CN203151366U - 一种控制输出电压脉冲宽度的双电流环电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开控制输出电压脉冲宽度的双电流环电路，正电压信号通过电阻R1接入第一个比较器U1A的正极，比较器U1A输出端接二极管D1负极，由电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4构成的反馈电路连接在比较器U1A负极和输出端之间，二极管D1正极接到电路保护点，正电压信号通过电阻R7接入第二个比较器U1B正极，由电阻R9、电阻R10、电容C6、电容C7构成的反馈电路连接在比较器U1B负极和输出端负极之间，比较器U1B输出端接二极管D2负极；D2正极接PNP三极管Q1的B极、E极接D3的负极，D3的正极接电路保护点，当突加大负载或短路时，第二个电流环比第一个电流环更迅速地工作，不受到大电流的损害。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是直流/直流变换器（DC/DC CONVERTERS)或交流/直流变换器（AC/DC CONVERTERS)电路。
背景技术
目前在功率变换器领域，高功率密度、高效率、高可靠性是所有功率变换器的要求，对输出电流的保护尤为重要，目前普遍采用的是单一电流环控制，单一电流环电路只能实现单一的保护，要么是限流保护，要么是过电流保护，或者就是短路保护。
功率变换器主电路如图1所示，由电阻R15和电容C12构成电流采样信号Iofeed的滤波器，接入高精度采样电阻Rs1，输出滤波电容C11输出， Vout+和Vout-为功率变换器的输出。
常见的电流保护电路如图2所示，与限流值Iolimit1成正比的正电压信号Ioset通过电阻R1接入比较器U1A正极，与实际电流值Io成正比的负电压信号Iofeed通过电阻R2也接入比较器正极，比较器U1A输出端接二极管D1负极，由电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4构成的比较器反馈电路连接在比较器U1A负极和输出端之间，D1正极接到电路保护点protect point。设电路保护点protect point起作用的电压为低于Upro，Ioset=K1* Iolimit1，Iofeed=-RS1*Io；则：
Iolimit1*Rs1/ R2= Ioset/ R1
整理上式，可得Ioset和Iolimit1之间的函数关系式如下：
K1=R1*Rs1 / R2
当实际电流值Io≤Iolimit1时，即实际电流不大于限流点Iolimit1时，U1A的1脚输出为VCC+，电流环不起作用；当Io＞Iolimit1时，会逐步拉低D1阳极的电压，使得输出电压变低，达到低于Upro，从而使输出电流维持在限流点Iolimit1。
该反馈电流环保护电路反馈速度由电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4决定，反馈速度要适中，若太慢，则大电流会损坏电路，若太快，则容易因为调节过快导致输出不稳定。因此，该电路如果遇到突加大负载或者恶劣的短路情况时，电流环会因为反馈速度不够引起电路损坏。
发明内容
本实用新型的目的是为解决现有功率变换器电流保护电路在突加大负载或者恶劣的短路情况下，单一电流环会因为反馈速度不够引起电路损坏的问题，提供一种控制输出电压脉冲宽度的双电流环电路，该双电流环电路不会受到大电流的损害。
本实用新型采用的技术方案是：与限流值成正比的正电压信号通过电阻R1接入第一个比较器U1A的正极，与实际电流值成正比的负电压信号通过电阻R2接入比较器U1A正极，比较器U1A输出端接二极管D1负极，由电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4构成的反馈电路连接在比较器U1A负极和比较器U1A输出端之间，二极管D1正极接到电路保护点，所述正电压信号通过电阻R7接入第二个比较器U1B正极，所述负电压信号通过电阻R8也接入比较器U1B正极，由电阻R9、电阻R10、电容C6、电容C7构成的反馈电路连接在比较器U1B负极和比较器U1B输出端负极之间，比较器U1B输出端接二极管D2负极；二极管D2正极接PNP三极管Q1的B极，PNP三极管Q1的C极接地，VCC+通过电阻R11接PNP三极管Q1的E极，PNP三极管Q1的E极、C极两端之间连接电容C9，PNP三极管Q1的E极接二极管D3的负极，二极管D3的正极接所述电路保护点。
