[發(fā)明專利]一種用于電流反饋型DC-DC變換器的反饋電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410243353.4
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104009626A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設計）人: 向勇;畢闖;周維為;張玉倩;范正航;張千
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李玉興

技術領域

本發(fā)明屬于電子電路技術，具體的說是涉及一種用于電流反饋型DC-DC變換器的反饋電路。

背景技術

由于電感電容以及開關切換的存在，開關電源本身就是一種強非線性系統(tǒng)，同時，這些非線性性質使得電力系統(tǒng)分析和控制方法變得非常不可靠，并且存在豐富多樣的非線性現(xiàn)象，而這些非線性現(xiàn)象將影響DC-DC變換器的整體性能。實際工程當中，應當盡量避免這些分岔、混沌現(xiàn)象的發(fā)生。

峰值電流反饋和谷值電流反饋是目前兩種應用較多的反饋控制模式，都是將電感電流取樣反饋到比較器中與參考電流進行比較后輸入到邏輯單元產生一定占空比的驅動信號來驅動開關管的開關，如圖2所示。所不同的是，峰值電流反饋中取樣電感電流值輸入比較器的正向輸入端與參考峰值電流值比較，而谷值電流反饋中取樣電感電流值輸入到比較器的‘-’端與參考谷值電流值比較。兩種反饋方式中都要用到導通時間控制單元，即脈沖方波CLK，來限定系統(tǒng)的工作頻率。

峰值電流反饋和谷值電流反饋模式的開關變換器是非線性變結構控制系統(tǒng)，功率開關管的導通或關斷使系統(tǒng)在不同的結構中周期性地切換,這樣導致開關變換器具有復雜的非線性行為,例如倍周期分岔、Hopf分岔、Flip分岔、邊界碰撞分岔等多種通向混沌的分岔道路,次諧波振蕩,降頻和低頻波動現(xiàn)象等等。

申請?zhí)枮椋篊N201210351869.1的中國專利中提到將反饋電流值經比較器比較輸出后接入RS觸發(fā)器進行邏輯運算，再結合脈寬控制模塊和反向器來達到截止時間固定的方法，但是此反饋方式未能控制混沌來提高變換器系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

申請?zhí)枮椋篊N201210288345.2的中國專利中提到用反饋電壓值代替CLK信號輸入RS觸發(fā)器邏輯單元的方法來避免產生次諧波振蕩，即產生分岔混沌現(xiàn)象的目的。但是只能直接調節(jié)電流峰值，對谷值調整需要系統(tǒng)其他部分的變化來間接控制，因此相應速度較慢。

在峰值電流反饋當中，由于狀態(tài)切換時刻為反饋電流值等于參考電流值時，所以電流峰值在每個周期都是不變的，但是電流谷值確沒有限制，隨著電路參數(shù)的變化，電流谷值有可能不相等，這就導致了分岔、混沌等非線性現(xiàn)象的產生。相比之下，谷值電流反饋當中，電流谷值在每個周期都是不變的，但是電流峰值確沒有限制，隨著電路參數(shù)的變化，電流峰值有可能不相等，這也導致了分岔、混沌等非線性現(xiàn)象的產生。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的，就是針對上述傳統(tǒng)技術存在的問題，提出一種用于電流反饋型DC-DC變換器的結合峰值電流反饋回路和谷值電流反饋回路來增強變換器系統(tǒng)穩(wěn)定性的反饋電路。

本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種用于電流反饋型DC-DC變換器的反饋電路，包括DC-DC變換器，其特征在于，還包括第一比較器COMP1、第二比較器COMP2、減法器和RS觸發(fā)器；其中，第一比較器COMP1的正向輸入端接DC-DC變換器輸出的反饋電流，其負相輸入端接第一基準電流Iref1，其輸出端接RS觸發(fā)器的R端；減法器的正輸入端接第一基準電流Iref1，其負輸入端接第二基準電流Iref1；第二比較器COMP2的正向輸入端接減法器的輸出端，其負相輸入端接DC-DC變換器輸出的反饋電流，其輸出端接RS觸發(fā)器的S端；RS觸發(fā)器的輸出端接DC-DC變換器的輸入端。

本發(fā)明的有益效果為，結合了峰值電流反饋和谷值電流反饋的各自特點，略去傳統(tǒng)電路與中采用的導通時間控制單元，而將狀態(tài)切換時刻分為反饋電流峰值等于參考電流1的值和反饋電流谷值等于參考電流2的值，將每個周期內反饋電流的峰值和谷值限定，從而限制了分岔、混沌等非線性現(xiàn)象的產生。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的用于電流反饋型DC-DC變換器的反饋電路結構示意圖；

圖2為峰值反饋型和谷值反饋型DC-DC變換器拓撲結構示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的峰值反饋和谷值反饋相結合的電流反饋型buck-boost變換器結構示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的峰值反饋和谷值反饋相結合的電流反饋型DC-DC變換器中電感電流時域波形示意圖；

圖5為以基準參考電流Iref1為分岔參數(shù)，buck-boost變換器在峰值電流反饋控制下的電感電流分岔圖；

圖6為以基準參考電流Iref1為分岔參數(shù)，buck-boost變換器在谷值電流反饋控制下的電感電流分岔圖；

圖7為以基準參考電流Iref1為分岔參數(shù)，buck-boost變換器在本發(fā)明提供的電流反饋控制下的電感電流分岔圖；