电压差分采样电路及开关变换器的控制电路制造技术

本发明专利技术涉及一种电压差分采样电路及开关变换器的控制电路，所述电压差分采样电路包括：双路差分采样电路，每路采样走线的输入端连接电压采样点，以对电压采样点进行差分采样；频率补偿模块，包括第一频率补偿电路和第二频率补偿电路，第一频率补偿电路连接第一采样走线，第二频率补偿电路连接第二采样走线，用于消除两路采样走线采集到的电压信号中的高频振荡信号；第一电压跟随器，输入端连接第一采样走线；第二电压跟随器，输入端连接第二采样走线；差分运算电路，用于对两个电压跟随器输出的电压信号进行减法运算后将运算结果输出。本发明专利技术设置频率补偿模块以衰减高频分量，并通过电压跟随器进行缓冲和隔离，最终得到消除了共模噪声的电压信号。

【技术实现步骤摘要】
电压差分采样电路及开关变换器的控制电路
本专利技术涉及电压采样，特别是涉及一种电压差分采样电路及开关变换器的控制电路。
技术介绍
采样电路是在模拟电路中涉及反馈环路时必不可少的环节，在开关电源设计中尤为重要。随着电力电子领域的飞速发展，高可靠性和高功率密度成为衡量开关变换器的重要指标。需要将采样的电压输入误差放大器，通过误差放大器输出的误差信号调节环路得到稳定的输出结果。开关电源设计中常用的采样方式是通过两个采样电阻分压来得到采样电压。但这种做法的稳定性十分有限，准确性较差，容易影响环路控制。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种具有更好的稳定性与精确性的电压差分采样电路及开关变换器的控制电路。一种电压差分采样电路，包括：双路差分采样电路，包括两路采样走线，每路采样走线的输入端用于连接电压采样点，以对所述电压采样点进行差分采样；频率补偿模块，包括第一频率补偿电路和第二频率补偿电路，所述第一频率补偿电路连接所述两路采样走线中的第一采样走线，所述第二频率补偿电路连接所述两路采样走线中的第二采样走线，用于消除所述两路采样走线采集到的电压信号中的高频振荡信号；第一电压跟随器，输入端连接所述第一采样走线以获取采样到的电压信号；第二电压跟随器，输入端连接所述第二采样走线以获取采样到的电压信号；差分运算电路，所述差分运算电路的第一输入端连接第一电压跟随器的输出端，所述差分运算电路的第二输入端连接第二电压跟随器的输出端，所述差分运算电路用于对两个电压跟随器输出的电压信号进行减法运算后将运算结果输出。在其中一个实施例中，所述第一采样走线包括相互串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电压跟随器的输入端连接所述第一电阻和第二电阻的连接点，所述第一电阻的另一端用于连接所述电压采样点，所述第二电阻的另一端用于连接第一电位点；所述第二采样走线包括相互串联的第三电阻和第四电阻，所述第二电压跟随器的输入端连接所述第三电阻和第四电阻的连接点，所述第三电阻的另一端用于连接所述电压采样点，所述第四电阻的另一端用于连接所述第一电位点；电阻值满足公式R2R3≠R1R4；其中R1为第一电阻的电阻值，R2为第二电阻的电阻值，R3为第三电阻的电阻值，R4为第四电阻的电阻值。在其中一个实施例中，所述第一频率补偿电路包括与所述第二电阻并联的第一电容，所述第二频率补偿电路包括与所述第四电阻并联的第二电容。在其中一个实施例中，所述第三电阻的电阻值与第二电容的电容值的乘积与第一电阻的电阻值与第一电容的电容值的乘积趋于一致。在其中一个实施例中，所述第二电阻的阻抗大于所述第一电容的阻抗，所述第四电阻的阻抗大于所述第二电容的阻抗。在其中一个实施例中，所述第一采样走线上的寄生电感的电感值与所述第三电阻的电阻值的乘积与所述第二采样走线上的寄生电感的电感值与所述第一电阻的电阻值的乘积趋于一致。上述电压差分采样电路，设置频率补偿模块来大幅度衰减高频分量从而实现补偿频率，并通过电压跟随器进行缓冲和隔离，最终得到消除了共模噪声的电压信号，该电压信号能够反映电压采样点的电压。一种开关变换器的控制电路，包括电压差分采样电路和PWM模块，所述PWM模块用于根据所述电压差分采样电路的输出对所述开关变换器进行环路补偿控制，所述电压差分采样电路包括：双路差分采样电路，包括两路采样走线，每路采样走线的输入端用于连接所述开关变换器的输出端，以对所述开关变换器的输出电压进行差分采样；频率补偿模块，包括第一频率补偿电路和第二频率补偿电路，所述第一频率补偿电路连接所述两路采样走线中的第一采样走线，所述第二频率补偿电路连接所述两路采样走线中的第二采样走线，用于消除所述两路采样走线采集到的电压信号中的高频振荡信号；第一电压跟随器，输入端连接所述第一采样走线以获取采样到的电压信号；第二电压跟随器，输入端连接所述第二采样走线以获取采样到的电压信号；差分运算电路，所述差分运算电路的第一输入端连接第一电压跟随器的输出端，所述差分运算电路的第二输入端连接第二电压跟随器的输出端，所述差分运算电路用于对两个电压跟随器输出的电压信号进行减法运算后将运算结果通过差分运算电路的输出端输出。在其中一个实施例中，所述第一采样走线包括相互串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电压跟随器的输入端连接所述第一电阻和第二电阻的连接点，所述第一电阻的另一端用于连接所述开关变换器的输出正端，所述第二电阻的另一端用于连接所述开关变换器的输出地端；所述第二采样走线包括相互串联的第三电阻和第四电阻，所述第二电压跟随器的输入端连接所述第三电阻和第四电阻的连接点，所述第三电阻的另一端用于连接所述输出正端，所述第四电阻的另一端用于连接所述输出负端；电阻值满足公式R2R3≠R1R4；其中R1为第一电阻的电阻值，R2为第二电阻的电阻值，R3为第三电阻的电阻值，R4为第四电阻的电阻值；所述第一频率补偿电路包括与所述第二电阻并联的第一电容，所述第二频率补偿电路包括与所述第四电阻并联的第二电容。在其中一个实施例中，所述第三电阻的电阻值与第二电容的电容值的乘积与第一电阻的电阻值与第一电容的电容值的乘积趋于一致，所述第二电阻的阻抗大于所述第一电容的阻抗，所述第四电阻的阻抗大于所述第二电容的阻抗。在其中一个实施例中，所述第一采样走线上的寄生电感的电感值与所述第三电阻的电阻值的乘积与所述第二采样走线上的寄生电感的电感值与所述第一电阻的电阻值的乘积趋于一致。上述开关变换器的控制电路，设置频率补偿模块来大幅度衰减高频分量从而实现补偿频率，并通过电压跟随器进行缓冲和隔离，能够减小开关变换器的不同带载对采样精度的影响，最终输出给PWM模块消除了共模噪声的电压信号，从而实现对开关变换器准确的控制。附图说明图1是开关变换器的控制电路对开关变换器进行环路补偿控制的电路示意图；图2是一实施例中开关变换器的控制电路的框图；图3是一实施例中开关变换器的控制电路的电路原理图；图4是图3所示实施例考虑采样走线的寄生电感后的等效电路原理图；图5为采用图1所示的采样电路对掺杂高频噪声的直流电压信号采样的仿真结果；图6为一实施例的电压差分采样电路对同样的电压信号进行采样的仿真结果。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压差分采样电路，其特征在于，包括：/n双路差分采样电路，包括两路采样走线，每路采样走线的输入端用于连接电压采样点，以对所述电压采样点进行差分采样；/n频率补偿模块，包括第一频率补偿电路和第二频率补偿电路，所述第一频率补偿电路连接所述两路采样走线中的第一采样走线，所述第二频率补偿电路连接所述两路采样走线中的第二采样走线，用于消除所述两路采样走线采集到的电压信号中的高频振荡信号；/n第一电压跟随器，输入端连接所述第一采样走线以获取采样到的电压信号；/n第二电压跟随器，输入端连接所述第二采样走线以获取采样到的电压信号；/n差分运算电路，所述差分运算电路的第一输入端连接第一电压跟随器的输出端，所述差分运算电路的第二输入端连接第二电压跟随器的输出端，所述差分运算电路用于对两个电压跟随器输出的电压信号进行减法运算后将运算结果输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种电压差分采样电路，其特征在于，包括：
双路差分采样电路，包括两路采样走线，每路采样走线的输入端用于连接电压采样点，以对所述电压采样点进行差分采样；
频率补偿模块，包括第一频率补偿电路和第二频率补偿电路，所述第一频率补偿电路连接所述两路采样走线中的第一采样走线，所述第二频率补偿电路连接所述两路采样走线中的第二采样走线，用于消除所述两路采样走线采集到的电压信号中的高频振荡信号；
第一电压跟随器，输入端连接所述第一采样走线以获取采样到的电压信号；
第二电压跟随器，输入端连接所述第二采样走线以获取采样到的电压信号；
差分运算电路，所述差分运算电路的第一输入端连接第一电压跟随器的输出端，所述差分运算电路的第二输入端连接第二电压跟随器的输出端，所述差分运算电路用于对两个电压跟随器输出的电压信号进行减法运算后将运算结果输出。


