開關電源非線性補償電路及調頻式開關電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電子電路，尤其是涉及一種結構合理、工作可靠、控制精準的用于LLC諧振式開關電源非線性補償電路及調頻式開關電源。
【背景技術】
[0002]目前在LLC開關電源的設計中，采用負反饋設計來實現開關電源的恒電壓或者恒電流輸出。為了實現控制電路的精確、高速，通常將控制電路放到初級側，反饋環路放到次級側。為了實現電氣系統的隔離，在反饋環路中往往采用線性光耦來實現不同電氣系統之間的信號傳遞。在傳統的LLC開關電源中，當輸入電壓或負載發生變化時，電源的工作頻率就會發生變化，且呈非直線特性，見圖2。因此設計環路時就應按照最小增益設計，否則就會造成環路不穩定。
【發明內容】
[0003]本實用新型針對以上缺點和不足，提出一種能夠提高設備小負載與高溫時的穩定性，進而提高產品品質的用于LLC諧振式開關電源非線性補償電路及調頻式開關電源。
[0004]本實用新型可以通過以下措施達到:
[0005]一種開關電源非線性補償電路，其特征在于包括反饋隔離用光耦、光耦驅動限流電阻，以及并聯于光耦驅動限流電阻上的非線性補償器件，所述非線性補償器件包括兩個二極管和一個電阻，其中兩個二極管串聯后再與電阻串聯。
[0006]一種調頻式開關電源，其特征在于包括主DCAC逆變電路、A⑶C整流輸出電路、反饋采樣電路、反饋控制器、非線性補償電路和隔離反饋電路、PWM產生和輸出電路、隔離驅動電路，其中ACDC整流輸出電路、反饋采樣電路、反饋控制器、非線性補償電路和隔離反饋電路、PWM產生電路、隔離驅動電路、DCAC逆變電路依次串聯形成回路。
[0007]本實用新型在使用時，調頻式開關電源中設有DCAC逆變電路用于實現直流電向高頻交流電的轉換；ACDC整流輸出電路用于實現交流電的電壓變化與交流電向直流電的額轉換；反饋采樣電路用于實現直流輸出電壓或者電流的采樣放大；反饋控制器用來實現整機恒壓或者恒流輸出的功能與輸出電壓或者電流的精度的保證；非線性補償與隔離反饋電路，用來實現整機工作過程中非線性工作點的非線性補償與小信號的隔離反饋；PWM產生和輸出電路產生DCAC逆變電路工作所需要的驅動信號；隔離驅動電路用于實現PWM驅動信號的隔離傳輸，其中由于有二極管的存在，利用二極管的非線性，實現了反饋環路的非線性補償，消除非線性帶來的增益浪費。與現有技術相比，能夠顯著提高工作穩定性，具有結構合理、使用方便、控制精準等顯著的優點。
【附圖說明】
[0008]附圖1調頻方式開關電源原理框圖。
[0009]附圖2 LLC增益-頻率特性曲線圖。
[0010]附圖3非線性補償電路圖。
[0011]附圖4增加非線性補償前的補償曲線。
[0012]附圖5增加非線性補償后的補償曲線。
[0013]附圖標記:DCAC逆變電路1、A⑶C整流輸出電路2、反饋采樣電路3、反饋控制器4、非線性補償與隔離反饋電路5、PWM產生和輸出電路6、隔離驅動電路7。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0015]如附圖2所示，本實用新型針對現有技術的缺點和不足，提出了一種開關電源非線性補償電路，其特征在于包括反饋隔離用光耦、光耦驅動限流電阻，以及并聯于光耦驅動限流電阻上的非線性補償器件，所述非線性補償器件包括兩個二極管和一個電阻，其中兩個二極管串聯后再與電阻串聯。
[0016]如附圖1所示，本實用新型還提出了一種調頻式開關電源，其特征在于包括主DCAC逆變電路1、ACDC整流輸出電路2、反饋采樣電路3、反饋控制器4、非線性補償電路和隔離反饋電路5、PWM產生和輸出電路6、隔離驅動電路7，其中ACDC整流輸出電路、反饋采樣電路、反饋控制器、非線性補償電路和隔離反饋電路、PWM產生電路、隔離驅動電路、DCAC逆變電路依次串聯形成回路。所述非線性補償電路包括反饋隔離用光耦、光耦驅動限流電阻，以及并聯于光耦驅動限流電阻上的非線性補償器件，所述非線性補償器件包括兩個二極管和一個電阻，其中兩個二極管串聯后再與電阻串聯。
