[發(fā)明專利]一種開關(guān)電源峰值電流的控制裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210004822.8
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN102570794A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 昝國驥
• 申請（專利權(quán)）人: 北京鼎漢技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/00
• 分類號(hào): H02M3/00;H02M3/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 宋松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高頻開關(guān)電源領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)電源峰值電流的控制裝置及方法。

背景技術(shù)

在電流型開關(guān)電源控制中，峰值電流控制是一種常用的控制方法。在實(shí)際應(yīng)用中峰值電流很難精確的控制，常用的控制方法是由一比較器構(gòu)成，檢測的電流信號(hào)在比較器中與一固定電壓信號(hào)進(jìn)行比較；當(dāng)電流信號(hào)大于固定電壓信號(hào)時(shí)，比較器由高電平變?yōu)榈碗娖?，通過電流型開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)電路將其功率開關(guān)關(guān)斷。在常用的控制方法中，實(shí)際被控制的峰值電流并不等于所控制的峰值電流參考值，與峰值電流參考值有一誤差值。

現(xiàn)有技術(shù)中公開號(hào)為CN?101917120A的發(fā)明專利中公開了一種用于開關(guān)電源的高精度峰值電感電流的控制裝置，該裝置由峰值電流發(fā)生器等組成，峰值電流發(fā)生器根據(jù)所控制的輸出電流產(chǎn)生的峰值電流參考值作為峰值誤差校正放大器的一輸入端控制信號(hào)；峰值電流監(jiān)測器用于檢測實(shí)際的電感峰值電流其輸出為峰值誤差校正放大器的另一輸入端信號(hào)；峰值誤差校正放大器用于校正放大誤差；峰值電流控制器是將檢測的實(shí)際電感電流與峰值誤差校正放大器的輸出比較以確定產(chǎn)生相應(yīng)的PWM控制信號(hào)；PWM控制信號(hào)經(jīng)MOSFET驅(qū)動(dòng)器功率放大，以控制MOSFET導(dǎo)通和關(guān)斷。

目前，現(xiàn)有的很多電流型開關(guān)電源應(yīng)用中，其輸出電流必須具有恒流功能，現(xiàn)有技術(shù)中的方案解決了開關(guān)電源的恒流應(yīng)用問題。地鐵屏蔽門電源系統(tǒng)中常用到開關(guān)電源的峰值電流，通過峰值電流的持續(xù)時(shí)間來控制屏蔽門的開或關(guān)的時(shí)間。通常地鐵屏蔽門開門時(shí)間一般持續(xù)3秒，關(guān)門為3.5秒，開/關(guān)循環(huán)一次的時(shí)間約為120秒。地鐵屏蔽門開或關(guān)的時(shí)刻，電流急劇增大。由于開/關(guān)門時(shí)刻及門全開和關(guān)閉狀態(tài)時(shí)需要不同的電流進(jìn)行控制，需要短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行信號(hào)頻繁變換，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性、控制精度要求非常高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種開關(guān)電源峰值電流的控制裝置及方法，利用現(xiàn)有技術(shù)資源實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的電流控制，通過電容充放電時(shí)間控制電源模塊固定時(shí)間內(nèi)輸出的最大電流及最大電流的持續(xù)時(shí)間，減少了短時(shí)間內(nèi)信號(hào)頻繁變換次數(shù)。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、響應(yīng)速度快、控制精度高、系統(tǒng)穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種開關(guān)電源峰值電流的控制裝置，包括：

轉(zhuǎn)換電路單元，通過信號(hào)轉(zhuǎn)換，對電流信號(hào)進(jìn)行放大處理；

第一運(yùn)算處理單元，對轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號(hào)和第一基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行處理，輸出開關(guān)量控制信號(hào)切換電路的狀態(tài)；

信號(hào)切換電路，控制儲(chǔ)能元件的充放電；

第二運(yùn)算處理單元，對儲(chǔ)能元件的輸出信號(hào)和第二基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行處理；

第三運(yùn)算處理單元，根據(jù)第二運(yùn)算處理單元的處理結(jié)果改變輸出峰值電流的給定值，輸出電流限定值，實(shí)現(xiàn)對設(shè)定時(shí)間內(nèi)最大輸出電流的控制。

進(jìn)一步地，所述第一基準(zhǔn)信號(hào)包括由分壓電路輸出的偏置電壓信號(hào)，第二基準(zhǔn)信號(hào)包括由分壓電路輸出的偏置電壓信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述第一運(yùn)算處理單元包括電壓比較器，電壓比較器輸出開關(guān)量控制信號(hào)切換電路的狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)切換電路包括開關(guān)元件，其中，開關(guān)元件包括開關(guān)二極管。

進(jìn)一步地，所述第二運(yùn)算處理單元和第三運(yùn)算處理單元之間通過隔離電路進(jìn)行連接。

進(jìn)一步地，所述隔離電路包括電壓跟隨器。

本發(fā)明還公開一種開關(guān)電源峰值電流的控制方法，該方法包括如下步驟：

S1：輸入信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換電路將電流信號(hào)進(jìn)行放大處理；

S2：第一運(yùn)算處理單元對轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號(hào)與第一基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，輸出開關(guān)量控制信號(hào)切換電路的狀態(tài)；

S3：信號(hào)切換電路控制儲(chǔ)能元件的充放電；

S4：第二運(yùn)算處理單對儲(chǔ)能元件輸出和第二基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，輸出開關(guān)量給第三運(yùn)算處理單元；

S5：第三運(yùn)算處理單元改變輸出峰值電流的給定值，輸出電流限定值，實(shí)現(xiàn)對設(shè)定時(shí)間內(nèi)最大輸出電流的控制。

進(jìn)一步地，當(dāng)轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號(hào)大于第一基準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，第一運(yùn)算處理單元輸出低電平，信號(hào)切換電路導(dǎo)通，儲(chǔ)能元件放電；放電過程結(jié)束后，第二運(yùn)算處理單元對儲(chǔ)能元件輸出和第二基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，輸出電壓轉(zhuǎn)換信號(hào)，第三運(yùn)算處理單元改變輸出峰值電流給定值，輸出電流限定值減小。