[發明專利]一種數字開關電源系統的自適應調節方法

有效

• 申請號: 201710656085.2
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107528448B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 王琦;胡方;趙艷
• 申請（專利權）人: 合肥華耀電子工業有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 金凱

本發明提供一種數字開關電源系統的自適應調節方法，該方法中的數字開關電源系統包括由通信回路連接的前級數字電源和后級數字電源，前級數字電源和后級數字電源分別讀取并解算初始化的特征預設值并互相傳輸，獲得所有的特征預設值后，前級數字電源和后級數字電源分別運算得到數字開關電源系統的系統特征值，根據該系統特征值，前級數字電源和后數字電源調節自己的特征預設值分別得到新特征值，根據該新特征值，前級數字電源和后級數字電源調節自己的相關參數，實現系統的自適應調節。本發明能夠在保證系統穩定工作的前提下，摒棄數字電源級間的補償器，降低了系統成本和復雜度，提高了系統的可擴展性。

技術領域

本發明涉及電力電子尤其是數字開關電源技術領域，具體涉及一種數字開關電源系統的自適應調節方法。

背景技術

當今電源市場占有率較大的是模擬開關電源。隨著智能化設備技術的革新、物聯網時代的到來，開關電源也逐步發展為具有數字化功能的產品。真正意義的數字電源，其實現方式以DSP和專用數電源字芯片為主，數字電源優點有：集成度高、適應性強、外部器件少、自診斷、EMI兼容能力強、在線可編程、優秀的系統管理和可靠性。

無論模擬電源還是數字電源，在大功率多電壓等級的用電場合，均需要多種類電源并聯提供功率，或者級聯提供不同電壓。這時候電源系統由于阻抗匹配導致的穩定性問題凸顯出來。一般電源的控制系統結構、組成器件類似，由于效率和功率分配的影響，前級數字電源的功率要大一些，開關器件的容量越大，其Q_g越大，開關頻率不會太高，系統的穿越頻率f_c1較低；而后級數字電源功率較小，可以在更高頻率下工作，因而穿越頻率f_c2要高于前級數字電源的穿越頻率f_c1。

實際上，前級數字電源將高于f_c2的干擾衰減以后，輸入至后級數字電源，后級數字電源會將頻率在f_c1～f_c2之間的干擾放大，干擾作用增強，表現為：系統串聯以后，系統在f_c2處的相角裕度減小，當干擾幅值超過一定程度或相角偏移超過系統的穩定裕度以后，在后級電源輸出端會觀察到電源系統穩定性下降的現象。以圖1所示兩級電源系統為例，即每級電源的相角裕度為45°左右，但級聯使用時會出現系統不穩定的情況。為解決這種問題，現有階段的技術方案中，可行性較高的有兩種：首先是使用定制的電源，將電源的相角裕度增加，每級的相角裕度在75°左右，級聯后系統的相角裕度約為45°，但這種方案的電源在單獨使用的時候會出現輸出性能下降、超調過大的現象；另一個方案是在系統級聯電源之間增加一個補償器，分為無源補償器(靜態)和有源補償器(動態)，補償器價格昂貴，提高了提高系統的成本和復雜度，而且該方法沒有從根本上解決系統的穩定裕度的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種數字開關電源系統的自適應調節方法，能夠在保證系統穩定工作的前提下，摒棄數字電源級間的補償器，降低系統成本和復雜度，提高系統的可擴展性。

為實現上述目的，本發明提供了一種數字開關電源系統的自適應調節方法，包括以下步驟：

(1)前級數字電源和后級數字電源分別讀取并解算初始化的特征預設值；

(2)前級數字電源和后級數字電源將所述特征預設值互相傳輸；

(3)獲取全部的特征預設值后，前級數字電源和后級數字電源分別運算得出數字開關電源系統的系統特征值；

(4)根據所述系統特征值，前級數字電源和后級數字電源調節自己的特征預設值，分別得到新特征值；

(5)根據所述新特征值，前級數字電源和后級數字電源調節自己的相關參數，實現系統的自適應調節。

進一步地，在步驟(1)之前還包括如下步驟：上電后，前級數字電源和后級數字電源進行狀態自檢，自檢異常則直接關機，自檢正常，進行步驟(1)。