一种恒流输出的控制系统技术方案

本申请提供一种恒流输出的控制系统，当母线电压变化，电压转电流模块获取的正比于母线电压的补偿电流和线补电流也相应变化，线补电压模块根据线补电流产生线补电压，反馈检测电路采集到的采样电压为线补电压与反馈电压之和，反馈检测电路将采样电压与参考基准电压进行比较得到的误差放大信号反映了母线电压变化，利用脉冲宽度调制器根据补偿电流和误差放大信号实现对晶体管的导通时间整形，使得在进行总谐波失真补偿时，输出电流不随母线电压变化而变化，保证了恒流输出，以有效降低总谐波失真的值。失真的值。失真的值。

【技术实现步骤摘要】
一种恒流输出的控制系统


[0001]本申请涉及集成电路设计领域，具体而言，涉及一种恒流输出的控制系统。

技术介绍

[0002]谐波失真是指输出信号比输入信号多出的谐波成分，所有附加谐波电平之和称为总谐波失真(THD，Total Harmonic Distortion)。谐波失真是系统不是完全线性造成的。总谐波失真与频率有关。谐波与实际输入信号叠加，在输出端输出的信号就不单纯是与输入信号完全相同的成分，而是包括了谐波成分的信号，这些多余出来的谐波成分与实际输入信号的对比，用百分比来表示就称为总谐波失真。
[0003]总谐波失真会使得电网电压波形发生畸变，从而影响整个供电系统及其他用电用户。因此，在一些电源驱动领域中会要求总谐波失真小于一定的范围。例如，在LED电源驱动领域会要求THD≤15％。
[0004]现有技术中会采用有源功率因数矫正的方式，采用固定导通时间使得电网输入电压与输入电流平均值呈正比关系来进行THD补偿，但是，由于电网输入电压经整流器整流后的母线电压变化将导致的输出电流变化，无法保证恒流输出。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的在于提供一种恒流输出的控制系统，用以解决现有技术进行THD补偿时，由于电网输入电压经整流器整流后的母线电压变化将导致的输出电流变化的问题。
[0006]本申请实施例提供的一种恒流输出的控制系统，包括电压转电流模块、线补电压模块、反馈检测电路和脉冲宽度调制器；
[0007]电压转电流模块连接母线，电压转电流模块用于生成正比于母线电压的补偿电流和线补电流；
[0008]线补电压模块与电压转电流模块连接，用于根据线补电流产生线补电压；
[0009]反馈检测电路与脉冲宽度调制器连接，用于根据线补电压补偿反馈电压得到采样电压，并将采样电压与参考基准电压进行比较，得到误差放大信号；
[0010]脉冲宽度调制器，用于根据补偿电流及误差放大信号输出PWM信号，以调节晶体管的导通时间。
[0011]上述技术方案中，当母线电压变化，电压转电流模块获取的正比于母线电压的补偿电流和线补电流也相应变化，线补电压模块根据线补电流产生线补电压，反馈检测电路采集到的采样电压为线补电压与反馈电压之和，反馈检测电路将采样电压与参考基准电压进行比较得到的误差放大信号反映了母线电压变化，利用脉冲宽度调制器根据补偿电流和误差放大信号实现对晶体管的导通时间整形，使得在进行THD补偿时，输出电流不随母线电压变化而变化，保证了恒流输出，以有效降低THD值。
[0012]在一些可选的实施方式中，控制系统还包括时间采样电路和时间调节电路；
[0013]时间采样电路的输入端连接脉冲宽度调制器的输出端，时间调节电路的输出端连接脉冲宽度调制器的输入端；
[0014]时间采样电路，用于在脉冲宽度调制器的输出端采样时间信号；
[0015]时间调节电路，用于对时间信号进行计算处理得到时间调节信号；
[0016]脉冲宽度调制器，用于根据时间调节信号对导通时间进行调节。
[0017]上述技术方案中，通过时间采样电路采集时间信号，以及时间调节电路向脉冲宽度调制器输入时间调节信号，使得系统处于何种工作状态均能实现THD补偿，有效地降低了电源系统中的THD值，提高了电源系统的稳定性及效率。
[0018]在一些可选的实施方式中，时间采样电路包括时间补偿电流源、时间采样开关和时间采样电容；
[0019]时间补偿电流源与时间采样电容的一端相连，时间采样电容的另一端接地，时间采样开关的一端与时间补偿电流源和时间采样电容的公共端相连，时间采样开关的另一端接地；
[0020]时间补偿电流源用于为时间采样电容充电，当到达时间采样时刻时触发时间采样开关导通，此时时间采样电容放电并输出表征采样时间的时间信号。
[0021]上述技术方案中，利用时间补偿电流源对时间采样电容充电形成的三角波信号，当到达时间采样时刻时触发时间采样开关导通，此时时间采样电容放电并输出表征采样时间的时间信号。时间采样电路的结构简单，采样工作稳定可靠，并且保证了采样时间信号的精度。
[0022]在一些可选的实施方式中，时间调节电路包括运算模块，时间采样电路用于在脉冲宽度调制器的输出端分别采样第一时间信号和第二时间信号，其中第一时间信号表征的是导通时间，第二时间信号表征的是导通时间与关断时间之和；
[0023]运算模块用于将第二时间信号与第一时间信号相除得到占空比，再将(1
‑
占空比)
×
占空比的值与第一时间信号相除，得到时间调节信号。
[0024]上述技术方案中，时间调节电路中的运算模块能够完成对时间信号高效率的处理计算，同时保证了时间调节信号的准确性。
