专利名称：一种级联变换器的电压闭环稳定控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电压闭环稳定控制电路，特别是一种级联变换器的电压闭环稳定控制电路。
背景技术：
在电源宽范围输入的情况下，普遍采取两级级联输出的模式。而两级式变换器系统，分为前级变换器和后级变换器，两级变换器各自独立工作时都稳定，级联之后的系统有可能不稳定，这涉及到前后级变换器的阻抗匹配问题。常见的两级级联变换器的控制电路由运算放大器N1、运算放大器N2、运算放大器N3、运算放大器N4和电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4组成。前级变换器输出电压采样信号作为输入，通过由运算放大器NI和电阻R1、电阻R2、电阻R3组成的比例放大环节后，进入由运算放大器N2、电阻R4、电容Cl、电容C2组成的比例积分调节电路的负端，将外部电压信号作为给定连至运算放大器N2的正端，运算放大器N2的输出端连接前级变换器驱动控制芯片反馈端，形成电压闭环控制前级变换器输出。后级变换器输出电压采样信号作为输入，通过由运算放大器N3和电阻R5、电阻R6、电阻R7组成的比例放大环节后，进入由运算放大器N4、电阻R8、电容C3、电容C4组成的比例积分调节电路的负端，外部电压信号作为给定连至运算放大器N4的正端，运算放大器N4的输出端连接后级变换器驱动控制芯片反馈端，形成电压闭环控制后级变换器输出。同时保证级联系统中前级变换器的输出阻抗和后级变换器的输入阻抗满足级联系统稳定性判据。这种方法对前后级变换器要求较高，如不满足判据，该级联系统的电压闭环则不易保持稳定。而且该方法中运算放大器容易受到外部干扰，导致电压闭环不易稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种级联变换器的电压闭环稳定控制电路，解决级联变换器电压闭环不易稳定的问题。一种级联变换器的电压闭环稳定控制电路，包括:运算放大器N1、运算放大器N2、运算放大器N3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4，还包括:线性光耦N4，其中，线性光耦N4，包括:二极管V1、三极管V2和三极管V3。电阻Rl的一端与后级变换器的电压输出端印制导线连接，电阻Rl的另一端与运算放大器NI的反相输入端印制导线连接；三极管V2的集电极与运算放大器NI的反相输入端印制导线连接，三极管V2射极端与GNDl印制导线连接；运算放大器NI的反相输入端与电容Cl的一端印制导线连接，电容Cl另一端分别与运算放大器NI的输出端和电阻R2的一端印制导线连接，电阻R2的另一端与二极管Vl的阴极端印制导线连接；运算放大器NI的正相输入端子与GNDl印制导线连接；二极管Vl的阳极端与供电电源印制导线连接，三极管V3的射极端与GND2印制导线连接，三极管V3的集电极端与运算放大器N2的反相输入端印制导线连接；运算放大器N2的反相输入端分别与电容C2的一端和电阻R3的一端印制导线连接，电容C2另一端与电阻R3另一端印制导线连接，电阻R3另一端与运算放大器N2的输出端印制导线连接；运算放大器N2的输出端与电阻R4的一端印制导线连接；运算放大器N2的正相输入端与GND2印制导线连接；电阻R4的另一端与运算放大器N3的正相输入端印制导线连接；电阻R5的一端与电阻R6的一端印制导线连接，电阻R6的一端与运算放大器N3的反相输入端印制导线连接，电阻R5的另一端与前级变换器的输出电压端印制导线连接，电阻R6的另一端与GND2印制导线连接；运算放大器N3的反相输入端与电容C3的一端印制导线连接，运算放大器N3的反相输入端与电容C4的一端印制导线连接；电容C3的另一端与电阻R7的一端印制导线连接，电阻R7的另一端与电容C4的另一端印制导线连接，电阻R7的另一端与运算放大器N3的输出端印制导线连接。