[發(fā)明專利]一種PFM/PWM開關電源脈沖序列混合控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410794023.4
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104485823A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 黃智宇;陳波;馮輝宗;徐正龍;王蓉
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/14
• 代理公司: 重慶市恒信知識產(chǎn)權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

技術領域

本發(fā)明涉及一種開關變換器控制方法，尤其涉及一種PFM/PWM開關電源脈沖序列混合控制方法。

背景技術

在當前世界能源日趨緊張的大環(huán)境下，“如何有利、有效地利用電能”已經(jīng)成為一個引起全社會高度關注的民生問題。正因如此，“節(jié)約用電、綠色用電”比任何一個時候都更能引起人們的共鳴。目前市面上大多數(shù)開關電源都是采用PWM調制，但PWM調制方式只改變脈沖寬度而工作頻率不變，輕負載時，效率明顯降低。

為實現(xiàn)“綠色電源、節(jié)約能源”，現(xiàn)在許多開關電源變換器都包含兩種工作模式：PWM模式和PFM模式，一般負載較重時，開關變換器工作在PWM模式下，從而使其工作在固定的較高頻率下，維持較低的輸出電壓紋波。但由于在PWM模式下控制電路的開關損耗一般較大，因此通常當負載較輕時，開關變換器切換到PFM模式下工作，隨著負載變輕，其工作頻率變低，控制電路的開關損耗平均值隨著頻率減小而降低。采用PWM/PFM控制方式，從而達到節(jié)能的效果。目前，這種混合控制方法已經(jīng)得到廣泛的關注。

為達到節(jié)能環(huán)保的效果，采用PWM/PFM混合控制方式。但目前的PWM/PFM控制都是采用傳統(tǒng)的PWM和PFM控制方法，還存在需要改善的地方：1、在重載條件下，采用傳統(tǒng)的PWM脈沖調制方法在瞬態(tài)性和魯棒性等方面的缺點越發(fā)明顯，紋波相對較大，抗干擾能力弱。2、在輕載條件下，采用傳統(tǒng)的PFM調頻方法，脈沖的頻率隨著反饋電壓時刻變化，實現(xiàn)比較困難，對濾波電路要求高，需要濾波電路適應較寬的片段。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能適應負載變化，提高輕負載下的工作效率，使開關電源輸出電壓紋波小、動態(tài)響應快、電壓精度高、穩(wěn)定性和抗干擾能力強的開關電源脈沖序列混合控制方法，本發(fā)明的技術方案如下：一種PFM/PWM開關電源脈沖序列混合控制方法，其包括以下步驟：

101、系統(tǒng)初始化，主要包括采樣模塊220，控制模塊230和驅動模塊240的初始化；

102、采樣模塊220通過電流檢測電路對負載的輸出電流i₀進行采樣，并經(jīng)過A/D轉換電路轉換處理后得到采樣輸出電流為

103、判斷步驟102得到的采樣輸出電流是否大于預設的電流值，若是則跳轉至步驟104；否則跳轉至步驟108；

104、當?shù)玫降牟蓸虞敵鲭娏鞔笥陬A設的電流值時，則該系統(tǒng)處于重載條件下，采用重負載PWM-PT脈沖序列調制方式，并讀取負載的輸出電壓V_o；

105、判斷輸出電壓V_o是否高于預設基準電壓，若是則跳轉至步驟106進行低功率脈沖調制；否則跳轉至步驟107進行高功率脈沖PH調制；

106、當輸出電壓V_o高于預設基準電壓時，重負載PWM-PT脈沖序列調制方式在低功率脈沖PL下工作，減小輸出電壓V_o直至輸出電壓V_o穩(wěn)定，跳轉至步驟114；

107、當輸出電壓V_o低于基準電壓時，PWM-PT調制方式在高功率脈沖PH下工作，增大電壓V_o直至輸出電壓V_o穩(wěn)定，跳轉至步驟114；

108、當?shù)玫降牟蓸虞敵鲭娏餍∮陬A設的電流值時，則系統(tǒng)處于輕載條件下，采用PFM-PT離散脈沖序列調制方式，并讀取負載的輸出電壓V_o；

109、判斷輸出電壓V_o是否大于基準電壓值，若是則跳轉至步驟110；否則跳轉至步驟113；

110、當輸出電壓V_o高于基準電壓時，則繼續(xù)判斷輸出電壓是否持續(xù)上升，若是則跳轉至步驟111；否則跳轉至步驟112；

111、當輸出電壓V_o持續(xù)上升，則PFM-PT使用跨周期調制方式，跨過一部分控制周期穩(wěn)定輸出電壓，跳轉至步驟114；

112、若輸出電壓V_o未持續(xù)上升，則PFM-PT調制方式在低頻下工作，減小輸出電壓V_o直至輸出電壓V_o穩(wěn)定，跳轉至步驟114；

113、當輸出電壓低于基準電壓時，PFM-PT調制方式在高頻下工作，增大輸出電壓，穩(wěn)定輸出，跳轉至步驟114；

114、驅動模塊根據(jù)脈沖調制信號驅動模塊控制開關管對開關進行通斷控制。