1的负极、电感线圈Lf的一端连接,电感线圈Lf的另一端分别与开关管Q2的一端、二极管D2的正极连接,二极管D2的负极与电容Cf的正极连接,电容Cf的负极分别与开关管Q2的另一端、二极管D1的正极连接。
由于通过调节双管Buck-Boost电路中开关管Q1和开关管Q2的占空比,可实现降压和升压功能,所以还需要一套控制方法。对于控制方法,一般有两模式控制方法和单模式控制方法,对于两模式控制方法,在输入电压大于输出电压时,控制开关管Q2断开,进而通过控制开关管Q1的通断调节电压;在输入电压小于输出电压时,控制开关管Q1导通,进而通过控制开关管Q2的通断调节电压。控制方法还要结合控制策略来实现控制开关管Q1和开关管Q2的通断,控制策略分为平均电流控制策略和峰值电流控制策略,两模式控制方法一般结合平均电流控制策略来控制开关管Q1和开关管Q2的通断,但是采用平均电流控制策略会导致电感线圈的电流振荡较大,所以采用峰值电流控制策略,而峰值电流策略不能结合两模式控制方法使用,所以不选用两模式控制方法,选用单模式控制方法。
对于单模式控制方法,分为单模式双管同开同关方法和单模式交错控制方法,单模式双管同开同关方法指的是控制开关管Q1和Q2同时开通和同时关断,来调节输出电压。该方法会导致电感线圈的电流脉动较大,示例性的,图1c为本申请提供的电感线圈的电流变化图一,如图1c所示,电感线圈的电流脉动较大。所以选用单模式交错控制方法。基于上述构思,设计了本申请中的宽输入供电电路。
下面对本申请提供的宽输入供电电路的应用场景进行说明。
示例性的,在该应用场景中,宽输入供电电路应用在袜机中,用户使用三相电的外部电源,宽输入供电电路调节其中两个开关管的占空比,进行降压,使得袜机正常运转。
后续用户又使用单相电的外部电源,宽输入供电电路调节其中两个开关管的占空比,进行升压,使得袜机正常运转。
需要说明的是,上述场景仅是本申请实施例提供的一种应用场景的示例,本申请实施例不对该场景中的各种设备的实际形态进行限定,也不对宽输入供电电路应用的工业设备进行限定,在方案的具体应用中,可以根据实际需求设定。
下面,通过具体实施例对本申请的技术方案进行详细说明。需要说明的是,下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
下面对本申请提供的宽输入供电电路的结构进行说明。
图2a为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图一,如图2a所示,宽输入供电电路包括整流单元201、第一开关管202、电流互感器203、第一二极管204、电感线圈205、第二开关管206、第二二极管207、第一电容208、第一电阻209、第二电阻210、第三电阻211、第四电阻212、基准电压输出单元213、电压调节器214、比较单元215、第一驱动单元216、第二驱动单元217,其中第一电阻209表示宽输入供电电路的总负载。
宽输入供电电路的输入端与整流单元201连接,整流单元201的正极与第一开关管202的第一端连接,第一开关管202的第二端分别与第一二极管204的负极和电感线圈205的第一端连接,电感线圈205的第二端分别与第二开关管206的第一端和第二二极管207的正极连接,第二二极管207的负极分别与第一电容208的正极、第一电阻209的第一端、第二电阻210的第一端、宽输入供电电路的输出端正极连接,第二电阻210的第二端与第三电阻211的第一端连接,整流单元201的负极分别与第一二极管204的正极、第二开关管206的第二端、第一电容208的负极、第一电阻209的第二端、第三电阻211的第二端、宽输入供电电路的输出端负极连接。
电压调节器214的第一输入端与第二电阻210的第二端连接,电压调节器214的第二输入端与基准电压输出单元213连接,电压调节器214的输出端与比较单元215的负相输入端连接;
比较单元215的正相输入端与第四电阻212的第一端连接,第四电阻212的第二端与电流互感器203连接,电流互感器203设置在第一二极管204与电感线圈205的连接点与第一开关管202的第二端之间。
比较单元215的输出端分别与第一驱动单元217的输入端、第二驱动单元216的输入端连接,第一驱动单元217的输出端与第一开关管202的控制端连接,第二驱动单元216的输出端与第二开关管206的控制端连接;比较单元215在比较单元215的正相输入端电压高于负相输入端电压时,触发第一驱动单元217和第二驱动单元216输出关闭信号。
