一种反馈补偿电路的制作方法

1.本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种反馈补偿电路。


背景技术：

2.随着电力电子技术的发展，电路反馈技术在实际电路设计中的应用越来越广泛。由于反馈信号一定是延后于控制信号的，所以在实际电路设计中，往往需要增加补偿电路，如何提高电路运行的稳定可靠性是目前需要解决技术问题。


技术实现要素：

3.为了解决如何提高电路运行的稳定可靠性的技术问题，设计了一种反馈补偿电路。
4.反馈信号feedback1与控制信号ref
‑
in2通过加法电路进行连接，所述反馈信号feedback1与所述控制信号ref
‑
in2通过加法电路进行连接后的输出信号记为信号feedback2；
5.信号feedback2与控制信号ref
‑
in3通过减法电路进行连接，所述信号feedback2与所述控制信号ref
‑
in3通过减法电路进行连接后的输出信号记为信号ref
‑
in4；
6.信号ref
‑
in4与控制信号ref
‑
in1通过加法电路进行连接，所述信号ref
‑
in4与所述控制信号ref
‑
in1通过加法电路进行连接后的输出信号记为ref
‑
out。
7.可选的，总控制信号ref
‑
in通过电阻r6与运放ic1c的正向输入端相连，所述运放ic1c的方向输入端与输出端短接，构成电压跟随器。
8.可选的，所述运放ic1c的输出端与电阻r7相连，所述电阻r7不与所述运放ic1c相连的一端与运放ic3b的正向输入端相连；所述控制信号ref
‑
in2、所述反馈信号feedback1通过电阻r14相连，所述电阻r14与所述信号ref
‑
in2相连的一端与所述运放ic3b的反向输入端相连，所述运放ic3b的反向输入端通过电阻r12与所述运放ic3b的输出端相连，此时所述运放ic3b各输入信号之间的关系为加减法关系；所述运放ic3b的输出脚通过电阻r10与运放ic2d的正向输入端相连，所述运放ic2d的反向输入端通过电阻r8与电位参考点gnd相连，所述运放ic2d的正向输入端通过电阻r3与所述运放ic2d的输出端相连，所述控制信号ref
‑
in1与所述运放ic2d的正向输入端相连，此时所述运放ic2d构成一个正向加法器。
9.可选的，所述运放ic2d通过电阻r4与运放ic1a的正向端相连，所述运放ic1a的反向输入端与所述运放ic1a的输出端短接，此时所述运放ic1a构成一个电压跟随器，所述运放ic1a的输出端通过电阻r5输出处理完成后的信号ref
‑
out。
10.可选的，总控制信号ref
‑
in通过电阻r17与运放ic4d的正向输入端相连，所述运放ic4d的反向输入端通过电阻r22与电位参考点gnd相连，此时所述运放ic4d与其各输入信号共同构成一个比较器，所述运放ic4d的输出端通过电阻r18与光耦pc1的1脚相连，电阻r21与电容c1同时并联于所述光耦pc1的1脚、2脚之间，所述光耦pc1的2脚与电位参考点gnd相连。
11.可选的，所述光耦pc1的4脚与 5v电源相连，光耦pc1的3脚通过电阻r19与非门ic5d的输入端相连，电阻r23与电容c2并联，所述电阻r23一端与所述光耦pc1的3脚相连，另一端与电位参考点gnd相连。
12.可选的，电容c3一端与非门ic5d的输入端相连，另一端与电位参考点gnd相连，非门ic5d通过二极管d1与非门ic5a相连，其中二极管d1的阳极与非门ic5d的输出端相连，所述二极管d1的阴极与所述非门ic5a的输入端相连。
13.可选的，可调电位器vr1的1脚与二极管d1的阳极相连，可调电位器vr1的调整脚2脚与可调电位器vr1的3脚短接，所述可调电位器vr1的3脚与所述二极管d1的阴极相连。
14.可选的，电容c4与电阻r24并联，所述电阻r24的一端与非门ic5a的输入端相连，另一端与电位参考点gnd相连。
15.可选的，所述非门ic5a的输出端通过电阻r20与开关管q1的基极b相连。
16.本实用新型的有益效果为：本电路可以是对电流的控制，其反馈信号是对应的电流信号，目的在于达到被控制单元的输出电流稳定在预期状态；也可以是对电压的控制，其反馈信号对应的是电压信号，目的在于达到被控制单元的输出电压稳定在预期状态。以此类推，上述电路亦可以是对温度、流量、激光强度等信号的补偿反馈与控制，以达到被控制信号的输出值稳定在预期状态。
附图说明
17.图1为本实用新型一实施例示意图；
18.图2为本实用新型另一实施例示意图；
19.图3为图2中信号处理电路及信号时序示意图；
20.图4为图2中延时pwm电路及信号时序示意图。
具体实施方式
21.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
