基于带有滤波器的比例调节环节的直流升压斩波电路的制作方法

本实用新型属于电气控制领域。

背景技术：

随着电力电子技术的迅速发展，高压开关稳压电源已广泛用于计算机、通信、工业加工和航空航天等领域。所有的电力设备都需要良好稳定的供电，而外部提供的能源大多为交流，电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各种类别直流任务。但有时所供的直流电压不符合设备需要，仍需变换，称为DC/DC变换。直流斩波电路作为直流电变成另一种固定电压的DC-DC变换器，在直流传动系统.、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用。随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。直流斩波技术已被广泛运用开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波能领域得到了广泛的应用。

其中升压斩波电路是应用极其广泛的一种，其典型的原理图如图1所示，当V1导通时，电感L相当于直接被接入电源，由于电感电流不能突变，此时流过电感L的电流逐渐增加(此时自感现象阻止磁通量的增加，自感电动势方向与电流相反，阻止电流的迅速增加)，将能量储存在磁场中；当V1关断时，由于电感电流不能突变，电感L产生自感电动势来阻止磁通量的下降，由电流可以判断出来，电感L的自感电动势左负右正，刚好与电源同向，电压相叠加，输出电压u_o比输入电压u_i高，产生了升压效果。现有的直流升压斩波电路大多的输出电压与输入电压的比例是固定不可调的，因此，在使用时限制了其应用范围，不够灵活。

技术实现要素：

本实用新型目的是为了解决输出输入固定比值的升压斩波电路由于比例不可调而限制其应用范围、不灵活的问题，提供了一种基于带有滤波器的比例调节环节的直流升压斩波电路。

本实用新型所述基于带有滤波器的比例调节环节的直流升压斩波电路包括电感L1、电感L2、二极管VD2、电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3、晶体管V1、比较器A1、比较器A2、参考直流电源U_REF、电阻R1、电阻R2和三角波发生器；

电感L1的一端连接输入直流电源的正极，电感L1的另一端同时连接晶体管V1的漏极和二极管VD2的阳极，二极管VD2的阴极同时连接电解电容C1的正极、电阻R1的一端和斩波电路正极输出端；

晶体管V1的栅极连接比较器A2的输出端，比较器A2的反相输入端连接三角波发生器的三角波信号输出端，比较器A2的同相输入端连接比较器A1的输出端，比较器A1的同相输入端连接参考直流电源U_REF的正极，比较器A1的反相输入端同时连接电解电容C3的正极和电感L2的一端，电感L2的另一端同时连接电解电容C2的正极、电阻R1的另一端和电阻R2的一端；

电阻R2的另一端同时连接输入直流电源的负极、晶体管V1的源极、参考直流电源U_REF的负极、电解电容C3的负极、电解电容C2的负极、电解电容C1的负极和斩波电路负极输出端。

优选地，晶体管V1设置有寄生二极管VD1，寄生二极管VD1反向并联在晶体管V1的源极、漏极之间。

本实用新型的优点：本实用新型所述基于带有滤波器的比例调节环节的直流升压斩波电路具有比例调节环节，灵活的调整输出电压与输入电压之间的比例，灵活的应用在多种环境中，应用范围广，且电路结构简单、实用。

附图说明

图1是现有基于带有滤波器的比例调节环节的直流升压斩波电路的原理图；

图2是本实用新型所述基于带有滤波器的比例调节环节的直流升压斩波电路的原理图。

具体实施方式

下面结合图2说明本实施方式，本实施方式直流升压斩波电路的主体结构包括L1、V1、VD1、VD2、C1，这些部件和现有升压斩波电路相同，本实施方式电路增加了比例调节功能，使输出电压u_o与输入电压u_i的比例可调，以保证输出稳定的输出电压u_o，本实施方式设计了带滤波器的比例调节电路，R1、R2构成分压电路，其中对R2两端的电压进行采样，得到采样电阻R2两端电压值ku_o，其中k∈(0,1)。

C2、L2、C3构成“滤波器”对采样电压ku_o进行滤波，可有效地滤掉噪声信号，得到电压信号kū_o，kū_o为滤波平稳后电压。

电压信号kū_o作用于比较器A1的反相输入端，与同相输入端的基准电压U_REF比较放大，这一环节可视为比例控制器环节，得出调整量u_A1。比较器A2根据该A1输出的调整量u_A1、利用三角波信号调节A2输出u_A2的占空比，调节结果使输出电压u_o稳定在期望值，即通过电压信号kū_o的比例调整来完成该斩波电路的输出电压u_o稳定输出。