[发明专利]一种高精度的限流电路

说明书

本发明提供一种高精度的限流电路，包括电压环PI调节器、电流环PI调节器、钳位电压源和钳位电路；电压环PI调节器将给定电压参考信号与输出电压反馈信号作差，并进行比例积分运算；电流环PI调节器将电压环PI调节器的输出和电流环反馈信号作差，并进行比例积分运算；钳位电压源用来给钳位电路提供电压值；钳位电路通过限制电流环PI调节器信号的最大值，进而限制限流电路所在直流变换器的输出电流。本发明的电路，在不损失电路其它特性的情况下，可有效提升限流精度。

技术领域

本发明涉及航空电气系统保护，属于电气安全领域。具体涉及一种高精度的限流电路。

背景技术

为提高航空电源系统的供电可靠性，相关标准中明确提出航空DC/DC变换器需要具备一定的过载和抗短路能力，具体要求为，1)过载能力：DC/DC变换器应能承受150％和200％的额定负载电流分别历时5min和5s，且输出电压应符合规范要求；2)抗短路能力：DC/DC变换器应能持续5s输出300％的额定负载电流。

航空领域电源变换器的限流功能实现策略之一是控制电流内环。

一种控制电流内环的方式是通过电阻分压，这种方式电路简单，限流精度也较高，但是需要将分压电路串联接入环路中去，影响环路增益，对后期环路调试也带来一定困难。如果把握不好，还可能影响环路稳定性。

另一种控制电流内环的方式是通过二极管钳位，这种方式采用并联方式接入到电路中去，和主电路之间是或的关系。主电路正常工作时，限流电路不参与到系统工作中去。而当系统发生过流或者短路时，限流电路切入主电路中去，通过控制电流内环，实现输出电流限制。但是，这种控制方式容易受到二极管参数的影响，导致限流精度不高。

常见的通过控制电流内环实现限流的航空领域电源变换器，一种方式影响环路特性，不利于环路调试和系统稳定性，另一种方式受钳位二极管差异性影响较大，影响限流精度。随着航空工业发展，对航空电源变换器有个更高的要求，新的限流电路应该在有效限制输出电流的同时，减少对环路稳定性的影响，提高限流精度。

发明内容

本发明的目的在于，为航空电源变换器产品的限流保护提供一种高精度的限流电路，在满足有效限制输出电流基础功能的前提下，解决传统限流电路影响环路特性以及输出电流限流精度不高的问题。

本发明技术方案:一种高精度的限流电路，包括电压环PI调节器、电流环PI调节器、钳位电压源和钳位电路；

电压环PI调节器将给定电压参考信号与输出电压反馈信号作差，并进行比例积分运算，然后送给电流环PI调节器；电压环PI调节器由电阻R2、R4、R5、R7、R8、电容C2、C4和运算放大器U2B组成，电压环基准信号V_Reference和R7的一端相连，R7的另一端同时连接U2B的正向输入端和R8的一端，R8的另一端接地信号AGND；输出电压反馈信号V_Feedback和R4一端相连，R4另一端同时和U2B的反向输入端、R2的一端及C2的一端相连，R2的另一端和C4的一端相连，C4的另一端同时和C2的另一端、U2B的输出引脚及R5的一端相连；R5的另一端信号V_Clamp作为电压环PI调节器输出；

电流环PI调节器将电压环PI调节器的输出和电流环反馈信号作差，并进行比例积分运算；电流环PI调节器由电阻R1、R3、R6、电容C1、C3和运算放大器U1B组成，信号V_Clamp和R6的一端相连，R6的另一端连接U1B的正向输入端；输出电流反馈信号I_Feedback和R3一端相连，R3另一端同时和U1B的反向输入端、R1的一端及C1的一端相连，R1的另一端和C3的一端相连，C3的另一端同时和C1的另一端及U1B的输出引脚相连，U1B的输出引脚信号PI_OUT2作为电流环PI调节器输出；