一种能够减小PWM控制器最小脉宽的控制电路及开关电源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种能够减小PWM控制器最小脉宽的控制电路及开关电源装置，所述控制电路具备与PWM控制器输出端相连接，对PWM控制器输出端所输出的矩形波进行滤波处理的滤波电路；分别与前述滤波电路、所述PWM控制器输出端相连接的波形截取电路，所述波形截取电路与前述滤波电路相互配合构成具有正向滤波处理、反向导通的功能电路；与前述功能电路的输出端相连接，对前述功能电路的输出端所输出的波形进行放大恢复的驱动电路。本实用新型专利技术达到增加电源最低电压调节范围的目的，且能够实现对高压电源空载时的稳定控制，大大扩展了高压电源的应用领域。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及能够减小PWM控制器脉宽的控制电路，具体的涉及一种通过减小PWM控制器最小脉宽来扩大开关电源调节范围的控制电路及开关电源装置。
技术介绍
实现开关电源常见的方式是采用PWM控制器来维持稳定的输出电压或电流，即通过PWM控制器控制对应的开关管开通和周期的时间比率即占空比，来维持稳定的输出电压或电流，特别是在重载和轻载之间，通过占空比的变化来实现恒压或恒流输出。在理论上，PWM控制器的占空比范围为大于等于0小于1的范围的任意值(但是在实际设计中不会太接近上述两个端点值，如双端输出的PWM控制器最大占空比不大于0.5)，这样就可以实现从无载零输出到满载最大输出之间全范围调节。但是常用的PWM控制器在调节占空比时均存在固有的起调点，实际的占空比并不是从0％起调的，这样就造成了电源在极轻负载的时候输出不稳定，这在电源领域，尤其是高压电源领域带来很多弊端。与常规电源不同，高压电源的输出电压很高，可达几百千伏，比如一台采用KA3525控制器的200kV的高压电源空载时7％-8％的占空比就能输出额定电压，若想得到50KV的稳定的电压，理论上可能需要不足2％的占空比，而KA3525的最窄(或者称为最小)占空比约为2.4％，此时KA3525就会在不工作和输出3％以上的范围之间变化，从而导致了在这种情况下高压电源输出不稳定的问题；如其空载低电压下的波形如图1所示，对应的驱动波形即PWM控制器的有输出时，导出最终的输出电压急剧上升，输出电压超调很多，这时无论如何调节电路系统的控制参数系统均无法获得稳定的输出电压。高压电源在上述情况不稳定的根本原因，是因为PWM控制器每个脉冲的能量过大，现有电路控制技术中常用的做法是降低主回路的电压，从而降低每个脉冲的能量，但此种解决方案大大增加了电路的复杂程度，且不适用于功率较大的电源电路。
技术实现思路
鉴于已有技术存在的缺陷，本技术的目的是要提供一种能够减小PWM控制器脉宽的控制电路，其能够在周期不变的情况下，有减小PWM控制器发出的矩形波脉宽，进而减小占空比，从而使占空比能够从0％起调，以达到增加电源最低电压调节范围的目的。为了实现上述目的，本技术的技术方案：一种能够减小PWM控制器脉宽的控制电路，前述控制电路输入端与PWM控制器输出端相连接，其特征在于：所述控制电路具备与前述PWM控制器输出端相连接，对PWM控制器输出端所输出的矩形波进行滤波处理的滤波电路；分别与前述滤波电路、所述PWM控制器输出端相连接的波形截取电路，所述波形截取电路与前述滤波电路相互配合构成具有正向滤波处理、反向导通的功能电路；与前述功能电路的输出端相连接，对前述功能电路的输出端所输出的波形进行放大恢复并输出脉宽小于PWM控制器输出端所输出的矩形波脉宽的矩形波的驱动电路。进一步的，前述滤波电路包括但不限于RC滤波电路或者LC滤波电路中任意一种电路结构。优选的，前述RC滤波电路或者LC滤波电路均采用一阶形式的滤波电路。进一步的，前述波形截取电路采用二极管，所述二极管与前述一阶RC滤波电路中的电阻元件或者一阶LC滤波电路的电感元件并联连接，并构成具有正向滤波处理、反向导通的功能电路。进一步的，RC滤波电路采用可调RC滤波电路；LC滤波电路中电子元件采用可调LC滤波电路；通过调节前述RC滤波电路或者LC滤波电路中的至少一个电子元件，来改变前述功能电路的输出端所输出的波形的脉宽进而调节其占空比。进一步的，前述控制电路还具备保护电路，所述保护电路一端与前述功能电路的输出端相连接，另一端接地。优选的，所述保护电路包括TVS管。本技术的另一目的是要提供一种基于前述控制电路的开关电源装置，前述装置包括：前述任意一种电路结构的控制电路。与现有技术相比，本技术的有益效果：本技术通过简单的电路元件设置了一种能够在保证PWM控制器所输出的矩形波周期不变的情况下，将该矩形波脉宽减小，进而减小其占空比，从而实现占空比从0％起调，以达到增加电源最低电压调节范围的目的，且本技术能够实现对高压电源空载时的稳定控制，大大扩展了高压电源的应用领域。