节单元包括第一控制环路和调整管，第一控制环路输出控制信号到调整管的控制端，控制所述调整管的导通状态，调整管的输出端为所述低压差线性电压调节单元的输出端。第一控制环路包括两个输入端，一个输入端与所述调整管的输出端连接，另一个输入端输入第一控制信号。所述第一控制信号由给定控制信号和所述负载回路当前的电流采样信号相减而得。在本实施例中，上述调整管通常是一个功率开关器件(例如晶体管或MOS管)，调整管的控制端通常是晶体管的基极或栅极。这样，当一个晶体管或MOS管的基极或栅极上的电压变化时，其集电极和发射极之间或源极和漏极的电压降会随之变化(这种变化包括饱和导通，即该功率开关器件处于开关状态)，也就是消耗在该集电极和发射极或源极和漏极之间的电压降发生变化，这样的变化使得出现在上述调整管输出端之上的电压变化，从而实现了控制施加到负载上的电压的目的，使得负载能够由上述低压差线性电压调整单元取得的电流，从而实现了对DCDC开关变换器输出的脉冲上升沿的电流补偿。值得一提的是，在本实施例中，第一控制信号是通过一个加法器对给定控制信号和负载回路上的电流采样信号相减而得到的，其中该给定控制信号是实现设定的一个设定值或设定控制信号，在整个过程中，该值是不变的。
[0021]而DCDC开关变换器包括开关器件和为该开关器件提供驱动信号的第二控制环路。所述第二控制环路包括两个输入端，一个输入端与上述负载回路的当前电流采样信号连接，另一个输入端输入所述给定控制信号。比较这两个信号后，得到输出到上述开关器件的开关控制信号。该开关控制器件通常是MOS管。此外，在本实施例中，上述DCDC开关变换器还包括整流模块和滤波储能模块，所述整流模块对所述开关器件输出的信号进行整流，所述滤波储能模块对所述整流模块输出的信号进行滤波和储能，并将经过处理后的所述整流模块输出信号提供到所述负载。
[0022]在图2中，其具体的电路连接关系如下:直流输入的正端连接在负载一端，负载的另一端与低压差线性电压调节单元的调整管的输入端连接，调整管的输出端通过电阻接地;直流输入的负端接地，DCDC交流变换器的开关管一端接地，另一端依次通过整流模块和滤波储能模块连接在负载的另一端;负载回路的当前电流采样在所述负载的另一端与所述滤波储能模块的连接处取得。在图2中，整流模块包括一个阳极连接所述开关器件的输出端、阴极连接所述直流输入正端的整流二极管;滤波储能模块包电感和电容，所述电感一端与所述整流二极管的阳极连接，电感的另一端与电容的负极连接并连接到负载的另一端；电容正极连接在直流输入正端。通过上述电路的连接，图2中的电路能够较好地为负载提供负的电流脉冲。
[0023]在图2中，由电路拓扑的角度来看，上述DCDC交流变换器采用BUCK电路。其工作原理是:首先，将在负载回路上进行电流采样得到的控制信号(负载电流采样信号)作为BUCK电路输出电流的基准信号，通过控制开关器件的导通关断，使BUCK的输出电流能完全跟踪给定控制信号。由于BUCK电路响应速度比较慢，难以实现完全跟踪，所以引入低压差线性电压调节单元来做补偿BUCK电路的上升沿部分，通过将控制信号和BUCK电路的采样输出电流的差值作为低压差线性电压调节单元电路的控制信号，通过控制调整管的导通状态，使低压差线性电压调节单元的输出电流跟随给定信号。这两部分之和即为经过负载的输出电流。
[0024]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种为负载提供恒定脉冲电流的装置，其特征在于，包括将直流输入转换为脉冲电流提供给负载的DCDC开关变换器和在所述DCDC开关变换器输出脉冲的上升沿为所述负载提供电流补偿的低压差线性电压调节单元;所述低压差线性电压调节单元包括输入端和输出端，其输入端与所述直流输入连接以取得输入，其输出端连接在负载回路中为所述负载提供电流补偿，且所述输出端上的电压值由所述负载回路的当前电流值决定。2.根据权利要求1所述的为负载提供恒定脉冲电流的装置，其特征在于，所述低压差线性电压调节单元包括第一控制环路和调整管，所述第一控制环路输出控制信号到所述调整管的控制端，控制所述调整管的导通状态，流经所述调整管的电流为所述低压差线性电压调节单元的输出端。3.根据权利要求2所述的为负载提供恒定脉冲电流的装置，其特征在于，所述第一控制环路包括两个输入端，一个输入端与所述调整管的输出端连接，另一个输入端输入第一控制信号。4.根据权利要求3所述的为负载提供恒定脉冲电流的装置，其特征在于，所述第一控制信号由给定控制信号和所述负载回路当前的电流采样信号相减而得。5.根据权利要求4所述的为负载提供恒定脉冲电流的装置，其特征在于，所述DCDC开关变换器包括开关器件和为所述开关器件提供驱动信号的第二控制环路。6.根据权利要求5所述的为负载提供恒定脉冲电流的装置，其特征在于，所述第二控制环路包括两个输入端，一个输入端与所述负载回路的当前电流采样信号连接，另一个输入端输入所述给定控制信号。7.根据权利要求6所述的为负载提供恒定脉冲电流的装置，其特征在于，所述DCDC开关变换器还包括整流模块和滤波储能模块，所述整流模块对所述开关器件输出的信号进行整流，所述滤波储能模块对所述整流模块输出的信号进行滤波和储能，并将经过处理后的所述整流模块输出信号提供到所述负载。8.根据权利要求7所述的为负载提供恒定脉冲电流的装置，其特征在于，所述直流输入的正端连接在所述负载一端，所述负载的另一端与所述低压差线性电压调节单元的调整管的输入端连接，所述调整管的输出端通过电阻接地;所述直流输入的负端接地，所述DCDC变换器的开关管一端接地，另一端依次通过所述整流模块和滤波储能模块连接在所述负载的另一端;所述负载回路的当前电流采样在所述负载的另一端与所述滤波储能模块的连接处取得。9.根据权利要求8所述的为负载提供恒定脉冲电流的装置，其特征在于，所述整流模块包括一个阳极连接所述开关器件的输出端、阴极连接所述直流输入正端的整流二极管;所述滤波储能模块包电感和电容，所述电感一端与所述整流二极管的阳极连接，所述电感的另一端与所述电容的负极连接并连接到所述负载的另一端;所述电容正极连接在所述直流输入正端。10.根据权利要求8所述的为负载提供恒定脉冲电流的装置，其特征在于，所述DCDC变换器采用BUCK电路。
【专利摘要】本实用新型涉及一种为负载提供恒定脉冲电流的装置，包括将直流输入转换为脉冲电流提供给负载的DCDC开关变换器和在所述DCDC开关变换器输出脉冲的上升沿为所述负载提供电流补偿的低压差线性电压调节单元；所述低压差线性电压调节单元包括输入端和输出端，其输入端与所述直流输入连接以取得输入，其输出端连接在负载回路中为所述负载提供电流补偿，且所述输出端上的电压值由所述负载回路的当前电流值决定。实施本实用新型的为负载提供恒定脉冲电流的装置，具有以下有益效果：其功耗较少、较易实现大功率输出、能较好地实现给定脉冲信号的完全跟踪。
【IPC分类】H02M9/02
【公开号】CN205304642
【申请号】
【发明人】宋栋梁, 崔荣明
【申请人】深圳市皓文电子有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年11月30日