[實用新型]一種改進的開關電源脈沖序列控制裝置

無效

• 申請號: 201020156240.8
• 申請日: 2010-04-12
• 公開（公告）號: CN201656771U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 秦明;許建平
• 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

本實用新型涉及一種開關電源的控制裝置。

背景技術

微處理器、通信設備、工控設備、電動機械等很多用電裝置都要求將一般供電裝置(如電網、蓄電池、光伏發電裝置等)發出的電能進行處理，以滿足其使用要求。近年來，以半導體功率器件作為開關裝置，用于直流-直流轉換的開關電源技術一直是電氣領域工程應用和理論研究的熱點。

開關電源一般是由DC-DC變換器(即直流-直流變換器)和控制器組成。變換器用于電能轉換，一般由開關器件、整流濾波電路、隔離變壓器等組成，變換器的拓撲結構有Buck、Boost、Buck-Boost、正激、全橋等。控制器用于檢測變換器的工作狀態，并產生脈沖信號對變換器開關器件的通斷進行控制，從而調節傳遞給負載的電能以穩定變換器輸出。控制器的結構和工作原理由開關電源采用的控制方法決定。

傳統的電壓型、電流型PWM控制方法具有系統設計方法成熟、結構簡單等優點，在開關電源技術領域得到了廣泛應用。然而隨著對電源性能要求的不斷提高，這些傳統控制方法在瞬態特性和魯棒性等方面的缺陷顯得越來越突出。為提高電源性能，近年來電源工程師提出了一些具有更優控制性能的新型控制方法。

脈沖序列控制是一種新型開關電源非線性控制方法。其控制過程是：在每個開關周期起始時刻判斷變換器輸出電壓V_o與基準電壓V_ref間的高低關系，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脈沖P_H作為變換器的控制信號，使開關管的導通時間較長，輸出電壓升高；反之控制器將會選擇占空比較小的低能量脈沖P_L。脈沖序列技術根據輸出電壓瞬時值的相對大小選擇高能量或低能量脈沖，在變換器出現擾動時具有良好的瞬態響應能力。其缺點是變換器穩態工作時輸出電壓紋波較大，這是阻礙脈沖序列控制方法廣泛應用的主要因素。另一種新型的多級脈沖序列控制方法較好地解決了紋波較大的問題，但其輸出電壓的穩態誤差稍大，不適合對電壓精度要求較高的應用場合。

為解決現有技術的以上不足，在本申請人同日提交的發明專利中公開了一種新的控制方法，該控制方法原理簡單、設計便捷、適用于各種拓撲結構的變換器，采用該控制方法的開關變換器輸出電壓紋波較小、動態響應快、電壓精度高、穩定性和抗干擾能力強。

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之間的高低關系，以及負載大小所處的范圍，選擇該開關周期內的有效控制脈沖，從而實現對開關變換器的控制。其控制脈沖選擇規則為：當負載電流I_o高于負載電流界值I₁時，若V_o低于V_ref，采用控制脈沖P_H，1控制變換器中的開關管S；若V_o高于V_ref，采用控制脈沖P_L，1控制開關管。當負載電流I_o處于負載電流界值I_n和I_n+1(1≤n＜N，N＝1，2，3...)之間時，若V_o低于V_ref，采用控制脈沖P_H，n+1控制開關管；若V_o高于V_ref，采用控制脈沖P_L，n+1控制開關管。當負載電流I_o低于負載電流界值I_N時，若V_o低于V_ref，采用控制脈沖P_H，N+1控制開關管；若V_o高于V_ref，采用控制脈沖P_L，N+1控制開關管。

與現有技術相比，所述發明申請方法的有益效果是：