[0017]本實用新型調頻式開關電源中設有的DCAC逆變電路I用于實現直流電向高頻交流電的轉換；ACDC整流輸出電路2用于實現交流電的電壓變化與交流電向直流電額轉換；反饋采樣電路3用于實現直流輸出電壓或者電流的采樣放大；反饋控制器4用來實現整機恒壓或者恒流輸出的功能與輸出電壓或者電流的精度的保證；非線性補償與隔離反饋電路5，用來實現整機工作過程中非線性工作的點的非線性補償與小信號的隔離反饋，其中由于有二極管的存在，利用二極管的非線性，實現了反饋環路的非線性補償，除非線性帶來的增益浪費；PWM產生和輸出電路6產生DCAC逆變電路工作所需要的驅動信號；隔離驅動電路7用于實現PWM驅動信號的隔離傳輸。
[0018]如附圖2所示，LLC增益-頻率特性曲線圖。隨著增益的變化，頻率呈非線性變化。在Mmax時同樣的ΔΜ對應的Δ Fsw要比在Mmin時要小。這說明環路增益如果固定，在Mmin時環路增益合適時，在Mmax就會出現環路振蕩。因此我們設計了這種非線性補償電路，以消除非線性帶來的增益浪費。
[0019]如附圖3所示，為非線性補償電路在實際電路的具體實現形式。包括反饋隔離用光耦、光耦驅動限流電阻，以及并聯于光耦驅動限流電阻上的非線性補償器件。非線性補償器件包括兩個二極管和一個電阻。優選非線性補償器件的連接方式為兩個二極管串聯，然后與電阻串聯。由圖3可知，此補償電路的具體參數上，可以有多種變形和改進。
[0020]附圖4為線性補償電路反饋控制電路的補償曲線，可以發現其補償曲線為一條直線，在LLC工作的非線性區域內不能夠實現很好的跟隨與補償。
[0021]附圖5為增加非線性補償電路后反饋控制電路的補償曲線，可以發現，補償曲線在小電流段為非線性區域，對LLC電路工作過程中的非線性區域進行補償，以得到更寬的負載范圍和更穩定的工作特性。
[0022]本實用新型與現有技術相比，能夠顯著提高工作穩定性，具有結構合理、使用方便、控制精準等顯著的優點。
【主權項】
1.一種開關電源非線性補償電路，其特征在于包括反饋隔離用光耦、光耦驅動限流電阻，以及并聯于光耦驅動限流電阻上的非線性補償器件，所述非線性補償器件包括兩個二極管和一個電阻，其中兩個二極管串聯后再與電阻串聯。2.一種調頻式開關電源，其特征在于包括主DCAC逆變電路、ACDC整流輸出電路、反饋采樣電路、反饋控制器、非線性補償電路和隔離反饋電路、PWM產生和輸出電路、隔離驅動電路，其中ACDC整流輸出電路、反饋采樣電路、反饋控制器、非線性補償電路和隔離反饋電路、PWM產生電路、隔離驅動電路、DCAC逆變電路依次串聯形成回路，所述非線性補償電路包括反饋隔離用光耦、光耦驅動限流電阻，以及并聯于光耦驅動限流電阻上的非線性補償器件，所述非線性補償器件包括兩個二極管和一個電阻，其中兩個二極管串聯后再與電阻串聯。
【專利摘要】本實用新型涉及一種電子電路，尤其是涉及一種結構合理、工作可靠、控制精準的用于LLC諧振式開關電源非線性補償電路及調頻式開關電源，其特征在于包括反饋隔離用光耦、光耦驅動限流電阻，以及并聯于光耦驅動限流電阻上的非線性補償器件，所述非線性補償器件包括兩個二極管和一個電阻，其中兩個二極管串聯后再與電阻串聯，本實用新型與現有技術相比，能夠顯著提高工作穩定性，具有結構合理、使用方便、控制精準等顯著的優點。
【IPC分類】H02M3/335
【公開號】CN204721224
【申請號】CN201520496246
【發明人】鄭前進, 張 浩, 陳增哲
【申請人】威海天力電源有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月10日