CN111064361A - 一种高频调制稳流电路的控制方法及装置 - Google Patents

一种高频调制稳流电路的控制方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111064361A
CN111064361A CN201911341832.9A CN201911341832A CN111064361A CN 111064361 A CN111064361 A CN 111064361A CN 201911341832 A CN201911341832 A CN 201911341832A CN 111064361 A CN111064361 A CN 111064361A
Authority
CN
China
Prior art keywords
output
control
current
voltage
mos tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911341832.9A
Other languages
English (en)
Inventor
许亚朝
王江浩
蔡林峰
郗悦
张晓光
刘玉龙
翟志强
赵志强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baoding Tianwei Baobian Electric Co Ltd
Original Assignee
Baoding Tianwei Baobian Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baoding Tianwei Baobian Electric Co Ltd filed Critical Baoding Tianwei Baobian Electric Co Ltd
Priority to CN201911341832.9A priority Critical patent/CN111064361A/zh
Publication of CN111064361A publication Critical patent/CN111064361A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/157—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高频调制稳流电路的控制方法及装置，属于电力电子电源控制技术领域。本发明的技术方案是：采用闭环控制，主控制器通过电流采样电路与输出负载连接，主控制器通过选路控制电路将设置电流信号输入电压比较器，电压比较器通过采样电路的输出信号控制MOS管三的通断，实现实际电流的控制；主控制器输出PWM信号控制MOS管一及MOS管二，控制输出电压；并可以通过输出调制信号控制MOS管三，实现调制输出。本发明通过硬件控制策略，采用电压比较器控制MOS管的门极电压，来实现MOS管对电流的精准快速控制；并通过PID控制使实际输出电压与实际电流相匹配，降低电路功耗；实现了电源***的输出迅速，控制精确。

