【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子，具体地，涉及一种基于ccm模式反激电路的pwm前馈控制电路和装置。
技术介绍
1、很多新能源产品都以蓄电池作为储能装置为负载提供动力输出，而蓄电池会随着电量或者动态大负载变化而导致蓄电池输出电压会在较大的电压范围内变化，通常后端电器又需要一个稳定的电压源，反激电路因其高效率和简单的拓扑结构而被广泛应用于低功率稳压应用中。
2、然而，传统的ccm模式反激电路由于右半平面零点的存在，在应对负载变化和输入电压波动时响应速度慢，输出稳定性较差。本专利技术中的输入电压前馈控制技术能够快速的响应输入电压的变化，保证输出电压稳定，且能适用于高压领域及输入电压波动的产品中。
3、专利申请文献cn106849655a公开了一种用于具有数字压控环路的dc-dc转换器的前馈电路，用于接收第一时钟信号；接收数字占空比值；使用第一时钟信号和数字占空比值生成具有多个分立阶梯的数字脉宽调制(dpwm)信号以控制开关模式电源的开关；以及使用压控电路修改dpwm信号的多个分立阶梯中的每一个的持续时间，其中，压控电路被配置为接收模拟电压输入。该专利只运用了数字脉宽调制信号控制开关工作并没有给与后续输出电压与调制信号间的关系。
4、专利文献cn105720824b公开了一种连续导通模式(ccm)反激变换器零电压开关的系统和方法，可以通过在初级电路从断开状态转变为导通状态之前立即减小初级绕组两端的电压差，实现连续导通模式(ccm)反激变换器中的零电压开关。在一个示例中，电压差减小到初级绕组两端的极性被反转的程
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于ccm模式反激电路的pwm前馈控制电路和装置。
2、根据本专利技术提供的基于ccm模式反激电路的pwm前馈控制电路，包括：差分放大电路、前馈控制电路、驱动电路、pi反馈电路和ccm持续反激电路；
3、所述差分放大电路和ccm持续反激电路连接输入电压vin，所述前馈控制电路连接差分放大电路，所述驱动电路和pi反馈电路均连接ccm持续反激电路，所述驱动电路连接差分放大电路；
4、所述差分放大电路在预设高压领域或者输入电压变化范围超出预设阈值时得到应用，包括用于监测电源的输入电压，将传感器输出的信号进行放大；
5、所述前馈控制电路包括滞回比较电路n1、三角波发生电路n2和pwm比较电路n3，用于调节三角波信号的上限值，经过pwm比较器斩波产生相应的pwm占空比控制信号，经过驱动电路，用于控制主功率开关管的通断；
6、所述驱动电路包含一个pnp管和一个npn管，交替提供电路并从连接的负载吸收电流，用于向负载提供大功率；
7、所述pi反馈电路将输出电压全部反馈到输入端，实现对输出电压的控制和调节，包括一个放大器和一个反馈网络，放大器用于放大输入信号，反馈网络用于将输出信号的一部分或全部反馈到输入端；
8、所述ccm持续反激电路将输入电压通过内置电感转换为隔离的输出电压。
9、优选地，输入电压vin经差分放大电路将电压缩小k倍变为vin1，k值的计算由输入电压决定，经差分放大电路后的电路电压耐压范围是9-16v，在差分信号中，信号的大小由正极和负极之间的电压差决定。
10、优选地，所述滞回比较电路n1采用输出高电平时输出端为高阻截止态的比较器，当输入电压vin变化时，等比例变化的vin1和基准电压vref经过前馈控制电路相互叠加后，给到滞回比较芯片的同相输入端n1+，使得滞回比较区间的上限电压和基准电压vref的差值和vin输入电压等比例变化，从而起到输入电压的前馈作用。
11、优选地，所述三角波发生电路n2根据实际应用调节rc值得到所需频率，三角波上限电压值随输入电压自动调节，三角波信号给到滞回比较器n1反相端，同时三角波信号也给到pwm比较电路n3的反相端，与基准电压vref进行比较斩波得到主功率开关管的占空比控制信号。
12、优选地，正常工作时，三角波信号峰值与基准电压vref的差值，和输入电压vin成正比。
