[發明專利]一種BUCK變換器的數字化電流滯環跟蹤控制方法

在審

• 申請號: 202110269966.5
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112865523A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 毛惠豐;武文英;喬濤;曹海峰
• 申請（專利權）人: 江蘇奧文儀器科技有限公司
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157
• 代理公司: 蘇州市方略專利代理事務所(普通合伙) 32267
• 代理人: 朱智杰

1.一種BUCK變換器的數字化電流滯環跟蹤控制方法，其特征在于：包括：

S1：測出電流值，通過采樣模塊采樣得到BUCK變換器濾波電感的電流值；

S2：計算誤差電流e_i；

S3：采用過零比較器生成誤差電流過零點的邏輯標志信號S_i；

S4：對其相鄰過誤差電流過零點定時，即在S_i高電平期間，利用定時器1對其相鄰過誤差電流過零點定時；在S_i低電平期間，利用定時器2對其相鄰過誤差電流過零點定時；

S5：計算當前開關周期的滯環上/下閾值；即利用定時器1定時值，計算當前開關周期的滯環上閾值；利用定時器2定時值，計算當前開關周期的滯環下閾值；

S6：將步驟2和步驟5中得出的誤差電流與滯環上/下閾值進行實時比較，生成PWM控制信號。

2.根據權利要求1所述的一種BUCK變換器的數字化電流滯環跟蹤控制方法，其特征在于，所述誤差電流e_i的計算方法如下：

即：e_i＝i_f-i_ref

其中，所述i_f為BUCK變換器電感電流，i_ref為參考電流。

3.根據權利要求1所述的一種BUCK變換器的數字化電流滯環跟蹤控制方法，其特征在于，步驟5中當前開關周期的滯環上/下閾值的計算方式如下：

1)：首先獲得一個穩定的開關周期T_ref，在第k個開關周期內相鄰誤差電流過零點的時間間隔必須相等且之和為T_ref，即滿足：

其中，T_ref為第k個開關周期內相鄰誤差電流過零點的時間間隔必須相等且之和，t₁(k)為第k個開關周期內第一個誤差電流過零點的時間，t₂(k)為第k個開關周期內第二個誤差電流過零點的時間。

2)計算出第k個開關周期的滯環上、下閾值的解析表達式為：

其中，B₁(k)為第k個開關周期的滯環上閾值，B₂(k)為第k個開關周期的滯環下閾值，T_ref為第k個開關周期內相鄰誤差電流過零點的時間間隔必須相等且之和，t₁(k-1)為t₁時刻相鄰兩個誤差電流過零點之間的時間間隔，t₂(k-1)為t₂時刻相鄰兩個誤差電流過零點之間的時間間隔。

4.根據權利要求3所述的一種BUCK變換器的數字化電流滯環跟蹤控制方法，其特征在于，步驟1中獲得穩定的開關周期T_ref的方法如下：

通過測量當前半開關周期的相鄰誤差電流過零點的時間間隔來調整當前后半開關周期內的滯環上閾值或下閾值的方法能夠使系統更快地獲得一個穩定的開關周期；

具體方法如下：

在穩態情況下，通過半個開關周期調整一次上、下閾值，使相鄰兩個誤差電流過零點之間的時間間隔被嚴格控制為半個開關周期；在相鄰兩個開關周期內的兩個上升斜率相同以及兩個下降斜率相同的情況下，如圖2所示，根據幾何關系可知，為了滿足兩個相鄰誤差電流過零點之間的時間間隔相等，則滯環的上、下閾值必然大小相等符號相反，因此采用基于誤差電流過零點時間的跟蹤控制算法能夠實現跟蹤平均誤差為零并且開關周期穩定。

5.一種BUCK變換器的數字化電流滯環跟蹤控制系統，其特征在于：包括：第一單元，用于根據采樣到的電感電流計算出當前滯環上/閾值；

第二單元，用于將所述當前滯環上/下閾值與誤差電流進行幅值比較，生成功率器件的開關信號，實現電流跟蹤控制。