專利名稱：一種開關(guān)電源峰值電流的控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高頻開關(guān)電源領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)電源峰值電流的控制裝置及方法。
背景技術(shù)：
在電流型開關(guān)電源控制中，峰值電流控制是一種常用的控制方法。在實際應(yīng)用中峰值電流很難精確的控制，常用的控制方法是由一比較器構(gòu)成，檢測的電流信號在比較器中與一固定電壓信號進行比較；當電流信號大于固定電壓信號時，比較器由高電平變?yōu)榈碗娖剑ㄟ^電流型開關(guān)電源的驅(qū)動電路將其功率開關(guān)關(guān)斷。在常用的控制方法中，實際被控制的峰值電流并不等于所控制的峰值電流參考值，與峰值電流參考值有一誤差值?，F(xiàn)有技術(shù)中公開號為CN 101917120A的發(fā)明專利中公開了一種用于開關(guān)電源的高精度峰值電感電流的控制裝置，該裝置由峰值電流發(fā)生器等組成，峰值電流發(fā)生器根據(jù)所控制的輸出電流產(chǎn)生的峰值電流參考值作為峰值誤差校正放大器的一輸入端控制信號； 峰值電流監(jiān)測器用于檢測實際的電感峰值電流其輸出為峰值誤差校正放大器的另一輸入端信號；峰值誤差校正放大器用于校正放大誤差；峰值電流控制器是將檢測的實際電感電流與峰值誤差校正放大器的輸出比較以確定產(chǎn)生相應(yīng)的PWM控制信號；PWM控制信號經(jīng) MOSFET驅(qū)動器功率放大，以控制MOSFET導(dǎo)通和關(guān)斷。目前，現(xiàn)有的很多電流型開關(guān)電源應(yīng)用中，其輸出電流必須具有恒流功能，現(xiàn)有技術(shù)中的方案解決了開關(guān)電源的恒流應(yīng)用問題。地鐵屏蔽門電源系統(tǒng)中常用到開關(guān)電源的峰值電流，通過峰值電流的持續(xù)時間來控制屏蔽門的開或關(guān)的時間。通常地鐵屏蔽門開門時間一般持續(xù)3秒，關(guān)門為3. 5秒，開/關(guān)循環(huán)一次的時間約為120秒。地鐵屏蔽門開或關(guān)的時刻，電流急劇增大。由于開/關(guān)門時刻及門全開和關(guān)閉狀態(tài)時需要不同的電流進行控制， 需要短時間內(nèi)進行信號頻繁變換，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性、控制精度要求非常高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種開關(guān)電源峰值電流的控制裝置及方法，利用現(xiàn)有技術(shù)資源實現(xiàn)復(fù)雜的電流控制，通過電容充放電時間控制電源模塊固定時間內(nèi)輸出的最大電流及最大電流的持續(xù)時間，減少了短時間內(nèi)信號頻繁變換次數(shù)。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、響應(yīng)速度快、控制精度高、系統(tǒng)穩(wěn)定性高的特點。為達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種開關(guān)電源峰值電流的控制裝置，包括轉(zhuǎn)換電路單元，通過信號轉(zhuǎn)換，對電流信號進行放大處理；第一運算處理單元，對轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號和第一基準信號進行處理，輸出開關(guān)量控制信號切換電路的狀態(tài)；信號切換電路，控制儲能元件的充放電；第二運算處理單元，對儲能元件的輸出信號和第二基準信號進行處理；
