帶有頻率補(bǔ)償裝置的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種帶有頻率補(bǔ)償裝置的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。帶有頻率補(bǔ)償裝置的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括誤差放大器、振蕩電路、PWM比較器、第一反相器、功率管、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、軟啟動(dòng)電路、過零比較器、第一與門、第一與非門、第一電容、第二反相器、同步管、儲(chǔ)能電感、濾波電容、第一電阻、第二電阻、運(yùn)算放大器、第三電阻、第三電容、第四電容和第四電阻。利用本實(shí)用新型提供的頻率補(bǔ)償裝置可以通過增加環(huán)路零點(diǎn)的方式來增加中頻段增益來提高電源系統(tǒng)的環(huán)路穩(wěn)定性。
【專利說明】帶有頻率補(bǔ)償裝置的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及頻率補(bǔ)償技術(shù)，尤其涉及到用于電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的頻率補(bǔ)償技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在開關(guān)電源系統(tǒng)中，穩(wěn)定性是最重要的指標(biāo)。通過對系統(tǒng)進(jìn)行頻率補(bǔ)償，以期達(dá)到環(huán)路穩(wěn)定。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過增加環(huán)路零點(diǎn)的方式來增加中頻段增益來提高電源系統(tǒng)的環(huán)路穩(wěn)定性。
[0004]帶有頻率補(bǔ)償裝置的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括誤差放大器、振蕩電路、PWM比較器、第一反相器、功率管、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、軟啟動(dòng)電路、過零比較器、第一與門、第一與非門、第一電容、第二反相器、同步管、儲(chǔ)能電感、濾波電容、第一電阻、第二電阻、運(yùn)算放大器、第三電阻、第三電容、第四電容和第四電阻:
[0005]所述誤差放大器是對經(jīng)過所述第一電阻和所述第二電阻分壓產(chǎn)生的反饋電壓通過所述運(yùn)算放大器及其電阻電容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的零點(diǎn)補(bǔ)償后得到的電壓和所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生出的基準(zhǔn)電壓的差值進(jìn)行放大；
[0006]所述振蕩電路產(chǎn)生振蕩信號(hào)；
[0007]所述PWM比較器是根據(jù)所述誤差放大器產(chǎn)生出的電壓與所述振蕩電路產(chǎn)生的振蕩信號(hào)進(jìn)行比較產(chǎn)生出PWM信號(hào)；
[0008]所述第一反相器是對所述PWM比較器輸出的信號(hào)進(jìn)行反相，同時(shí)驅(qū)動(dòng)所述功率管和所述第一與非門；
[0009]所述功率管是對所述儲(chǔ)能電感進(jìn)行儲(chǔ)能，并輸出電流；
[0010]所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路是產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓作為所述誤差放大器參考電壓；
[0011]所述軟啟動(dòng)電路是產(chǎn)生軟啟動(dòng)信號(hào)，減小在上電過程中的過沖電流損壞電源系統(tǒng)；
[0012]所述過零比較器是在用來在電感續(xù)流階段檢測電感電流是否下降為零，當(dāng)所述同步管的電流下降接近零時(shí)，過零比較器輸出低電平，關(guān)閉所述同步管，防止電感中電流倒灌；
[0013]所述第一與門是對所述過零比較器和所述軟啟動(dòng)電路進(jìn)行與的關(guān)系，正常工作時(shí)，所述軟啟動(dòng)電路的輸出為高電平，所述過零比較器的輸出也為高電平；