由于该宽输入供电电路的输入电压和输出电压的关系如公式:所示,其中,Vout表示输出电压,Vin表示输入电压,d1表示第一开关管202对应的占空比,d2表示第二开关管206对应的占空比,所以在输入电压变化时,可通过调节第一开关管202对应的占空比和第二开关管206对应的占空比,使得输出电压不变,从而可使得工业设备稳定运行,也实现了该宽输入供电电路可以单相电输入,也可以三相电输入。
第一驱动单元217和第二驱动单元216是周期性工作的,每个周期称为控制周期。第一驱动单元217和第二驱动单元216通过输出驱动信号,来控制第一开关管202和第二开关管206的导通和断开,进而实现调节第一开关管202对应的占空比和第二开关管206对应的占空比。第一驱动单元217在控制周期的后半个周期,输出关闭信号,使得第一开关管202断开。第二驱动单元216在控制周期的后半个周期,输出开启信号,使得第一开关管202导通。
对于控制周期的前半个周期,第一驱动单元217和第二驱动单元216根据比较单元215的输出信号,确定驱动信号。比较单元215输出高电平信号,则第一驱动单元217和第二驱动单元216输出关闭信号,使得第一开关管202和第二开关管206断开。比较单元215输出低电平信号,则第一驱动单元217和第二驱动单元216输出开启信号,使得第一开关管202和第二开关管206导通。
电流互感器203采集到电流信号后,电流信号经过第四电阻212转换为第一电压信号到达比较单元215的正相输入端。宽输入供电电路输出端的第二电压信号,经过第二电阻210和第三电阻211的分压,形成第三电压信号,到达电压调节器214的第一输入端,基准电压输出单元213输出第四电压信号,第三电压信号和第四电压信号经过电压调节器214的处理,得到第五电压信号输出至比较单元215的负相输入端。第四电压信号的值经过用户设置后不变,进而第三电压信号的值越大,第五电压信号的值越小。
当第一电压信号的值大于第五电压信号的值时,比较单元215输出高电平信号;当第一电压信号的值小于或等于第五电压信号的值时,比较单元215输出低电平信号。
所以在宽输入供电电路不稳定时,电流信号,和/或,第二电压信号会发生变化,进而导致第一电压信号,和/或,第五电压信号发生变化,从而改变比较单元215的输出信号,进而第一驱动单元217和第二驱动单元216的驱动信号也会发生改变,最终改变第一开关管202和第二开关管206对应的占空比,实现调节电压,使得宽输入供电电路稳定。
示例性的,图2b为本申请提供的第一驱动单元的驱动信号图;如图2b所示,第一驱动单元217在控制周期的后半个周期,输出关闭信号,也就是低电平信号。在控制周期的前半个周期中,在A点对应的时刻前,比较单元215输出低电平信号,第一驱动单元217输出开启信号,也就是高电平信号;在A点对应的时刻后,比较单元215输出高电平信号,第一驱动单元217输出关闭信号,也就是低电平信号。
示例性的,图2c为本申请提供的第二驱动单元的驱动信号图;如图2c所示,第二驱动单元216在控制周期的后半个周期,输出开启信号,也就是高电平信号。在控制周期的前半个周期中,在A点对应的时刻前,比较单元215输出低电平信号,第二驱动单元216输出开启信号,也就是高电平信号;在A点对应的时刻后,比较单元215输出高电平信号,第二驱动单元216输出关闭信号,也就是低电平信号。
示例性的,图2d为本申请提供的电感线圈的电流变化图二;如图2d所示,电感线圈205的电流在控制周期的后半个周期保持稳定。在控制周期的前半个周期中,在A点对应的时刻前电流增大,在A点对应的时刻后电流减小。相较于单模式双管同开同关方法,本方案的第一开关管202对应的占空比较小,根据公式可知,电感线圈的电流波动值减小,其中,ΔI表示电感线圈的电流波动值,U表示电感线圈的电压,L表示电感线圈的电感,有效减小了电感线圈的电流的波动。
示例性的,第一驱动单元217可以是第一增强型脉冲宽度调制器(Enhanced PulseWidth Modulator,简称:EPWM),第二驱动单元216可以是第二EPWM,二者需要高频同步,第一EPWM在每个控制周期产生一次同步信号,用于同步第二EPWM,第二EPWM设置为允许被输入同步信号同步。图2e为本申请提供的同步信号传递示意图;如图2e所示,可对第一EPWM和第二EPWM进行设置。
