本發(fā)明是一種前饋控制電路，尤指一種抑制電壓漣波的前饋控制電路。

背景技術(shù)：

一般而言，電力公司所提供的市電電能都為交流電，而很多電器設(shè)備使用的是直流電源，因此，需要將市電提供的交流電源轉(zhuǎn)換成直流電供電器設(shè)備使用。

但在交流電轉(zhuǎn)換成直流電的過程中，并無法將交流電成分從直流電成分中完全去除，而未去除交流電部分則造成了漣波的產(chǎn)生。

因此，現(xiàn)有技術(shù)提供了一種抑制漣波的電源供應(yīng)器，請參閱圖13所示，該電源供應(yīng)器包含有一整流單元41、一功率因數(shù)控制器(pfc)42、一電源轉(zhuǎn)換器43、一反饋電路44、一控制器45、一漣波檢測模塊46、一通訊模塊47及一補償處理模塊48。

該整流單元41電連接至一交流電源50，自該交流電源50接收一交流電，并轉(zhuǎn)換成一直流電后輸出。該功率因數(shù)控制器42電連接至該整流單元41及該電源轉(zhuǎn)換器43，以接收該直流電，并將該直流電的功率因數(shù)校正后輸出至該電源轉(zhuǎn)換器43。該電源轉(zhuǎn)換器43電連接至該控制器45，以接收該控制器45產(chǎn)生的一控制信號，并根據(jù)該控制信號進行控制，且該電源轉(zhuǎn)換器43具有一輸出端以輸出一輸出電壓vout。

該反饋電路44電連接至該電源轉(zhuǎn)換器模塊43的輸出端，以檢測該輸出電壓vout，并據(jù)以產(chǎn)生一反饋信號輸出至該控制器45，供該控制器45調(diào)整該控制信號，以穩(wěn)定該輸出電壓vout。

該漣波檢測模塊46電連接至該電源轉(zhuǎn)換器43的一輸入端，以接檢測該功率因數(shù)校正后的直流電中的漣波成分。該通訊模塊47電連接至該漣波檢測模塊46，以接收該漣波檢測模塊46檢測的漣波成分，將其傳送至該補償處理模塊48。該補償處理模塊48根據(jù)接收到的漣波成分產(chǎn)生一補償信號輸出至該電 源轉(zhuǎn)換器43的輸出端，對該電源轉(zhuǎn)換器43輸出端輸出的輸出電壓vout進行補償，以抑制該輸出電壓vout中的漣波。

但該電源轉(zhuǎn)換器43的輸入端與輸出端分屬于該電源轉(zhuǎn)換器43的一次測與二次側(cè)，且一次側(cè)與二次側(cè)之間彼此隔離。因此，采用此一方式進行漣波抑制時，必須將自該電源轉(zhuǎn)換器43一次側(cè)檢測到的漣波信號進行處理后，再經(jīng)過該通訊模塊47傳送才能將漣波信號傳送至該電源轉(zhuǎn)換器43的二次側(cè)，以對該輸出電壓vout進行補償。因此，在設(shè)計上將會大幅增加其困難度，故現(xiàn)有技術(shù)抑制漣波的技術(shù)手段勢必要做進一步的改良。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有抑制漣波的電源供應(yīng)器須透過通訊模塊傳送數(shù)據(jù)，容易產(chǎn)生信號干擾，并增加設(shè)置通訊模塊的制造成本，且造成設(shè)計困難度增加的缺點。本發(fā)明提供了一種抑制電壓漣波的前饋控制電路，該抑制電壓漣波的前饋控制電路與一電源轉(zhuǎn)換器及一控制器連接，以抑制該電源轉(zhuǎn)換器輸出的一輸出電壓中的電壓漣波，該控制器的一輸出端輸出一控制信號對該電源轉(zhuǎn)換器進行控制，而該抑制電壓漣波的前饋控制電路包含有：

一反饋衰減模塊，具有一衰減輸入端及一衰減輸出端，該衰減輸入端電連接至該電源轉(zhuǎn)換器的一輸出端以接收該輸出電壓，并衰減該輸出電壓，產(chǎn)生一第一電信號由該衰減輸出端輸出；

