[实用新型]开关变换器双缘恒定导通时间调制电压型控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种开关变换器的控制装置。

背景技术

近年来，电力电子器件技术和电力电子变流技术不断发展，作为电力电子重要领域的开关电源技术成为应用和研究的热点。开关电源主要由开关变换器和控制器两部分构成。开关变换器又称为功率主电路，主要有降压(Buck)、升压(Boost)、升降压(Buck-Boost)、正激、半桥、全桥等多种拓扑结构。控制器用于监测开关变换器的工作状态，并产生控制脉冲信号控制开关管，调节供给负载的能量以稳定输出。对于同一个开关变换器，不同的控制方法使得变换器具有不同的瞬态和稳态性能。

传统的脉冲宽度调制(PWM)电压型控制是最为常见的开关变换器控制方法，其控制思想是：将变换器输出电压与基准电压进行比较得到的误差信号经过误差放大器补偿后生成控制电压，并将控制电压与固定频率锯齿波进行比较，获得脉冲控制信号，再通过驱动电路控制开关管的导通和关断，实现开关变换器输出电压的调节。近年来，越来越多的应用场合要求其供电电源具有快速的瞬态响应速度，如一些微处理器在待机、休眠、正常运行之间切换时，瞬态电流速率高达130A/us，这就要求其供电电源具有快速的瞬态响应速度以满足负载的需求。传统的PWM电压型控制方法实现简单，但因采用误差放大器，具有瞬态性能差、补偿网络设计复杂等缺点，已很难满足负载这一需求。传统的恒定导通时间调制电压型控制是较为常见的开关变换器脉冲频率调制(PFM)电压型控制方法之一，其基本思想是：每个开关周期开始时，开关管导通，变换器输出电压上升；经过固定导通时间后，开关管关断，输出电压下降，当其下降至基准电压时，开关管再次导通，开始新的一个开关周期。与PWM电压型控制相比，采用PFM电压型控制方法的开关变换器瞬态性能好，但是稳态精度差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种开关变换器双缘恒定导通时间调制电压型控制装置，使之同时具有很好的瞬态性能和稳态性能，适用于多种拓扑结构的开关变换器。采用的具体方案为：

一种开关变换器双缘恒定导通时间调制电压型控制装置COT，其特征在于：由电压检测电路VS、关断时间产生器OFG、锯齿波产生器SG、脉冲调制器PM以及驱动电路DR组成；所述的电压检测电路VS、关断时间产生器OFG、锯齿波产生器SG、脉冲调制器PM、驱动电路DR依次相连；锯齿波产生器SG与电压检测电路VS相连；关断时间产生器OFG与脉冲调制器PM相连。

在同一实用新型构思下，对于开关变换器双缘恒定导通时间调制电压型控制装置提出了两种具体的实现装置：

装置①由电压检测电路VS1、关断时间产生器OFG1、锯齿波产生器SG1、脉冲调制器PM1以及驱动电路DR1组成，其中：电压检测电路VS1、关断时间产生器OFG1、锯齿波产生器SG1、脉冲调制器PM1、驱动电路DR1依次相连；锯齿波产生器SG1与电压检测电路VS1相连；关断时间产生器OFG1与脉冲调制器PM1相连。装置①的关断时间产生器OFG1由减法器SUB1、乘法器MU1、乘法器MU2、加法器ADD1以及加法器ADD2组成，其中：减法器SUB1、乘法器MU1、加法器ADD1依次相连；加法器ADD2、乘法器MU2、加法器ADD1依次相连。输出电压值和电压基准值V_ref分别输入到减法器SUB1的正端和负端；减法器SUB1的输出和系数K₁作为乘法器MU1的输入；两个恒定导通时间作为加法器ADD2的输入；加法器ADD2的输出和系数K₂作为乘法器MU2的输入。装置①的脉冲调制器PM1由加法器ADD3、减法器SUB2、减法器SUB3、比较器CMP1、比较器CMP2以及或门OR组成，其中：加法器ADD3、减法器SUB2、比较器CMP1、或门OR依次相连；减法器SUB3、比较器CMP2、或门OR依次相连；外部锯齿波产生器SG1分别与减法器SUB2和减法器SUB3相连。