当突加大负载或者更为恶劣的短路情况时，本实用新型中的第二个电流环会比第一个电流环更迅速地工作，直接拉protect point 到0，使保护电路不受到大电流的损害。
附图说明
图1是功率变换器主电路图；
图2是常见的电流保护电路图；
图3是本实用新型的电路图。
具体实施方式
如图3所示，本实用新型由两个电流环电路连接组成。第一个电流环电路是：与限流值Iolimit1成正比的正电压信号Ioset通过电阻R1接入第一个比较器U1A的正极，与实际电流值Io成正比的负电压信号Iofeed通过电阻R2也接入比较器U1A正极，比较器U1A输出端接二极管D1负极，由电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4构成第一个比较器反馈电路连接在比较器U1A负极和输出端之间，D1正极接到电路保护点protect point。
第二个电流环电路是：正电压信号Ioset通过电阻R7接入第二个比较器U1B正极，负电压信号Iofeed通过电阻R8也接入比较器U1B正极，由电阻R9、电阻R10、电容C6、电容C7构成第二个比较器反馈电路连接在比较器U1B负极和输出端负极之间，比较器U1B输出端接二极管D2负极。
二极管D2正极接到PNP三极管Q1的B极，PNP三极管Q1的C极接地，VCC+通过电阻R11接到PNP三极管Q1的E极，PNP三极管Q1的E极、C极两端之间连接电容C9，PNP三极管Q1的E极也接到二极管D3的负极，二极管D3的正极接到电路保护点protect point。
该双电流环电路在原有第一个电流环电路的基础上，增加了第二个电流环电路，电阻R7和R8构成比较电路，R9、R10、C7、C8构成反馈电路，D2、Q1、C9、R11、D3构成动作电路。第一个电流环和第二个电流环同时接到电路保护点protect point。
相比于第一个电流环，第二个电流环中，Ioset=K2* Iolimit2，,对应于K1=R1*Rs1 / R2，则K2= R7*Rs1 / R8，取合适的电阻值使得K1略大于K2，即第二个电流环的限流值Iolimit2稍大于第一个电流环的限流值Iolimit1，例如可以取值为1.15~1.2倍。反馈电路取合适的容值和阻值，使得第二个反馈回路速度快于第一个反馈环路。第二个电流环中U1B的输出脚7脚只要输出电压小于Up2=VCC+-Ud2-Ube，（Ud2为D2导通压降，Ube为Q1的BE两端电压），会直接拉低protec point 到0，Up2远远大于Upro，可使第二个电流环比第一个电流环更迅速限流。
当实际工作电流Io不超过Iolimit2时，第二个电流环不工作，第一个电流环调节protect point使电流不超过Iolimit1，但当突加大负载或者更为恶劣的短路情况时，第二个电流环会比第一个电流环更迅速的工作，直接拉protect point 到0，保护电路不受大电流的损害。
Claims (1)
1.一种控制输出电压脉冲宽度的双电流环电路，与限流值成正比的正电压信号通过电阻R1接入第一个比较器U1A的正极，与实际电流值成正比的负电压信号通过电阻R2接入比较器U1A正极，比较器U1A输出端接二极管D1负极，由电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4构成的反馈电路连接在比较器U1A负极和比较器U1A输出端之间，二极管D1正极接到电路保护点，其特征是：所述正电压信号通过电阻R7接入第二个比较器U1B正极，所述负电压信号通过电阻R8也接入比较器U1B正极，由电阻R9、电阻R10、电容C6、电容C7构成的反馈电路连接在比较器U1B负极和比较器U1B输出端负极之间，比较器U1B输出端接二极管D2负极；二极管D2正极接PNP三极管Q1的B极，PNP三极管Q1的C极接地，VCC+通过电阻R11接PNP三极管Q1的E极，PNP三极管Q1的E极、C极两端之间连接电容C9，PNP三极管Q1的E极接二极管D3的负极，二极管D3的正极接所述电路保护点。
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