对于第一EPWM,将计数模式设置为增计数模式,将开关频率设置为40KHz,设置禁止相位装载,设置当时基计数器计数值为0时输出同步信号至第二EPWM;当时基计数器的计数值等于0时,输出高电平信号;设置数字比较触发源为比较单元的输出信号,设置触发事件类型为比较单元输出高电平信号触发,当触发事件发生时,输出低电平信号。
对于第二EPWM,将计数模式设置为增计数模式,将开关频率设置为40KHz;设置允许相位装载;设置当同步信号到来时移相量寄存器TBPHS装载移相量0.5*period,period为时基计数器最大值;当时基计数器的计数值等于0时,输出高电平信号;设置数字比较触发源为比较单元的输出信号;设置触发事件类型为比较单元输出高电平信号触发,当触发事件发生时,输出低电平信号。
本实施例提供的宽输入供电电路,其中包括整流单元、双管Buck-Boost电路和控制电路,双管Buck-Boost电路包括第一开关管、第一二极管、电感线圈、第二开关管、第二二极管、第一电容。控制电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、基准电压输出单元、电压调节器、比较单元、第一驱动单元、第二驱动单元、电流互感器。相较于现有技术中仅使用Buck电路,本方案通过整流单元将交流电转换为直流电输入至双管Buck-Boost电路,控制电路控制双管Buck-Boost电路中两个开关管的导通和关闭,使得双管Buck-Boost电路可实现升压和降压功能,能够实现在单相电和三相电输入时正常使用工业设备。另外使用整流单元和控制电路,可使得双管Buck-Boost电路恒压输出,提高了工业设备的运行安全性,也降低了成本。
下面对本申请提供的比较单元为比较器、第一开关管为第一金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,简称:MOS管)或第一三极管、第二开关管为第二MOS管或第二三极管、电压调节器为比例-积分(Proportional-Integral,简称:PI)调节器的情况进行说明。
图3a为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图二,在图2a的基础上,如图3a所示,比较单元为比较器;
比较器215的负相输入端与电压调节器215的输出端连接,比较器215的正相输入端与第四电阻212的第一端连接,比较器215的输出端分别与第一驱动单元217的输入端、第二驱动单元216的输入端连接。比较器215的负相输入端的电压大于正相输入端的电压时,输出高电平信号;比较器215的负相输入端的电压小于或等于正相输入端的电压时,输出低电平信号。
图3b为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图三,在图2a的基础上,如图3b所示,第一开关管为第一MOS管;
第一MOS管202的漏极与整流单元201的正极连接,第一MOS管202的源极分别与第一二极管204的负极和电感线圈205的第一端连接,第一MOS管202的栅极与第一驱动单元217的输出端连接。
图3c为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图四,在图2a的基础上,如图3c所示,第一开关管为第一三极管;
第一三极管202的集电极与整流单元201的正极连接,第一三极管202的发射极分别与第一二极管204的负极和电感线圈205的第一端连接,第一三极管202的基极与第一驱动单元217的输出端连接。
图3d为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图五,在图2a的基础上,如图3d所示,第二开关管为第二MOS管;
第二MOS管206的漏极分别与电感线圈205的第二端、第二二极管207的正极连接,第二MOS管206的源极与整流单元201的负极连接,第二MOS管206的栅极与第二驱动单元216的输出端连接。
图3e为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图六,在图2a的基础上,如图3e所示,第二开关管为第二三极管;