第三運算處理單元，根據(jù)第二運算處理單元的處理結(jié)果改變輸出峰值電流的給定值，輸出電流限定值，實現(xiàn)對設(shè)定時間內(nèi)最大輸出電流的控制。進一步地，所述第一基準信號包括由分壓電路輸出的偏置電壓信號，第二基準信號包括由分壓電路輸出的偏置電壓信號。進一步地，所述第一運算處理單元包括電壓比較器，電壓比較器輸出開關(guān)量控制信號切換電路的狀態(tài)。進一步地，所述信號切換電路包括開關(guān)元件，其中，開關(guān)元件包括開關(guān)二極管。進一步地，所述第二運算處理單元和第三運算處理單元之間通過隔離電路進行連接。進一步地，所述隔離電路包括電壓跟隨器。本發(fā)明還公開一種開關(guān)電源峰值電流的控制方法，該方法包括如下步驟Sl 輸入信號經(jīng)轉(zhuǎn)換電路將電流信號進行放大處理；S2:第一運算處理單元對轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號與第一基準信號進行比較，輸出開關(guān)量控制信號切換電路的狀態(tài)；S3 信號切換電路控制儲能元件的充放電；S4:第二運算處理單對儲能元件輸出和第二基準信號進行比較，輸出開關(guān)量給第三運算處理單元；S5 第三運算處理單元改變輸出峰值電流的給定值，輸出電流限定值，實現(xiàn)對設(shè)定時間內(nèi)最大輸出電流的控制。進一步地，當轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號大于第一基準信號時，第一運算處理單元輸出低電平，信號切換電路導(dǎo)通，儲能元件放電；放電過程結(jié)束后，第二運算處理單元對儲能元件輸出和第二基準信號進行比較，輸出電壓轉(zhuǎn)換信號，第三運算處理單元改變輸出峰值電流給定值，輸出電流限定值減小。進一步地，當轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號小于第一基準信號時，第一運算處理單元輸出高阻態(tài)，信號切換電路截止，儲能元件充電；充電過程結(jié)束后，第二運算處理單元對儲能元件輸出和第二基準信號進行比較，輸出電壓轉(zhuǎn)換信號，第三運算處理單元改變輸出峰值電流給定值，輸出電流限定值放大到設(shè)定點。進一步地，所述步驟S5中第三運算處理單元包括功率放大器，由PWM控制信號控制功率放大器的導(dǎo)通和關(guān)斷。進一步地，所述設(shè)定時間由儲能元件的充放電時間確定，其中，儲能元件的充放電時間根據(jù)需求設(shè)置。本發(fā)明公開一種開關(guān)電源峰值電流的控制裝置及方法，通過信號轉(zhuǎn)換電路對輸出電流進行放大處理，第一運算處理單元對轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號和第一基準信號進行比較，輸出開關(guān)量控制信號切換電路的狀態(tài)，從而控制儲能元件的充放電，第二運算處理單元對儲能元件及第二基準信號比較，輸出電壓轉(zhuǎn)換信號給第三運算處理單元，第三運算處理單元改變輸出峰值電流給定值，輸出電流限定值，從而實現(xiàn)對設(shè)定時間內(nèi)最大輸出電流的控制。該裝置利用現(xiàn)有技術(shù)資源實現(xiàn)復(fù)雜的電流控制，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、響應(yīng)速度快、 系統(tǒng)穩(wěn)定性高的特點。


下面根據(jù)附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1為本發(fā)明開關(guān)電源峰值電流的控制裝置原理框圖；圖2為本發(fā)明開關(guān)電源峰值電流的控制方法的流程圖；圖3為本發(fā)明開關(guān)電源峰值電流的控制裝置的輸出電流示意圖；圖4為本發(fā)明開關(guān)電源峰值電流的控制裝置的以具體實施例硬件結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明具體實施例實際輸出電流的波形圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的技術(shù)原理本發(fā)明通過轉(zhuǎn)換電路單元對輸入電流信號進行放大處理，經(jīng)第一運算處理單元對轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號和第一基準信號進行比較，輸出開關(guān)量控制信號切換電路的狀態(tài)，從而控制儲能元件的充放電，第二運算處理單元對儲能元件及第二基準信號比較，輸出電壓轉(zhuǎn)換信號給第三運算處理單元，第三運算處理單元改變輸出峰值電流給定值，然后通過功率放大輸出電流限定值，從而實現(xiàn)對設(shè)定時間內(nèi)最大輸出電流的控制。