[發明專利]連續導電模式雙滯環脈沖序列控制方法及其裝置

有效

• 申請號: 201711264913.4
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107742972B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 周述晗;周國華;徐順剛;譚偉;曾紹桓
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M1/06
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 曹少華

技術領域

本發明涉及電力電子設備，尤其是連續導電模式雙滯環脈沖序列控制方法及其裝置。

背景技術

脈沖序列(pulse train，PT)調制是近年來出現的一種新型非線性的開關變換器調制方法。其控制思想是：在每個開關周期起始時刻，控制器檢測變換器輸出電壓，并判斷其與電壓基準值之間的大小關系，若輸出電壓小于電壓基準值，控制器將產生一個占空比較大的高能量脈沖作為驅動信號作用于開關管；反之，若輸出電壓大于電壓基準值，控制器將產生一個占空比較小的低能量脈沖。高、低能量脈沖通過一定的組合形式實現對開關變換器的控制。相對于傳統的脈沖寬度調制(pulse width modulation，PWM)和脈沖頻率調制(pulse frequency modulation，PFM)技術，PT調制具有瞬態響應速度快，控制器結構簡單，無需補償裝置等優點。但其穩定域不夠寬，在電感電流連續(continuous conduction mode，CCM)導電模式，當輸出電容等效串聯電阻(equivalent series resistance，ESR)為零或較低時，變換器存在低頻振蕩現象，輸出電壓和電感電流的幅值變化大，變換器的穩態精度與瞬態性能差。

發明內容

本發明的目的是提供一種開關變換器的控制方法，使之克服現有脈沖序列控制工作在電感電流連續導電模式時的技術缺點，具有輸出電壓穩態紋波小，穩態時脈沖序列循環周期的組合方式恒為“1高功率脈沖+1低功率脈沖”，不存在低頻振蕩現象，穩定性和抗干擾能力強，負載瞬態性能好等優點，適用于多種拓撲結構的開關變換器。

本發明實現其發明目的所采用的技術方案是：連續導電模式雙滯環脈沖序列控制方法，在每個開關周期內，檢測輸出電壓，得到信號V_o，檢測輸出濾波電容的電流，得到信號i_c；同時，脈沖產生器PGC產生脈沖信號CC；將V_o、CC和輸出電壓基準值V_ref送入到第一脈沖選擇器PS1產生脈沖信號HH和LL；將i_C、第一峰值電容電流基準值I_ref-PH和第一谷值電容電流基準值I_ref-VH送入到第一滯環調制器PGH產生脈沖信號V_PH；將i_C、第二峰值電容電流基準值I_ref-PL和第二谷值電容電流基準值I_ref-VL送入到第二滯環調制器PGL產生脈沖信號V_PL；將V_PH、V_PL、HH和LL送入到第二脈沖選擇器PS2產生脈沖信號V_P，用以控制變換器開關管的導通和關斷。

其中，所述第一峰值電容電流基準值I_ref-PH、第二峰值電容電流基準值I_ref-PL、第一谷值電容電流基準值I_ref-VH和第二谷值電容電流基準值I_ref-VL為預設的電容電流基準值，是直接設定的電容電流峰值或谷值。

進一步的，所述第一峰值電容電流基準值I_ref-PH、第二峰值電容電流基準值I_ref-PL、第一谷值電容電流基準值I_ref-VH和第二谷值電容電流基準值I_ref-VL為由輸入、輸出反饋量產生的與輸入量或輸出量有關的電容電流峰值或谷值。

本發明的另一目的是提供一種實現上述連續導電模式雙滯環脈沖序列控制方法的裝置，包括電壓檢測電路VS、電流檢測電路IS、第一脈沖選擇器PS1、第二脈沖選擇器PS2、脈沖產生器PGC、第一滯環調制器PGH、第二滯環調制器PGL和驅動電路DR；所述的電壓檢測電路VS、脈沖產生器PGC分別與第一脈沖選擇器PS1相連；電流檢測電路IS分別與第一滯環調制器PGH和第二滯環調制器PGL相連；第一滯環調制器PGH、第二滯環調制器PGL、第一脈沖選擇器PS1分別與第二脈沖選擇器PS2相連；第二脈沖選擇器PS2與驅動電路DR相連。