[实用新型]改善瞬态特性的电源控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电源控制装置，特别是一种利用开关电源的输出电压跳动或恒流源的输出电流跳动来作为反馈变量，不经过PID调节器而直接调整开关电源的输出电压或恒流源的输出电流，以达到改善开关电源输出电压由于负载的变化而引起的跳变幅度或恒流源在改变电流输出时而引起的电流跳变幅度的电源控制装置。

背景技术

目前，随着大规模集成电路的运行速度不断提高，工作电压不断下降，其对开关电源的要求也越来越高，尤其是对开关电源的动态负载特性的要求更高，其中对大多数集成电路来说，由于负载变化而引起的输出电压的跳变幅度是最致命的，跳变的幅度过大，很容易引起集成电路的复位甚至损坏，尤其是对于发射机等负载来说，开关电源经常工作在从接近空载到满载或从满载到空载的状态下，开关电源的输出电压随负载跳变而跳变的幅度也比较大，有可能导致负载中比较脆弱的器件发生误动作或损坏。

图1是已有的开关电源电流型控制装置的原理图。它由变压器T1、开关管Q1、二极管D1、D2、电感L1和电容C1形成一隔离输出的单端正激开关电源的主功率回路和由电压误差放大器U1、电流比较器U2、时钟、R-S触发器及电容C2、C3和电阻R1、R2、R3组成的控制电路构成，该开关电源的输出经电压取样电路送给电压误差放大器U1的反向输入端，与参考电压相比较，来控制开关电源的工作占空比，达到稳压的目的，R1为电流取样，R2、C2为滤波电路，它们与电流比较器U2一起组成电流反馈环。

开关电源的控制装置除了电流型外，还有电压型控制方式，其原理如图2所示。它由变压器T1、开关管Q1、二极管D1、D2、电感L1和电容C1形成开关电源的主功率回路和由电压误差放大器U1、PWM比较器U2、驱动器、三角波振荡器、电容C3和电阻R3组成的控制电路构成。该开关电源的输出电压经取样电路取样后接到电压误差放大器U1的反向输入端，与参考电压比较放大，放大后的误差信号与接在PWM比较器U2反向输入端的三角波比较，改变驱动占空比，达到稳压的目的。

开关电源的输出电压在负载突变时的跳变幅度与输出的滤波电容容量、输出电源线的长度以及电源的内阻有直接的关系，输出滤波电容越大，电源的内阻越小，输出电压的跳变幅度也越小，因此通常情况下，是利用加大输出滤波电容的办法来减小输出电压的跳变幅度，但有时开关电源受到结构、体积、成本以及其他因素的影响，输出滤波电容不可能加的太大，有时效果也不太明显。

发明内容

为了解决上述已有技术的问题，本实用新型的目的在于，基于电流型控制方式和电压型控制方式，提出一种改善瞬态特性的电源控制装置；以达到减小开关电源输出电压由于负载的变化而引起的跳变幅度而引起的电流跳变幅度。

本实用新型的思想就是利用电容的隔直作用将输出电压或输出电流的瞬间跳变取出来进行负反馈。

本实用新型提出的一种改善瞬态特性的电源控制装置，包括由变压器T1、开关管Q1、二极管D1、D2，电感L1和电容C1形成的隔离输出的单端正激开关电源的主功率回路和由电压误差放大器U1、电流比较器U2、时钟、R-S触发器及电容C3、电阻R3、电容C2、电阻R2、R1组成的控制电路，其中：所述电压误差放大器U1的正输入端接参考电压，其输出端接所述电流比较器U2的正输入端，U2的输出端接R-S触发器的R端，时钟接R-S触发器的S端，R-S触发器的Q端接开关管Q1的基极，Q1的集电极接变压器T1的原边，变压器T1的副边一端接地，另一端接二极管D1的正极，二极管D1的负极接电感L1和电容C1并以L1和C1之间的连接点为输出端，电容C1的另一端接地，二极管D2的正极接地，负极与二极管D1的负极相连；电容C3与电阻R3串联后接在电压误差放大器U1的负输入端与所述输出端之间；Q1的发射极通过电阻R1接地，在电流比较器U2的负输入端与Q1的发射极之间，接有电阻R2，电流比较器U2的负输入端还通过电容C2接地；还包括位于输出端与电压误差放大器U1的负输入端的电压取样器，其特征在于，在所述输出端与电流比较器U2的反向输入端之间，串联有电阻R4和电容C4。

如上所述的改善瞬态特性的电源控制装置，其特征在于，在所述输出端与电流比较器U2的反向输入端之间，还可以采用光电耦合器G对电源输出端进行隔离来取代电阻R4和电容C4的串联，所述光电耦合器G的输入端通过电阻R17接所述输出端，光电耦合器G的接受管的集电极接稳定电源，其发射极一方面通过电阻R18接地，另一方面经隔直电容C19、限流电阻R19接电流比较器U2的反向输入端。