22.此外，术语“1”、“2”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.下面结合附图对本实用新型进行进一步说明：
24.参照图1和图2，在本实用新型的一实施例中，通过实际测量计算控制信号ref
‑
in与反馈信号feedback之间的延时，设置一个与控制信号同时触发正脉冲信号pwm，该正脉冲信号pwm滞后于控制信号ref
‑
in，滞后时间不小于实际测量计算控制信号ref
‑
in与反馈信号feedback之间的延时的正脉冲信号pwm。
25.反馈信号feedback1与控制信号ref
‑
in2通过加法电路进行连接，反馈信号feedback1与控制信号ref
‑
in2通过加法电路进行连接后的输出信号记为信号feedback2。信号feedback2与控制信号ref
‑
in3通过减法电路进行连接，信号feedback2与控制信号ref
‑
in3通过减法电路进行连接后的输出信号记为信号ref
‑
in4。信号ref
‑
in4与控制信号ref
‑
in1通过加法电路进行连接，信号ref
‑
in4与控制信号ref
‑
in1通过加法电路进行连接后的输出信号记为ref
‑
out。
26.设控制信号触发开始的时间为t0，反馈信号feedback返回的时间为t1，控制信号ref
‑
in与反馈信号feedback之间的延时为t，
27.从t0时刻开始，控制信号ref
‑
in输入，正脉冲信号pwm未触发，此时开关管q1处于关断状态，信号处理电路处理ref
‑
in1、ref
‑
in2、feedback1。由于延时t的存在，t0
‑
t1时间段反馈信号feedback1为0，补偿信号ref
‑
in2等于控制信号ref
‑
in1，信号处理电路实际处理的信号为ref
‑
in1、ref
‑
in2。此时输出信号ref
‑
in4等于0，电路在此阶段实际不进行反馈补偿。即：ref
‑
out等于ref
‑
in。避免了由于反馈延时t的存在，ref
‑
out过大的现象。
28.从t1时刻开始，控制信号ref
‑
in，正脉冲信号pwm触发，此时开关管q1处于导通状态，信号处理电路处理ref
‑
in1、ref
‑
in2、feedback1。由于开关管处于导通状态，此时补偿信号ref
‑
in2被拉至0，信号处理电路实际处理的信号为ref
‑
in1、feedback1。
29.当反馈信号feedback大于控制信号ref
‑
in时，输出信号ref
‑
in4为负值，电路在此阶段进行负补偿，即ref
‑
out等于ref
‑
in加ref
‑
in4。此时的ref
‑
out小于ref
‑
in。
30.当反馈信号feedback小于控制信号ref
‑
in时，输出信号ref
‑
in4为正值，电路在此阶段进行正补偿，即ref
‑
out等于ref
‑
in加ref
‑
in4。此时的ref
‑
out大于ref
‑
in。
31.综上，由于反馈延时，从t0至t1，时间为t的时间,段实际的反馈信号为0，加入补偿电路，避免反馈调节过度的现象产生。电路达到补偿反馈的作用。
32.控制信号ref
‑
in通过电阻r1与运放ic1c的正向输入端连接，ic1c的反向输入端与ic1c的输出短接，构成一个电压跟随器。ic1c的输出端通过与电阻r2相连，r2不与icic的输出端相连的一端的信号定义为ref
‑
in1，ref
‑
in1直接进入信号处理电路d1。
33.反馈信号feedback通过电阻r3与运放ic1a的正向输入端连接，ic1a的反向输入端与ic1a的输出短接，构成一个电压跟随器。ic1a的输出端通过与电阻r4相连，r4不与icia的输出端相连的一端的信号定义为feedback1，feedback1直接进入信号处理电路d1。
34.控制信号ref
‑
in通过电阻r6与运放ic1d的正向输入端连接，ic1d的反向输入端与ic1d的输出短接，构成一个电压跟随器。ic1d的输出端通过与电阻r7相连，r7不与icid的输出端相连的一端与开关管q1(开关管以选取三极管为例进行说明)的集电极c相连接，同时电阻r8与电阻r7相连，电阻r8与r7相连的一端同时与开关管q1的集电极c相连接，电阻r8与开关管q1不相连的一端的信号定义为ref
‑
in2，ref
‑
in2直接进入信号处理电路d1。
35.pwm信号通过电阻r9与开关管q1的基极b相连，电容c1与电阻r10并联，电阻r10的一端与开关管q1的基极b相连，另一端与开关管的发射极e相连，开关管的发射极e直接连接电位参考点gnd。
36.信号ref
‑
in1、ref
‑
in2、feedback1经过信号处理电路d1处理完成以后，通过电阻r5输出，输出信号定义为ref
‑
out。
37.由于开关器件选取继电器或者电子开关时，当pwm信号触发时，电路中的信号会出
现抖动现象。这里电路中q1选取三极管或mos管，可以避免由于pwm触发时，电路中信号的抖动问题。
