[发明专利]一种适用于脉冲负载的低频脉冲电流纹波抑制电路

说明书

本发明提供了一种适用于脉冲负载的低频脉冲电流纹波抑制电路，其包括前级功率缓冲模块、后级稳压模块、前级电压采样模块、后级电压采样模块、前级电流采样模块、前级控制模块以及后级控制模块。所述前级功率缓冲模块采用Boost变换器，所述后级稳压模块采用Buck变换器，所述电流采样模块采用电流镜采样电路，所述电压采样模块采用电阻分压采样电路。所述Boost变换器采用加入输入电流交流扰动信号后的电压闭环控制，所述Buck变换器采用传统的电压闭环控制，通过控制前后两级变换器的级联工作，实现当负载工作于低频脉冲状态时的输入脉冲电流的纹波抑制效果。该电路结构简单，设计调节灵活，具有较强的实用性。

技术领域

本发明属于有源滤波技术领域，尤其涉及一种脉冲功率电流纹波抑制电路。

背景技术

无论是在民用领域还是在国防及军事上，直流脉冲负载均广泛存在，并且正朝着高能量、大平均功率和快速脉冲重复频率方向发展，导致直流电源系统的输入端产生同频率大幅度变化的脉冲电流，传统的无源滤波法为达到所规定的输入电流脉动范围，所需输入滤波器参数过大，会导致电源系统整体效率下降、动态响应变差等严重问题，已经无法满足系统的要求。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明综合体积、质量、成本及性能指标等各方面因素，提出了一种适用于脉冲负载的低频脉冲电流纹波抑制电路，通过控制前后两级变换器的级联工作，实现当负载为脉冲负载时，输入脉冲电流的纹波抑制效果。

本发明通过以下技术方案实现：

一种适用于脉冲负载的低频电流纹波抑制电路，所述低频电流纹波抑制电路包括前级功率缓冲模块、后级稳压模块、前级电压采样模块、后级电压采样模块、前级电流采样模块、前级控制模块以及后级控制模块；所述前级功率缓冲模块采用Boost变换器，所述后级稳压模块采用Buck变换器，前级Boost变换器的输出作为后级Buck变换器的输入；前后级电压采样模块均采用电阻分压采样，所述前级电流采样模块采用电流镜采样电路；所述后级控制模块采用传统的电压闭环控制，所述后级电压采样模块的输出作为后级控制模块的输入；所述前级控制模块采用加入输入电流交流扰动信号的电压闭环控制，所述前级控制模块由电压补偿单元、RC低通滤波网络单元、CR高通滤波网络单元、输入电流交流扰动信号差分单元组成，电压补偿单元的输出信号经过低通RC滤波网络滤波后与经过CR高通滤波网络得到的输入电流交流扰动信号进行差分后作为前级变换器的控制信号，其中，所述电压补偿单元与所述后级控制模块的拓扑结构一样；前后两级控制模块相互独立，通过控制前后两级变换器的级联工作，实现当负载为脉冲负载时，输入脉冲电流的纹波抑制效果。

本发明的有益效果是：本发明提供的前后两级变换器级联电路及其控制方法，使得当负载工作于低频脉冲形式时，输出功率的脉动表现在允许一定程度上的中间电容电压V_Bus的波动，前级变换器起到脉冲能量缓冲的作用，后级变换器在输入电压波动时稳定输出电压，从而实现负载在脉冲工作下输出稳定的同时实现直流输入侧的脉冲电流纹波的抑制，抑制方法结构简单，灵活方便，避免了无源滤波器参数过大、系统效率降低等的缺点，具有较强的实用性。

附图说明

图1是本发明的低频电流纹波抑制电路原理图；

图2是本发明的前级Boost变换器电流采样电路原理图；

图3是本发明的后级Buck变换器电压采样和控制模块电路原理图；

图4是本发明的前级Boost变换器电压采样和控制模块电路原理图。

具体实施方式