Description

一种高频调制稳流电路的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及一种高频调制稳流电路的控制方法及装置，属于电力电子电源控制技术领域。
背景技术
电源设计中，稳流输出大多采用的控制思想是，采用PID控制（比例积分微分控制）策略来实现输出电流的连续可调。但由于PID控制响应时间长，超调量大，存在稳态误差，以及计算参数依赖经验数据和专家经验等缺点，使实验调试繁琐而漫长。
发明内容
本发明目的是提供一种高频调制稳流电路的控制方法及装置，通过硬件控制策略，采用电压比较器控制MOS管（场效应管）的门极电压，即通过控制器D\A输出一个控制电压和采样电路输出的采样电压，同时进入电压比较器，通过控制MOS管栅极电压值来控制输出端漏极电流大小，来实现MOS管对电流的精准快速控制；并通过PID控制使实际输出电压与实际电流相匹配，降低电路功耗；最终，实现了电源***的输出迅速，控制精确，运行稳定而可靠，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种高频调制稳流电路的控制方法，包含如下步骤：①主控制器将设置电流值和偏置电流值通过D/A（数字/模拟）变换输出，通过选路控制电路选择主控制器的输出信号；②通过输出调制信号控制MOS管三，实现调制输出；利用MOS管的电压控制电流特性，通过加在输入端栅极的电压来控制输出端漏极的电流；主控制器D\A输出一个控制电压和一个采样电压，同时进入电压比较器，如果控制电压比采样电压高，则控制MOS管三导通输出电流，反之，MOS管三截止，电流减小，实现输出电流稳定控制；③同时，根据设定电流值通过算法计算对应的实际电路的输出电压，通过PWM信号控制MOS管一及MOS管二的通断，使实际输出电压与电流相匹配，实现降低能耗的目的。
一种高频调制稳流电路的控制装置，包含主控制器、选路控制电路、电压比较器、MOS管三、MOS管一及MOS管二、输出负载和电流采样电路，所述主控制器通过电流采样电路与输出负载连接；主控制器通过选路控制电路与电压比较器连接，电压比较器的输入端与电流采样电路连接，输出端与MOS管三连接；MOS管一及MOS管二与MOS管三以及输出负载互相串联；主控制器通过输出PWM(脉宽调制)信号控制MOS管一及MOS管二，实现输出电压可控，主控制器通过输出调制信号控制MOS管三，实现调制输出。
本发明的有益效果是：通过硬件控制策略，采用电压比较器控制MOS管的门极电压，即通过控制器D\A输出一个控制电压和采样电路输出的采样电压，同时进入电压比较器，通过控制MOS管栅极电压值来控制输出端漏极电流大小，来实现MOS管对电流的精准快速控制；并通过PID控制使实际输出电压与实际电流相匹配，降低电路功耗；最终，实现了电源***的输出迅速，控制精确，运行稳定而可靠。
附图说明
图1 是本发明的结构框图；
图中：主控制器1、选路控制电路2、电压比较器3、MOS管三4、MOS管一及MOS管二5、输出负载6、电流采样电路7。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明技术方案作进一步详细的说明。
一种高频调制稳流电路的控制方法，包含如下步骤：①主控制器将设置电流值和偏置电流值通过D/A变换输出，通过选路控制电路选择主控制器的输出信号；②通过输出调制信号控制MOS管三，实现调制输出；利用MOS管的电压控制电流特性，通过加在输入端栅极的电压来控制输出端漏极的电流；主控制器D\A输出一个控制电压和一个采样电压，同时进入电压比较器，如果控制电压比采样电压高，则控制MOS管三导通输出电流，反之，MOS管三截止，电流减小，实现输出电流稳定控制；③同时，根据设定电流值通过算法计算对应的实际电路的输出电压，通过PWM信号控制MOS管一及MOS管二的通断，使实际输出电压与电流相匹配，实现降低能耗的目的。
一种高频调制稳流电路的控制装置，包含主控制器1、选路控制电路2、电压比较器3、MOS管三4、MOS管一及MOS管二5、输出负载6和电流采样电路7，所述主控制器1通过电流采样电路7与输出负载6连接；主控制器1通过选路控制电路2与电压比较器3连接，电压比较器3的输入端与电流采样电路7连接，输出端与MOS管三4连接；MOS管一及MOS管二5与MOS管三4以及输出负载6互相串联；主控制器1通过输出PWM信号控制MOS管一及MOS管二5，实现输出电压可控，主控制器1通过输出调制信号控制MOS管三4，实现调制输出。
在实际应用中，采用闭环控制，主控制器通过电流采样电路与输出负载连接，主控制器通过选路控制电路将设置电流信号输入电压比较器，电压比较器通过采样电路的输出信号控制MOS管三的通断，实现实际电流的控制。主控制器输出PWM信号控制MOS管一及MOS管二，控制输出电压；并可以通过输出调制信号控制MOS管三，实现调制输出。实现硬件控制电流，使响应时间更短，输出电流更精确；算法控制输出电压，使输出电压与输出电流相匹配。
主控制器主要元件为STM32F103心片，通过采样电阻上的电流信号，与设定的电流信号比较，控制MOS管三的开关，实现闭环控制。选路控制电路主要元件为TS5A3157选路开关，通过TS5A3157选路开关选择主控制器的输出信号，将设置电流值和偏置电流通过D/A变换输出。设置电流值控制电路的实际输出电流，偏置电流值是驱动电源中放大器的输入电路的静态电流，即保证电路正常工作的初始值。利用STM32F103心片的高级定时器功能输出两路互补的PWM信号，经过UCC27282驱动心片自动加死区时间来控制MOS管一及MOS管二的通断，进而实现输出电压的稳定可调。电压比较器采用LM324比较器，输出经过15K电阻上拉后接MOS管G脚，当控制电压比参考电压高，则控制MOS管三导通输出电流；当控制电压比参考电压低就输出低电平（接近0V）使MOS管三截止，电流减小。
综上所述，通过本发明，通过硬件控制方法，与算法控制方法相结合的控制策略，采用比较器控制MOS管的门极电压，实现MOS管对电流的精准快速控制；通过PID控制使实际输出电压与实际电流相匹配，降低电路功耗。达到了电源***的输出迅速，控制精确，运行稳定而可靠的目的。

Claims (2)

1.一种高频调制稳流电路的控制方法，其特征在于包含如下步骤：①主控制器将设置电流值和偏置电流值通过D/A变换输出，通过选路控制电路选择主控制器的输出信号；②通过输出调制信号控制MOS管三，实现调制输出；利用MOS管的电压控制电流特性，通过加在输入端栅极的电压来控制输出端漏极的电流；主控制器D\A输出一个控制电压和一个采样电压，同时进入电压比较器，如果控制电压比采样电压高，则控制MOS管三导通输出电流，反之，MOS管三截止，电流减小，实现输出电流稳定控制；③同时，根据设定电流值通过算法计算对应的实际电路的输出电压，通过PWM信号控制MOS管一及MOS管二的通断，使实际输出电压与电流相匹配，实现降低能耗的目的。
2.一种高频调制稳流电路的控制装置，其特征在于：包含主控制器（1）、选路控制电路（2）、电压比较器（3）、MOS管三（4）、MOS管一及MOS管二（5）、输出负载（6）和电流采样电路（7），所述主控制器（1）通过电流采样电路（7）与输出负载（6）连接；主控制器（1）通过选路控制电路（2）与电压比较器（3）连接，电压比较器（3）的输入端与电流采样电路（7）连接，输出端与MOS管三（4）连接；MOS管一及MOS管二（5）与MOS管三（4）以及输出负载（6）互相串联；主控制器（1）通过输出PWM信号控制MOS管一及MOS管二（5），实现输出电压可控，主控制器（1）通过输出调制信号控制MOS管三（4），实现调制输出。
CN201911341832.9A 2019-12-24 2019-12-24 一种高频调制稳流电路的控制方法及装置 Pending CN111064361A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911341832.9A CN111064361A (zh) 2019-12-24 2019-12-24 一种高频调制稳流电路的控制方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911341832.9A CN111064361A (zh) 2019-12-24 2019-12-24 一种高频调制稳流电路的控制方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111064361A true CN111064361A (zh) 2020-04-24

