[發明專利]升降壓功率電流變換器輸出電流檢測與控制方案

有效

• 申請號: 200910096641.0
• 申請日: 2009-03-12
• 公開（公告）號: CN101510725A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 翁大豐
• 申請（專利權）人: 魏其萃
• 主分類號: H02M3/00
• 分類號: H02M3/00;H02M1/14;G05F1/46
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 馮子玲

技術領域

本發明涉及升降壓功率電流變換器輸出電流檢測與控制。更具體地說，本發明涉及一種簡 單的高精度輸出電流檢測與控制方案用于控制升降壓及升壓功率電流變換器的輸出平均電流。 這功率電流變換器可用做可控制電流源在各種應用場合中使用。

背景技術

在實際直流-直流功率變換器應用中，當功率變換器的輸入電壓有相當大的變化范圍，即 由于輸入電壓變化其輸入電壓大于或小于功率變換器的輸出電壓，升降壓功率變換器是第一選 擇，不論輸入電壓高或低，它使得功率變換器，能夠輸出所需的電壓或電流。

在直流-直流電壓變換器應用中，其輸入和輸出電壓可以方便的檢測得到，這檢測得到的 輸入和輸出電壓，經功率變換器內閉環調節而使輸出電壓精確地被控制，這輸出電壓可不隨輸 入電壓和負載變化而變化。

在直流-直流電流變換器應用中，如發光二極管驅動應用和電池充電應用，其輸出電流需 要精確的控制。要精確地控制直流-直流電流變換器的輸出電流，這需要檢測這直流-直流 電流變換器的輸出電流，這樣可以經功率變換器內閉環調節而使輸出電流精確的被控制而有效 地用于發光二極管和電池充電應用。

在實際發光二極管驅動應用和電池充電應用中，當其輸入電壓有相當大的變化范圍，即由 于輸入電壓變化其輸入電壓大于或者小于功率變換器的輸出電壓，升降壓功率變換器是第一選 擇。要檢測這升降壓直流-直流電流變換器的輸出電流，現有的輸出電流檢測方法是由檢測電 阻與輸出負載相串聯，這檢測電阻上的電壓是與輸出電流成線性關系，該電阻電壓具有共模電 壓，即輸入電壓。這電阻上電壓須經額外的電流放大和電平轉換功能塊除去其共模電壓，即輸 入電壓，輸出檢測的輸出電流，該檢測的輸出電流用于閉環調節，而使輸出電流精確地被控 制，這額外的電流放大和電平轉換功能塊是受制于共模電壓即輸入電壓工作范圍。要實現額外 的電流放大和電平轉換功能塊成本相當高。這使得升降壓功率電流變換器系統的費用比較高。

發明內容

本發明的目的是提出一種簡單易實施的升降壓功率電流變換器輸出電流檢測方案，解決 目前升降壓及升壓功率電流變換器控制系統受制于輸入電壓工作范圍的問題。

本發明簡單的高精度用于升降壓開關變換器輸出電流檢測與控制方案是由如下功能塊組 成：產生預定的控制信號的參考源塊，檢測開關變換器的輸出變量并將其變換成與參考源塊輸 出的信號相同形式信號的輸出變量檢測塊，用于處理從輸出變量檢測塊的輸出的輸出變量處理 塊，用于檢測從參考源塊和輸出變量處理塊輸出信號的差值并補償校正放大的誤差校正放大 塊，用于調節升降壓功率變換器電感電流的電流調節環路塊。

輸出變量檢測塊用于檢測升降壓功率電流變換器輸出電容電流。

輸出變量檢測塊僅包括檢測電阻，或由各種操作功能塊組成。

輸出變量處理塊依賴升降壓功率電流變換器功率開關的導通截止信號。

輸出變量處理塊僅包括一個基本采樣保持操作塊，或由各種操作功能塊組成。

電流調節環路塊由各種已有電流調節控制方案組成。

電流調節環路塊的輸出用于輸出變量處理塊功能控制。

本方案可單獨用于升壓功率電流變換器輸出電流檢測與控制。

為了比較參考電流和平均輸出電流在功率開關導通期間，輸出變量檢測塊的輸出V。在輸出 變量處理塊中處理，其輸出V。與參考源塊的輸出V_REF在誤差校正放大塊中檢測校正放大，誤差 校正放大塊的輸出作為電流調節環路塊的控制信號，電流調節環路塊的輸出控制功率開關導通 截止，它使得升降壓功率電流變換器的電感電流跟隨電流調節環路塊的控制信號變化。電流調 節環路塊的輸出也作為輸出變量處理塊的控制輸入。

本發明結構簡單易于實施，省去了額外的電流放大和電平轉換功能塊，使得升降壓及升壓 功率電流變換器控制系統可以不受制于控制器的電壓工作范圍限制，使得升降壓功率電流變換 器控制系統可以在相當擴大的輸入電壓范圍中使用，并使整個控制系統的費用變得相當低。

附圖說明

圖1是已有升降壓功率電流變換器輸出電流檢測與控制方案。

圖2是本發明簡單的升降壓功率電流變換器輸出電流檢測與控制方案方框圖。

圖3是本發明用于升降壓功率電流變換器輸出電流檢測與控制方案具體實例。