38.此电路中的信号处理电路的加法电路、减法电路可以通过硬件的方式实现，也可以通过软件的方式实现，又可以通过软件、硬件相结合的方式实现。
39.下面描述一种基于硬件实现上述补偿电路的方法。
40.具体的为，正脉冲信号pwm与与信号处理电路均通过硬件的方式实现。其中图中紫色虚线框中的电路为硬件实现滞后ref
‑
in的正脉冲信号pwm，图中红色虚线框中的电路为硬件实现的信号处理电路，图中蓝色虚线框所述时序是本电路所处理的各信号之间的时序。
41.其中，正脉冲的具体实现方式为：当控制信号ref
‑
in触发时，比较器ic4d的输出端由负电压翻转为正电压，光耦pc1导通，进而开关管q1导通。通过调整vr1、c4、r24的值，可以实现不同的开关管q1延时于ref
‑
in触发的打开时间的长短。
42.简一化，则图中
43.(1)在t0
‑
t1时间段内，若无补偿电路的加入，而此时feedback信号并未实际返回，则即：u
o
＝2u
f
实际输出的控制信号的大小是期望控制信号大小的2倍。
44.(2)在t0
‑
t1时间段内，若有补偿电路的加入，由于开关管q1处于关闭状态，所以u
f2
＝u
f
，则上述方程式可以进一步化简为：
45.由于此时feedback信号并未实际返回，此时即实际输出的控制信号的大小是期望控制信号大小。此时达到延时补偿的作用。
46.(3)从t1时间开始，开关管q1打开，此时u
f2
＝0，则上述方程式可以进一步化简为：u
o
＝u
f
(u
f
‑
u
b
)。当控制信号大小确定以后，实际输出信号u
o
和反馈信号u
b
负相关，即反馈信号变大，实际输出信号变小；反馈信号变小，实际输出信号变大。达到反馈补偿的目的。
47.(4)上述电路可以是对电流的控制，其反馈信号是对应的电流信号，目的在于达到被控制单元的输出电流稳定在预期状态；也可以是对电压的控制，其反馈信号对应的是电压信号，目的在于达到被控制单元的输出电压稳定在预期状态。以此类推，上述电路亦可以是对温度、流量、激光强度等信号的补偿反馈与控制，以达到被控制信号的输出值稳定在预期状态。
48.参照图1
‑
图4，在本实用新型的另一实施例中，一种硬件实现延时pwm电路的连接关系为：
49.控制信号ref
‑
in通过电阻r6与运放ic1c的正向输入端相连，运放ic1c的方向输入端与输出端短接，构成一个电压跟随器。运放ic1c的输出端与电阻r7相连，电阻r7不与运放ic1c相连的一端与运放ic3b的正向输入端相连。信号ref
‑
in2、feedback1通过电阻r14相连，电阻r14与信号ref
‑
in2相连的一端与运放ic3b的反向输入端相连，运放ic3b的反向输入端通过电阻r12与运放ic3b的输出端相连，此时运放ic3b各输入信号之间的关系为加减法关系。运放ic3b的输出脚通过电阻r10与运放ic2d的正向输入端相连，运放ic2d的反向输
入端通过电阻r8与电位参考点gnd相连，运放ic2d的正向输入端通过电阻r3与运放ic2d的输出端相连，信号ref
‑
in1与运放ic2d的正向输入端相连，此时运放ic2d构成一个正向加法器。运放ic2d通过电阻r4与运放ic1a的正向端相连，运放ic1a的反向输入端与运放ic1a的输出端短接，此时运放ic1a构成一个电压跟随器。运放ic1a的输出端通过电阻r5输出处理完成后的信号ref
‑
out。
50.进而，参照图1
‑
图4，一种硬件实现电路的连接关系还可为：
51.控制信号ref
‑
in通过电阻r17与运放ic4d的正向输入端相连，运放ic4d的反向输入端通过电阻r22与电位参考点gnd相连，此时运放ic4d与其各输入信号共同构成一个比较器。运放ic4d的输出端通过电阻r18与光耦pc1的1脚相连，电阻r21与电容c1同时并联于光耦pc1的1脚、2脚之间，光耦pc1的2脚与电位参考点gnd相连。光耦pc1是的4脚与 5v电源相连，光耦pc1的3脚通过电阻r19与非门ic5d的输入端相连。电阻r23与电容c2并联，电阻r23一端与光耦pc1的3脚相连，另一端与电位参考点gnd相连。电容c3一端与非门ic5d的输入端相连，另一端与电位参考点gnd相连。非门ic5d通过二极管d1与非门ic5a相连，其中二极管d1的阳极与非门ic5d的输出端相连，二极管d1的阴极与非门ic5a的输入端相连。可调电位器vr1的1脚与二极管的阳极相连，可调电位器vr1的调整脚2脚与可调电位器vr1的3脚短接，可调电位器vr1的3脚与二极管d1的阴极相连。电容c4与电阻r24并联，电阻r24的一端与非门ic5a的输入端相连，另一端与电位参考点gnd相连。非门ic5a的输出端通过电阻r20与开关管q1的基极b相连。
52.以上结合具体实施例对本实用新型的技术原理进行了描述。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。