一种电压控制隔离型DC/DC变换器的环路补偿电路及补偿方法

专利主权项内容

1.一种电压控制隔离型DC/DC变换器的环路补偿电路，其特征在于：该环路补偿电路包括隔离补偿单元电路及环路补偿单元电路；所述环路补偿单元电路，用于补偿电压控制隔离型主功率电路环节产生的双重极点和高频零点，并提升静态增益；所述隔离补偿单元电路，用于隔离初级与次级电路，同时补偿光耦隔离器寄生参数带来的极点，减小其对电源控制环路的不利影响；该环路补偿电路还包括PWM控制芯片；所述PWM控制芯片包括PWM比较器；所述环路补偿单元电路包括运算放大器N1，电阻R1、R2、R3、R4及电容C1、C2、C3，所述电阻R1的一端经电容C1与运算放大器N1的反相输入端连接，电阻R1的另一端与电源输出端连接，所述电阻R2并联在电阻R1与电容C1的两端，电阻R3的一端与运算放大器N1的反相输入端连接，电阻R3的另一端接地，电阻R4的一端与运算放大器N1的输出端连接，电阻R4的另一端经电容C3与运算放大器N1反相输入端连接，上述电容C2并联在电阻R4与电容C3的两端；所述隔离补偿单元电路包括光电耦合器N2、电阻R5、限流电阻R6、电容C4及滤波电容C5，所述电阻R5的一端与光电耦合器N2的二极管输出端连接，其另一端与环路补偿电路的输出端连接，所述电容C4并联在电阻R5的两端，所述电阻R6的一端与直流电源VCC2连接，其另一端与光电耦合器N2的二极管输入端连接，所述光电耦合器N2的三极管输入端与PWM控制芯片的REF端连接，光电耦合器N2的三极管输出端与PWM控制芯片的COMP端连接，所述滤波电容C5一端与PWM控制芯片的REF端连接，滤波电容C5的另一端接地；通过分压采样电路R2、R3将输出电压Vo反馈采样至运算放大器N1的负相输入端，与进入正相输入端的基准电压信号Vref作比较，并输出误差信号至R5、C4端；补偿网络R1、R4、C1、C2、C3可产生2个零点和2个普通极点；其中R1、C1决定一个零点频率，R4、C2决定另一个零点频率，R4、C3决定一个极点频率，R1、R2、C1决定另一个极点频率；将2个零点配置在主功率LC滤波电路谐振频率ωo处，用来抵消双重极点的作用，将2个普通极点配置在主功率输出电容C的等效串联电阻Resr带来的零点处，抑制高频信号的干扰；经过补偿后的误差信号通过光耦隔离从电路次级侧传输至电路初级侧的PWM控制芯片；电阻R6、R5将流入光耦二极管侧的电流限定在合适的工作范围内，补偿网络R5、C4产生一个零点，用来补偿光耦寄生电容产生的极点；误差信号在光耦三极管侧以电流信号输入PWM控制芯片的COMP端，并经过芯片内部1 : 1的电流镜电路转化为电压信号输入至PWM比较器的负端，与PWM比较器的正端的振荡信号RAMP比较产生PWM驱动信号，从而控制主功率电路保持输出电压恒定；当输出电压Vo大于控制目标值时，经过R2、R3分压采样的电压大于基准电压Vref，运算放大器输出低电平，光耦隔离器二极管侧导通电流变大，光耦三级管测感应到的电流也变大，从而流入PWM控制芯片的电流变大，输入PWM比较器负端的电压信号减小，PWM比较器产生的控制信号占空比变小，输出电压会被调回控制目标值，反之亦然。