[0025]在一些可选的实施方式中，运算模块包括除法器，除法器用于将第二时间信号与第一时间信号相除，进而能够得到与占空比成反比的时间调节信号。
[0026]上述技术方案中，时间调节电路中的除法器能够完成对时间信号高效率的处理计算，同时保证了时间调节信号的准确性。
[0027]在一些可选的实施方式中，脉冲宽度调制器，包括电压补偿电容和运算放大器；
[0028]时间调节电路的输出端连接电压补偿电容的第一端，电压补偿电容的第一端还连接电压转电流模块，电压补偿电容的第二端接地，时间调节电路输出的电流Isd叠加电压转电流模块输出的补偿电流后给电压补偿电容充电；
[0029]运算放大器的第一输入端连接电压补偿电容的第一端，运算放大器的第二输入端连接反馈检测电路的输出端，运算放大器用于将误差放大信号与电压补偿电容的电容电压作比较，得到PWM信号。
[0030]上述技术方案中，将电压转电流模块输出的补偿电流叠加到时间调节电路输出的电流Isd上，并对电压补偿电容充电，由于补偿电流正比于母线电压，母线电压越大，对电压
补偿电容充电的电流越大，电压补偿电容的充电速度越快，三角波斜率越大，使得电压补偿电容的电容电压更快到达误差放大信号的电压值，这样使得导通时间越小，从而实现对导通时间的整形，减小导通时间波形波峰处的值，并且降低了THD值。
[0031]在一些可选的实施方式中，还包括检测电路；
[0032]检测电路包括第一分压电阻和第二分压电阻；
[0033]第一分压电阻的第一端连接母线，第一分压电阻的第二端连接第二分压电阻的第一端，第二分压电阻的第二端接地；
[0034]第一分压电阻的第二端还连接电压转电流模块的输入端；
[0035]在一些可选的实施方式中，电压转电流模块包括线补误差放大器、线补电阻、线补晶体管和电流镜电路；
[0036]第一分压电阻R1的第二端连接线补误差放大器的正相输入端，线补晶体管的栅极连接至线补误差放大器的输出端，线补晶体管的源极连接至线补误差放大器的反相输入端并通过线补电阻接地，线补晶体管的漏极连接至电流镜电路。
[0037]上述技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种恒流输出的控制系统，其特征在于，包括电压转电流模块(50)、线补电压模块(60)、反馈检测电路(30)和脉冲宽度调制器(40)；所述电压转电流模块(50)连接母线，所述电压转电流模块(50)用于生成正比于母线电压的补偿电流和线补电流；所述线补电压模块(60)与所述电压转电流模块(50)连接，用于根据线补电流产生线补电压；所述反馈检测电路(30)与所述脉冲宽度调制器(40)连接，用于根据线补电压补偿反馈电压得到采样电压，并将采样电压与参考基准电压进行比较，得到误差放大信号；所述脉冲宽度调制器(40)，用于根据补偿电流及误差放大信号输出PWM信号，以调节晶体管(M0)的导通时间。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括时间采样电路(80)和时间调节电路(70)；所述时间采样电路(80)的输入端连接所述脉冲宽度调制器(40)的输出端，所述时间调节电路(70)的输出端连接所述脉冲宽度调制器(40)的输入端；所述时间采样电路(80)，用于在所述脉冲宽度调制器(40)的输出端采样时间信号；所述时间调节电路(70)，用于对时间信号进行计算处理得到时间调节信号；所述脉冲宽度调制器(40)，用于根据时间调节信号对导通时间进行调节。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述时间调节电路(70)包括运算模块，所述时间采样电路(80)用于在脉冲宽度调制器(40)的输出端分别采样第一时间信号和第二时间信号，其中第一时间信号表征的是导通时间，第二时间信号表征的是导通时间与关断时间之和；所述运算模块用于将第二时间信号与第一时间信号相除得到占空比，再将(1
‑
占空比)
×
占空比的值与第一时间信号相除，得到时间调节信号。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述运算模块包括除法器，所述除法器用于将第二时间信号与第一时间信号相除，得到与占空比成反比的时间调节信号。5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述脉冲宽度调制器(40)，包括电压补偿电容(C1)和运算放大器(U1)；所述时间调节电路(70)的输出端连接所述电压补偿电容(C1)的第一端，所述电压补偿电容(C1)的第一端还连接所述电压转电流模块(50)，所述电压补偿电容(C1)的第二端接地，所述时间调节电路(70)输出的电流Isd叠加所述电压转电流模块(50)输出的补偿电流后给所述电压补偿电容(C1)充电；所述运算放大器(U1)的第一输入端连接所述电压补偿电容(C1)的第一端，所述运算放大器(U1)的第二输入端连接所述反馈检测电路(30)的输出端，所述运算放大器(U1)用于将误差放大信号与所述电压补偿电容(C1)的电容电压作比较，得到所述PWM信号。6.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彬，闫志光，
申请(专利权)人：美芯晟科技北京股份有限公司，
类型：新型
国别省市：