13、优选地，所述前馈控制电路采用输出高电平时输出端为高阻截止态的比较器，滞回比较器的同相输入端通过外围电阻分压器连接到vin1输入信号和基准源，而反相输入端则接收三角波；当三角波电压上升并超过运算放大器同相输入端时，滞回比较器输出接近0v；当三角波信号下降并低于运算放大器同相输入端时，滞回比较器输出高阻态截止；由于正反馈的存在，滞回比较器的滞回上限跟随输入电源vin变化而自动调节，使得三角波峰值和基准电压vref的差值与vin输入电压成正比例变化，同时该三角波作为ccm模式反激电路驱动pwm的载波信号。
14、优选地，所述基准源确保当电路中的vin发生变化时，保证基准电压vref不变，z1、z2在电路中作为基准源通过电阻分压得到基准电压vref；z1经分压得基准电压vref输入到n3+，用于pwm斩波，保证当vin发生变化时开关管的开通时间ton保持不变；同时z1决定n2输出三角波及n1-的滞回比较器滞回区间的下限电压；同时z1使得滞回上限电压＝基准电压vref+k*vin，保证当vin发生变化时只和开关管的关断时间toff保持同比例变化。
15、优选地，所述pwm比较电路n3包括：pwm比较器同相端的固定基准电压vref值和基准电压vref相等，三角波信号输入到pwm比较器的反相端和pwm比较器同相端的基准电压vref进行斩波进行开环控制，或者和反激电路的输出闭环反馈电压信号进行斩波，形成驱动电路的占空比控制信号，驱动ccm持续反激电路的主功率开关管，且随着三角波峰值的变化该驱动信号占空比和vin1同比例变化，使得ccm持续反激电路输出电压vout不受vin变化的影响。
16、优选地，反激电路在ccm模式工作时，输入电压vin和输出电压vout关系满足：其中，ton为开关导通时间，toff为开关断开时间，n为初级绕组与次级绕组的匝数比，当驱动电路的开关管导通时，初级绕组存储能量，次级绕组由于整流二极管的截止而不导通，开关管关断时，初级绕组中的能量通过次级绕组释放，此时次级绕组导通，向负载提供能量。
17、根据本专利技术基于ccm模式反激电路的pwm前馈控制装置，包含所述的基于ccm模式反激电路的pwm前馈控制电路。
18、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
19、本专利技术提供了一种基于ccm模式反激电路的pwm前馈本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于CCM模式反激电路的PWM前馈控制电路，其特征在于，包括：差分放大电路、前馈控制电路、驱动电路、PI反馈电路和CCM持续反激电路；
2.根据权利要求1所述的基于CCM模式反激电路的PWM前馈控制电路，其特征在于，输入电压Vin经差分放大电路将电压缩小K倍变为Vin1，K值的计算由输入电压决定，经差分放大电路后的电路电压耐压范围是9-16V，在差分信号中，信号的大小由正极和负极之间的电压差决定。
3.根据权利要求2所述的基于CCM模式反激电路的PWM前馈控制电路，其特征在于，所述滞回比较电路N1采用输出高电平时输出端为高阻截止态的比较器，当输入电压Vin变化时，等比例变化的Vin1和基准电压Vref经过前馈控制电路相互叠加后，给到滞回比较芯片的同相输入端N1+，使得滞回比较区间的上限电压和基准电压Vref的差值和Vin输入电压等比例变化，从而起到输入电压的前馈作用。
4.根据权利要求3所述的基于CCM模式反激电路的PWM前馈控制电路，其特征在于，所述三角波发生电路N2根据实际应用调节RC值得到所需频率，三角波上限电压值随输入电压自动调
5.根据权利要求4所述的基于CCM模式反激电路的PWM前馈控制电路，其特征在于，正常工作时，三角波信号峰值与基准电压Vref的差值，和输入电压Vin成正比。
6.根据权利要求5所述的基于CCM模式反激电路的PWM前馈控制电路，其特征在于，所述前馈控制电路采用输出高电平时输出端为高阻截止态的比较器，滞回比较器的同相输入端通过外围电阻分压器连接到Vin1输入信号和基准源，而反相输入端则接收三角波；当三角波电压上升并超过运算放大器同相输入端时，滞回比较器输出接近0V；当三角波信号下降并低于运算放大器同相输入端时，滞回比较器输出高阻态截止；由于正反馈的存在，滞回比较器的滞回上限跟随输入电源Vin变化而自动调节，使得三角波峰值和基准电压Vref的差值与Vin输入电压成正比例变化，同时该三角波作为CCM模式反激电路驱动PWM的载波信号。