[0014]所述第一與非門、所述第一電容和所述第二反相器組成延時(shí)單元，為了防止所述功率管和所述同步管毀壞性的導(dǎo)通電流產(chǎn)生；
[0015]所述同步管是為了所述儲(chǔ)能電感續(xù)流；
[0016]所述儲(chǔ)能電感是對所述開關(guān)管流過的電流進(jìn)行儲(chǔ)能，對所述同步管流過的電流進(jìn)行續(xù)流；
[0017]所述濾波電容對所述儲(chǔ)能電感輸出的電壓進(jìn)行濾波產(chǎn)生直流電壓；
[0018]所述第一電阻和所述第二電阻組成分壓反饋電阻是對輸出電壓進(jìn)行分壓反饋給所述誤差放大器；
[0019]所述運(yùn)算放大器是對所述第一電阻和所述第二電阻分壓產(chǎn)生的反饋電壓進(jìn)行零極點(diǎn)頻率補(bǔ)償，在所述儲(chǔ)能電感和所述濾波電容構(gòu)成的極點(diǎn)處增加一個(gè)由所述第四電阻和所述第四電容構(gòu)成的零點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，再增加一個(gè)由所述第三電阻和所述第三電容構(gòu)成的零點(diǎn)對其在中頻段的增益進(jìn)一步提升。
[0020]所述誤差放大器的正輸入端接所述運(yùn)算放大器的輸出端和所述第四電阻的一端，負(fù)輸入端接所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的輸出電壓，輸出端接所述PWM比較器的正輸入端；
[0021]所述PWM比較器的正輸入端接所述誤差放大器的輸出端，負(fù)輸入端接所述振蕩電路的輸出振蕩信號(hào)，輸出端接所述第一反相器的輸入端；
[0022]所述第一反相器的輸入端接所述PWM比較器的輸出端，輸出端接所述功率管的柵極和所述第一與非門的一輸入端；
[0023]所述功率管的柵極接所述第一反相器的輸出端，源極接輸入電源VN，漏極接所述儲(chǔ)能電感的一端和所述過零比較器的正輸入端和所述同步管的漏極；
[0024]所述過零比較器的正輸入端接所述功率管的漏極和所述儲(chǔ)能電感的一端和所述同步管的漏極，負(fù)輸入端接地，輸出端接所述第一與門的一輸入端；
[0025]所述第一與非門的輸出端接所述第一電容的一端和所述第二反相器的輸入端，所述第一電容的另一端接地，所述第二反相器的輸出端接所述同步管的柵極，所述第一與非門、所述第一電容和所述第二反相器組成驅(qū)動(dòng)所述同步管的延時(shí)電路，防止所述功率管和所述同步管有同時(shí)導(dǎo)通的時(shí)刻避免了兩個(gè)管子的通過大電流而損壞；
[0026]所述同步管的柵極接所述第二反相器的輸出端，源極接地，漏極接所述功率管的漏極和所述過零比較器的正輸入端和所述儲(chǔ)能電感的一端；
[0027]所述儲(chǔ)能電感的一端接所述功率管的漏極和所述同步管的漏極和所述過零比較器的正輸入端，另一端為轉(zhuǎn)換器的輸出端和所述濾波電容的一端和所述第一電阻的一端，所述濾波電容的另一端接地；
[0028]所述第一電阻的一端接轉(zhuǎn)換器的輸出端和所述儲(chǔ)能電感的一端，另一端接所述第二電阻的一端和所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述第二電阻的另一端接地；
[0029]所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端接所述第一電阻的一端和所述第二電阻的一端，正輸入端接所述第三電阻的一端和所述第四電阻的一端和所述第四電容的一端，輸出端接所述誤差放大器的負(fù)輸入端和所述第四電阻的一端；
[0030]所述第三電阻的一端接所述運(yùn)算放大器的正輸入端和所述第四電容的一端和所述第四電阻的一端，另一端接所述第三電容的一端；
[0031]所述第三電容的一端接所述第三電阻的一端，另一端接地；
[0032]所述第四電容的一端接所述運(yùn)算放大器的正輸入端，另一端接地。
