[發明專利]一種數字開關電源輸出的恒功率調節方法

有效

• 申請號: 202010031563.2
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111211668B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 周強;黃曉康
• 申請（專利權）人: 深圳市能效電氣技術有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;G05F1/66
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 徐民奎

本發明公開了一種數字開關電源輸出的恒功率調節方法，數字控制器對開關電源的輸出電壓采樣值進行一階低通濾波得到輸出電壓濾波值，將輸出恒功率值除以輸出電壓濾波值得到輸出電流的限定值Iolimit；當輸出電流給定值IorefIolimit時，將Ioref不斷減小，直到IorefIolimit；當Ioref(Iolimit?ΔI1)時,將輸出電流給定值賦值為Ioref＝(Iolimit?ΔI2)，其中ΔI1為第一輸出電流限流滯環值，ΔI2為第二輸出電流限流滯環值2，ΔI1ΔI20；將輸出電流給定值Ioref與輸出電流Io做差值運算得到輸出電流誤差，用輸出電流誤差做閉環控制，使輸出電流與輸出電流給定值Ioref保持一致，實現恒功率調節。本發明的恒功率調節方法不會因反復切換造成輸出跳動，輸出穩定好。

[技術領域]

本發明涉及數字開關電源的輸出控制，尤其涉及一種數字開關電源輸出的恒功率調節方法。

[背景技術]

開關電源除了輸出恒壓恒流需求外，越來越多的應用場合需要輸出恒功率調節，在不同的輸出情況下輸出功率不超過恒功率限值，滿足整個開關電源的輸出功率不至于過載。數字開關電源相對模擬開關電源，控制更加靈活，能利用控制方法滿足不同的負載的輸出特性需求。

數字開關電源通常有輸出電壓閉環和輸出電流閉環，以滿足輸出設定的電壓或者電流。當開關電源的負載為阻性負載或者電池類負載時，通常可以通過電流環實現對輸出恒功率的控制。方法就是將恒功率值除以輸出電壓值，得到輸出限電流值，將此輸出限流值參與輸出電流閉環控制，實現輸出恒功率。按照這種輸出電流給定直接由恒功率值除以輸出電壓值得到的方法，如果在輸出過程中，出現輸出電壓抖動，導致輸出電流給定會不斷反復調節，從而帶來震蕩。特別是當負載為純阻性負載時，改變輸出電流的給定，輸出電流發生改變，負載阻值一定，輸出電壓也隨之改變，從而輸出電流限定值也發生改變。這一過程反復切換會帶來輸出的跳動和不穩定。

[發明內容]

本發明要解決的技術問題是提供一種輸出穩定的數字開關電源輸出的恒功率調節方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，一種數字開關電源輸出的恒功率調節方法，數字控制器對開關電源的輸出電壓采樣值進行一階低通濾波得到輸出電壓濾波值，將輸出恒功率值除以輸出電壓濾波值得到輸出電流的限定值Iolimit；當輸出電流給定值IorefIolimit時，將Ioref不斷減小，直到IorefIolimit；當Ioref(Iolimit-ΔI1)時,將輸出電流給定值賦值為Ioref＝(Iolimit-ΔI2)，其中ΔI1為第一輸出電流限流滯環值，ΔI2為第二輸出電流限流滯環值2，ΔI1ΔI20；將輸出電流給定值Ioref與輸出電流Io做差值運算得到輸出電流誤差，用輸出電流誤差做閉環控制，使輸出電流與輸出電流給定值Ioref保持一致，實現恒功率調節。

以上所述的恒功率調節方法，當前環路運行在電壓環時，如果實際的輸出電流Io達到條件IoIoref+ΔI3時，將環路切換到電流環運行,否則繼續保持在電壓環運行；當前環路運行在電流環時，如果實際輸出電壓Vo達到條件VoVoref+ΔV3時，環路切換到電壓環,否則繼續保持電流環運行；其中第一切換超調值ΔI30,第二切換超調值ΔV30，Voref為電壓給定值。

以上所述的恒功率調節方法，電壓環和電流環均使用PI閉環控制Gpi(error)，當運行電壓環時，誤差error取電壓誤差Voerror，Voerror＝Voref-Vo；當運行電流環時，誤差error取電流誤差Ioerror，Ioerror＝Ioref-Io；PI閉環控制Gpi(error)傳遞函數為Gpi(s)＝Kp+Ki/s，其中Kp為比例系數，Ki為積分系數；PI閉環控制Gpi(error)的輸出為驅動占空比或開關頻率值。

本發明的恒功率調節方法不會因反復切換造成輸出跳動，輸出穩定性好。

[附圖說明]

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。