Family

ID=70302642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911341832.9A Pending CN111064361A (zh) 2019-12-24 2019-12-24 一种高频调制稳流电路的控制方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111064361A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014026496A1 (zh) * 2012-08-14 2014-02-20 华润矽威科技（上海）有限公司 非隔离led驱动***及非隔离led驱动恒流控制电路
CN103796389A (zh) * 2014-02-10 2014-05-14 上海晶丰明源半导体有限公司 最大亮度提升模块、可控硅调光led驱动电路及***
CN205377012U (zh) * 2016-03-04 2016-07-06 厦门彼格科技有限公司 一种降低功耗的激光器驱动电路结构
CN109327141A (zh) * 2018-11-20 2019-02-12 武汉精鸿电子技术有限公司 一种宽范围电压和大电流输出方法及电源***
CN209133836U (zh) * 2018-11-21 2019-07-19 三河市镭科光电科技有限公司 一种垂直腔面发射激光器驱动电源

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014026496A1 (zh) * 2012-08-14 2014-02-20 华润矽威科技（上海）有限公司 非隔离led驱动***及非隔离led驱动恒流控制电路
CN103796389A (zh) * 2014-02-10 2014-05-14 上海晶丰明源半导体有限公司 最大亮度提升模块、可控硅调光led驱动电路及***
CN205377012U (zh) * 2016-03-04 2016-07-06 厦门彼格科技有限公司 一种降低功耗的激光器驱动电路结构
CN109327141A (zh) * 2018-11-20 2019-02-12 武汉精鸿电子技术有限公司 一种宽范围电压和大电流输出方法及电源***
CN209133836U (zh) * 2018-11-21 2019-07-19 三河市镭科光电科技有限公司 一种垂直腔面发射激光器驱动电源

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113228484B (zh) 门极主动控制电路、方法及SiC MOSFET门极主动控制***
CN104564461B (zh) 一种电流反馈控制的喷油器电磁阀驱动电路
CN103677034A (zh) 家用电器的待机电路及待机控制方法
CN103647213B (zh) 高效快速激光泵浦驱动电源和快速启动的激光器
CN103248251A (zh) 逆变器自动变系数控制方法
CN111064361A (zh) 一种高频调制稳流电路的控制方法及装置
CN203482088U (zh) 一种结构简单的动态假负载
CN110994986B (zh) 一种电源控制方法
CN116893718A (zh) 一种光伏优化器的功率可限制方法
CN103051185B (zh) 低功耗可控稳压电源电路
CN102123553B (zh) 一种cot模式led照明驱动电路
CN101777824B (zh) 半导体激光电源防浪涌电路
CN203596499U (zh) 高效快速激光泵浦驱动电源和快速启动的激光器
CN206931835U (zh) 一种恒流源电路
CN203933351U (zh) 自适应开关电源输出端负载电路
CN109217645A (zh) 一种非绝缘栅型GaN HEMT驱动电路及控制方法
CN202094845U (zh) 一种电源管理装置
WO2022028052A1 (zh) 一种实现电流快速响应的芯片控制方法
CN102045048A (zh) 开关管驱动信号调节方法和装置、开关电源
CN203014675U (zh) 升降压开关电源及其控制器
CN103187870A (zh) 降压式变换电路
CN207965720U (zh) 一种输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源
CN203730886U (zh) 一种恒温燃气热水器比例阀控制电路
CN116316503B (zh) 一种桥臂开关管栅源电压尖峰调节装置与实现方法
CN108319318A (zh) 一种输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200424

RJ01 Rejection of invention patent application after publication