第二三极管206的集电极分别与电感线圈205的第二端、第二二极管207的正极连接,第二三极管206的发射极与整流单元201的负极连接,第二三极管206的基极与第二驱动单元216的输出端连接。
图3f为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图七,在图2a的基础上,如图3f所示,电压调节器为PI调节器;
PI调节器214第一输入端与第二电阻210的第二端连接,PI调节器214的第二输入端与基准电压输出单元213连接,PI调节器214的输出端与比较单元215的负相输入端连接。
本实施例提供的宽输入供电电路中,比较单元可以是比较器,第一开关管可以是MOS管或第一三极管,第二开关管可以是第二MOS管或第二三极管,电压调节器可以是PI调节器,控制电路控制双管Buck-Boost电路中两个开关管的导通和关闭,使得双管Buck-Boost电路可实现升压和降压功能,能够实现在单相电和三相电输入时正常使用工业设备。另外使用整流单元和控制电路,可使得双管Buck-Boost电路恒压输出,提高了工业设备的运行安全性。
下面对本申请提供的宽输入供电电路中还包括斜坡补偿单元的情况进行说明。
图4为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图八,在图2a的基础上,如图4所示,宽输入供电电路还包括斜坡补偿单元218;
斜坡补偿单元218与第四电阻212的第一端连接。电流信号经过第四电阻212转换为第一电压信号,斜坡补偿单元218输出斜坡补偿信号,斜坡补偿信号和第一电压信号结合,得到第六电压信号,第六电压信号到达比较单元215的正相输入端。
当第六电压信号的值大于第五电压信号的值时,比较单元215输出高电平信号;当第六电压信号的值小于或等于第五电压信号的值时,比较单元215输出低电平信号。
本实施例提供的宽输入供电电路中包括斜坡补偿单元,可有效抑制电感线圈的电流的次谐波振荡,提高了供电电路的稳定性,也减小了电感线圈的电流的波动。
下面对本申请提供的宽输入供电电路中还包括防浪涌的电容的情况进行说明。
图5为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图九,在图2a的基础上,如图5所示,宽输入供电电路还包括第二电容219和第三电容220;
第二电容219的正极分别与整流单元201的正极、第一开关管202的第一端连接,第二电容219的负极与第三电容220的正极连接,第三电容220的负极与整流单元201的负极连接。
本实施例提供的宽输入供电电路,其中在整流单元后增加电容,可有效抑制浪涌的情况产生,提高了宽输入供电电路的稳定性。
下面对本申请提供的宽输入供电电路中还包括使得防浪涌的电容的电压一致的均压电阻情况进行说明。
图6为本申请提供的宽输入供电电路的结构示意图十,在图5的基础上,如图6所示,宽输入供电电路还包括第五电阻221和第六电阻222;
第五电阻221的第一端分别与第二电容219的正极、第一开关管202的第一端连接,第五电阻221的第二端分别与第二电容219的负极、第六电阻222的第一端连接,第六电阻222的第二端与整流单元201的负极连接。
第五电阻221和第六电阻222为均压电阻,可使得第二电容219和第三电容220两端的电压基本一致,这样第二电容219和第三电容220可选择耐压值较小的电容,可有效减小成本。
本实施例提供的宽输入供电电路中还包括均压电阻,可使得防浪涌电容的耐压值较小,有效减小了成本。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,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,或对其中部分或全部技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种宽输入供电电路,其特征在于,包括:
整流单元、第一开关管、电流互感器、第一二极管、电感线圈、第二开关管、第二二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、基准电压输出单元、电压调节器、比较单元、第一驱动单元、第二驱动单元;
