[發明專利]一種Buck電路的快速起動控制方法及系統

有效

• 申請號: 201910588265.0
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110289754B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 朱翔鷗;徐玉;唐旗;戴瑜興
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02M1/32
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 杜陽陽

本發明公開一種Buck電路的快速起動控制方法及系統。本發明提供的控制方法及系統，能夠控制Buck電路的開關在起動初始時間段即全導通時間段內占空比為1，使輸出電壓以最快的速率上升并給電容充電，然后控制Buck電路的開關在全截止時間段內占空比為0，使輸出電壓在保持上升的同時穩定在期望值。采用本發明提供的控制方法及系統，能夠有效減小Buck電路起動過程中輸出電壓產生的過沖和振蕩，縮短Buck電路的起動時間。

技術領域

本發明涉及開關變換器領域，特別是涉及一種Buck電路的快速起動控制方法及系統。

背景技術

隨著半導體功率器件技術的發展，使得開關變換器廣泛應用在航空、工業、低壓電器和軍事等領域。使用脈沖寬度調制的開關變換器通常需要幾十個到幾百個毫秒才能完成起動，而在某些對起動時間有嚴格要求的應用場合，如在緊急情況下，通常要求大功率激光電源、戰機和艦艇上搭載的火控雷達等使用的開關變換器能夠在幾個到十幾個毫秒內投入工作。此外漏電保護器在規定漏電流下的最長動作時間為40毫秒，進行直流斷路器短路瞬動保護特性測試時，要求直流斷路器在0.1s內完成脫扣，就要求其中使用的開關變換器需要在規定時間內完成電源啟動、信號采集分析、觸發脫扣等動作。因此，如何使開關變換器快速起動，已成為本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種Buck電路的快速起動控制方法及系統，能夠有效減小Buck電路起動過程中輸出電壓產生的過沖和振蕩，縮短Buck電路的起動時間。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種Buck電路的快速起動控制方法，所述控制方法包括：

獲取步長的初始值、全導通時長t₁的初始值、全截止時長t₂的初始值和Buck電路的拓撲參數；

將所述拓撲參數代入全導通電容電壓模型和全導通電感電流模型，獲得Buck電路在t₁時刻的電容電壓值U_c(t₁)和電感電流值i_L(t₁)，所述全導通電壓模型為Buck電路的開關處于導通狀態時電容電壓的表達式，全導通電感電流模型為Buck電路的開關處于導通狀態時電感電流的表達式；

將所述拓撲參數代入全截止電容電壓模型和全截止電感電流模型，獲得Buck電路在t₂時刻的電容電壓值U′_c(t₂)和電感電流值i′_L(t₂)，所述全截止電壓模型為Buck電路的開關處于截止狀態時電容電壓的表達式，全截止電感電流模型為Buck電路的開關處于截止狀態時電感電流的表達式；

判斷是否滿足條件：且獲得第一判斷結果，其中，U_c(∞)表示電容電壓穩態值，i_L(∞)表示電感電流穩態的平均值，ΔU_∞表示輸出電壓誤差閾值，Δi_∞表示電感電流誤差閾值；

當所述第一判斷結果表示是時，控制所述Buck電路的開關在[0,t₁]時間段內保持導通狀態，在(t₁,t₂]時間段內保持截止狀態；

當所述第一判斷結果表示否時，根據當前的步長更新全導通時長或全截止時長，返回所述“將所述拓撲參數代入全導通電容電壓模型和全導通電感電流模型，獲得Buck電路在t₁時刻的電容電壓值U_c(t₁)和電感電流值i_L(t₁)”。

一種Buck電路的快速起動控制系統，所述控制系統包括：