一濾波器模塊，電連接至該反饋衰減模塊的衰減輸出端，以接收該第一電信號，并將該第一電信號中的交流成份濾除，產(chǎn)生一第一直流信號輸出；

一減法放大器模塊，電連接至該反饋衰減模塊的衰減輸出端及該濾波器模塊，以接收該第一電信號及第一直流信號，并將該第一電信號及第一直流信號相減后放大，產(chǎn)生一漣波補償信號輸出至該控制器的輸出端。

本發(fā)明的抑制電壓漣波的前饋控制電路能直接根據(jù)二次側(cè)的輸出信號產(chǎn)生漣波補償信號，對該電源轉(zhuǎn)換器的輸入信號進行前饋控制，抑制漣波的產(chǎn)生，且本發(fā)明無須額外設(shè)置通訊模塊傳送信號，能有效減少設(shè)計困難度并節(jié)省制作成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明較佳實施例適用于電源供應(yīng)器的系統(tǒng)方塊示意圖。

圖2是本發(fā)明較佳實施例的系統(tǒng)方塊圖。

圖3是本發(fā)明使用數(shù)字處理的較佳實施例的系統(tǒng)方塊圖。

圖4是本發(fā)明使用類比處理的一較佳實施例的電路示意圖。

圖5是本發(fā)明使用類比處理的另一較佳實施例的電路示意圖。

圖6是本發(fā)明使用類比處理的再一較佳實施例的電路示意圖。

圖7是本發(fā)明較佳實施例適用負電源輸出的電源供應(yīng)器的系統(tǒng)方塊圖。

圖8a是電源供應(yīng)器于輕負載時的原始輸出信號的波型示意圖。

圖8b是電源供應(yīng)器使用本發(fā)明于輕負載時的原始輸出信號的波型示意圖。

圖9a是電源供應(yīng)器于中負載時的原始輸出信號的波型示意圖。

圖9b是電源供應(yīng)器使用本發(fā)明于中負載時的原始輸出信號的波型示意圖。

圖10a是電源供應(yīng)器于重負載時的原始輸出信號的波型示意圖。

圖10b是電源供應(yīng)器使用本發(fā)明于重負載時的原始輸出信號的波型示意圖。

圖11是電源供應(yīng)器使用本發(fā)明前后于各種負載狀態(tài)下的漣波電壓振幅大小的折線示意圖。

圖12是電源供應(yīng)器使用本發(fā)明前后于各種負載狀態(tài)下的噪聲量測值的折線示意圖。

圖13是現(xiàn)有抑制漣波的電源供應(yīng)器的系統(tǒng)方塊示意圖。

具體實施方式

以下配合圖式及本發(fā)明的較佳實施例，進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段。

請參閱圖1所示，本發(fā)明是一適用于一電源供應(yīng)器10的抑制電壓漣波的前饋控制電路20。該電源供應(yīng)器10包含有一整流單元11、一功率因數(shù)控制器(pfc)12、一電源轉(zhuǎn)換器13、一控制器14及一反饋電路15。該電源供應(yīng)器10的整流單元11電連接至一市電電源30以接收一交流電，并將交流電整流為一直流電后輸出，該功率因數(shù)控制器12電連接至該整流單元11及一電源轉(zhuǎn)換器 13，以接收該整流單元11輸出的直流電，并將該直流電的功率因數(shù)校正后輸出至該電源轉(zhuǎn)換器13的一輸入端。該電源轉(zhuǎn)換器13的一輸出端輸出一輸出電壓vout。該控制器14電連接至該電源轉(zhuǎn)換器13，并產(chǎn)生一控制信號自該控制器14的一輸出端輸出，以對該電源轉(zhuǎn)換器13進行控制，供該電源轉(zhuǎn)換器13輸出該輸出電壓vout。該反饋電路15電連接至該電源轉(zhuǎn)換器13的輸出端，以接收該輸出電壓vout，并據(jù)以產(chǎn)生一反饋信號輸出至該控制器14，供該控制器14調(diào)整其輸出的控制命令，以穩(wěn)定該電源轉(zhuǎn)換器13的輸出電壓vout。在本較佳實施例中，該電源轉(zhuǎn)換器13是一直流/直流(dc/dc)轉(zhuǎn)換器，其包括一變壓器t、一與該變壓器t一次側(cè)連接的切換開關(guān)q1、一與該變壓器t二次側(cè)連接的輸出電路，該切換開關(guān)q1是一金氧半場效晶體管，其柵極與該控制器14的輸出端連接，該控制器14是包含有一pid(比例-積分-微分)控制模塊，該控制器14輸出的控制信號是用以控制該切換開關(guān)q1的切換。

