[實用新型]一種數字電源控制電路以及應用其的數字電源

有效

• 申請號: 201220220956.9
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN202663301U
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 張曉峰
• 申請（專利權）人: 杭州樂圖光電科技有限公司
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及開關電源領域，尤其涉及一種新型的數字電源的控制電路以及應用其的數字電源。

背景技術

開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和功率開關（MOSFET）構成。現有的開關電源的實現方式包括模擬控制方式、數字控制方式以及模數混合控制方式。采用模擬控制技術的開關電源，輸出反饋電壓經過誤差放大器產生誤差信號，經PID校正補償后與三角波振蕩信號進行比較來產生PWM驅動信號。這樣的實現方式，控制電路復雜，元器件數量多，控制電路成型后很難再進行修改，不利于開關電源的集成化和小型化。近年來，由于數字控制方式具有可編程性，設計可延續性，元器件數量少等優點而越來越得到廣泛應用和認可。

采用數字控制方式，數字電源的控制回路完全實現了數字化，反饋電壓信號經模數轉換器轉換為數字信號后，通過DSP芯片的內置程序完成PID校正補償和PWM信號調節。如圖1所示的一種采用傳統的數字控制方式的數字電源，通過模數轉換器ADC?11將輸出電壓與單一的基準值進行比較，然后轉換為數字信號；補償電路12根據所述比較結果n_digital進行補償控制運算，來產生相應的數字占空比信號D_digital；DPWM模塊13將接收到的數字占空比信號D_digital轉換為方波驅動信號即PWM控制信號來控制數字電源的主功率級電路14中的功率開關S_o的開關動作，進而來調節輸出電壓。但是，采用這種數字控制方式，模數轉換器ADC?11和DPWM模塊13均為固定的電路結構，因此數字電源的穩態性能和動態性能全部由補償電路12來實現，使得數字電源的補償靈活度不佳，數字電源的動態響應性能較差。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種新型的數字電源控制電路，利用補償信號的動態分量來實時調節模數轉換器ADC的基準值，提高數字電源控制電路的調節速度，改進了數字電源的動態響應性能。

依據本實用新型的一實施例的一種數字電源控制電路，應用于一數字電源中，包括：

模數轉換器，用以接收所述數字電源的輸出電壓，并與n個基準值進行比較，比較結果轉換為表征所述數字電源的當前輸出電壓與期望輸出電壓之間的誤差的數字誤差信號，n≥3；

數字補償電路，接收所述數字誤差信號，以相應的產生數字占空比信號；其中所述數字占空比信號的動態分量傳遞至所述模數轉換器，以相應的改變所述一組基準值的數值；

DPWM模塊，根據接收到的所述數字占空比信號，產生PWM控制信號來控制所述數字電源中的功率開關的開關動作，保證所述數字電源的輸出電壓與期望輸出電壓一致，并且，當所述數字電源的輸出電壓與期望輸出電壓不一致時，保證所述數字電源的輸出電壓快速恢復至所述期望輸出電壓。

進一步的，所述基準值的數目n為奇數，所述n個基準值的數值以所述數字電源的期望輸出電壓為中心，分布在所述數字電源的期望輸出電壓的兩側。

進一步的，所述模數轉換器包括n個比較器，所述n個比較器的第一輸入端接收所述數字電源的輸出電壓，第二輸入端分別接收所述n個基準值。

進一步的，所述模數轉換器包括數字譯碼器，用以接收所述n個比較器的輸出信號，并將所述輸出信號轉換為所述數字誤差信號。

進一步的，所述模數轉換器包括與所述n個基準值一一對應的n個數模轉換器；

根據所述數字占空比信號的動態分量與(n-1)/2個參考值的大小關系，調節所述n個數模轉換器的輸入信號；其中，所述(n-1)/2個參考值的數值根據所述數字電源的期望輸出電流進行設置，并且依次遞減；

當所述數字占空比信號的動態分量小于第(n-1)/2參考值時，所述n個數模轉換器維持當前狀態；

當所述數字占空比信號的動態分量大于第一參考值時，則所述n個數模轉換器的輸入信號均減1；

當所述數字占空比信號的動態分量小于第一參考值而大于第二參考值，則第二數模轉換器至第n-1數模轉換器的輸入信號均減1；

當所述數字占空比信號的動態分量小于第二參考值而大于第三參考值，則第三數模轉換器至第n-2數模轉換器的輸入信號均減1；

依次類推，當所述數字占空比信號的動態分量小于第k參考值而大于第k+1參考值，則第k+1數模轉換器至第n-k數模轉換器的輸入信號均減1；

所述n個數模轉換器的輸出信號作為所述n個基準值。