專利名稱：改進(jìn)型單周期控制全橋變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種全橋變換器，具體是一種單周期控制全橋變換器。
背景技術(shù)：
單周期控制全橋變換器，采用單周控制技術(shù)，該技術(shù)是一種脈沖狀的非線性控制技術(shù)，這種技術(shù)利用了開(kāi)關(guān)變換器的脈沖特性和非線性特性，實(shí)現(xiàn)電壓或電流平均值的即時(shí)控制，具有響應(yīng)速度快，魯棒性好，抗輸入擾動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。單周期控制是在20世紀(jì)90年代初由Keyue M. Semdley基于Buck電路提出的，它是一種大信號(hào)非線性控制方式，其基本思想是控制功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間或者關(guān)斷時(shí)間，在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，使功率開(kāi)關(guān)變換器的開(kāi)關(guān)變量平均值在穩(wěn)態(tài)或者暫態(tài)嚴(yán)格等于控制參考或者與控制參考成比例。這種控制的最大特點(diǎn)是能在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)有效抵制輸入側(cè)的 擾動(dòng)。下面以Buck變換器為例來(lái)具體闡明單周期控制技術(shù)的原理。 為簡(jiǎn)化分析過(guò)程，設(shè)電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)，濾波電感L和濾波電容C足夠大，以至于在一個(gè)工作周期內(nèi)，輸出電壓和電流都可以看作恒定值，且Q為理想開(kāi)關(guān)管，D為理想二
極管，開(kāi)關(guān)頻率X為固定值。當(dāng)電路正常工作時(shí)，由觸發(fā)器組成的控制電路以恒定頻率產(chǎn)生開(kāi)通脈沖，開(kāi)通功率管Q，二極管D的電壓^送到積分器(積分器初始狀態(tài)為零)，當(dāng)積分器輸出電壓匕達(dá)
到給定電壓時(shí)，比較器輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)，RS觸發(fā)器發(fā)出信號(hào)關(guān)斷開(kāi)關(guān)管Q，與此同時(shí)，RS觸
發(fā)器發(fā)出復(fù)位信號(hào)使實(shí)時(shí)積分器復(fù)位至零，為下一周期做好準(zhǔn)備，工作波形如圖3-2所示。經(jīng)過(guò)以上分析，我們可以得出控制方程如下式匕=會(huì)V = ★ Vsdt = Vnf(3-1)如果給定信號(hào)為常數(shù)，二極管的平均電壓^就為常數(shù)，從而輸出電圧卩就為常數(shù)。在單周期控制中，占空比由下式?jīng)Q定去JodVfA = (3-2)可見(jiàn)，占空比d是輸入電壓k f和參考電壓的非線性函數(shù)，因而這種控制方式屬非線性控制。由于這種非線性控制的存在，使得^處電壓平均值在每一開(kāi)關(guān)周期內(nèi)都與&完全相同，并且與輸入電壓^大小無(wú)關(guān)。這樣，輸出電圧^便是參考電壓&的線性函數(shù)
權(quán)利要求1.一種改進(jìn)型單周期控制全橋變換器，其特征在于它是由驅(qū)動(dòng)器、開(kāi)關(guān)管式全橋整流電路模塊、降壓變壓器、全橋整流器、濾波及負(fù)載電路模塊、窄脈沖發(fā)生器、復(fù)位積分器、PID調(diào)節(jié)器、比較器、RS觸發(fā)器和移相脈沖分配電路模塊構(gòu)成，所述開(kāi)關(guān)管式全橋整流電路模塊、降壓變壓器、全橋整流器、濾波及負(fù)載電路模塊依次電連接，全橋整流器的二極管電壓經(jīng)復(fù)位積分器送入比較器，濾波及負(fù)載電路模塊的輸出電壓經(jīng)PID調(diào)節(jié)器送入比較器，作為比較器的單周期控制的參考值，比較器將比較結(jié)果送入RS觸發(fā)器，RS觸發(fā)器將控制信號(hào)通過(guò)移相脈沖分配電路模塊傳送給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器將驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送給開(kāi)關(guān)管式全橋整流電路模塊中的四個(gè)開(kāi)關(guān)管以及窄脈沖發(fā)生器，窄脈沖發(fā)生器與復(fù)位積分器上的復(fù)位開(kāi)關(guān)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改進(jìn)型單周期控制全橋變換器，其特征在于所述開(kāi)關(guān)管式全橋整流電路模塊是由四個(gè)開(kāi)關(guān)管、四個(gè)二極管和四個(gè)電容搭建而成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種改進(jìn)型單周期控制全橋變換器，它是由驅(qū)動(dòng)器、開(kāi)關(guān)管式全橋整流電路模塊、降壓變壓器、全橋整流器、濾波及負(fù)載電路模塊、窄脈沖發(fā)生器、復(fù)位積分器、PID調(diào)節(jié)器、比較器、RS觸發(fā)器和移相脈沖分配電路模塊構(gòu)成，全橋整流器的二極管電壓經(jīng)復(fù)位積分器送入比較器，濾波及負(fù)載電路模塊的輸出電壓經(jīng)PID調(diào)節(jié)器送入比較器。本實(shí)用新型在單周期控制的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)傳統(tǒng)輸出電壓反饋控制環(huán)，減小了元件非理想性帶來(lái)的穩(wěn)態(tài)誤差，增大了負(fù)載調(diào)整范圍，加快了過(guò)渡過(guò)程，大大提高了輸出電壓的穩(wěn)態(tài)精度，所以此電路既改變了單周期控制方法負(fù)載調(diào)整性能薄弱的不足，又繼承了它對(duì)輸入擾動(dòng)抑制能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)H02M3/335GK202737746SQ20122027990
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者張臻 申請(qǐng)人:廣東智造能源科技研究有限公司