請一并參閱圖2所示，本發(fā)明的抑制電壓漣波的前饋控制電路20電連接至該電源轉(zhuǎn)換器13的輸出端及該控制器14的輸出端，以抑制該電源轉(zhuǎn)換器13的輸出電壓vout中的電壓漣波，該抑制電壓漣波的前饋控制電路20包含有一反饋衰減模塊21、一濾波器模塊22及一減法放大器模塊23。

該反饋衰減模塊21具有一衰減輸入端及一衰減輸出端，該衰減輸入端電連接至該電源轉(zhuǎn)換器13的輸出端以接收該輸出電壓vout，并衰減該輸出電壓vout，產(chǎn)生一第一電信號由該衰減輸出端輸出。該濾波器模塊22電連接至該反饋衰減模塊21的衰減輸出端，以接收該第一電信號，并將該第一電信號中的交流成份濾除，產(chǎn)生一第一直流信號輸出。該減法放大器模塊23電連接至該反饋衰減模塊21的衰減輸出端及該濾波器模塊22，以接收該第一電信號及第一直流信號，并將該第一電信號及第一直流信號相減后放大，產(chǎn)生一漣波補償信號vfeedforward輸出至該控制器的輸出端，以對該控制器14產(chǎn)生的控制信號進行前饋控制，抑制該輸出電壓vout中的電壓漣波。

由于該抑制電壓漣波的前饋控制電路20直接根據(jù)該電源轉(zhuǎn)換器13二次測的輸出信號產(chǎn)生該漣波補償信號vfeedforward，對該電源轉(zhuǎn)換器13輸入的控制信號進行前饋控制，抑制漣波的產(chǎn)生。因此，本發(fā)明無須額外設(shè)置通訊模塊傳送信號，能節(jié)省制作成本，并能減少設(shè)計上的困難度。

請參閱圖1及3所示，本發(fā)明使用數(shù)字處理的抑制電壓漣波的前饋控制 電路20包含有一反饋衰減模塊21、一濾波器模塊22及一減法放大器模塊23。

該反饋衰減模塊21電連接至該電源轉(zhuǎn)換器13的輸出端以接收該輸出電壓vout，并衰減該輸出電壓vout，產(chǎn)生一第一電信號輸出。該濾波器模塊22是一微處理單元221，以接收該第一電信號，并將該第一電信號中的交流成份濾除，產(chǎn)生一第一直流信號輸出。該減法放大器模塊23電連接至該反饋衰減模塊21及該濾波器模塊22，以接收該第一電信號及第一直流信號，并將該第一電信號及第一直流信號相減后放大，產(chǎn)生一漣波補償信號vfeedforward輸出至該控制器14的輸出端，以對該控制器14產(chǎn)生的控制信號進行前饋控制，抑制該輸出電壓vout中的電壓漣波。

該微處理單元221對該第一電信號進行取樣，并計算該第一電信號同一周期內(nèi)的取樣值的平均，以作為該第一直流信號輸出。

進一步而言，該減法放大器模塊23包含有一減法器單元232及一補償放大單元233。該減法器單元232與該補償放大單元233電連接。且該減法器單元232電連接至該反饋衰減模塊21及該濾波器模塊22，以接收該第一電信號及第一直流信號，并將該第一電信號及第一直流信號相減后輸出至該補償放大單元233。該補償放大單元233檢測該電源轉(zhuǎn)換器13的負載。當該電源轉(zhuǎn)換器13的負載超過一閥值時，以一第一補償參數(shù)放大該第一電信號及第一直流信號的差值，做為該漣波補償信號vfeedforward輸出至該電源轉(zhuǎn)換器13的輸入端。當該電源轉(zhuǎn)換器13的負載未超過該閥值時，以一第二補償參數(shù)放大該第一電信號及第一直流信號的差值，做為該漣波補償信號vfeedforward輸出至該控制器14的輸出端。在本較佳實施例中該第一補償參數(shù)大于該第二補償參數(shù)。該漣波補償信號vfeedforward是該第一電信號及第一直流信號的差值乘上該第一補償參數(shù)或該第二補償參數(shù)。

