[發(fā)明專利]開關(guān)電源負(fù)載擾動(dòng)前饋控制電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010133931.0
• 申請日: 2010-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN101807851A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柏建國;鄧禮寬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京新雷能科技股份有限公司;深圳市雷能混合集成電路有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/42
• 分類號(hào): H02M1/42;H02M1/12
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明;王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高頻開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種開關(guān)電源負(fù)載擾動(dòng)前 饋控制電路。

背景技術(shù)

隨著高頻開關(guān)電源技術(shù)的不斷發(fā)展，用戶對電源產(chǎn)品的電氣性能要求也 不斷提高，如：功率因數(shù)(PF)、輸入電流諧波(THD)、負(fù)載擾動(dòng)等。功 率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)目前已經(jīng)得到非常廣泛的應(yīng)用，使得電源穩(wěn)態(tài)PF和 THD的性能指標(biāo)得到很大提高。

在實(shí)施本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中，由于很多用戶對負(fù)載擾 動(dòng)要求很高，而傳統(tǒng)的控制技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)在高性能負(fù)載擾動(dòng)指標(biāo)的同時(shí)也滿 足高性能PF和THD的指標(biāo)要求。因?yàn)橐岣哓?fù)載擾動(dòng)的性能指標(biāo)，就需要 提高PFC電壓環(huán)的帶寬，但較高的PFC電壓環(huán)帶寬會(huì)降低PF和THD的性 能指標(biāo)，這是相互矛盾的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種開關(guān)電源負(fù)載擾動(dòng)前饋控制電路，以解決現(xiàn)有高 頻開關(guān)電源技術(shù)中，無法實(shí)現(xiàn)在高性能負(fù)載擾動(dòng)指標(biāo)的同時(shí)也滿足高性能PF 和THD指標(biāo)要求的問題。

一種開關(guān)電源負(fù)載擾動(dòng)前饋控制電路，包括：

電流采樣電路(U6)，用于從隔離直流DC/DC變換主功率電路(U2) 采樣負(fù)載電流；

電壓采樣電路(U7)，用于從隔離DC/DC變換主功率電路(U2)采樣 負(fù)載電壓；

第一控制電路(U4)，用于將所述電流采樣電路(U6)及電壓采樣電路 (U7)采樣的負(fù)載電流和負(fù)載電壓進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，計(jì)算得到負(fù)載功率， 并通過負(fù)載功率與電源輸出功率上限值相除計(jì)算占空比，得到脈寬調(diào)制 PWM信號(hào)；

PWM信號(hào)隔離傳輸電路(U5)，用于將所述第一控制電路(U4)得到 的PWM信號(hào)傳輸至第二控制電路(U3)；

所述第二控制電路(U3)，用于將所述PWM信號(hào)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，利 用得到的數(shù)字量對功率因數(shù)校正PFC電路(U1)進(jìn)行前饋控制，使負(fù)載擾 動(dòng)指標(biāo)提高的同時(shí)提高功率因數(shù)PF和輸入電流諧波THD指標(biāo)。

其中，所述第二控制電路(U3)，具體用于將所述PWM信號(hào)進(jìn)行模/數(shù) 轉(zhuǎn)換后，利用得到的數(shù)字量對功率因數(shù)校正PFC電路(U1)采用閉環(huán)比例 積分微分PID方式進(jìn)行前饋控制，使負(fù)載擾動(dòng)指標(biāo)提高的同時(shí)提高功率因 數(shù)PF和輸入電流諧波THD指標(biāo)。

所述電流采樣電路(U6)與所述第一控制電路(U4)的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換通 道(AD1)相連；

所述電壓采樣電路(U7)與所述第一控制電路(U4)的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換通 道(AD2)相連。

所述第一控制電路(U4)具體為數(shù)字信號(hào)處理器DSP或微控制單元 MCU。

所述PWM信號(hào)隔離傳輸電路(U5)具體為光耦隔離電路或磁隔離電路。

所述第二控制電路(U3)具體為數(shù)字信號(hào)處理器DSP。

本發(fā)明提供的開關(guān)電源負(fù)載擾動(dòng)前饋控制電路，通過將負(fù)載擾動(dòng)的信息 加入到功率因數(shù)校正PFC電路(U1)控制環(huán)路中形成前饋控制，當(dāng)負(fù)載擾 動(dòng)使輸出功率增大時(shí)，PFC電路的電流環(huán)基準(zhǔn)也跟著增大，由于PFC電路的 電流環(huán)是閉環(huán)控制，所以PFC電路的電感電流也相應(yīng)增大，使得整個(gè)PFC 電路能夠迅速響應(yīng)負(fù)載擾動(dòng)，反之亦然。另一方面，由于負(fù)載擾動(dòng)前饋控制 只在負(fù)載變化時(shí)起作用，對穩(wěn)態(tài)指標(biāo)THD和PF不會(huì)產(chǎn)生影響。可見，本發(fā) 明提供的開關(guān)電源負(fù)載擾動(dòng)前饋控制電路，能夠避免現(xiàn)有技術(shù)中負(fù)載擾動(dòng)指 標(biāo)與THD指標(biāo)和PF指標(biāo)的矛盾關(guān)系，實(shí)現(xiàn)負(fù)載擾動(dòng)指標(biāo)提高的同時(shí)也能夠 提高功率因數(shù)PF和輸入電流諧波THD指標(biāo)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí) 施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面 描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講， 在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的開關(guān)電源負(fù)載擾動(dòng)前饋控制電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中對PFC進(jìn)行前饋控制示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而 不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做 出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。