用于DC-DC变换器的电流环控制电路及DC-DC变换器的制作方法

技术特征：
1.一种用于dc-dc变换器的电流环控制电路，所述dc-dc变换器包括开关管电路和电压环控制电路，其中所述电流环控制电路包括：采样电阻，其与负载在所述开关管电路的输出端和中性点之间串联连接；输出电流测量电路，其输入端连接至所述采样电阻的两端，用于输出与所述采样电阻中的输出电流相对应的测量电压；参考电流产生电路，其用于输出与参考电流相对应的线性可调的期望电压；电流环积分控制器，其输入端连接至所述输出电流测量电路的输出端和所述参考电流产生电路的输出端，用于将所述测量电压与所述期望电压的差值作为控制偏差并输出相应的控制量；以及开关电路，其用于可控地将所述电流环积分控制器输出的控制量转换成相对应的电流环反馈电流，输出至所述电压环控制电路以作为电压环测量值的一部分。2.根据权利要求1所述的电流环控制电路，其特征在于，所述参考电流产生电路包括：电流环脉宽调制产生电路，其用于输出占空比线性可调的脉宽调制电压信号；以及滤波电路，其输入端连接至所述电流环脉宽调制产生电路的输出端，且输出端电连接至所述电流环积分控制器，用于过滤所述脉宽调制电压信号并输出与所述占空比成正比的期望电压。3.根据权利要求2所述的电流环控制电路，其特征在于，所述电流环脉宽调制产生电路包括：放大电路，其输入端用于接收脉宽调制驱动信号，输出端用于输出放大的驱动信号；以及电压反相电路，其输入端连接至所述放大电路的输出端，输出端连接至所述滤波电路的输入端，用于将所述放大的驱动信号进行反相以得到所述脉宽调制电压信号。4.根据权利要求3所述的电流环控制电路，其特征在于，所述放大电路包括：pnp型三极管和npn型三极管，所述npn型三极管的集电极连接至直流电源，所述pnp型三极管的集电极连接至中性点，所述pnp型三极管的发射极连接至所述npn型三极管的发射极且作为所述放大电路的输出端；以及第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接至直流电源，所述第二电阻的一端连接至所述pnp型三极管的基极和npn型三极管的基极，所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的另一端相连接且用于接收所述脉宽调制驱动信号。5.根据权利要求3所述的电流环控制电路，其特征在于，所述电压反相电路包括：功率开关管，其具有控制极、第一电极和第二电极；第三电阻，其连接在所述放大电路的输出端和所述功率开关管的控制极之间；第四电阻，其连接在所述功率开关管的控制极和第二电极之间；第五电阻，其连接在直流电源和所述功率开关管的第一电极之间；以及第六电阻，其连接在所述功率开关管的第一电极和第二电极之间。6.根据权利要求5所述的电流环控制电路，其特征在于，所述电压反相电路还包括连接在所述直流电源和中性点之间的第一滤波电容，且所述第四电阻的电阻值大于所述第三电阻的电阻值，所述第六电阻的电阻值大于所述第五电阻的电阻值。7.根据权利要求3所述的电流环控制电路，其特征在于，所述滤波电路包括：第一rc滤波电路，其输入端连接至所述电压反相电路的输出端；以及
第二rc滤波电路，其输入端连接至所述第一rc滤波电路的输出端，其输出端连接至所述电流环积分控制器的输入端。8.根据权利要求1所述的电流环控制电路，其特征在于，所述输出电流测量电路包括：第一运算放大器；第七电阻，其连接在中性点和所述第一运算放大器的反相输入端之间；第八电阻，其连接在地和所述第一运算放大器的同相输入端之间；以及第九电阻，其连接在所述第一运算放大器的反相输入端和输出端之间。9.根据权利要求8所述的电流环控制电路，其特征在于，所述输出电流测量电路还包括：第二滤波电容，其连接在所述第一运算放大器的同相输入端和中性点之间；第三滤波电容，其连接在所述第一运算放大器的反相输入端和输出端之间；第四滤波电容，其连接在所述第一运算放大器的输出端和中性点之间；和/或钳位二极管，其正极连接至所述中性点，负极连接至所述第一运算放大器的同相输入端。10.根据权利要求1所述的电流环控制电路，其特征在于，所述电流环积分控制器包括：第二运算放大器；第十电阻，其连接在所述参考电流产生电路的输出端和所述第二运算放大器的反相输入端之间；第十一电阻，其连接在所述输出电流测量电路的输出端和所述第二运算放大器的同相输入端之间；以及第五电容，其连接在所述第二运算放大器的反相输入端和输出端之间。11.根据权利要求10所述的电流环控制电路，其特征在于，所述电流环积分控制器还包括：连接在所述第二运算放大器的反相输入端和输出端之间的第十二电阻，或串联的第十三电阻和第六电容。12.根据权利要求1所述的电流环控制电路，其特征在于，所述开关电路包括串联的第二二极管和第十四电阻，所述第二二极管的正极电连接至所述电流环积分控制器的输出端，负极电连接至所述电压环控制电路。13.一种dc-dc变换器，其特征在于，包括：开关管电路；电压环控制电路，其用于控制所述开关管电路的输出电压；以及如权利要求1至12中任一项所述的电流环控制电路，所述电流环控制电路用于输出电流环反馈电流至所述电压环控制电路以作为电压环测量值的一部分。14.根据权利要求13所述的dc-dc变换器，其特征在于，所述电压环控制电路包括：分压电阻，其连接至所述开关管电路的输出端，其用于得到与所述开关管电路的输出电压成比例的电压环反馈电流；求和电路，其用于将所述电流环反馈电流和所述电压环反馈电流相加得到反馈电流之和，输出与所述反馈电流之和相对应的反馈电压；电压环积分控制器，其用于将电压参考值与所述反馈电压的差值作为其控制偏差，并输出控制量；以及
电压环脉宽调制产生电路，其用于根据所述电压环积分控制器输出的控制量输出占空比线性可调的脉宽调制信号至所述开关管电路。

技术总结
本发明提供了一种用于DC-DC变换器的电流环控制电路及DC-DC变换器，所述DC-DC变换器包括开关管电路和电压环控制电路，其中所述电流环控制电路包括：采样电阻；输出电流测量电路，用于输出与所述采样电阻中的输出电流相对应的测量电压；参考电流产生电路，用于输出与参考电流相对应的线性可调的期望电压；电流环积分控制器，用于将所述测量电压与所述期望电压的差值作为控制偏差并输出相应的控制量；以及开关电路，其用于可控地将所述电流环积分控制器输出的控制量转换成相对应的电流环反馈电流，输出至所述电压环控制电路以作为电压环测量值的一部分。本发明的电流环控制电路能够使得DC-DC变换器输出线性可调的恒定电流。DC变换器输出线性可调的恒定电流。DC变换器输出线性可调的恒定电流。


技术研发人员：陈开鑫 刘金铭 孙金甫
受保护的技术使用者：伊顿智能动力有限公司
技术研发日：2020.04.30
技术公布日：2021/11/2