附图说明图1为现有技术中KA3525控制器空载低电压下的波形示意图；图2为本技术所述控制电路的电路连接示意图；图3a、图3b为脉冲信号占空比原理示意图；图4为本技术所述控制电路具备一阶形式的RC滤波电路的具体电路示意图；图5为本技术所述控制电路具备一阶形式的LC滤波电路的具体电路示意图；图6.1、6.2、6.3、6.4、6.5为本技术所述实施例1对应的各个阶段波形图。图中：1、PWM控制器U，2、电阻R或者电感L，3、电容C，4、二极管D，5、驱动器M，6、TVS管。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本技术进行进一步详细说明。结合图3a、图3b以及占空比概念(占空比是指脉冲信号的通电时间(脉宽t)与通电周期(周期T)之比)可知，因此若在周期不变的情况下，减小脉宽，就可以有效减少占空比。基于上述设计思路，如图2所示，本技术设计一种能够减小PWM控制器脉宽的控制电路，前述控制电路通过对PWM控制器输出端所输出的矩形波进行滤波、截取、再放大的处理过程，将PWM控制器输出端所输出的矩形波脉宽减去一个定值，进而达到定差减小占空比的目的，(比如：P初始占空比2％-48％,经过前述控制电路处理后，变为0％-46％，实现定值减少2％)，前述控制电路输入端与PWM控制器输出端相连接，并设定PWM控制器输出端矩形波对应的脉宽宽度为t1，周期T，所述控制电路具备：(1)、滤波电路，其与前述PWM控制器输出端相连接，对PWM控制器输出端所输出的矩形波进行滤波处理；所述滤波电路包括但不限于RC滤波电路或者LC滤波电路中任意一种电路结构。优选采用一阶形式的RC滤波电路或者一阶形式的LC滤波电路；通过滤波处理，改变PWM控制器输出端所输出的矩形波的波形上升时间区间内波形斜率或者下降时间区间内的波形斜率，使得滤波电路所输出的电压波形由矩形波变为锯齿波，如若采用一阶形式的RC滤波电路，电压波形由矩形波变为上时间区间内波形为对数函数，下降时间区间内波形为指数函数的有尖峰的海浪形状的第一锯齿波，如若采用一阶形式的LC滤波电路，电压波形由矩形波变为正弦波。(2)、波形截取电路，其分别与前述滤波电路、所述PWM控制器输出端相连接，并与前述滤波电路相互配合构成具有正向滤波处理、反向导通的功能电路；前述波形截取电路采用二极管，所述二极管与前述一阶RC滤波电路中的电阻元件或者一阶LC滤波电路的电感元件并联连接，并构成具有正向滤波处理、反向导通的功能电路；所述功能电路的作用旨在于使得PWM控制器输出端所输出的电流流出时，仅对存在正向经过滤波电路进行滤波处理、反向经过波形截取电路导通的两种可能，以将滤波电路所输出的波形内的下降时间区间内波形滤除。若依然采用一阶RC滤波电路，且前述波形截取电路采用二极管，则电压波形变成了上升时间区间内波形为对数函数的第二锯齿波，此时的脉宽依然保持原有宽度t1，周期依然为T。(3)驱动电路，与前述功能电路的输出端相连接，对前述功能电路的输出端所输出的波形进行放大恢复并输出脉宽小于PWM控制器输出端所输出的矩形波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够减小PWM控制器最小脉宽的控制电路，前述控制电路输入端与PWM控制器输出端相连接，其特征在于：所述控制电路具备与前述PWM控制器输出端相连接，对PWM控制器输出端所输出的矩形波进行滤波处理的滤波电路；分别与前述滤波电路、所述PWM控制器输出端相连接的波形截取电路，所述波形截取电路与前述滤波电路相互配合构成具有正向滤波处理、反向导通的功能电路；与前述功能电路的输出端相连接，对前述功能电路的输出端所输出的波形进行放大恢复并输出脉宽小于PWM控制器输出端所输出的矩形波脉宽的矩形波的驱动电路。

【技术特征摘要】
1.一种能够减小PWM控制器最小脉宽的控制电路，前述控制电路输入端与PWM控制器输出端相连接，其特征在于：所述控制电路具备与前述PWM控制器输出端相连接，对PWM控制器输出端所输出的矩形波进行滤波处理的滤波电路；分别与前述滤波电路、所述PWM控制器输出端相连接的波形截取电路，所述波形截取电路与前述滤波电路相互配合构成具有正向滤波处理、反向导通的功能电路；与前述功能电路的输出端相连接，对前述功能电路的输出端所输出的波形进行放大恢复并输出脉宽小于PWM控制器输出端所输出的矩形波脉宽的矩形波的驱动电路。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：前述滤波电路包括但不限于RC滤波电路或者LC滤波电路中任意一种电路结构。3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于：前...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，张凯，高露，
申请(专利权)人：大连泰思曼科技有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21