參見圖1，為發(fā)明開關(guān)電源峰值電流的控制裝置原理框圖。該裝置包括轉(zhuǎn)換電路單元，通過信號轉(zhuǎn)換，對電流信號進行放大處理；第一運算處理單元，對轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號和第一基準信號進行處理，輸出開關(guān)量控制信號切換電路的狀態(tài)；信號切換電路，控制儲能元件的充放電；第二運算處理單元，對儲能元件的輸出信號和第二基準信號進行處理；第三運算處理單元，根據(jù)第二運算處理單元的處理結(jié)果改變輸出峰值電流的給定值，輸出電流限定值，實現(xiàn)對設(shè)定時間內(nèi)最大輸出電流的控制。在電磁干擾較強的環(huán)境和需要傳輸較遠距離的情況下，通常采用標準電流信號進行傳輸，電流源作為發(fā)送電路，它提供的電流信號始終是所希望的電流而與電纜的電阻及接觸電阻無關(guān)。在模擬量輸入輸出通道中，電流/電壓變換是一個不可缺少的重要部分。控制裝置中輸入信號為電流信號，需要經(jīng)過電流/電壓變換轉(zhuǎn)換成電壓信號才能處理。本技術(shù)方案中，采用電流信號作為輸入信號，通過轉(zhuǎn)換電路單元將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出給后級電路。轉(zhuǎn)換電路可以利用無源器件電阻來實現(xiàn)，加濾波和輸出限幅等保護措施；有源變換利用有源器件運算放大器、電阻實現(xiàn)。有源變換可調(diào)性強、便于電路調(diào)試，所以一般選用有源變換電路實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換，如電流電壓轉(zhuǎn)換器等。為了使轉(zhuǎn)換電路的適用更廣泛，本技術(shù)方案中采用積分電路實現(xiàn)。積分電路由運算放大器與RC組成。對于反相輸入的運放來說，同相輸入端接地，電路中積分電流不會改變。它與一般簡單RC充電電路不同，在電源電壓允許的范圍內(nèi)，充電電流完全是恒定的，電容電壓的上升不會影響充電電流的數(shù)值。該轉(zhuǎn)換單路單元還對電流信號進行放大處理并將轉(zhuǎn)換后的信號輸出給第一運算處理單元。第一運算處理單元對轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號與第一基準信號進行比較，第一運算處理單元包括電壓比較器，第一基準信號包括分壓電路的偏置電壓信號，電壓比較器的一端連接轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號，另一端連接第一基準電壓信號，經(jīng)比較，電壓比較器輸出開關(guān)量，即輸出高阻態(tài)和低電平信號，高阻態(tài)和低電平信號控制信號切換電路狀態(tài)。信號切換電路用于控制儲能元件的充放電。信號切換電路包括開關(guān)元件，通過開關(guān)元件處于導(dǎo)通或關(guān)斷狀態(tài)控制儲能元件放電或充電。信號切換電路包括開關(guān)二極管。開關(guān)二極管具有開關(guān)速度快、體積小、壽命長、可靠性高等特點，廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的開關(guān)電路、檢波電路、高頻和脈沖整流電路及自動控制電路中。儲能元件包括電容器，本技術(shù)方案中，通過電容充放電時間來控制電源模塊在固定時間內(nèi)輸出的最大電流及最大電流持續(xù)的時間。其中，電容充放電時間可根據(jù)需求進行設(shè)置(放電時間是指電源模塊輸出最大峰值電流的持續(xù)時間，充電時間是指電源模塊輸出最大峰值電流的間隔時間)。第二運算處理單元用于對儲能元件的輸出信號和第二基準信號進行處理，輸出開關(guān)量給第三運算處理單元。第二運算處理單元包括電壓比較器，第二基準信號包括分壓電路的偏置電壓信號，電壓比較器的一端連接儲能元件，另一端連接第二基準電壓信號，經(jīng)比較后，電壓比較器輸出高阻態(tài)、低電平信號。根據(jù)第二運算處理單元的結(jié)果，第三運算處理單元改變輸出峰值電流的給定值。 第三運算處理單元包括功率放大電路，功率放大器按照輸入的電壓信號輸出電流限定值， 從而實現(xiàn)對設(shè)定時間內(nèi)最大輸出電流的控制。