[發明專利]用于功率變換器脈寬控制的高精度脈寬除法實現方法

有效

• 申請號: 201210290353.0
• 申請日: 2012-08-15
• 公開（公告）號: CN102820763A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 李宗兵;翁大豐
• 申請（專利權）人: 魏其萃
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明涉及脈寬除法實現方法。更具體地說，本發明涉及一種新的高精度脈寬除法實現方法用于功率變換器的各種脈寬控制方案的實施。?

背景技術

在已有使用脈寬除法電路的實現方案中（圖1），它是首先將對應的脈寬量轉換成相應的模擬量，然后通過模擬除法電路來完成這兩個模擬量的除法計算而輸出相應的模擬量商值。具體地說，它需要先將對應的脈寬信號經積分電路轉換成模擬電壓信號，采樣保持電路對該模擬電壓信號進行采樣保持處理；電壓電流轉換電路負責將接收到的模擬電壓信號換成相應的模擬電流信號。兩種模擬電流信號（例如為圖2所述的導通時間ton和周期脈寬長度ts對應的模擬電流信號）通過模擬除法電路計算得到輸出模擬量商值電流。電流電壓轉換電路再將上述模擬量商值電流再轉換成模擬量商值電壓信號。輸出的模擬量商值電壓信號用于完成相應的脈寬控制方案。由于脈寬的寬動態范圍對應積分電路實現難度大，及對模擬采樣保持電路要求精度高，從而導致相應的采樣保持電路占用面積大；另外模擬除法電路及各種電壓電流轉換電路受制于精度低、電路復雜、對生產工藝要求高等限制，這些限制了脈寬除法電路的精度并大大增加該脈寬除法電路的實現成本。

發明內容

本發明提供一種用于功率變換器脈寬控制的高精度脈寬除法實現方法，它使得用于功率變換器控制的高精度脈寬除法實現電路簡單、精度高、成本低、適用于不同的生產工藝；對于不同的功率變換器拓撲結構可以對不同的時間量進行精確計算并輸出。????????

本發明的用于功率變換器脈寬控制的高精度脈寬除法實現方法是由如下功能塊組成（如圖3所示）：產生時鐘信號的時鐘產生模塊、計量脈寬的脈寬計量模塊、用于存儲脈寬計量結果的計量存儲模塊、以及將存儲的脈寬計量結果計算和轉化成模擬電壓輸出的除法模塊；所述脈寬計量模塊用于分別計量兩種脈寬信號。

時鐘產生模塊根據計量的脈寬及計量的精度要求產生固定的時鐘輸出，作為計量模塊的參考時鐘；根據不同功率變換器拓撲控制結構，脈寬計量模塊分別對輸入的兩種脈寬信號進行計量并輸出；計量存儲模塊在被計量的脈寬每周期結束時存儲脈寬計量模塊的輸出，并保持到下一周期結束，該模塊起到采樣和保持的作用；除法模塊根據計量存儲模塊存儲的數字量進行數字模擬轉化并同時進行除法運算；脈寬信號通過數字的方式進行計量，除法模塊中包括兩個數模轉換器（即，數模轉換模塊），其中一個數模轉換器的輸出作為另外一個數模轉換器的參考量來進行除法運算。

作為本發明的用于功率變換器脈寬控制的高精度脈寬除法實現方法的改進：脈寬信號包括導通時間（Ton）、關斷時間（Toff）、斷續時間（Tdis）和周期脈寬長度（Ts）。

作為本發明的用于功率變換器脈寬控制的高精度脈寬除法實現方法的進一步改進：除法模塊包括運放A、場效應管Q、權電阻網絡RA、電流鏡Icouple和權電阻網絡RB；運放A與場效應管Q和權電阻網絡RA形成一個電流源，所述電流源的值是由參考電壓Vr除以權電阻網絡RA決定；該電流源的值經電流鏡Icouple耦合輸出至權電阻網絡RB，產生對應的模擬電壓。

作為本發明的用于功率變換器脈寬控制的高精度脈寬除法實現方法的進一步改進：權電阻網絡RA中包含存儲器控制的一個開關網絡，權電阻網絡RA電阻值以2進制權變化；權電阻網絡RB中包含存儲器控制的另一個開關網絡，權電阻網絡RB電阻值以2進制權變化。

本發明的用于功率變換器脈寬控制的高精度脈寬除法實現方法，可用于不同的拓撲結構的各種脈寬控制方案在各種應用場合中使用，如發光二極管驅動應用和電池充電應用，交直流變換器等。

本發明具有如下優點：

1、本發明為數字模擬混合電路，它充分利用數字電路的特點，簡化了已有脈寬除法電路中的模擬電路結構；又使用了模擬電路的方法，簡化了數字除法器的復雜結構；

2、可實現寬動態范圍下的脈寬除法；

3、本發明能實現高精度、低成本；

4、通過對不同的脈寬計量時鐘頻率的選擇，可以有效的克服有限字長的誤差。

附圖說明

圖1?是已有脈寬除法電路的方框示意圖；

圖2是2種不同的脈沖序列圖；

圖3是本發明的用于功率變換器脈寬控制的高精度脈寬除法實現方法的方框示意圖；??

圖4?對應的是圖3中的時鐘產生模塊、脈寬計量模塊、計量存儲模塊的具體實施方式示意圖；

圖5?對應的是圖3中的除法模塊的具體實施方式示意圖。

具體實施方式