[发明专利]DC-DC变换用输出电压隔离取样电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种DC-DC变换用输出电压隔离取样电路及其控制方法。

背景技术

一般方案涉及到直流电源电压的隔离取样时，都是工程师的最头痛的事情，因为低成本的方案的线性度与准确性都很差，比如光耦隔离的电阻取样分压方案，或者使用高成本方案，比如压频变换方案，线性度与准确性虽然高，但是成本昂贵。针对这种状况，有些厂商作了些改进，如中国专利文献号CN 2523107Y于2002年11月27日公开了一种用于变频空调控制器中的直流高压电源的电压取样装置，包括直流高压电源输入端，与微程序控制器MCU连接的取样电压输出端，还包括对输入的直流高压电源进行斩波的斩波器电路、对斩波后的电源进行隔离变压的隔离变压电路、与所述隔离变压电路连接的检波电路、以及连接在所述检波电路与所述取样电压输出端之间的电平转换电路。这种电压取样装置的检测精度不够高。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、操作灵活、检测准确、制作成本低、适用范围广的DC-DC变换用输出电压隔离取样电路及其控制方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种DC-DC变换用输出电压隔离取样电路，包括DC-DC变换电路，DC-DC变换电路包括变压器TR01、开关器件S1、输出主回路的整流二极管D2、输出主回路的滤波电容E1、主控MCU和开关器件S1的驱动单元，变压器TR01包含有功率变换主绕组Np和功率变换主输出绕组Ns1，其特征是变压器TR01还包含直流电压的隔离取样绕组Ns2，隔离取样绕组Ns2的同名端与功率变换主输出绕组Ns1的同名端的连接极性保持一致：隔离取样绕组Ns2的同名端和功率变换主输出绕组Ns1的同名端分别接各自的地或者分别接各自的整流二极管D1、整流二极管D2的阳极或阴极；隔离取样绕组Ns2的输出经整流二极管D1后输出到分压滤波网络，分压滤波网络的输出连接到主控MCU。

所述隔离取样绕组Ns2的输出与一个由整流二极管D1与分压滤波网络连接的串联支路连接。

所述隔离取样绕组Ns2的非同名端接整流二极管D1的阳极；功率变换主输出绕组Ns1的非同名端接整流二极管D2的阳极，整流二极管D2的阴极接滤波电容E1。

所述隔离取样绕组Ns2的6脚与整流二极管D1的阳极相接，该整流二极管D1的阴极与分压滤波网络相接，电阻R1和电容C1构成阻容并联电路，该阻容并联电路的一端接入整流二极管D1的阴极与分压滤波网络之间，阻容并联电路的另一端与隔离取样绕组Ns2的7脚相接，并且，该阻容并联电路的另一端接地；

或者，隔离取样绕组Ns2的7脚与电阻R1的一端相接，电阻R1的另一端接地；隔离取样绕组Ns2的6脚与整流二极管D1的阳极相接，整流二极管D1的阴极与分压滤波网络相接；

或者，隔离取样绕组Ns2的7脚与整流二极管D1的阳极相接，整流二极管D1的阴极接地；隔离取样绕组Ns2的6脚与与电阻R1的一端相接，电阻R1的另一端与分压滤波网络相接。

所述主控MCU的输出接驱动单元。

一种DC-DC变换用输出电压隔离取样电路的控制方法，其特征是分压滤波网络将输出的电压进行滤波并匹配输出电压，使输出电压的范围符合主控MCU的检测量程；同时分压滤波网络使用小时间常数的滤波电路，使得输出的电压波形基本保持回扫期间的脉冲波形；或者，分压滤波网络将输出的电压进行滤波并匹配输出电压，使输出电压的范围符合主控MCU的检测量程；同时分压滤波网络还可以使用大时间常数的滤波电路，使得输出的电压值基本保持回扫期间的脉冲波形的峰值。

当DC-DC变换电路正常工作时，主控MCU输出驱动脉冲宽度信号Tx0，在脉冲宽度信号Tx0关断以后经过T1时间的延时，避开由变压器的漏电感导致的关断瞬间的尖峰失真电压及关断瞬间产生的dV/dt干扰，在T1时间后开始对反馈的取样电压进行采样。

当DC-DC变换电路停止工作时，为取得输出直流测的电压数值，主控MCU产生允许的最小的脉冲宽度信号推动DC-DC变换电路工作，在几乎不影响DC-DC输出电压的情况下检测输出端的电压值。

主控MCU中还包含有与整流二极管D1相关的修正算法，消除由于整流二极管D1导致的取样信号的非线性，具体为：考虑整流二极管D1和整流二极管D2影响，对整流二极管D1和整流二极管D2的正向导通压降进行补偿：则输出电压Vdc的取样修正公式为：

Vdc＝m*Vp-Vd，

Vp＝Vr+n*Vad，

Vdc＝m*(Vr+n*Vad)-Vd，