后级变换器输出电压采样值通过运算放大器NI和电阻R1、电阻R2、电容Cl将线性光耦N4内部二极管Vl导通，二极管Vl的导通同时控制三极管V2和三极管V3的导通。运算放大器N2和电阻R3、电阻R4实现比例放大，电容C2滤除干扰，将后级变换器输出电压通过电阻R5、电阻R6分压，将分压值作为前级变换器控制电路的给定，通过由运算放大器N3、电阻R7、电容C3和电容C4组成的比例积分调节电路调节运算放大器N3的输出电流，实现控制前级变换器输出电压的功能，从而控制级联系统输出电压。本发明具有电压闭环稳定性高的特点，使用者可根据需要自行调整比例积分参数，从而调整控制精度以及稳定性，克服干扰信号，适用任意两级级联开关电源的电压闭环控制。
图1 一种级联变换器的电压闭环稳定控制电路的结构示意图。
具体实施例方式一种级联变换器的电压闭环稳定控制电路，包括:运算放大器N1、运算放大器N2、运算放大器N3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4，还包括:线性光耦N4，其中，线性光耦N4，包括:二极管V1、三极管V2和三极管V3。电阻Rl的一端与后级变换器的电压输出端印制导线连接，电阻Rl的另一端与运算放大器NI的反相输入端印制导线连接；三极管V2的集电极与运算放大器NI的反相输入端印制导线连接，三极管V2射极端与GNDl印制导线连接；运算放大器NI的反相输入端与电容Cl的一端印制导线连接，电容Cl另一端分别与运算放大器NI的输出端和电阻R2的一端印制导线连接，电阻R2的另一端与二极管Vl的阴极端印制导线连接；运算放大器NI的正相输入端与GNDl印制导线连接；二极管Vl的阳极端与供电电源印制导线连接，三极管V3的射极端与GND2印制导线连接，三极管V3的集电极端与运算放大器N2的反相输入端印制导线连接；运算放大器N2的反相输入端分别与电容C2的一端和电阻R3的一端印制导线连接，电容C2另一端与电阻R3另一端印制导线连接，电阻R3另一端与运算放大器N2的输出端印制导线连接；运算放大器N2的输出端与电阻R4的一端印制导线连接；运算放大器N2的正相输入端与GND2印制导线连接；电阻R4的另一端与运算放大器N3的正相输入端印制导线连接；电阻R5的一端与电阻R6的一端印制导线连接，电阻R6的一端与运算放大器N3的反相输入端印制导线连接，电阻R5的另一端与前级变换器的输出电压端印制导线连接，电阻R6的另一端与GND2印制导线连接；运算放大器N3的反相输入端与电容C3的一端印制导线连接，运算放大器N3的反相输入端与电容C4的一端印制导线连接；电容C3的另一端与电阻R7的一端印制导线连接，电阻R7的另一端与电容C4的另一端印制导线连接，电阻R7的另一端与运算放大器N3的输出端印制导线连接。后级变换器输出电压采样值通过运算放大器NI和电阻R1、电阻R2、电容Cl将线性光耦N4内部二极管Vl导通，二极管Vl的导通同时控制三极管V2和三极管V3的导通。运算放大器N2和电阻R3、电阻R4实现比例放大，电容C2滤除干扰，将后级变换器输出电压通过电阻R5、电阻R6分压，将分压值作为前级变换器控制电路的给定，通过由运算放大器N3、电阻R7、电容C3和电容C4组成的比例积分调节电路调节运算放大器N3的输出电流，实现控制前级变换器输出电压的功能，从而控制级联系统输出电压。运算放大器N1、运算放大器N2、光耦N4及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容Cl、电容C2构成一个隔离放大电路，后级变换器输出电压采样值被放大后作为前级变换器控制电路的PI调节器的同向输入端给定，比例积分调节电路由运算放大器N3及电阻R7、电容C3、C4构成，前级变换器输出电压采样信号经过电阻R5和电阻R6的分压，连至运算放大器的反向输入端作为反馈信号，经过比例积分运算后的输出提供至前级变换器控制芯片的反馈端，实现控制前级变换器输出电压的功能，从而控制级联系统输出电压。
权利要求