[0033]上電后所述軟啟動(dòng)電路的輸出端從低電平逐步上升到高電平，此時(shí)所述基準(zhǔn)電路產(chǎn)生電路輸出穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓，在這一過程中輸入電源VIN通過所述功率管向所述儲(chǔ)能電感輸出電流，輸出電壓VOUT經(jīng)過所述第一電阻和所述第二電阻分壓得到的反饋電壓經(jīng)所述運(yùn)算放大器及其電阻電容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的頻率補(bǔ)償?shù)玫降碾妷号c所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓再經(jīng)過所述誤差放大器放大得到的誤差電壓信號(hào)決定所述PWM比較器輸出的脈沖的占空比，從而決定電感電流；在所述功率管關(guān)斷時(shí)，所述同步管導(dǎo)通進(jìn)行續(xù)流，直到所述過零比較器檢測到所述儲(chǔ)能電感的電流反向，所述過零比較器輸出為低電平，關(guān)閉所述同步管；反饋電壓的變化將通過所述誤差放大器引起驅(qū)動(dòng)所述功率管信號(hào)占空比的變化，從而控制所述功率管的導(dǎo)通和截止時(shí)間以達(dá)到穩(wěn)壓的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]圖1為本實(shí)用新型的帶有頻率補(bǔ)償裝置的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型內(nèi)容進(jìn)一步說明。
[0036]帶有頻率補(bǔ)償裝置的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，如圖1所示，包括誤差放大器101、振蕩電路102,PWM比較器103、第一反相器104、功率管105、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路106、軟啟動(dòng)電路107、過零比較器108、第一與門109、第一與非門110、第一電容111、第二反相器112、同步管113、儲(chǔ)能電感114、濾波電容115、第一電阻116、第二電阻117、運(yùn)算放大器118、第三電阻119、第三電容120、第四電容121和第四電阻122:
[0037]所述誤差放大器101是對經(jīng)過所述第一電阻116和所述第二電阻117分壓產(chǎn)生的反饋電壓通過所述運(yùn)算放大器118及其電阻電容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的零點(diǎn)補(bǔ)償后得到的電壓和所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路106產(chǎn)生出的基準(zhǔn)電壓的差值進(jìn)行放大；
[0038]所述振蕩電路102產(chǎn)生振蕩信號(hào)；
[0039]所述PWM比較器103是根據(jù)所述誤差放大器101產(chǎn)生出的電壓與所述振蕩電路102產(chǎn)生的振蕩信號(hào)進(jìn)行比較產(chǎn)生出PWM信號(hào)；
[0040]所述第一反相器104是對所述PWM比較器103輸出的信號(hào)進(jìn)行反相，同時(shí)驅(qū)動(dòng)所述功率管105和所述第一與非門110 ；
[0041]所述功率管105是對所述儲(chǔ)能電感114進(jìn)行儲(chǔ)能，并輸出電流；
[0042]所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路106是產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓作為所述誤差放大器101參考電壓；
[0043]所述軟啟動(dòng)電路107是產(chǎn)生軟啟動(dòng)信號(hào)，減小在上電過程中的過沖電流損壞電源系統(tǒng)；
[0044]所述過零比較器108是在用來在電感續(xù)流階段檢測電感電流是否下降為零，當(dāng)所述同步管113的電流下降接近零時(shí)，過零比較器輸出低電平，關(guān)閉所述同步管113，防止電感中電流倒灌；
[0045]所述第一與門109是對所述過零比較器108和所述軟啟動(dòng)電路107進(jìn)行與的關(guān)系，正常工作時(shí)，所述軟啟動(dòng)電路的輸出為高電平，所述過零比較器108的輸出也為高電平；
[0046]所述第一與非門110、所述第一電容111和所述第二反相器112組成延時(shí)單元，為了防止所述功率管105和所述同步管112毀壞性的導(dǎo)通電流產(chǎn)生；
[0047]所述同步管113是為了所述儲(chǔ)能電感114續(xù)流；
[0048]所述儲(chǔ)能電感114是對所述開關(guān)管流過的電流進(jìn)行儲(chǔ)能，對所述同步管流過的電流進(jìn)行續(xù)流；