上述圖3是使用數(shù)字處理的較佳實施例，而本發(fā)明亦可使用類比處理的方式達成。

請參閱圖4所示，在本發(fā)明的一較佳實施例中，該反饋衰減模塊21是一分壓電路，以對該輸出電壓vout進行等比例衰減，并由該衰減輸出端提供合適的電壓值供該減法放大器模塊23使用，避免電壓值超過該減法放大器模塊23適用的電壓范圍。

該濾波器模塊22具有二濾波電阻r221、r222及一濾波電容c221。該二 濾波電阻r221、r222串聯(lián)后，連接于該反饋衰減模塊21的衰減輸出端與接地端之間，該濾波電容c221連接于該二濾波電阻r221、r222的串聯(lián)接點與接地端之間。

該減法放大器模塊23具有一第一電阻r231、一第二電阻r232、一第三電阻r233、一第四電阻r234及一第一放大器231。該第一放大器231具有一正輸入端、一負輸入端及一輸出端。該第一電阻r231連接于該反饋衰減模塊21的衰減輸出端與該第一放大器231的負輸入端之間。該第二電阻r232連接于該第一放大器231的負輸入端與輸出端之間。該第三電阻r233連接于該二濾波電阻r221、r222的串聯(lián)接點與該第一放大器231的正輸入端之間。該第四電阻r234連接于該第一放大器231的正輸入端與接地端之間。該第一放大器231的輸出端產(chǎn)生該漣波補償信號vfeedforward輸出至該電源轉(zhuǎn)換器13的輸入端。

請參閱圖5所示，在本發(fā)明的另一較佳實施例中，進一步包含有一第二濾波模塊24及一第二減法放大器模塊25。該第二濾波模塊24包含有一第二放大器241、一電阻r241及一電容c241，該第二放大器241具有一第二正輸入端、一第二負輸入端及一第二輸出端，該第二正輸入端連接至該減法放大器模塊23的第一放大器231輸出端，該第二負輸入端連接至該第二輸出端。該第二輸出端透過該電阻r241連接該電容c241，而該電容c241未與該電阻r241連接的一端與該接地端連接。

該第二減法放大器模塊25具有一第一電阻r251、一第二電阻r252、一第三電阻r253、一第四電阻r254及一第一放大器251。該第一放大器251具有一正輸入端、一負輸入端及一輸出端。該第二減法放大器模塊25的第一電阻r251連接于該減法放大器模塊23的第一放大器231的輸出端與該第二減法放大器模塊25的第一放大器251的負輸入端之間。該第二減法放大器模塊25的第二電阻r252連接于該第二減法放大器模塊25的第一放大器241的負輸入端與輸出端之間。該第二減法放大器模塊25的第三電阻r253連接于該第二濾波模塊24的電阻r241與電容c241的連接節(jié)點與該第二減法放大器模塊25的第一放大器251的正輸入端之間。該第二減法放大器模塊25的第四電阻r254連接于該第二減法放大器模塊25的第一放大器251的正輸入端與接地端之間。

本發(fā)明的另一較佳實施例透過該濾波模塊22及該減法放大器模塊23對該輸出電壓進行第一次的濾波并相減而獲得該連波補償信號，并進一步將該連波補償信號透過該第二濾波模塊24及該第二減法放大器模塊25再次進行濾波并相減以藉由兩次重復(fù)的動作將輸出電壓中的直流成分去除，保留更清晰的電壓漣波，產(chǎn)生效果更佳的漣波補償信號。

請參閱圖6所示，在本發(fā)明的再一較佳實施例中，進一步包含有一第三放大器26。該第三放大器26具有一正輸入端、一負輸入端及一輸出端。該第三放大器26的正輸入端電連接至該減法放大器模塊23的第一放大器231的輸出端，該第三放大器26的負輸入端電連接至該第三放大器26的輸出端，而該第三放大器26的輸出端透過該第二減法放大器模塊25的第一電阻r251電連接至該第二減法放大器模塊25的第一放大器251的正輸入端。

