[發明專利]應用于DC-DC變換器的電壓峰值控制電路

在審

• 申請號: 201610098804.9
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN105529928A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 常曉飛;楊雁勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157;H02M1/32
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，涉及一種電壓峰值控制電路，尤 其涉及一種應用于DC-DC變換器的電壓峰值控制電路。

背景技術

直流—直流變換器(簡稱DC-DC變換器)是一種電壓等級的直流 電轉變為其它電壓等級的直流電的電力電子電路拓撲。直流電源有著 極為廣泛的應用市場和應用領域。目前的DC-DC變換器主要有以下幾 種主要拓撲：Buck電路——降壓斬波器，其輸出平均電壓U0小于輸 入電壓Ui，極性相同；Boost電路——升壓斬波器，其輸出平均電壓 U0大于輸入電壓Ui，極性相同；Buck－Boost電路——降壓或升壓斬 波器，其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui，極性相反；Cuk 電路——降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電 壓Ui，極性相反；還有Sepic、Zeta電路。上述為非隔離型電路，隔 離型電路有正激電路、反激電路、半橋電路、全橋電路、推挽電路。 對于目前各種各樣的DC-DC變換器，基本都是由以上拓撲組合或演變 而來。

在DC-DC變換器的控制中，如果采用簡單的開環控制，將存在輸 出精度低，調整時間長，動態響應慢等問題，因此必須采用閉環反饋 控制，閉環控制的方式目前主要有電壓反饋PID控制，滯環控制，電 流峰值控制等方式。電壓反饋PID控制需要對變換器進行精確建模， 而且設計合理最優的PID參數較為繁瑣；滯環控制主要是利用電路中 的電壓或電流跟蹤一個給定的電壓電流滯環范圍，開關管的頻率不固 定，受負載的影響比較大，濾波器設計困難，電磁干擾問題比較嚴重； 電流峰值控制具備一定的限流保護功能，提高了可靠性，但是電流峰 值控制對電路噪聲十分敏感，而且沒有直接控制輸出電壓，所以輸出 電壓的動態特性不好。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種電壓峰值控制 策略，應用于DC-DC變換器的反饋控制。

本發明應用于DC-DC變換器的電壓峰值控制電路，包括：直流電 源、DC-DC斬波電路、濾波電容、RS觸發器、時鐘模塊、驅動模塊、 比較器、分壓模塊；直流電源為DC-DC斬波電路供電，DC-DC斬波電 路的接地端與濾波電容的一端、負載的一端相連并接地，DC-DC斬波 電路的PWM輸出端與濾波電容的另一端、負載的另一端以及分壓模 塊輸入端相連，分壓模塊的輸出端連接比較器的信號輸入端，比較器 的輸出端及時鐘模塊的輸出端分別連接RS觸發器的兩個輸入端，RS 觸發器的輸出端與驅動模塊輸入端相連，驅動模塊用于驅動DC-DC 斬波電路中的開關器件。

此外，在分壓模塊輸出端與比較器的信號輸入端之間還可以設有 用于向比較器中加入鋸齒波的模擬電路或數字電路，模擬電路可采用 運放電路實現，數字電路可采用DSP實現。

本發明的有益效果是：

1)本發明的電壓峰值控制電路結構簡單明了，控制方便，較PID 控制而言，不需要繁瑣的參數計算過程；

2)電壓動態特性好，因為電壓峰值控制是關于電壓的直接反饋 比較，因此不需要借助電流，實現了電壓的直接控制，響應速度快， 調整時間短；

3)具有過電壓保護功能，因為電壓峰值控制是檢測輸出電壓來 實現控制，因此具有過電壓保護功能。

附圖說明

圖1為一種應用于DC-DC變換器的電壓峰值控制電路圖；

圖2為以buck電路為例的電壓峰值控制電路圖；

圖3為電壓峰值控制下電容電壓波形圖；

圖4為存在擾動時的電容電壓波形圖；

圖5為加入鋸齒波補償的電壓峰值控制框圖；

圖6為加入鋸齒波補償的電壓峰值控制電容電壓波形圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明。