[發明專利]一種隔離型直流到直流的變換器電流重構電路及方法

在審

• 申請號: 201911412296.7
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111130356A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 鄒莘劍;杜成瑞;何展湖
• 申請（專利權）人: 深圳科士達科技股份有限公司;深圳科士達新能源有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/32
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡玉

本發明提供一種隔離型直流到直流的變換器電流重構電路及方法，所述變換器電流重構電路包括：高頻變壓器T1、拓撲開關模塊、電流模式控制器、電流重構電路、電源輸入端、拓撲整流模塊和輸出負載電阻，所述電源輸入端通過拓撲開關模塊連接至所述高頻變壓器T1的原邊繞組TS1，所述拓撲開關模塊與所述電流模式控制器相連接，所述電流模式控制器通過所述電流重構電路連接至所述高頻變壓器T1的輔助繞組TS3，所述高頻變壓器T1的副邊繞組TS2通過所述拓撲整流模塊連接至所述輸出負載電阻。本發明實現了對變壓器等效電流的重構，有效消除傳統電流采樣中所存在的開通電流尖峰和震蕩等問題，使電流模式的隔離型DC/DC變換器系統穩定工作。

技術領域

本發明涉及一種隔離型DC/DC變換器的電流采樣和電流保護技術，尤其涉及一種隔離型直流到直流的變換器電流重構電路，并涉及采用了該隔離型直流到直流的變換器電流重構電路的變換器電流重構方法。

背景技術

電流采樣和電流保護在隔離型直流到直流(DC/DC)變換器中是必要的功能，特別是基于電流模式控制的隔離型DC/DC變換器，干凈無延時的電流波形對于變換器的穩定性起到決定性的作用。目前常用的電流采樣方式主要有拓撲開關模塊2串聯電阻或者串聯電流互感器，少數使用成本較高的電流傳感器獲取電流波形。拓撲開關模塊2直接串聯電阻的方式最為簡潔而且經濟，但是針對于開關速度快、輸入電壓高、變壓器寄生電容大以及開通電流震蕩極其嚴重的應用場合，串聯電阻上的電壓波形難以達到參與電流模式控制的要求，給系統的穩定性帶來致命的影響。另外電流互感器采樣的方式成本也比較高，而且對開通電流震蕩的抑制也非常有限。

基于傳統電流采樣方式在高壓高頻率隔離DC/DC上應用的限制，無法獲得干凈且無干擾的電流波形，進而影響系統的穩定性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是需要提供一種穩定可靠且成本合理的隔離型直流到直流的變換器電流重構電路，并進一步提供用了該隔離型直流到直流的變換器電流重構電路的變換器電流重構方法。

對此，本發明提供一種隔離型直流到直流的變換器電流重構電路，包括：高頻變壓器T1、拓撲開關模塊、電流模式控制器、電流重構電路、電源輸入端、拓撲整流模塊和輸出負載電阻，所述高頻變壓器T1包括原邊繞組TS1、副邊繞組TS2和輔助繞組TS3，所述電源輸入端通過拓撲開關模塊連接至所述高頻變壓器T1的原邊繞組TS1，所述拓撲開關模塊與所述電流模式控制器相連接，所述電流模式控制器通過所述電流重構電路連接至所述高頻變壓器T1的輔助繞組TS3，所述高頻變壓器T1的副邊繞組TS2通過所述拓撲整流模塊連接至所述輸出負載電阻，其中，所述電流重構電路的時間常數大于所述拓撲開關模塊中變換器開關的時間周期Ts。

本發明的進一步改進在于，所述電流重構電路包括電容C3和電阻R3，所述電容C3的一端和電阻R3的一端分別連接至所述電流模式控制器，所述電容C3的另一端接地，所述電阻R3的另一端連接至所述高頻變壓器T1的輔助繞組TS3。

本發明的進一步改進在于，所述電容C3與所述高頻變壓器T1的輔助繞組TS3之間的連接點為系統參考地GND，所述電容C3與所述電阻R3之間的連接點為所述電流重構電路的輸出端。

本發明的進一步改進在于，所述電流模式控制器包括比較器和RS觸發器，所述比較器的同向輸入端連接至所述電容C3的一端和電阻R3的一端，所述比較器的反向輸入端連接至參考電流端，所述比較器的輸出端通過所述RS觸發器連接至所述拓撲開關模塊的PWM驅動端。

本發明的進一步改進在于，所述電流重構電路實現電流三角波Ipri的重構，其中電流三角波Ipri中包含電流波形中的交流分量和直流分量；然后將重構的三角波的電容電壓Vcs作為電流反饋信號接入至所述比較器中，實現PWM控制信號的發生。

本發明的進一步改進在于，所述電源輸入端包括輸入電源Vin和輸入電容C1，所述輸入電容C1的兩端分別與所述輸入電源Vin的正負極相連接。