[發明專利]雙環路控制器及升壓轉換控制系統

在審

• 申請號: 202110908054.8
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113595388A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 黃沫;胡庭旭;路延;馬許愿
• 申請（專利權）人: 澳門大學
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157;H02M3/158;H02M1/38;H02M1/36
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 曹瑞敏

本申請提供一種雙環路控制器及升壓轉換控制系統，涉及升壓控制技術領域。該雙環路控制器中，第一模數轉換器的輸入端連接升壓轉換器的輸出端，第一模數轉換器的輸出端連接閉環控制器的負輸入端；閉環控制器的正輸入端連接參考電源，閉環控制器的輸出端連接數據選擇器的第一輸入端；開環控制器的輸入端連接參考電源，開環控制器的輸出端連接數據選擇器的第二輸入端；第二模數轉換器的輸入端連接升壓轉換器的輸入端，第二模數轉換器的輸出端連接比較單元的第一輸入端；比較單元的第二輸入端連接參考電源，比較單元的輸出端連接數據選擇器的控制端；數據選擇器的輸出端連接脈寬調制模塊的輸入端。通過本申請可實現升壓轉換器的軟啟動。

技術領域

本發明涉及升壓控制技術領域，具體而言，涉及一種雙環路控制器及升壓轉換控制系統。

背景技術

高變壓比的升壓轉換器在光伏能源系統，LED驅動等場景具有廣泛應用。

圖1為升壓轉換器的電路示意圖，該升壓轉換器為交叉飛行電容升壓轉換器，可在光伏能源系統、LED驅動等場景中獲得較好的效率，該升壓轉換器可以自動實現電感電流和電容電壓的自動平衡。

但在傳統控制方式下，該升壓轉換器的輸入電壓和輸出電壓的關系為V_O/V_IN＝1/(1-D)，占空比范圍為D0.5，變壓比范圍為CR4，圖2(I)為升壓轉換器的第一種工作狀態示意圖，圖2(II)為升壓轉換器的第二種工作狀態示意圖，圖2(III)為升壓轉換器的第三種工作狀態示意圖，在傳統控制方式下，電路周期性地以狀態I-III-II-III的順序運行。其中狀態I和狀態II的占空比為1－D，狀態III的總占空比為2D－1。

基于這種控制方法，電感以D的占空比接地，1－D的占空比接VO/2。當狀態I和II具有最大占空比時，D的最小值為0.5，因此電路啟動時占空比從0到0.5跳變，輸出電壓V_O從V_IN到4V_IN跳變，從而導致輸入浪涌電流。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述現有技術中的不足，提供一種雙環路控制器及升壓轉換控制系統，以便實現交叉飛行電容升壓轉換器的軟啟動。

為實現上述目的，本申請實施例采用的技術方案如下：

第一方面，本申請實施例提供了一種雙環路控制器，包括：第一模數轉換器、第二模數轉換器、閉環控制器、開環控制器、比較單元、數據選擇器和脈寬調制模塊；

所述第一模數轉換器的輸入端電連接升壓轉換器的輸出端，所述第一模數轉換器的輸出端電連接所述閉環控制器的負輸入端；所述閉環控制器的正輸入端電連接參考電源，所述閉環控制器的輸出端電連接所述數據選擇器的第一輸入端；所述開環控制器的輸入端電連接所述參考電源，所述開環控制器的輸出端電連接所述數據選擇器的第二輸入端；

所述第二模數轉換器的輸入端電連接所述升壓轉換器的輸入端，所述第二模數轉換器的輸出端電連接所述比較單元的第一輸入端；所述比較單元的第二輸入端電連接所述參考電源，所述比較單元的輸出端電連接所述數據選擇器的控制端；

所述數據選擇器的輸出端電連接所述脈寬調制模塊的輸入端，所述脈寬調制模塊的輸出端電連接所述升壓轉換器的控制端。

可選的，所述閉環控制器包括：第一混合單元、輸入增益模塊、第二混合單元和反饋增益模塊；

所述第一混合單元的負輸入端為所述閉環控制器的負輸入端，所述第一混合單元的正輸入端為所述閉環控制器的正輸入端；

所述第一混合單元的輸出端電連接所述輸入增益模塊的輸入端，所述數據選擇器的輸出端還電連接所述反饋增益模塊的輸入端，所述輸入增益模塊的輸出端和所述反饋增益模塊的輸出端電連接所述第二混合單元的輸入端；

所述第二混合單元的輸出端電連接所述數據選擇器的第一輸入端。