專利名稱：高頻諧振電流的過零點檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高頻諧振電流的過零點檢測電路，尤其是檢測高頻的串聯(lián)諧振電流的過零點，給開關(guān)器件的驅(qū)動提供觸發(fā)信號。
背景技術(shù)：
開關(guān)電源技術(shù)逐漸向高頻化、小型化、輕量化等方向發(fā)展，開關(guān)器件的頻率越來越高，同時開關(guān)損耗也隨之增加，電能效率嚴重下降，電磁干擾也增大了，所以簡單的提高開關(guān)頻率是不行的。近年來，基于串聯(lián)諧振技術(shù)的開關(guān)電源采用移相控制。但是移相技術(shù)限制太多。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?01010291111.4的專利， 專利名稱為采用高頻多電平逆變器的串聯(lián)諧振高壓電源，該專利包括多電平逆變器，串聯(lián)諧振電路，變壓器，整流器構(gòu)成，在串聯(lián)諧振過零點時改變多電平逆變器的控制狀態(tài)。串聯(lián)諧振的頻率一般在IOOk以上，通過采樣諧振電流得到過零點，需要的采樣率至少IM以上，保持較高的分辨率，采樣率更高，給采樣帶來了極大的難度。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種高頻諧振電流的過零點檢測電路，采用電流互感器采樣高頻諧振電流信號，模擬電路對高頻電流信號進行處理，變換為方波信號，經(jīng)光耦隔離后直接輸入到控制器，功率電路、過零點檢測電路、控制器彼此隔離，互不影響。本實用新型采用以下技術(shù)方案一種高頻諧振電流的過零點檢測電路，包括電流檢測電路、電壓放大跟隨電路、 相位前移電路、零點比較電路、光耦隔離電路，且上述五個電路依次順序連接。所述的電流檢測電路，電流互感器感應(yīng)高頻諧振電流，并聯(lián)接入第一電阻，將輸出側(cè)的感應(yīng)電流變換為變壓，電流互感器負相接模擬地。所述的電壓放大跟隨電路包括運算放大器、第二電阻和第三電阻，其中運算放大器正相接地，輸入接第二電阻與負相相連，負相與輸出之間接第三電阻，第二電阻與第三電阻的比值為信號放大倍數(shù)，電流互感器為無源器件，輸入帶載能力弱，運算放大器為有源器件，對電流互感器輸出的電壓信號放大，且增加信號的輸出能力，同時對其反向變換。所述的相位前移電路包括運算放大器、第四電阻、第五電阻、第六電阻和第一電容，其中輸入接到運算放大器正相，負相經(jīng)第五電阻、第四電阻和第一電容串聯(lián)接地，第四電阻與第五電阻接點經(jīng)第六電阻與輸出側(cè)相連，第六電阻為可調(diào)電阻，可通過調(diào)節(jié)第六電阻調(diào)節(jié)相位前移的時間，第六電阻越大，相位向前偏移的量越多，反之，偏移的量越少。該調(diào)節(jié)時間由控制器、驅(qū)動電路與開關(guān)器件的延遲時間決定，以保證在諧振電流過零點時開關(guān)器件進行狀態(tài)改變，控制器的延遲很小，可忽略不計。所述的零點比較電路包括比較器和第七電阻，輸入經(jīng)第七電阻接到比較器的正相，負相接地，輸入信號與零電壓比較，將諧振電流信號由正弦波變?yōu)榉讲?。所述的光耦隔離電路包括光耦合器、第八電阻和第九電阻，其中輸入經(jīng)第八電阻與光耦合器發(fā)光側(cè)相連，第八電阻限定輸入電流，保護光耦合器發(fā)光二極管；第九電阻為上拉電阻，一側(cè)接光耦合器輸出，另一側(cè)接電源，該電源電壓幅值與控制器的處理電平相同，且為數(shù)字地。光耦隔離電路用作將過零點檢測電路與控制器隔離，同時將電流方波信號的電壓幅值變換與控制器的處理電平一致，可將信號直接輸入到控制器，作為觸發(fā)信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果第一、用模擬電路處理高頻諧振電流，電路簡單，且易于實現(xiàn)；第二、考慮到延遲，具有前移電路可對相位進行補償；第三、 與功率電路、控制器互相隔離，使之互相沒有影響；第四、電流方波信號可直接輸入到控制器，作為觸發(fā)信號。

圖I為本實用新型實施例，高頻諧振電流的過零點檢測電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作詳細說明本實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。因此，應(yīng)當明白，所附的權(quán)利要求意欲涵蓋落入本實用新型的真實精神的所有這些修改和改變。如圖所示，本實施例包括電流檢測電路I、電壓放大跟隨電路2、相位前移電路3、 零點比較電路4、光耦隔離電路5。所述的電流檢測電路，電流互感器CT并聯(lián)感應(yīng)一次側(cè)電流I，接入第一電阻R1將感應(yīng)電流變換為電壓，電流互感器CT 二次電感量為IOOmH, —次峰值電流為35A，第一電阻 R1為200 Ω，輸出電壓峰值為2V。所述的電壓放大跟隨電路，運算放大器OPAl正相接地，輸入與負相間接第二電阻 R2,負相與輸出間接第三電阻R3，第二電阻R2與第三電阻R3的比值為信號放大倍數(shù)，在放大信號的同時，對信號進行反向處理。