[發(fā)明專利]準(zhǔn)連續(xù)工作模式開關(guān)電源的多頻率控制方法及其裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910058419.1
• 申請日: 2009-02-25
• 公開（公告）號: CN101557168A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許建平;王金平;秦明;周國華;吳松榮;牟清波
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及準(zhǔn)連續(xù)工作模式開關(guān)電源的多頻率控制方法及其裝置。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代電子類科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電子設(shè)備與人們?nèi)粘５墓ぷ鳌⑸? 的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開可靠的電源。開關(guān)電源由于其效率高、 體積小、功率密度大等方面的優(yōu)勢，越來越受到人們的關(guān)注。80年代，計(jì)算機(jī) 電源全面實(shí)現(xiàn)了開關(guān)電源化，率先完成了計(jì)算機(jī)的電源換代。進(jìn)入90年代開 關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機(jī)、通訊、電子檢測設(shè)備 電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用開關(guān)電源，更促進(jìn)了開關(guān)電源技術(shù)的迅 速發(fā)展。開關(guān)電源常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已能滿足基本變換需要，并且對于同一拓?fù)? 結(jié)構(gòu)而言，采用不同的控制方法會對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度及動態(tài)性能等方面產(chǎn)生影 響，因而控制方法的研究顯得日益重要。目前，開關(guān)電源控制廣泛采用脈沖寬 度調(diào)制(PWM)技術(shù)。

傳統(tǒng)的電壓型脈沖寬度調(diào)制技術(shù)是最為常見的一種開關(guān)電源控制方法。其 控制思想是：用誤差放大器對開關(guān)電源的輸出電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較獲得誤 差信號，再由比較器對該誤差信號與固定頻率鋸齒波信號進(jìn)行比較獲得脈寬信 號，以控制開關(guān)裝置的通、斷，使輸出電壓達(dá)到期望值。采用傳統(tǒng)電壓型脈沖 寬度調(diào)制技術(shù)的開關(guān)電源瞬態(tài)響應(yīng)速度較慢，另外補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)較為繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種開關(guān)電源的控制方法，使之克服現(xiàn)有技術(shù)的以上 缺點(diǎn)，具有控制器穩(wěn)定可靠，無需補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，輸出電壓紋波小，輸出功率范圍 大，動態(tài)響應(yīng)速度快，適用于多種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明準(zhǔn)連續(xù)工作模式開關(guān)電源的多頻率控制方法，開關(guān)變換器工作在電 感電流準(zhǔn)連續(xù)模式，控制器根據(jù)開關(guān)變換器的輸出狀態(tài)，采用多組不同頻率的 脈沖進(jìn)行組合，以此實(shí)現(xiàn)對開關(guān)變換器的控制。

所采用的技術(shù)方案是：①在任意一個(gè)脈沖信號的結(jié)束時(shí)刻反饋輸出電壓信 號入誤差放大器，并以該電壓與基準(zhǔn)電壓間誤差所處的誤差區(qū)間在多組頻率脈 沖中選擇與此誤差區(qū)間相對應(yīng)的頻率脈沖作為下一工作周期的驅(qū)動脈沖；同時(shí) 檢測電感電流，當(dāng)其下降到基準(zhǔn)電流時(shí)，電感兩端的續(xù)流開關(guān)導(dǎo)通，電感電流 保持不變，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)連續(xù)工作模式開關(guān)電源的多頻率控制。其優(yōu)點(diǎn)為：控制 穩(wěn)定可靠，無需補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，輸出電壓紋波小，輸出功率范圍大，瞬態(tài)響應(yīng)速度 快。②在任意一個(gè)脈沖信號的開始時(shí)刻導(dǎo)通主開關(guān)管，電感電流上升，同時(shí)檢 測電感電流，當(dāng)電感電流上升到峰值電流時(shí)，主開關(guān)管關(guān)斷，電感電流下降， 當(dāng)電感電流下降到基準(zhǔn)電流時(shí)，電感兩端的續(xù)流開關(guān)導(dǎo)通，電感電流保持不變， 當(dāng)前脈沖開始時(shí)刻輸出電壓與基準(zhǔn)電壓間的誤差大小決定當(dāng)前工作脈沖的頻 率，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)連續(xù)工作模式開關(guān)電源的多頻率控制。其優(yōu)點(diǎn)為，控制穩(wěn)定可 靠，無需補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，輸出電壓紋波小，輸出功率范圍大，瞬態(tài)響應(yīng)速度快，并 能自動實(shí)現(xiàn)電路的過流保護(hù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、相對于已有的傳統(tǒng)電壓型脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，采用本發(fā)明的開關(guān)電源 在負(fù)載突變時(shí)，控制器能夠快速調(diào)整各頻率脈沖所占的比例，使開關(guān)電源迅速 恢復(fù)穩(wěn)態(tài)，具有更快的瞬態(tài)響應(yīng)速度；

2、相對于雙頻率控制方法，采用本發(fā)明的開關(guān)電源在具有快速瞬態(tài)響應(yīng) 速度的同時(shí)減小了輸出電壓紋波并擴(kuò)大了輸出功率范圍。

本發(fā)明的另一目的是提供實(shí)現(xiàn)上述準(zhǔn)連續(xù)工作模式開關(guān)電源的多頻率控 制方法的裝置。本發(fā)明裝置由功率變換器和控制器組成，控制器中的驅(qū)動電路 與功率變換器中的開關(guān)裝置相連；在控制器中的準(zhǔn)連續(xù)模式控制器與功率變換 器中的濾波裝置之間設(shè)置有續(xù)流開關(guān)。