1.一种级联变换器的电压闭环稳定控制电路，包括:运算放大器N1、运算放大器N2、运算放大器N3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4，其特征在于还包括:线性光耦N4，其中，线性光耦N4，包括:二极管V1、三极管V2和三极管V3 ； 电阻Rl的一端与后级变换器的电压输出端印制导线连接，电阻Rl的另一端与运算放大器NI的反相输入端印制导线连接；三极管V2的集电极与运算放大器NI的反相输入端印制导线连接，三极管V2射极端与GNDl印制导线连接；运算放大器NI的反相输入端与电容Cl的一端印制导线连接，电容Cl另一端分别与运算放大器NI的输出端和电阻R2的一端印制导线连接，电阻R2的另一端与二极管Vl的阴极端印制导线连接；运算放大器NI的正相输入端与GNDl印制导线连接；二极管Vl的阳极端与供电电源印制导线连接，三极管V3的射极端与GND2印制导线连接，三极管V3的集电极端与运算放大器N2的反相输入端印制导线连接；运算放大器N2的反相输入端分别与电容C2的一端和电阻R3的一端印制导线连接，电容C2另一端与电阻R3另一端印制导线连接，电阻R3另一端与运算放大器N2的输出端印制导线连接；运算放大器N2的输出端与电阻R4的一端印制导线连接；运算放大器N2的正相输入端与GND2印制导线连接；电阻R4的另一端与运算放大器N3的正相输入端印制导线连接；电阻R5的一端与电阻R6的一端印制导线连接，电阻R6的一端与运算放大器N3的反相输入端印制导线连接，电阻R5的另一端与前级变换器的输出电压端印制导线连接，电阻R6的另一端与GND2印制导线连接；运算放大器N3的反相输入端与电容C3的一端印制导线连接，运算放大器N3的反相输入端与电容C4的一端印制导线连接；电容C3的另一端与电阻R7的一端印制导线连接，电阻R7的另一端与电容C4的另一端印制导线连接，电阻R7的另一端与运算放大器N3的输出端印制导线连接； 后级变换器输出电压采样值通过运算放大器NI和电阻R1、电阻R2、电容Cl将线性光耦N4内部二极管Vl导通，二极管Vl的导通同时控制三极管V2和三极管V3的导通；运算放大器N2和电阻R3、电阻R4实现比例放大，电容C2滤除干扰，将后级变换器输出电压通过电阻R5、电阻R6分压，将分压值作为前级变换器控制电路的给定，通过由运算放大器N3、电阻R7、电容C3和电容C4组成的比例积分调节电路调节运算放大器N3的输出电流，实现控制前级变换器输出电压的功能，从而控制级联系统输出电压； 运算放大器N1、运算放大器N2、光耦N4及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容Cl、电容C2构成一个隔离放大电路，后级变换器输出电压采样值被放大后作为前级变换器控制电路的PI调节器的同向输入端给定，比例积分调节电路由运算放大器N3及电阻R7、电容C3、C4构成，前级变换器输出电压采样信号经过电阻R5和电阻R6的分压，连至运算放大器的反向输入端作为反馈信号，经过比例积分运算后的输出提供至前级变换器控制芯片的反馈端，实现控制前级变换器输出电压的功能，从而控制级联系统输出电压。
全文摘要
本发明公开了一种级联变换器的电压闭环稳定控制电路，包括运算放大器、线性光耦、电阻和电容。各组成部分通过PCB印制板导线连接。后级变换器输出电压采样值被放大后作为前级变换器控制电路的PI调节器的同向输入端给定，前级变换器输出电压采样信号经过分压，送至运算放大器的反向输入端作为反馈信号，经过比例积分运算后的输出提供至前级变换器控制芯片的反馈端，实现控制前级变换器输出电压的功能，从而控制级联变换器输出电压。本发明具有稳定性高的特点，根据需要自行调整比例积分参数，从而调整控制精度以及稳定性，克服干扰信号，适用两级级联变换器的电压闭环控制。
文档编号G05F1/56GK103163930SQ20131011740
公开日2013年6月19日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者杨帆, 李东昊, 尚晓磊, 赵斌 申请人:北京机械设备研究所