第二電阻民為4700，第三電阻&為1ΚΩ，運算放大器 OPAl 采用 0PA2604。所述的相位前移電路，輸入接到運算放大器0PA2的正相，負相經(jīng)第五電阻R5、第四電阻R4和第一電容C1串聯(lián)接地，第四電阻R4與第五電阻R5接點經(jīng)第六電阻&接到輸出側(cè)， 第六電阻&為可調(diào)電阻，可通過調(diào)節(jié)第六電阻&調(diào)節(jié)相位前移的時間,R6越大，相位向前偏移的量越多，反之，偏移的量越少。運算放大器0PA2采用0PA2604，第四電阻&為470Ω， 第五電阻R5為470 Ω ,第六電阻R6為5K Ω ,第一電容C1為220pF。所述的零點比較電路，將前移的諧振電流信號經(jīng)第七電阻R7接到比較器COM的正相，反向接地，與零電壓比較，將諧振電流信號變?yōu)榉讲?。比較器COM采用TLV3501，第七電阻R7為47 Ω。所述的光耦隔離電路，輸入經(jīng)第八電阻R8與光耦合器OPT發(fā)光側(cè)相連，第八電阻 R8限定輸入電流，保護光稱合器OPT的發(fā)光二極管；第九電阻1 9為上拉電阻，一側(cè)接光I禹合器OPT輸出，另一側(cè)接電源V2，V2電壓幅值與控制器的處理電平相同，將諧振電流方波信號的電壓幅值變換與控制器的處理電平一致，信號Iin直接輸入到控制器，作為觸發(fā)信號。光耦合器OPT采用6N137，第八電阻&為470Ω，第九電阻&為300Ω。[0023]運算放大器采用拆分電源供電，運算放大器與比較器的供電電壓V1為5V，為模擬地，光耦合器的上拉電阻所接電壓V2為3. 3V，且為數(shù)字地，與所采用的控制器處理電平相同。
權(quán)利要求1.一種高頻諧振電流的過零點檢測電路，其特征是，包括電流檢測電路、電壓放大跟隨電路、相位前移電路、零點比較電路、光耦隔離電路，且上述五個電路依次順序連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高頻諧振電流的過零點檢測電路，其特征是，所述的電流檢測電路，電流互感器感應(yīng)高頻諧振電流，并聯(lián)接入第一電阻，將輸出側(cè)的感應(yīng)電流變換為變壓，電流互感器負相接模擬地。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高頻諧振電流的過零點檢測電路，其特征是，所述的電壓放大跟隨電路包括運算放大器、第二電阻和第三電阻，其中運算放大器正相接地，輸入接第二電阻與負相相連，負相與輸出之間接第三電阻，第二電阻與第三電阻的比值為信號放大倍數(shù)，電流互感器為無源器件，輸入帶載能力弱，運算放大器為有源器件，對電流互感器輸出的電壓信號放大，且增加信號的輸出能力，同時對其反向變換。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高頻諧振電流的過零點檢測電路，其特征是，所述的相位前移電路包括運算放大器、第四電阻、第五電阻、第六電阻和第一電容，其中輸入接到運算放大器正相，負相經(jīng)第五電阻、第四電阻和第一電容串聯(lián)接地，第四電阻與第五電阻接點經(jīng)第六電阻與輸出側(cè)相連，第六電阻為可調(diào)電阻，可通過調(diào)節(jié)第六電阻調(diào)節(jié)相位前移的時間， 第六電阻越大，相位向前偏移的量越多，反之，偏移的量越少。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高頻諧振電流的過零點檢測電路，其特征是，所述的零點比較電路包括比較器和第七電阻，輸入經(jīng)第七電阻接到比較器的正相，負相接模擬地，輸入信號與零電壓比較，將諧振電流信號由正弦波變?yōu)榉讲ā?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高頻諧振電流的過零點檢測電路，其特征是，所述的光耦隔離電路包括光耦合器、第八電阻和第九電阻，其中輸入經(jīng)第八電阻與光耦合器發(fā)光側(cè)相連，第八電阻限定輸入電流，保護光耦合器發(fā)光二極管；第九電阻為上拉電阻，一側(cè)接光耦合器輸出，另一側(cè)接電源，該電源電壓幅值與控制器的處理電平相同，且為數(shù)字地，將過零點檢測電路與控制器隔離，同時將電流方波信號的電壓幅值變換與控制器的處理電平一致，可將信號直接輸入到控制器，作為觸發(fā)信號。
專利摘要一種高頻諧振電流的過零點檢測電路，包括電流檢測電路、電壓放大跟隨電路、相位前移電路、零點比較電路、光耦隔離電路，其中電流檢測電路感應(yīng)高頻諧振電流將之變換為電壓信號；電壓放大跟隨電路對信號放大，且增加信號的輸出能力，同時對其反向變換；相位前移電路補償各環(huán)節(jié)的延遲時間，以保證在諧振電流過零點時開關(guān)器件進行狀態(tài)改變；零點比較電路將諧振電流信號由正弦波變?yōu)榉讲?；光耦隔離用作隔離，同時將信號的電壓幅值變換與控制器的電平一致。該電路簡單，易于實現(xiàn)，可直接輸入到控制器，作為觸發(fā)信號。
文檔編號G01R15/22GK202351312SQ20112032205
公開日2012年7月25日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者劉闖, 曹春蓉, 李明冉, 祝楊, 袁德超, 陸健英 申請人:劉闖