[0049]所述濾波電容115對所述儲(chǔ)能電感114輸出的電壓進(jìn)行濾波產(chǎn)生直流電壓；
[0050]所述第一電阻116和所述第二電阻117組成分壓反饋電阻是對輸出電壓進(jìn)行分壓反饋給所述誤差放大器101;
[0051]所述運(yùn)算放大器118是對所述第一電阻116和所述第二電阻117分壓產(chǎn)生的反饋電壓進(jìn)行零極點(diǎn)頻率補(bǔ)償，在所述儲(chǔ)能電感114和所述濾波電容115構(gòu)成的極點(diǎn)處增加一個(gè)由所述第四電阻122和所述第四電容121構(gòu)成的零點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，再增加一個(gè)由所述第三電阻119和所述第三電容120構(gòu)成的零點(diǎn)對其在中頻段的增益進(jìn)一步提升。
[0052]所述誤差放大器101的正輸入端接所述運(yùn)算放大器118的輸出端和所述第四電阻122的一端，負(fù)輸入端接所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路106的輸出電壓，輸出端接所述PWM比較器103的正輸入端；
[0053]所述PWM比較器103的正輸入端接所述誤差放大器101的輸出端，負(fù)輸入端接所述振蕩電路102的輸出振蕩信號(hào)，輸出端接所述第一反相器104的輸入端；
[0054]所述第一反相器104的輸入端接所述PWM比較器103的輸出端，輸出端接所述功率管105的柵極和所述第一與非門110的一輸入端；
[0055]所述功率管105的柵極接所述第一反相器104的輸出端，源極接輸入電源VINd^極接所述儲(chǔ)能電感114的一端和所述過零比較器108的正輸入端和所述同步管113的漏極；
[0056]所述過零比較器108的正輸入端接所述功率管105的漏極和所述儲(chǔ)能電感114的一端和所述同步管113的漏極，負(fù)輸入端接地，輸出端接所述第一與門109的一輸入端；
[0057]所述第一與非門110的輸出端接所述第一電容111的一端和所述第二反相器112的輸入端，所述第一電容111的另一端接地，所述第二反相器112的輸出端接所述同步管113的柵極，所述第一與非門110、所述第一電容111和所述第二反相器112組成驅(qū)動(dòng)所述同步管113的延時(shí)電路，防止所述功率管105和所述同步管113有同時(shí)導(dǎo)通的時(shí)刻避免了兩個(gè)管子的通過大電流而損壞；
[0058]所述同步管113的柵極接所述第二反相器112的輸出端，源極接地，漏極接所述功率管105的漏極和所述過零比較器108的正輸入端和所述儲(chǔ)能電感114的一端；
[0059]所述儲(chǔ)能電感114的一端接所述功率管105的漏極和所述同步管113的漏極和所述過零比較器108的正輸入端，另一端為轉(zhuǎn)換器的輸出端和所述濾波電容115的一端和所述第一電阻116的一端，所述濾波電容115的另一端接地；
[0060]所述第一電阻116的一端接轉(zhuǎn)換器的輸出端和所述儲(chǔ)能電感114的一端，另一端接所述第二電阻117的一端和所述運(yùn)算放大器118的負(fù)輸入端，所述第二電阻117的另一端接地；
[0061]所述運(yùn)算放大器118的負(fù)輸入端接所述第一電阻116的一端和所述第二電阻117的一端，正輸入端接所述第三電阻119的一端和所述第四電阻122的一端和所述第四電容121的一端，輸出端接所述誤差放大器101的負(fù)輸入端和所述第四電阻122的一端；
[0062]所述第三電阻119的一端接所述運(yùn)算放大器118的正輸入端和所述第四電容121的一端和所述第四電阻122的一端，另一端接所述第三電容120的一端；
[0063]所述第三電容120的一端接所述第三電阻119的一端，另一端接地；
[0064]所述第四電容121的一端接所述運(yùn)算放大器118的正輸入端，另一端接地。
