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一种新型具备调频功能的闭环调节电路

阅读：255发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种新型具备调频功能的闭环调节电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了电力电子开关电源技术领域的一种新型具备调频功能的闭环调节电路，包括PI调节器及PWM 控制器，所述PI调节器的输出电压一路输出比较电平连接至PWM控制器的COMP输入端，另一路连接至所述PWM控制器内部锯齿波发生器的RT端，根据所述PI调节器的输出电压的变化，控制所述PWM的频率及占空比。本发明中不改变传统的PI调节器结构，仅仅在传统的PI调节器输出侧加上能调节锯齿波频率的电路，即能实现同时调节PWM驱动脉冲的占空比以及频率，可以在不影响电源主电路的正常工作的条件下得到更快的环路响应速度。，下面是一种新型具备调频功能的闭环调节电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种新型具备调频功能的闭环调节电路，包括PI调节器及PWM控制器，所述PI调节器的输出电压一路输出比较电平连接至PWM控制器的COMP输入端，另一路连接至所述PWM控制器内部锯齿波发生器的RT端，所述PI调节器根据输出电压的变化控制PWM的频率及占空比。
2.根据权利要求1所述的一种新型具备调频功能的闭环调节电路，其特征在于，所述PI调节器的输出电压Ua连接反相器的反相输入端，并输出电压Ub，所述电压Ub连接电阻R后连接至所述锯齿波发生器的RT端，所述锯齿波发生器的RT端连接电阻RT后接地。
3.根据权利要求2所述的一种新型具备调频功能的闭环调节电路，其特征在于，所述PI调节器的输出电压连接反相器的反相输入端之后，从反相器的输出端连接至一阶低通滤波电路的反相输入端，所述一阶低通滤波电路的同相输入端输入电压Ud而输出端输出比较电平Ucomp。
4.根据权利要求3所述的一种新型具备调频功能的闭环调节电路，其特征在于，所述电压Ud为固定电平。
5.根据权利要求4所述的一种新型具备调频功能的闭环调节电路，其特征在于，所述一阶低通滤波电路的反相输入端与反相输出端之间连接有一阶低通RC滤波电路。

说明书全文

一种新型具备调频功能的闭环调节电路

技术领域

[0001] 本发明涉及电力电子开关电源领域，具体是一种新型具备调频功能的闭环调节电路。

背景技术

[0002] 开关电源中的闭环调节电路大体可分为电压环、电流环或双闭环(电压外环电流内环)，这些环路一般通过调节开关管PWM驱动波形的占空比来控制输出，具有闭环实现简单的特点。

[0003] 在高压电源应用场合，容易出现“打火”现象，即电源在“打火”时会瞬间输出大电流，如果环路响应速度慢则电源很可能损坏。这样，传统的环路调节占空比可能达不到要求，宜寻求更响应速度更快，更容易实现的环路调节方法。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种新型具备调频功能的闭环调节电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0006] 一种新型具备调频功能的闭环调节电路，包括PI调节器及PWM控制器，所述PI调节器的输出电压一路输出比较电平连接至PWM控制器的COMP输入端，另一路连接至所述PWM控制器内部锯齿波发生器的RT端，所述PI调节器根据输出电压的变化控制PWM的频率及占空比。

[0007] 作为本发明的改进方案，为了进一步地控制锯齿波发生器的恒流充电电流，以改变锯齿波的上升沿和下降沿的频率,所述PI调节器的输出电压Ua连接反相器的反相输入端，并输出电压Ub，所述电压Ub连接电阻R后连接至所述锯齿波发生器的RT端，所述锯齿波发生器的RT端连接电阻RT后接地。

[0008] 作为本发明的改进方案，为了进一步地控制PWM的占空比,所述PI调节器的输出电压连接反相器的反相输入端之后，从反相器的输出端连接至一阶低通滤波电路的反相输入端，所述一阶低通滤波电路的同相输入端输入电压Ud而输出端输出比较电平Ucomp。

[0009] 作为本发明的改进方案，为了进一步地控制PWM的占空比，所述电压Ud为固定电平。

[0010] 作为本发明的改进方案，为了进一步地屏蔽高频噪音对环路的影响，所述一阶低通滤波电路的反相输入端与反相输出端之间连接有一阶低通RC滤波电路。

[0011] 有益效果：

[0012] 本发明不改变传统的PI调节器结构，仅仅在传统的PI调节器输出侧加上能调节锯齿波频率的电路，即能实现同时调节PWM驱动脉冲的占空比以及频率，可以在不影响电源主电路的正常工作的条件下得到更快的环路响应速度。附图说明

[0013] 图1为本发明的电路连接示意图；

[0014] 图2为本发明的电路连接结构图；

[0015] 图3为本发明PI调节器输出侧的电路图。

具体实施方式

[0016] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0017] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0018] 在本发明的描述中，还需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0019] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0020] 实施例1，请参阅图1，一种新型具备调频功能的闭环调节电路，包括PI调节器及PWM控制器，PI调节器的输出电压一路输出比较电平连接至PWM控制器的COMP输入端，另一路连接至PWM控制器内部锯齿波发生器的RT端，PI调节器根据输出电压的变化控制PWM的频率及占空比。

[0021] 开关电源闭环PI调节器的输出电压调节PWM控制芯片(例如SG3525)内部锯齿波发生器的恒流充电电流，从而改变锯齿波的上升沿与下降沿的斜率，锯齿波周期随之改变。一般地，PWM控制芯片输出的PWM驱动脉冲是锯齿波频率的一半，锯齿波频率改变，PWM驱动脉冲也随之改变，进而调节输出PWM的脉冲频率。

[0022] 而且，PI调节器的电平为比较电平，与锯齿波相交后比较输出PWM的脉冲信号，进而调节PWM的占空比。因此，本发明可同时调节PWM脉冲的频率和占空比，提高了环路响应速度。

[0023] 进一步地，参见图2，PI调节器的输出电压Ua连接反相器的反相输入端，并输出电压Ub，电压Ub连接电阻R后连接至锯齿波发生器的RT端，锯齿波发生器的RT端连接电阻RT后接地。

[0024] 图2中，Ua为PI调节器输出电压值(一般为负极性)，反相后Ub＝-Ua。时序电容CT的充电电流计算公式为：

[0025]

[0026] 上式中，SG3525芯片中的第6管脚电平Uc＝3.9V，为恒定值。则从上式可以看出，电路中PI调节器的输出电压幅值Ub越高，则ICT越小，CT的充电时间越长，锯齿波频率越小。

[0027] 进一步地，参见图2，PI调节器的输出电压连接反相器的反相输入端之后，从反相器的输出端连接至一阶低通滤波电路的反相输入端，一阶低通滤波电路的同相输入端输入电压Ud而输出端输出比较电平Ucomp。电压Ud为固定电平。一阶低通滤波电路的反相输入端与反相输出端之间连接有一阶低通RC滤波电路。

[0028] 图2中，Ud为固定值，Ucomp为比较电平。比较电平Ucomp的计算公式为：

[0029] Ucomp＝(kp+1)Ud-kpUb

[0030] 其中，kp为低通滤波器的放大系数。从上式可以看出PI调节器的输出电压幅值Ub越高，则闭环调节电路最终输出的比较电平Ucomp越小，随之则PWM占空比也随之减小。反之一样。

[0031] 如图3所示，Verror为电压PI调节器输出端，Ierror为电流PI调节器输出端，U9_6即为图2中的Uc，同时为SG3525第6脚。U9_9为图2中的Ucomp，同时为SG3525第9脚。U8_10即为图2中的固定电平Ud。

[0032] 虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

[0033] 故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

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