[实用新型]基于buck变换的充电桩开关电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种充电桩技术，更具体地说，它涉及一种基于仿输出电压纹波的充电桩开关电源。

背景技术

随着电力电子技术的不断发展，线性电源已经被淘汰，开关电源（开关调节器式直流电源）因其效率高、损耗小等优点，已经被广泛应用于生产生活中。现代开关电源可以划分为直流和交流开关电源，而直流开关电源的作用是将粗电转换成精电。直流开关电源的核心是DC-DC变换器，而控制技术对DC-DC变换器有着十分重要的作用，DC-DC变换器普遍拥有在负载变化范围较大的前提下依然能够稳定工作的优良性能，其输出电压不能随工作条件或环境条件的变化而变化，因此，控制问题以及相应的设计变得较为复杂。定频控制和变频控制是根据占空比实现方式的不同而划分的开关变换器控制技术。定频控制的开关周期总是不变，其通过调整导通时间来调节占空比，从而调节输出电压；变频控制的开关变换器周期并非固定不变的，其导通或者关断时间固定，或者两者均变化，依靠频率的变化实现输出电压的调节。变频控制的典型控制方式有固定导通时间(Constant On Time,COT)、固定关断时间(Fixed Off Time, FOT)和滞环控制，这些控制技术具有易于实现、动态响应性能好、较高的轻载效率等优点，但是存在稳态精度较差，稳态性能易受输出电容等效串联电阻(Equivalent Series Resistance, ESR)影响等缺点。

纹波控制和非纹波控制是根据控制原理的不同而划分的开关变换器控制技术示。峰值/谷值电压控制、峰值/谷值电流控制、V2控制和V2C控制等控制技术的实现均是利用了输出电纹波或者电感电流纹波，可统称为基于纹波的控制。依赖于载波(锯齿波信号)产生脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)信号的电压型控制和平均电流型控制，并非利用输出电压纹波或者电感电流，不属于基于纹波的控制。另外，单周控制、电荷控制、磁调节器控制和滑模控制也不属于基于纹波的控制。单周控制的优点是动态性能好，鲁棒性好，抗输入电压扰动能力强；电荷控制的优点是开关噪声小，可控制开关电流的平均值；磁调节器控制的优点是电路简单、EMI小、可靠且高效。

基于输出电压纹波的控制技术因其控制环路设计简单、瞬态响应速度快以及轻载效率高的优点，被广泛应用于电压调节模块中。但是也存在的稳态性能较差，稳态性能易受输出电容ESR影响等问题。现而今针对稳定性问题已有的解决方案有斜坡补偿技术、电感电流纹波反馈结构和电容电流反馈技术。斜坡补偿技术将采样电感电流得到的斜坡补偿电压引入至反馈控制回路中，但是这种方案会降低开关变换器的动态性能，而且会增大输出电压的稳态偏差量；电感电流纹波反馈结构将电感电流纹波信息引入至反馈控制回路中，该方案实现简单，但参数选取较为困难，可能会带来稳态误差；电容电流反馈技术将电容电流引入至反馈控制回路中，由于需要检测电容电流，导致成本相对较高，而且误差放大器的加入，增加了控制电路的复杂程度和设计难度。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于buck变换的充电桩开关电源，具有结构简单、稳定性好的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

一种基于buck变换的充电桩开关电源，包括开关管、第一二极管、第一电感、第一电阻、第二电阻、第一电容、反馈环路、输出电压检测电路及仿电压波纹电路；所述第一二极管耦接于开关管的输出端与接地之间；所述第一电感的一端耦接于开关管的输出端，另一端依次与第一电容、第一电阻串联后接地；所述第二电阻并联于第一电感与第一电容的连接点和地之间；所述输出电压检测电路的输入端耦接于第二电阻相对于接地的另一端，输出端耦接于反馈环路的输入端；所述反馈环路的输出端耦接于开关管的控制端；所述仿电压波纹电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容、第三电容、第四电容；其中，所述第三电阻的一端耦接于第一电感的另一端，第三电阻的另一端依次与第三电容、第五电阻、第四电容串联后，耦接于输出电压检测电路的输出端；所述第二电容的一端耦接于第三电阻与第三电容的连接点，另一端接地；所述第四电阻的一端耦接于第三电容与第五电阻的连接点。

优选地，所述输出电压检测电路包括串联连接的第六电阻、第七电阻；其中，第六电路的另一端耦接于第二电阻，所述第七电阻的另一端接地。

优选地，所述反馈环路采用COT控制器。