[發明專利]偽連續模式開關電源的單環脈沖調節控制方法及其裝置

無效

• 申請號: 201010004308.5
• 申請日: 2010-01-19
• 公開（公告）號: CN101777832A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 秦明;許建平;牟清波;王金平
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種開關電源的控制方法及其裝置。

背景技術

大多數用電設備(如計算機、通訊設備、電動機械、工業控制設備、高效 照明裝置等)都要求將一般電力(如市電)進行轉化后才能符合其使用需要。 近年來，開關電源技術一直是電氣工程領域應用和研究的熱點。

開關電源主要由DC-DC變換器和控制器兩部分構成。DC-DC變換器用于電能 轉換，一般由開關裝置和整流濾波電路等組成，電路結構有Buck、Boost、反激、 全橋等等。控制器用于檢測變換器電路的工作狀態，并產生控制脈沖信號控制 變換器中的開關裝置，調節傳遞給負載的電量以穩定輸出。控制器的結構和工 作原理由電源采用的控制方法決定。近年來，變換器和控制方法方面的新技術 不斷推進著開關電源的發展。

偽連續工作模式開關變換器在傳統變換器的基礎上，增加了一個與電感并 聯的續流開關管，從而通過改變電路的工作狀態提高電源的瞬態響應能力。但 是，實現對偽連續工作模式開關變換器的閉環控制通常較為復雜，控制器需要 檢測和處理多個狀態變量，補償網絡的設計和實現比較繁瑣。此外，之前出現 的偽連續工作模式開關變換器的工作范圍受限于預設的電感電流基準值。

脈沖調節控制方法是一種新型的開關變換器控制方法。其控制過程是：在 每個開關周期起始時刻判斷輸出電壓V_o與基準電壓V_ref間的關系，若輸出電壓 V_o低于基準電壓V_ref，控制器將選擇占空比大的高能量控制脈沖作為變換器的控 制信號；反之將會選擇占空比小的低能量控制脈沖。脈沖調節技術簡單可靠， 且具有較好的快速響應能力。其不足之處是：僅能用于控制工作在電感電流斷 續模式(DCM)的開關變換器，工作范圍受電感電流臨界條件的限制，因此不適 用于大功率場合。

發明內容

本發明的目的是提供一種開關電源的控制方法，采用該方法可用于控制工 作于偽連續模式的大功率開關變換器，其控制技術簡單易行，穩定性和抗干擾 能力強，變換器工作范圍大，動態性能良好，適用于各種拓撲結構的開關變換 器。

本發明實現其發明目的，所采用的技術方案是：偽連續工作模式開關電源 的單環脈沖調節控制方法，其具體作法是：

在每個開關周期起始時刻，根據開關變換器輸出電壓V_o與基準電壓V_ref之間 的關系選擇該開關周期內的有效控制脈沖，從而實現對偽連續工作模式開關變 換器的控制。其控制脈沖選擇規則為：若V_o低于V_ref，采用控制脈沖P_H1和P_H2分 別控制偽連續開關變換器中的開關管S₁和S₂；反之，若V_o高于V_ref，采用控制脈 沖P_L1和P_L2分別控制開關管S₁和S₂。

上述的產生控制脈沖P_H1和P_H2的方法是：在某個開關周期起始的t₀時刻，控 制脈沖P_H1由低電平變為高電平，控制脈沖P_H2由高電平變為低電平，變換器TD 中的開關管S₁開通、S₂關斷，電感電流I_L上升；在t₀+D_H1T時刻，控制脈沖P_H1在保持為高電平固定時間D_H1T后變為低電平，開關管S₁關斷，二極管D開通， 電感電流下降；在t₀+(1-D_H2)T時刻，控制脈沖P_H2在保持為低電平固定時間(1-D_H2) T后變為高電平，開關管S₂開通，二極管D關斷，電感電流通過開關管S₂續流， 直至開關周期結束時刻t₀+T。