2.根据权利要求1所述的电压差分采样电路，其特征在于，所述第一采样走线包括相互串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电压跟随器的输入端连接所述第一电阻和第二电阻的连接点，所述第一电阻的另一端用于连接所述电压采样点，所述第二电阻的另一端用于连接第一电位点；所述第二采样走线包括相互串联的第三电阻和第四电阻，所述第二电压跟随器的输入端连接所述第三电阻和第四电阻的连接点，所述第三电阻的另一端用于连接所述电压采样点，所述第四电阻的另一端用于连接所述第一电位点；电阻值满足公式R2R3≠R1R4；其中R1为第一电阻的电阻值，R2为第二电阻的电阻值，R3为第三电阻的电阻值，R4为第四电阻的电阻值。


3.根据权利要求2所述的电压差分采样电路，其特征在于，所述第一频率补偿电路包括与所述第二电阻并联的第一电容，所述第二频率补偿电路包括与所述第四电阻并联的第二电容。


4.根据权利要求3所述的电压差分采样电路，其特征在于，所述第三电阻的电阻值与第二电容的电容值的乘积与第一电阻的电阻值与第一电容的电容值的乘积趋于一致。


5.根据权利要求4所述的电压差分采样电路，其特征在于，所述第二电阻的阻抗大于所述第一电容的阻抗，所述第四电阻的阻抗大于所述第二电容的阻抗。


6.根据权利要求5所述的电压差分采样电路，其特征在于，所述第一采样走线上的寄生电感的电感值与所述第三电阻的电阻值的乘积与所述第二采样走线上的寄生电感的电感值与所述第一电阻的电阻值的乘积趋于一致。


7.一种开关变换器的控制电...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱钦松，邵宸晟，郭守誉，张琥，许胜有，孙伟锋，时龙兴，
申请(专利权)人：东南大学，无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32