此外，為了使第二運算處理單元與第三運算處理單元更好的進行匹配，在第二運算處理單元和第三運算處理單元之間增加一級緩沖、隔離電路。該緩沖、隔離電路提高了帶負載能力，同時還減少前后級之間的信號干擾。所述緩沖電路包括電壓跟隨器，即輸出電壓與輸入電壓是相同的，電壓放大倍數(shù)恒小于且接近1。電壓跟隨器的顯著特點就是，輸出電壓近似輸入電壓幅度，并對前級電路呈高阻狀態(tài)，對后級電路呈低阻狀態(tài)。一般來說，輸入阻抗有幾兆歐姆，輸出阻抗可以到幾歐姆，甚至更低。參見圖2，為本發(fā)明開關(guān)電源峰值電流的控制方法的流程圖。該控制方法包括如下步驟Sl 輸入信號經(jīng)轉(zhuǎn)換電路將電流信號進行放大處理。本技術(shù)方案中采用積分電路對輸入信號進行轉(zhuǎn)換，同時該轉(zhuǎn)換電路單元通過運放對輸入的小電流信號進行放大處理后輸送給后級進行處理。S2:第一運算處理單元對轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號與第一基準信號進行比較，輸出開關(guān)量控制信號切換電路的狀態(tài)。第一運算處理單元對轉(zhuǎn)換電路單元的輸出電流與過流點電流進行比較，所述過流點電流是指電壓值為第一基準電壓時的電流值。當輸出電流大于過流點時，第一運算處理單元輸出低電平，此時信號切換電路處于導(dǎo)通狀態(tài)；當輸出電流小于過流點時，第一運算處理單元輸出高阻態(tài)，此時信號切換電路處于截止狀態(tài)。S3 信號切換電路控制儲能元件的充放電。信號切換電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時，儲能元件開始放電，放電時間可根據(jù)需求設(shè)置 (放電時間是指電源模塊輸出最大峰值電流的持續(xù)時間)；信號切換電路處于截止狀態(tài)時， 儲能元件開始充電，充電時間可根據(jù)需求設(shè)置(充電時間是指電源模塊輸出最大峰值電流的間隔時間)。儲能元件充放電結(jié)束后輸出信號給第二運算處理單元。S4:第二運算處理單對儲能元件輸出和第二基準信號進行比較，輸出開關(guān)量給第三運算處理單元。第二運算處理單元對儲能元件輸出的電壓值與第二基準信號進行比較，輸出高阻態(tài)或低電平信號，比較結(jié)果輸出給第三運算處理單元。S5 第三運算處理單元改變輸出峰值電流的給定值，輸出電流限定值，實現(xiàn)對設(shè)定時間內(nèi)最大輸出電流的控制。根據(jù)第二運算處理單元的輸出結(jié)果及調(diào)節(jié)管腳電流設(shè)定值，第三處理單元改變峰值電流的給定值，通過對輸出信號進行功率放大，輸出電流限定值。所述功率放大器的導(dǎo)通與關(guān)斷狀態(tài)通過PWM控制器進行控制。其中，在第二運算處理單元和第三運算處理單元之間還增加一級緩沖、隔離電路。 該緩沖、隔離電路提高了帶負載能力，同時還減少前后級之間的信號干擾。所述緩沖電路包括電壓跟隨器。參見圖3，為本發(fā)明開關(guān)電源峰值電流的控制裝置的輸出電流示意圖。其中TO-Tl 的時間為電路的充電時間，這段時間模塊輸出電流被限制在一個固定的恒流點，T1-T2這段時間為電路的放電時間，在這段時間模塊的輸出電流為最大峰值電流輸出。電容的充放電時間可根據(jù)實際需求設(shè)定，通過本發(fā)明的技術(shù)方案實現(xiàn)了電源模塊在固定時間內(nèi)對最大輸出電流持續(xù)時間的控制。下面結(jié)合圖4開關(guān)電源峰值電流的控制裝置一具體實施例硬件結(jié)構(gòu)圖和圖5該實施例實際輸出電流的波形圖對該技術(shù)方案進行詳細說明。如圖4所示，開關(guān)電源峰值電流的控制裝置包括轉(zhuǎn)換電路單元1、第一基準信號2、 第一運算處理單元3、信號切換電路4、儲能元件5、第二基準信號6、調(diào)節(jié)管腳給定電流設(shè)定值電路7、第二運算處理單元8、隔離電路9、第三運算處理單元10。