[發明專利]偽連續導電模式開關變換器自適應續流控制方法及其裝置

有效

• 申請號: 201210115359.4
• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN102624206A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 周國華;許建平;王金平;張婓
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M1/14;H02M1/08;H02M3/155
• 代理公司: 成都中亞專利代理有限公司 51126
• 代理人: 王崗

技術領域

本發明涉及一種開關變換器的控制方法及其裝置，具體為一種偽連續導電模式開關變換器自適應續流控制方法及實現所述自適應續流控制方法的裝置ACD。

背景技術

隨著電力電子器件技術和電力電子變流技術的發展，作為電力電子重要領域的開關電源技術成為應用和研究的熱點。開關電源技術運用開關變換器進行電能變換，來滿足各種用電要求。開關電源具有體積小、重量輕、效率高、功率密度大等突出優點，廣泛應用于計算機、通訊設備、電子檢測設備、電池充電器等領域。

開關電源主要由開關變換器和控制器兩部分構成。開關變換器又稱為功率主電路，主要有Buck（降壓）、Boost（升壓）、Buck-Boost（升降壓）、正激、反激、半橋、全橋等多種拓撲結構。傳統的開關變換器通常工作在電感電流連續導電模式（CCM）和斷續導電模式（DCM）。CCM開關變換器可以傳遞更多的能量供給負載，在中、大功率場合得到了廣泛應用。但因其采用較大的電感值，具有瞬態性能差、電感體積大、成本高等缺點。DCM?開關變換器的電感電流在每個開關周期內有一段時間保持為零，電感儲存和傳遞的平均功率有限，適用于小功率場合。綜上所述，CCM?和?DCM?開關變換器均只適用于特定的負載或功率范圍。偽連續導電模式（PCCM）開關變換器兼顧了CCM和DCM開關變換器的優點，適用于寬負載或寬功率范圍。

控制器用于監測開關變換器的工作狀態，并產生控制脈沖信號控制開關管，調節供給負載的能量以穩定輸出。開關變換器的控制方法主要有電壓型、電流型、脈沖序列等控制方法。近年來，越來越多的應用場合要求其供電電源具有快速的瞬態響應速度，如一些微處理器在待機、休眠、正常運行之間切換時，瞬態電流速率高達130A/?us，這就要求其供電電源具有快速的瞬態響應速度以滿足負載的需求。傳統的電壓型控制實現方式簡單，但其動態響應速度較慢，已很難滿足負載這一需求。新型的脈沖序列控制方法是用控制器產生高能量控制脈沖或者低能量控制脈沖對開關管進行控制，具有較好的快速響應能力。其不足之處是：采用固定的參考電流控制PCCM開關變換器續流開關管的續流時間較長，變換器效率較差，且在大范圍的負載或功率變化時，控制系統會失去穩定或不能正常工作。

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發明內容

本發明的目的是提供一種PCCM開關變換器自適應續流控制方法，使之同時具有快速的瞬態響應速度和較高的變換器效率，適用于各種拓撲結構的PCCM開關變換器。

本發明是這樣實現的，提供一種PCCM開關變換器自適應續流控制方法，其特征在于：?

a、檢測偽連續導電模式PCCM開關變換器的電感電流，選擇一個采樣脈沖信號,對電感電流進行采樣/保持，獲取電感電流值,?并乘以可變系數，得到第一信號；

?b、檢測PCCM開關變換器的輸出電流，并乘以另一可變系數，得到第二信號；將第一信號和第二信號同時送入信號運算電路進行合成，其合成結果作為自適應參考電流，將自適應參考電流和電感電流進行比較，以此來控制PCCM開關變換器續流開關管的導通與關斷。

根據本發明所述的一種偽連續導電模式PCCM開關變換器自適應續流控制方法，其特征在于：自適應參考電流由第一信號和第二信號進行信號運算合成。

本發明同時提供一種實現上述PCCM開關變換器的控制方法的裝置，其特征在于：由第一信號調理電路FSC、第二信號調理電路SSC、信號運算電路SO、脈沖信號產生器PG以及驅動電路DR組成；所述的第一信號調理電路FSC與信號運算電路SO和脈沖信號產生器PG連接，第二信號調理電路SSC與信號運算電路SO相連，信號運算電路SO和脈沖信號產生器PG連接，脈沖信號產生器PG與驅動電路DR相連。

根據本發明所述的裝置ACD，其特征在于，所述的第一信號調理電路FSC由電流檢測電路CS1、采樣脈沖產生器SP、采樣/保持器SH、可變增益發生器VG1以及乘法器MU1組成；電流檢測電路CS1、采樣/保持器SH、乘法器MU1依次相連；采樣脈沖產生器SP與采樣/保持器SH相連；可變增益發生器VG1與乘法器MU1相連。

根據本發明所述的裝置ACD，其特征在于，所述的第二信號調理電路SSC由電流檢測電路CS2、可變增益發生器VG2以及乘法器MU2組成；電流檢測電路CS2與乘法器MU2相連；可變增益發生器VG2與乘法器MU2相連。

本發明的優點在于：

一、與現有的PCCM開關變換器的控制方法相比，本發明的PCCM開關變換器輸出電壓紋波小，電感電流紋波小，從而具有很好的穩態性能。