[0065] 上電后所述軟啟動(dòng)電路107的輸出端從低電平逐步上升到高電平，此時(shí)所述基準(zhǔn)電路產(chǎn)生電路106輸出穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓，在這一過程中輸入電源VIN通過所述功率管105向所述儲(chǔ)能電感113輸出電流，輸出電壓VOUT經(jīng)過所述第一電阻116和所述第二電阻117分壓得到的反饋電壓經(jīng)所述運(yùn)算放大器118及其電阻電容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的頻率補(bǔ)償?shù)玫降碾妷号c所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路106產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓再經(jīng)過所述誤差放大器101放大得到的誤差電壓信號(hào)決定所述PWM比較器103輸出的脈沖的占空比，從而決定電感電流；在所述功率管105關(guān)斷時(shí)，所述同步管113導(dǎo)通進(jìn)行續(xù)流，直到所述過零比較器108檢測到所述儲(chǔ)能電感114的電流反向，所述過零比較器108輸出為低電平，關(guān)閉所述同步管113 ;反饋電壓的變化將通過所述誤差放大器101引起驅(qū)動(dòng)所述功率管105信號(hào)占空比的變化，從而控制所述功率管105的導(dǎo)通和截止時(shí)間以達(dá)到穩(wěn)壓的目的。
【權(quán)利要求】
1.帶有頻率補(bǔ)償裝置的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于包括誤差放大器、振蕩電路、PWM比較器、第一反相器、功率管、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、軟啟動(dòng)電路、過零比較器、第一與門、第一與非門、第一電容、第二反相器、同步管、儲(chǔ)能電感、濾波電容、第一電阻、第二電阻、運(yùn)算放大器、第三電阻、第三電容、第四電容和第四電阻: 所述誤差放大器的正輸入端接所述運(yùn)算放大器的輸出端和所述第四電阻的一端，負(fù)輸入端接所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的輸出電壓，輸出端接所述PWM比較器的正輸入端； 所述PWM比較器的正輸入端接所述誤差放大器的輸出端，負(fù)輸入端接所述振蕩電路的輸出振蕩信號(hào)，輸出端接所述第一反相器的輸入端； 所述第一反相器的輸入端接所述PWM比較器的輸出端，輸出端接所述功率管的柵極和所述第一與非門的一輸入端； 所述功率管的柵極接所述第一反相器的輸出端，源極接輸入電源VIN，漏極接所述儲(chǔ)能電感的一端和所述過零比較器的正輸入端和所述同步管的漏極； 所述過零比較器的正輸入端接所述功率管的漏極和所述儲(chǔ)能電感的一端和所述同步管的漏極，負(fù)輸入端接地，輸出端接所述第一與門的一輸入端； 所述第一與非門的輸出端接所述第一電容的一端和所述第二反相器的輸入端，所述第一電容的另一端接地，所述第二反相器的輸出端接所述同步管的柵極，所述第一與非門、所述第一電容和所述第二反相器組成驅(qū)動(dòng)所述同步管的延時(shí)電路，防止所述功率管和所述同步管有同時(shí)導(dǎo)通的時(shí)刻避免了兩個(gè)管子的通過大電流而損壞； 所述同步管的柵極接所述第二反相器的輸出端，源極接地，漏極接所述功率管的漏極和所述過零比較器的正輸入端和所述儲(chǔ)能電感的一端； 所述儲(chǔ)能電感的一端接所述功率管的漏極和所述同步管的漏極和所述過零比較器的正輸入端，另一端為轉(zhuǎn)換器的輸出端和所述濾波電容的一端和所述第一電阻的一端，所述濾波電容的另一端接地； 所述第一電阻的一端接轉(zhuǎn)換器的輸出端和所述儲(chǔ)能電感的一端，另一端接所述第二電阻的一端和所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述第二電阻的另一端接地； 所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端接所述第一電阻的一端和所述第二電阻的一端，正輸入端接所述第三電阻的一端和所述第四電阻的一端和所述第四電容的一端，輸出端接所述誤差放大器的負(fù)輸入端和所述第四電阻的一端； 所述第三電阻的一端接所述運(yùn)算放大器的正輸入端和所述第四電容的一端和所述第四電阻的一端，另一端接所述第三電容的一端； 所述第三電容的一端接所述第三電阻的一端，另一端接地； 所述第四電容的一端接所述運(yùn)算放大器的正輸入端，另一端接地。
【文檔編號(hào)】H02M3/156GK204244075SQ201420724088
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】王文建 申請人:浙江商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院