[发明专利]一种基于PWM控制器的移相全桥峰值电流控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于PWM控制器的移相全桥峰值电流控制电路。

背景技术

移相全桥是一种比较理想的电力电子变换拓扑，被广泛的应用在各种大功率整流、逆变装置中，其控制方式有：峰值电流控制及电压控制模式。其中电压控制方式对电流变化的响应不敏感，响应速度慢；相对于电压控制技术，功率变换电路在峰值电流控制模式下，可以逐波限流，对输出进行较为灵敏的调节，具有优越的负载调整特性和抗输入扰动能力，动态响应快、调节性能好、易于实现限流和过流保护、能有效抑制变压器偏磁引起的饱和问题及易于均流等优点，在移相全桥电路中得到广泛应用。但当峰值电流控制工作在CCM模式并且占空比D>0.5时，特别是现场电磁环境较复杂时，会引起系统开环不稳定、次谐波振荡及由此引发的抗噪声性能差等问题，尤其当电感中的纹波电流成分很小时，这种情况更为严重，为此，必须在这类变换器中引入斜率补偿，否则电路无法正常工作。

采用模拟控制芯片UCC3895的控制电路如图1所示：其相当于电流采样信号RAMP和EO电平比较，当电流采样信号达到EO设定的基准电平时，控制芯片产生超前臂的关断信号。经过一个死区时间，芯片输出超前臂另一路驱动信号。每当CT达到2.35V时，关断对应的滞后臂信号，周而复始。因此占空比调制电路的关键是超前臂的关断信号，其可以简化为图2。这种电路易受干扰，且占空比大于50％时控制电路对干扰信号具有放大作用，使电流波形产生震荡，从而使电路拓扑不能正常工作。

斜率补偿是指在检测到的电流反馈信号上叠加一个固定斜坡的信号，一般有2种实现方式，意识直接在误差信号上叠加补偿信号；二是对峰值电流信号叠加补偿信号。就实现方式来说，后者更为方便。目前常规的斜率补偿通常由阻容电路、射极跟随器组成，虽然电路简单易实现，但易反作用于振荡器片内参数，影响系统频率，会造成振荡频率漂移，并随着补偿的深度频率漂移越大。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于PWM控制器的移相全桥峰值电流控制电路，以解决现有斜率补偿电路易造成振荡频率漂移的问题。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于PWM控制器的移相全桥峰值电流控制电路，包括PWM控制器，所述PWM控制器的PWM比较器的反相输入端RAMP管脚上连接有斜率补偿及控制电路，所述斜率补偿及控制电路包括斜率产生电路和斜率补偿控制电路；斜率产生电路包括振荡三角波端CT管脚连接的运算放大器U1，该运算放大器的同相输入端用于与CT管脚连接，其反相输入端与其输出端连接，且输出端用于与RAMP管脚相连接；所述斜率补偿控制电路包括PWM控制器的两组对角桥臂开关管驱动端OUTA～OUTD管脚上对应反向连接的二极管D1～D4和比较器U2，D1～D4的正极均用于连接在U2的同相输入端，且每组对角桥臂开关管驱动端对应的两个二极管的正极用于通过一个对应的电阻与直流电源连接；U2的反相输入端用于通过由电阻R3和R4构成的分压电路与直流电源连接；U2的输出端与RAMP管脚相连接。

所述CT管脚与运算放大器U1的同相输入端连接有电容C1和电阻R1组成的并联滤波电路。

所述运算放大器U1的输出端与RAMP管脚之间连接有电阻R2。

比较器U2的同相输入端分别通过二极管D5、D6和用于与直流电源连接的对应电阻相连。

所述分压电路的分压电阻R6上并联有接地电容C2。

所述PWM控制器的RAMP管脚与基准电压端REF管脚之间连接有电阻R21。

比较器U2的同相输入端旁接有一个电阻R7。

本发明基于PWM控制器的移相全桥峰值电流控制电路增加了由斜率产生电路和斜率补偿控制电路组成的斜率补偿及控制电路，通过斜率产生电路在电流波形的上升沿添加一个斜坡信号，增大了上升沿的斜率，使电流波形上升沿斜率大于下降沿斜率，干扰信号经过此电路后最终收敛，使此拓扑能正常工作；而斜率补偿控制电路是在峰值电流控制电路的基础上，增加了与门电路(对角桥臂公共占空比提取电路)，保证了在桥臂有输出时添加一个三角波作为斜率补偿信号，增大了电流采样信号的斜率；在对角桥臂无输出时锁死补偿信号，避免斜坡信号的加入对占空比调制电路产生干扰。

除了加入了三角波作为补偿信号外，还加入了一个直流电平，这个直流电平的加入可以消除空载及轻载情况下芯片输出的驱动不对称的情况。

附图说明

图1为PWM控制器UCC3895的控制电路；

图2为图1控制原理简化图；

图3为本发明PWM控制器斜率补偿及控制电路原理图；