輸入電流經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路單元1進行電流電壓信號轉(zhuǎn)換，并實現(xiàn)對小電流信號的放大處理，第一運算處理單元3對轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號與第一基準信號2進行比較，輸出開關(guān)量控制信號切換電路4的狀態(tài)，信號切換電路4控制儲能元件5的充放電，然后儲能元件輸出信號經(jīng)第二運算處理單元8與第二基準信號6進行比較，輸出電壓轉(zhuǎn)換信號給隔離電路9，根據(jù)第二運算就處理單元8的輸出結(jié)果，隔離電路8輸出的信號傳輸?shù)降谌\算處理單元10，根據(jù)第二運算處理單元8的輸出結(jié)果及調(diào)節(jié)管腳給定電流設(shè)定值電路7的電流設(shè)定值，改變輸出峰值電流給定值，通過功率放大電路輸出電流限定值，實現(xiàn)對設(shè)定時間內(nèi)最大輸出電流的控制。其中，信號轉(zhuǎn)換電路單元1采用積分電路進行輸入信號轉(zhuǎn)換，通過運算放大電路對輸入的小電流信號進行放大處理。信號轉(zhuǎn)換電路單元1輸出端經(jīng)電阻R179連接至第一運算處理單元3的反相輸入端。信號轉(zhuǎn)換電路單元的輸出電流為IREF，IREF流經(jīng)電阻R179， 經(jīng)電容ClOO濾除高頻信號輸出給第一運算處理單元。第一基準信號2包括由電阻R176和電阻R184組成的分壓電路輸出的偏置電壓信號，偏置電壓信號輸出至第一運算處理單元的同相輸入端。同相輸入端此時的電流為第一基準電流，此時的電流值設(shè)為峰值過流點電流。第一運算處理單元3包括型號為UC903的電壓比較器，電壓比較器的同相輸入端與第一基準信號2的輸出連接，反相輸入端與信號轉(zhuǎn)換電路單元1的輸出端連接，通過轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號與第一基準信號進行比較，輸出開關(guān)量給信號切換電路4。信號切換電路4根據(jù)第一運算處理單元3的輸出結(jié)果導(dǎo)通或關(guān)斷，控制儲能元件的放電或充電。信號切換電路4包括開關(guān)元件，所述開關(guān)元件包括開關(guān)二極管D17。本技術(shù)方案中采用高速開關(guān)雙二極管，能夠?qū)崿F(xiàn)更短時間內(nèi)的開關(guān)控制。儲能元件5包括電容C106，根據(jù)信號切換電路的工作狀態(tài)充電或放電。充放電時間根據(jù)需求設(shè)置。第二運算處理單元8包括型號為UC903的電壓比較器，電壓比較器的同相輸入端與儲能元件的輸出端連接，反向輸入端與第二基準信號6的輸出連接，比較器輸出開關(guān)量信號給隔離電路9。第二基準信號6包括由電阻R182和電阻R171組成的分壓電路輸出的偏置電壓信號。第二運算處理單元8輸出端與隔離電路9的同相輸入端連接。隔離電路9包括由UC904放大器組成的電壓跟隨器。放大器的同相輸入端與第二運算處理單元8的輸出端連接，輸出端信號直接反饋至反相輸入端，輸出端信號還與第三運算處理單元10的同相輸入端連接。根據(jù)第二運算處理單元8的輸出結(jié)果及調(diào)節(jié)管腳電流設(shè)定值電路7的電流設(shè)定值，經(jīng)隔離電路輸出信號到第三運算處理單元10，第三運算處理單元10改變輸出峰值電流的給定值，信號經(jīng)過功率放大后輸出電流的限定值。第三運算處理單元10包括由UC904 組成的功率放大器電路，通過PWM控制器控制功率放大器的導(dǎo)通或關(guān)斷，實現(xiàn)對設(shè)定時間內(nèi)輸出最大電流的控制。具體工作過程如下輸入電流小信號經(jīng)比例放大電路進行信號轉(zhuǎn)換后輸出電流信號為IREF的電流信號給第一運算處理單元，第一運算處理單元對輸入的IREF信號與第一基準信號進行比較，當IREF的電流值大于第一基準信號設(shè)定的過流點電流時，第一運算處理單元輸出低電平信號，此時，開關(guān)二極管D17導(dǎo)通，儲能元件處于放電狀態(tài)，如設(shè)儲能元件的放電時間為3s，3s后，儲能元件放電過程結(jié)束，第二運算處理單元對儲能元件輸出的電壓值與第二基準信號進行比較，根據(jù)比較結(jié)果及調(diào)節(jié)管腳電流設(shè)定值電路7的電流設(shè)定值，改變第二運算處理單元輸出的電壓信號，從而改變輸出峰值電流的給定值，經(jīng)電壓跟隨器電路輸出給第三運算處理單元，第三運算處理單元通過PWM控制器控制功率放大器的導(dǎo)通或關(guān)斷，輸出電流的限定值，此時輸出的電流限定值減小然后維持在一固定值。