[发明专利]一种快速瞬态响应的数字功率因数校正控制器

摘要

一种快速瞬态响应的数字功率因数校正控制器，包括Boost型开关变换器功率级主拓扑结构、A/D采样转换器、PID控制器、限流单元，数字脉冲宽度调制器和驱动单元，其特征是增设快速响应回路，其输入端连接关变换器的输出电压，输出端连接数字脉冲宽度调制器的输出端；快速响应回路包括选频网络、误差放大器和输出级，选频网络的输入端连接关变换器的输出电压，选频网络的输出端连接误差放大器，误差放大器的输出端连接输出级的输入端，输出级的输出端连接数字脉冲宽度调制器的输出端。

主权项

一种快速瞬态响应的数字功率因数校正控制器，包括整流桥Br、Boost型开关变换器功率级主拓扑结构、A/D采样转换器、PID控制器、含有与非门、比较器和电流检测电阻的限流比较单元、数字脉冲宽度调制器和驱动单元，A/D转换器采样开关变换器的输出电压并将其转化为数字量送入PID控制器，PID控制器根据开关变换器的输出电压值与基准电压值的差异执行PID控制算法，计算得出二进制占空比d，数字脉冲宽度调制器将二进制占空比转换为实际模拟量占空比，与限流比较单元一起控制驱动单元，驱动单元输出控制主拓扑结构中场效应管的打开和关闭的时间，控制主拓扑结构中电感电流流向，保证开关变换器输出电压稳定在一个固定值上；其特征在于：增设快速瞬态响应回路，其输入端检测开关变换器的输出电压，输出端连接数字脉冲宽度调制器的输出端；快速瞬态响应回路包括选频网络、误差放大器和输出级，选频网络的输入端检测开关变换器的输出电压，选频网络的输出端连接误差放大器，误差放大器的输出端连接输出级的输入端，输出级的输出端连接数字脉冲宽度调制器的输出端，快速瞬态响应回路的具体结构及电路连接关系如下：选频网络包括一个电容Ct与一个电阻Rt的串联，电容Ct的另一端连接关变换器的输出电压Vf，电阻Rt的另一端连接偏置电压VB1；误差放大器采用折叠共源共栅结构，包括PMOS管M1～M7、NMOS管M8～M10共11个MOS管，PMOS管M2的栅极连接选频电路中电容C与电阻R的串接端，PMOS管M2和M3源极与PMOS管M1的漏极连接，PMOS管M1的栅极连接偏置电压VB4，PMOS管M3的栅极连接偏置电压VB1，PMOS管M2的漏极与NMOS管M8的源极及NMOS管M10的漏极连接，PMOS管M3的漏极与NMOS管M9的源极及NMOS管M11的漏极连接，NMOS管M10和M11的源极接地，NMOS管M10与M11的栅极互连并连接偏置电压VB3，NMOS管M8与M9的栅极互连并连接偏置电压VB2，NMOS管M8的漏极与PMOS管M6的漏极和栅极连接，NMOS管M9的漏极与PMOS管M7的漏极连接，PMOS管M6的栅极与M7的栅极互连，PMOS管M6的源极与PMOS管M4的漏极和栅极连接，PMOS管M7的源极与PMOS管M5的漏极，PMOS管M4的栅极与M5的栅极互连，PMOS管M4和M5的源极以及PMOS管M1的源极均连接电源VDD；输出级包括PMOS管M12及M13、NMOS管M14及M15，PMOS管M12的源极连接电源VDD，PMOS管M12的栅极和漏极连接PMOS管M13的源极，PMOS管M13的栅极与NMOS管M14的栅极互连并连接误差放大器中NMOS管M9的漏极和PMOS管M7的漏极，PMOS管M13的漏极与NMOS管M14的漏极互连，作为输出端与数字脉冲宽度调制器的输出端连接，NMOS管M14的源极与NMOS管M15的漏极和栅极连接，NMOS管M15的源极接地。