由于當該電源轉(zhuǎn)換器13的負載為重載時，即該電源轉(zhuǎn)換器13的負載超過該閥值時，輸出電壓的漣波通常較大，因此需以較大的補償參數(shù)放大該第一電信號及第一直流信號的差值，以構(gòu)成較大的漣波補償信號vfeedforward對該控制器14產(chǎn)生的控制信號進行前饋控制。反之，當該電源轉(zhuǎn)換器13的負載為輕載時，即該電源轉(zhuǎn)換器13的負載未超過該閥值時，輸出電壓的漣波通常較小，因此僅需以較小的補償參數(shù)放大該第一電信號及第一直流信號的差值，以構(gòu)成較小的漣波補償信號vfeedforward對該控制器14產(chǎn)生的控制信號進行前饋控制即可。

透過該補償放大單元233的設(shè)置，即可針對不同的負載狀態(tài)產(chǎn)生不同比例大小的漣波補償信號vfeedforward，以更準確地對該控制器14產(chǎn)生的控制信號進行前饋控制，更有效地消除該電源轉(zhuǎn)換器13的輸出電壓vout中的漣波。

此外，由于該電源轉(zhuǎn)換器13可能為負電源輸出，但該抑制電壓漣波的前饋控制電路20僅能處理正電壓值，因此，如圖7所示，該抑制電壓漣波的前饋控制電路20的反饋衰減模塊21包含有一第一反向電阻r213、一第二反向電阻r214及一反向放大器211，該反向放大器211包含有一正輸入端、一負輸入端及一輸出端，該反向放大器211的正輸入端電連接接地，該反向放大器211的負輸入端透過該第二反向電阻r214電連接至該反向放大器211的輸出端，該反向放大器211的負輸入端進一步透過該第一反向電阻r213電連接至該電源轉(zhuǎn)換器13的輸出端以接收該輸出電壓vout。在本較佳實施例中，該反 饋衰減模塊21的反向放大器211將該輸出電壓vout反向并衰減后，由該反向放大器211的輸出端產(chǎn)生該第一電信號輸出。

請參閱圖8a、8b、9a、9b、10a、10b所示。其中圖8a是該電源轉(zhuǎn)換器13為輕載時的原始輸出電壓波形，而圖8b是該電源轉(zhuǎn)換器13為輕載且設(shè)有該抑制電壓漣波的前饋控制電路20時的輸出電壓波形，確能有效將漣波的峰對峰值減小。而圖9a是該電源轉(zhuǎn)換器13為中載時的原始輸出電壓波形，圖9b是該電源轉(zhuǎn)換器13為中載且設(shè)有該抑制電壓漣波的前饋控制電路20時的輸出電壓波形，亦能將漣波的峰對峰值減小。至于圖10a是該電源轉(zhuǎn)換器13為重載時的原始輸出電壓波形，圖10b是該電源轉(zhuǎn)換器13為重載且設(shè)有該抑制電壓漣波的前饋控制電路20時的輸出電壓波形，同樣能有效將漣波的峰對峰值減小。

請參閱圖11所示，表現(xiàn)了當總負載為3000瓦時，各種百分比下的負載量的漣波峰對峰值，如圖所示，可明顯得知無論是何種負載狀態(tài)下，未設(shè)有該抑制電壓漣波的前饋控制電路20時的漣波峰對峰值皆大于相同負載狀態(tài)下設(shè)有該抑制電壓漣波的前饋控制電路20時的漣波峰對峰值。而圖12則是表現(xiàn)了未設(shè)有及設(shè)有該抑制電壓漣波的前饋控制電路20時，各種負載狀態(tài)下的噪聲量測值，如圖所示，亦可明顯得知無論是何種負載狀態(tài)下，未設(shè)有該抑制電壓漣波的前饋控制電路20時的噪聲量測值皆大于相同負載狀態(tài)下設(shè)有該抑制電壓漣波的前饋控制電路20時的噪聲量測值。因此，本發(fā)明確能有效降低輸出電壓的漣波，且無須額外設(shè)置通訊模塊傳送信號，能節(jié)省制作成本，并能有效減少設(shè)計上的困難度。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，當可利用上述公開的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修改為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修改，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。