如設(shè)第二運算處理單元的輸出為低電平時，設(shè)調(diào)節(jié)管腳電流設(shè)定值電路7的電流設(shè)定值為50A，通過電阻R178及電容C107改變輸入隔離電路9的電壓，從而改變隔離電路輸入端的電流給定值，如此時隔離電路9的輸入電壓為2V，則經(jīng)第三運算處理單元的電流環(huán)電路輸出的電流由設(shè)定值50A逐漸減小，輸出限定值為20A的電流并維持在20A。實際輸出的電流波形如圖 5所示。輸入電流小信號經(jīng)比例放大電路進行信號轉(zhuǎn)換后輸出電流信號為IREF的電流信號給第一運算處理單元，第一運算處理單元對輸入的IREF信號與第一基準信號進行比較，當IREF的電流值小于第一基準信號設(shè)定的過流點電流時，第一運算處理單元輸出高阻態(tài)，此時，開關(guān)二極管D17截止，儲能元件處于充電狀態(tài)，如設(shè)儲能元件的充電時間為300s， 300s后，儲能元件充電過程結(jié)束，第二運算處理單元對儲能元件輸出的電壓值與第二基準信號進行比較，根據(jù)比較結(jié)果及調(diào)節(jié)管腳電流設(shè)定值電路7的電流設(shè)定值，改變第二運算處理單元輸出的電壓信號，從而改變輸出峰值電流的給定值，經(jīng)電壓跟隨器電路輸出給第三運算處理單元，第三運算處理單元通過PWM控制器控制功率放大器的導(dǎo)通或關(guān)斷，輸出電流的限定值，此時輸出的電流限定值放大到設(shè)定點值。如設(shè)第二運算處理單元的輸出為輸出高阻態(tài)，設(shè)調(diào)節(jié)管腳電流設(shè)定值電路7的電流給定值為50A，通過電阻R178及電容 C107改變輸入隔離電路9的電壓，從而改變隔離電路輸入端的電流給定值，如此時隔離電路9的輸入電壓為5V，則經(jīng)第三運算處理單元的電流環(huán)電路輸出的電流限定值放大到設(shè)定點值50A。實際輸出的電流波形如圖5所示。由圖5中可以看出輸出電流從0到最大峰值電流50A，模塊持續(xù)輸出時間3. Ols后維持20A的恒流輸出，通過對電容的充放電時間的設(shè)置，實現(xiàn)對設(shè)定時間內(nèi)最大輸出電流持續(xù)時間的控制。本技術(shù)方案中電路單元采用低成本的運放電路實現(xiàn)了復(fù)雜的電流控制方式，使控制方式大大簡化，降低了成本。有益效果本發(fā)明公開了一種開關(guān)電源峰值電流的控制裝置及方法，利用現(xiàn)有技術(shù)資源實現(xiàn)復(fù)雜的電流控制，實現(xiàn)電源模塊設(shè)定時間內(nèi)輸出的最大電流及最大電流的持續(xù)時間。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低、響應(yīng)速度快，降低了電平信號轉(zhuǎn)換次數(shù)，提高了裝置的抗干擾能力，系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電源峰值電流的控制裝置，其特征在于，包括轉(zhuǎn)換電路單元，通過信號轉(zhuǎn)換，對電流信號進行放大處理；第一運算處理單元，對轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號和第一基準信號進行處理，輸出開關(guān)量控制信號切換電路的狀態(tài)；信號切換電路，控制儲能元件的充放電；第二運算處理單元，對儲能元件的輸出信號和第二基準信號進行處理；第三運算處理單元，根據(jù)第二運算處理單元的處理結(jié)果改變輸出峰值電流的給定值， 輸出電流限定值，實現(xiàn)對設(shè)定時間內(nèi)最大輸出電流的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源峰值電流的控制裝置，其特征在于，所述第一基準信號包括由分壓電路輸出的偏置電壓信號，第二基準信號包括由分壓電路輸出的偏置電壓信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源峰值電流的控制裝置，其特征在于，所述第一運算處理單元包括電壓比較器，電壓比較器輸出開關(guān)量控制信號切換電路的狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源峰值電流的控制裝置，其特征在于，所述信號切換電路包括開關(guān)元件，其中，開關(guān)元件包括開關(guān)二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源峰值電流的控制裝置，其特征在于，所述第二運算處理單元和第三運算處理單元之間通過隔離電路進行連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源峰值電流的控制裝置，其特征在于，所述隔離電路包括電壓跟隨器。