7.根据权利要求6所述的基于CCM模式反激电路的PWM前馈控制电路，其特征在于，所述基准源确保当电路中的Vin发生变化时，保证基准电压Vref不变，Z1、Z2在电路中作为基准源通过电阻分压得到基准电压Vref；Z1经分压得基准电压Vref输入到N3+，用于PWM斩波，保证当Vin发生变化时开关管的开通时间Ton保持不变；同时Z1决定N2输出三角波及N1-的滞回比较器滞回区间的下限电压；同时Z1使得滞回上限电压＝基准电压Vref+k*Vin，保证当Vin发生变化时只和开关管的关断时间Toff保持同比例变化。
8.根据权利要求7所述的基于CCM模式反激电路的PWM前馈控制电路，其特征在于，所述PWM比较电路N3包括：PWM比较器同相端的固定基准电压Vref值和基准电压Vref相等，三角波信号输入到PWM比较器的反相端和PWM比较器同相端的基准电压Vref进行斩波进行开环控制，或者和反激电路的输出闭环反馈电压信号进行斩波，形成驱动电路的占空比控制信号，驱动CCM持续反激电路的主功率开关管，且随着三角波峰值的变化该驱动信号占空比和Vin1同比例变化，使得CCM持续反激电路输出电压Vout不受Vin变化的影响。
9.根据权利要求8所述的基于CCM模式反激电路的PWM前馈控制电路，其特征在于，反激电路在CCM模式工作时，输入电压Vin和输出电压Vout关系满足：其中，Ton为开关导通时间，Toff为开关断开时间，n为初级绕组与次级绕组的匝数比，当驱动电路的开关管导通时，初级绕组存储能量，次级绕组由于整流二极管的截止而不导通，开关管关断时，初级绕组中的能量通过次级绕组释放，此时次级绕组导通，向负载提供能量。
10.一种基于CCM模式反激电路的PWM前馈控制装置，其特征在于，包含权利要求1至9中任一项所述的基于CCM模式反激电路的PWM前馈控制电路。
...【技术特征摘要】
1.一种基于ccm模式反激电路的pwm前馈控制电路，其特征在于，包括：差分放大电路、前馈控制电路、驱动电路、pi反馈电路和ccm持续反激电路；
2.根据权利要求1所述的基于ccm模式反激电路的pwm前馈控制电路，其特征在于，输入电压vin经差分放大电路将电压缩小k倍变为vin1，k值的计算由输入电压决定，经差分放大电路后的电路电压耐压范围是9-16v，在差分信号中，信号的大小由正极和负极之间的电压差决定。
3.根据权利要求2所述的基于ccm模式反激电路的pwm前馈控制电路，其特征在于，所述滞回比较电路n1采用输出高电平时输出端为高阻截止态的比较器，当输入电压vin变化时，等比例变化的vin1和基准电压vref经过前馈控制电路相互叠加后，给到滞回比较芯片的同相输入端n1+，使得滞回比较区间的上限电压和基准电压vref的差值和vin输入电压等比例变化，从而起到输入电压的前馈作用。
4.根据权利要求3所述的基于ccm模式反激电路的pwm前馈控制电路，其特征在于，所述三角波发生电路n2根据实际应用调节rc值得到所需频率，三角波上限电压值随输入电压自动调节，三角波信号给到滞回比较器n1反相端，同时三角波信号也给到pwm比较电路n3的反相端，与基准电压vref进行比较斩波得到主功率开关管的占空比控制信号。
5.根据权利要求4所述的基于ccm模式反激电路的pwm前馈控制电路，其特征在于，正常工作时，三角波信号峰值与基准电压vref的差值，和输入电压vin成正比。
6.根据权利要求5所述的基于ccm模式反激电路的pwm前馈控制电路，其特征在于，所述前馈控制电路采用输出高电平时输出端为高阻截止态的比较器，滞回比较器的同相输入端通过外围电阻分压器连接到vin1输入信号和基准源，而反相输入端则接收三角波；当三角波电压上升并超过运算放大器同相输入端时，滞回比较器输出接近0v；当三角波信号下降并低于运算放大器同相输入端时，滞回比较器输出高阻态截止；由于正反馈的存在，滞回比较器的滞回上限跟随输入电...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭庚龙，竺烨桢，张星玮，
申请(专利权)人：上海爱斯达克汽车空调系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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