所述宽输入供电电路的输入端与所述整流单元连接,所述整流单元的正极与所述第一开关管的第一端连接,所述第一开关管的第二端分别与所述第一二极管的负极和所述电感线圈的第一端连接,所述电感线圈的第二端分别与所述第二开关管的第一端和所述第二二极管的正极连接,所述第二二极管的负极分别与所述第一电容的正极、所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端、所述宽输入供电电路的输出端正极连接,所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接,所述整流单元的负极分别与所述第一二极管的正极、所述第二开关管的第二端、所述第一电容的负极、所述第一电阻的第二端、所述第三电阻的第二端、所述宽输入供电电路的输出端负极连接;
所述电压调节器的第一输入端与所述第二电阻的第二端连接,所述电压调节器的第二输入端与所述基准电压输出单元连接,所述电压调节器的输出端与所述比较单元的负相输入端连接;
所述比较单元的正相输入端与所述第四电阻的第一端连接,所述第四电阻的第二端与所述电流互感器连接,所述电流互感器设置在所述第一二极管与所述电感线圈的连接点与所述第一开关管的第二端之间;
所述比较单元的输出端分别与所述第一驱动单元的输入端、所述第二驱动单元的输入端连接,所述第一驱动单元的输出端与所述第一开关管的控制端连接,所述第二驱动单元的输出端与所述第二开关管的控制端连接;所述比较单元在所述比较单元的正相输入端电压高于负相输入端电压时,触发所述第一驱动单元和所述第二驱动单元输出关闭信号。
2.根据权利要求1所述的宽输入供电电路,其特征在于,所述比较单元为比较器;
所述比较器的负相输入端与所述电压调节器的输出端连接,所述比较器的正相输入端与所述第四电阻的第一端连接,所述比较器的输出端分别与所述第一驱动单元的输入端、所述第二驱动单元的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的宽输入供电电路,其特征在于,所述第一开关管为第一MOS管;
所述第一MOS管的漏极与所述整流单元的正极连接,所述第一MOS管的源极分别与所述第一二极管的负极和所述电感线圈的第一端连接,所述第一MOS管的栅极与所述第一驱动单元的输出端连接。
4.根据权利要求1所述的宽输入供电电路,其特征在于,所述第一开关管为第一三极管;
所述第一三极管的集电极与所述整流单元的正极连接,所述第一三极管的发射极分别与所述第一二极管的负极和所述电感线圈的第一端连接,所述第一三极管的基极与所述第一驱动单元的输出端连接。
5.根据权利要求1所述的宽输入供电电路,其特征在于,所述第二开关管为第二MOS管;
所述第二MOS管的漏极分别与所述电感线圈的第二端、所述第二二极管的正极连接,所述第二MOS管的源极与所述整流单元的负极连接,所述第二MOS管的栅极与所述第二驱动单元的输出端连接。
6.根据权利要求1所述的宽输入供电电路,其特征在于,所述第二开关管为第二三极管;
所述第二三极管的集电极分别与所述电感线圈的第二端、所述第二二极管的正极连接,所述第二三极管的发射极与所述整流单元的负极连接,所述第二三极管的基极与所述第二驱动单元的输出端连接。
7.根据权利要求1所述的宽输入供电电路,其特征在于,所述电压调节器为比例-积分PI调节器;
所述PI调节器第一输入端与所述第二电阻的第二端连接,所述PI调节器的第二输入端与所述基准电压输出单元连接,所述PI调节器的输出端与所述比较单元的负相输入端连接。
8.根据权利要求1所述的宽输入供电电路,其特征在于,所述宽输入供电电路还包括斜坡补偿单元;
所述斜坡补偿单元与所述第四电阻的第一端连接。
9.根据权利要求1所述的宽输入供电电路,其特征在于,所述宽输入供电电路还包括第二电容和第三电容;
所述第二电容的正极分别与所述整流单元的正极、所述第一开关管的第一端连接,所述第二电容的负极与所述第三电容的正极连接,所述第三电容的负极与所述整流单元的负极连接。
10.根据权利要求9所述的宽输入供电电路,其特征在于,所述宽输入供电电路还包括第五电阻和第六电阻;
所述第五电阻的第一端分别与所述第二电容的正极、所述第一开关管的第一端连接,所述第五电阻的第二端分别与所述第二电容的负极、所述第六电阻的第一端连接,所述第六电阻的第二端与所述整流单元的负极连接。
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