7.一種開關(guān)電源峰值電流的控制方法，該方法包括如下步驟Sl 輸入信號經(jīng)轉(zhuǎn)換電路單元將電流信號進行放大處理；S2:第一運算處理單元對轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號與第一基準信號進行比較，輸出開關(guān)量控制信號切換電路的狀態(tài)；S3 信號切換電路控制儲能元件的充放電；S4:第二運算處理單元對儲能元件輸出和第二基準信號進行比較，輸出開關(guān)量給第三運算處理單元；S5 第三運算處理單元改變輸出峰值電流的給定值，輸出電流限定值，實現(xiàn)對設(shè)定時間內(nèi)最大輸出電流的控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)電源峰值電流的控制方法，其特征在于，當轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號大于第一基準信號時，第一運算處理單元輸出低電平，信號切換電路導(dǎo)通，儲能元件放電；放電過程結(jié)束后，第二運算處理單元對儲能元件輸出和第二基準信號進行比較，輸出電壓轉(zhuǎn)換信號，第三運算處理單元改變輸出峰值電流給定值，輸出電流限定值，電流限定值減小。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)電源峰值電流的控制方法，其特征在于，當轉(zhuǎn)換電路單元的輸出信號小于第一基準信號時，第一運算處理單元輸出高阻態(tài)，信號切換電路截止，儲能元件充電；充電過程結(jié)束后，第二運算處理單元對儲能元件輸出和第二基準信號進行比較，輸出電壓轉(zhuǎn)換信號，第三運算處理單元改變輸出峰值電流給定值，輸出電流限定值放大到電流設(shè)定值。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)電源峰值電流的控制方法，其特征在于，所述步驟S5中第三運算處理單元包括功率放大器，由PWM控制信號控制功率放大器的導(dǎo)通和關(guān)斷。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)電源峰值電流的控制方法，其特征在于，所述設(shè)定時間由儲能元件的充放電時間確定，其中，儲能元件的充放電時間根據(jù)需求設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明公開一種開關(guān)電源峰值電流的控制裝置及方法，通過轉(zhuǎn)換電路單元對輸入電流進行信號放大處理，第一運算處理單元對轉(zhuǎn)換電路單元輸出的信號和第一基準信號進行對比，輸出開關(guān)量控制信號切換電路的狀態(tài)，從而控制儲能元件的充放電，第二運算處理單元對儲能元件輸出信號及第二基準信號比較，輸出電壓轉(zhuǎn)換信號給第三運算處理單元，第三運算處理單元改變輸出峰值電流給定值，輸出電流限定值，從而實現(xiàn)對設(shè)定時間內(nèi)最大輸出電流的控制。該裝置利用現(xiàn)有技術(shù)資源實現(xiàn)復(fù)雜的電流控制，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、響應(yīng)速度快，降低了電平信號轉(zhuǎn)換次數(shù)，提高了裝置的抗干擾能力和系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性。
文檔編號H02M3/00GK102570794SQ20121000482
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者昝國驥 申請人:北京鼎漢技術(shù)股份有限公司