一种针对场效应管的误差放大器快速闭环系统的制作方法

本发明涉及电气控制技术领域，尤其是针对场效应管的误差放大器快速闭环系统。

背景技术：

场效应管的控制到输出具有较强的非线性特性，只有在中间较窄区间近似为线性区域，在利用场效应管该线性区间进行电气控制时，常用选择为基于误差放大器构成负反馈电路，通过调节场效应管的栅极电压来实现闭环控制。为缩短误差放大器从启动到进入稳态的闭环时间，现有技术采用输入控制基准从零起调的方法。

应用现有技术启动时，随着输入控制基准从零起调，误差放大器的输出也带动着场效应管的栅极电压从零开始增长。当场效应管的栅极电压低于开启电压时，场效应管一直处于截止状态，这使得误差比较器的反馈输入始终为零。经过一段时间，误差比较器的输出带动场效应管栅极达到了开启电压，此时控制基准也已上升到δr。由于误差放大器的放大倍数很大，在输入误差δr下使得输出以很快的速度上升，导致栅极电压在闭环工作点出现较大的超调，从而影响控制闭环速度，甚至造成控制失效。

技术实现要素：

基于现有技术的上述缺陷，本发明实施例提供一种能够实现误差放大器快速闭环，且可有效避免启动阶段输出超调的针对场效应管的误差放大器快速闭环系统。

本发明能够以多种方式实现，包括方法、系统、设备、装置或计算机可读介质，在下面论述本发明的几个实施例。

一种针对场效应管的误差放大器快速闭环系统，包括应用电路、场效应管和误差放大器，所述误差放大器的反馈输入端对应连接所述应用电路，输出端对应连接所述场效应管栅极；所述场效应管对应连接所述应用电路；所述误差放大器的供电端对应连接缓启动电路。

进一步地，所述缓启动电路包括电压斜率型缓启动电路和电流斜率型缓启动电路。

进一步地，所述误差放大器的负向输入端为反馈输入端，其输入为应用电路被控电气量的反馈值。

进一步地，所述误差放大器的正向输入端为参考输入端，其输入为基准控制电压。

本发明实施例可实现的积极有益技术效果包括：误差放大器供电端对应连接缓启动电路，能够有效降低启动阶段误差放大器的输出变化率，保证场效应管栅极到达工作点时能够迅速闭环；误差放大器供电稳定后，控制环路带宽不受影响，能够保证反馈电压对基准控制电压的实时跟踪；电路结构简单，易实现。

本发明的其他方面和优点根据下面结合附图的详细的描述而变得明显，所述附图通过示例说明本发明的原理。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明实施例提供的针对场效应管的误差放大器快速闭环系统结构图；

图2为本发明实施例提供的控制系统电路图；

图3为本发明实施例的启动仿真波形图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

图1为本发明实施例提供的针对场效应管的误差放大器快速闭环系统结构图，如图1所示，包括应用电路、场效应管和误差放大器，误差放大器的输入端对应连接应用电路，输出端对应连接场效应管栅极；场效应管对应连接应用电路；误差放大器供电端对应连接缓启动电路，供电电压采用缓启动电压。

缓启动电路包括电压斜率型缓启动电路和电流斜率型缓启动电路，其主要作用为(1)防抖动延时上电；(2)控制输出电压的上升斜率和幅值。采用缓启动电压为所述误差放大器供电，通过限制供电电压幅值和变化率，实现对误差放大器输出幅度的限制，降低场效应管栅极电压变化率。

所述误差放大器的负向输入端为反馈输入端，其输入为应用电路被控电气量的反馈值；正向输入端为参考输入端，其输入为基准控制电压。误差放大器供电电压稳定后，控制环路带宽不受影响，实现反馈电压对基准控制电压的实时跟踪。

具体实施例

图2为本发明实施例提供的控制系统电路图，如图2所示，应用电路由直流电源vdc、负载电容c和场效应管q1组成，被控电气量为直流电源vdc向负载电容c的充电电流i。电阻r3、r4和运算放大器u构成误差放大器。稳压二极管d通过限流电阻r2上拉至12v，产生的基准控制电压用于输入运算放大器u的正向输入端。充电电流i反馈量通过r3输入u的负输入端。u的输出与q1相连，控制其栅极电压。电阻r1、电容c1、c2和三极管q2构成供电缓启动电路，通过q2的发射极向u缓启动供电。

图3为所述具体实施例的启动仿真波形图，分析仿真波形图可知，利用图2所示控制系统实现了误差放大器的快速闭环控制，通过限制供电电压幅值和变化率，实现了对误差放大器输出幅度的限制，降低了场效应管栅极电压变化率。

本发明的不同方面、实施例、实施方式或特征能够单独使用或任意组合使用。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种针对场效应管的误差放大器快速闭环系统，包括应用电路、场效应管和误差放大器，所述误差放大器的反馈输入端对应连接所述应用电路，输出端对应连接所述场效应管栅极；所述场效应管对应连接所述应用电路；所述误差放大器的供电端对应连接缓启动电路。误差放大器供电端对应连接缓启动电路，能够有效降低启动阶段误差放大器的输出变化率，保证场效应管栅极到达工作点时能够迅速闭环；误差放大器供电稳定后，控制环路带宽不受影响，能够保证反馈电压对基准控制电压的实时跟踪。

技术研发人员：余俊宏;卓沛;陈根余;王凤岩
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十九研究所
技术研发日：2018.07.26
技术公布日：2019.01.15