[發明專利]一種輸出連續可調的變換器

有效

• 申請號: 200610063133.9
• 申請日: 2006-10-13
• 公開（公告）號: CN101162868A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發明（設計）人: 張皖;李偉;王安山
• 申請（專利權）人: 深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M3/156;G05F1/56
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所
• 代理人: 楊宏

技術領域

本發明涉及電壓變換器電路的改進，尤其涉及一種輸出電壓寬范圍(線性)連續可調的變換器電路。

背景技術

在許多現代化設備的應用場景中都會涉及到在一定的輸入電壓條件下，要求輸出電壓寬范圍連續可調，尤其在醫療設備超聲系統中需要多路發射脈沖，發射脈沖由輸出電壓通過FPGA控制MOSFET開關得到，輸出電壓受控制電壓控制，在一較大范圍內連續可調，并且在其調節范圍內，輸出電壓可能高于或低于輸入電壓。

目前寬輸出電壓的實現方案主要采用BUCK-BOOST變換器，該變換器既可以實現升壓功能，又可以實現降壓功能。圖1是一種BUCK-BOOST電路，此變換器中Q1、Q2同時開通同時關斷。當輸入電壓高于輸出電壓時，Q1的作用和BUCK開關一樣，D1作續流二極管，Q1、Q2同時開通時，輸入電壓加到電感L1兩端，電流上升；Q1、Q2關斷時，電感電流換到D1上，D2自動正向導通，和BUCK變換器工作模式相同。當輸入電壓低于輸出電壓時，Q2的作用類似于反激式開關，同樣Q1、Q2同時導通和關斷，當Q1、Q2關斷時，電感電流換到D2上，D1自動導通。從而可以實現，相同的主電路，不經過工作模式轉換，既可以實現升壓功能又可以實現降壓功能，通過調整控制電壓，完成寬范圍電壓的輸出。但是，該BUCK-BOOST變換器具有以下的缺點：1)與BUCK或BOOST變換器相比，BUCK-BOOST能夠實現更大的輸出電壓范圍，但是它的輸入電流是斷續的，且脈動很大，這在超聲供電系統中是不允許的，特別是輸入電流的高頻交流成分會產生嚴重的電磁干擾，影響超聲圖像質量。雖然可以在輸入端增加低通濾波器緩解，但會帶來電路體積增大，成本增加。2)驅動電路復雜。電路中需要有2個開關管Q1、Q2，Q1需要采用高邊驅動，Q2采用低邊驅動，通常采用門極驅動變壓器來實現，增加了驅動電路的梯級、成本和復雜性，更重要的是，由于驅動變壓器需要有復位時間，使得電路的最大占空比受到限制，同時輸出電壓受到限制。

另外還有一種比較常見的方法為降低輸入電壓，直接使用BOOST電路來實現，但在程控電壓變換范圍較大，最低輸出電壓較低的場合將因占空比過大，輸入電流過大等難以實際實施。

發明內容

本發明的目的是，設計一種電壓變換器電路，該電路能夠實現BUCK-BOOST電路的功能，即在一定的輸入電壓條件下，通過控制電壓，實現輸出電壓在低于或高于輸入電壓的較大范圍內連續調節，并且電路簡單可靠，干擾低。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案為：

一種輸出連續可調的變換器，包括一BOOST變換電路，一PWM控制器，所述PWM控制器的第一輸入端連接變換器輸出電壓采樣電路的采樣端，其第二輸入端為控制端，所述PWM控制器的輸出信號用于控制BOOST變換電路中開關管的通斷；所述BOOST變換電路的輸出端串接一用于產生固定壓差的恒壓電路，并且所述恒壓電路的輸出為所述變換器的輸出電壓。

所述的變換器，其中：還包括一控制電壓轉換電路，所述控制電壓轉換電路的輸入端接控制電壓，其輸出端與所述PWM控制器的控制端相連，所述控制電壓轉換電路用于使所述變換器的輸出電壓與所述控制電壓成線性關系。

所述的變換器，其中：所述控制電壓轉換電路包括一運算放大器，一參考電壓源；所述運算放大器同相輸入端分成兩支路，其中一支路經第一電阻連接所述控制電壓，另一支路經第二電阻連接所述參考電壓源；所述運算放大器反相輸入端和輸出端之間連接一反饋電阻，運算放大器反相輸入端經第三電阻接地；并且所述變換器輸出電壓采樣電路采用電阻分壓方式。

所述的變換器，其中：所述恒壓電路包括一穩壓二極管、一調整管以及第六電阻，所述第六電阻連接在調整管的射極與基極之間，所述穩壓管的陽極接調整管的集電極，其陰極接調整管的基極；所述調整管的射極作為恒壓電路的輸入端，其集電極作為恒壓電路的輸出端。

所述的變換器，其中：所述恒壓電路包括一調整管、一可調分流基準源，所述調整管的射極與基極之間連接第六電阻，可調分流基準源的陽極連接調整管的集電極，其陰極連接調整管的基極；所述調整管射極與集電極之間串接第四和第五電阻，并且可調分流基準源的參考端與第四第五電阻的連接點相接。

所述的變換器，其中：所述PWM控制器采用固定頻率電壓模式控制器。

所述的變換器，其中：所述PWM控制器采用TL594實現。