一种并联交错BUCK变换器及控制方法技术

本发明专利技术提供一种并联交错BUCK变换器及控制方法，包括：直流电压源；与直流电压源连接的并联交错BUCK电路，包括两组并联的整流开关管以及与每组整流开关管连接的一组续流开关管，每组整流开关管及每组续流开关管包括两个并联的MOSFET管；采样电路，对并联交错BUCK电路的输出电压和输出电流进行采样，并输出采样结果；与采样电路连接的数字信号处理器，根据模糊遗传算法，对所述采样结果进行处理，得到占空比信号，输出与占空比信号对应的脉冲宽度调制PWM波；分别与并联交错BUCK电路和数字信号处理器连接的PWM驱动器，根据PWM波控制两组整流开关管交错180度导通，及控制两组续流开关管交错180度导通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变换器
，特别是涉及一种并联交错BUCK变换器及控制方法。
技术介绍
在交流小信号分析时，BUCK开关变换器按控制模式可分为电压控制和电流控制两类。电压控制型变换器只有一个电压环，将输出电压作为反馈信号实现电压闭环控制。电流控制型变换器包括电流内环和电压外环两个闭环控制回路，将输出电压和主电路电流(电感或功率开关管电流)作为反馈信号实现全状态反馈，电压外环实现输出电压自动调节，电流内环实现主电路电流自动调节，可取得最优控制效果。由于主电路电流对输入电压或负载的变化更敏感，因此电流控制型较电压控制型变换器的性能更优越，有更高的电压调整率和负载调整率、更好的瞬态特性、更高可靠性和稳定性。当前用电设备对供电系统的输出电压精度的要求很高，尤其是针对通讯设备的通信电源在效率转化和输出电压精度的要求也更为苛刻。与此同时，不断提高的负载变化率，对直流电源的实时控制也提出更高的要求，需要直流电源电压调节模块具有很快的瞬间响应速度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种并联交错BUCK变换器及控制方法，用以解决现有变换器变换效率低以及动态响应性能差的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种并联交错BUCK变换器，包括：直流电压源；与所述直流电压源连接的并联交错BUCK电路，所述并联交错BUCK电路包括两组并联的整流开关管以及与每组所述整流开关管连接的一组续流开关r>管，且每组整流开关管以及每组续流开关管包括两个并联的MOSFET管；与所述并联交错BUCK电路连接的采样电路，用于对所述并联交错BUCK电路的输出电压和输出电流进行采样，并输出采样结果；与所述采样电路连接的数字信号处理器DSP，用于根据模糊遗传算法，对所述采样结果进行处理，得到占空比信号，并输出与所述占空比信号对应的脉冲宽度调制PWM波；分别与所述并联交错BUCK电路和所述DSP连接的PWM驱动器，用于根据所述PWM波控制所述两组整流开关管交错180度导通，以及控制所述两组续流开关管交错180度导通。其中，所述并联交错BUCK电路包括：第一组整流开关管、第一组续流开关管、第二组整流开关管以及第二组续流开关管；所述第一组整流开关管包括：第一MOSFET管VT1以及第三MOSFET管VT3；其中，所述第一MOSFET管VT1的漏极与所述第三MOSFET管VT3的漏极连接，且与所述直流电压源的正极连接，所述第一MOSFET管VT1的源极与所述第三MOSFET管VT3的源极连接；所述第一组续流开关管包括：第二MOSFET管VT2以及第四MOSFET管VT4；其中，所述第一MOSFET管VT1的源极与第二MOSFET管VT2的漏极连接，所述第三MOSFET管VT3的源极与第四MOSFET管VT4的漏极连接，所述第二MOSFET管VT2的漏极与所述第四MOSFET管VT4的漏极连接，所述第二MOSFET管VT2的源极与所述第四MOSFET管VT4的源极连接，且与所述直流电压源的负极连接；所述第二组整流开关管包括：第五MOSFET管VT5以及第六MOSFET管VT6；其中，所述第五MOSFET管VT5的漏极与所述第六MOSFET管VT6的漏极连接，且与所述直流电压源的正极连接，所述第五MOSFET管VT5的源极与所述第六MOSFET管VT6的源极连接；所述第二组续流开关管包括：第七MOSFET管VT7以及第八MOSFET管VT8；其中，所述第五MOSFET管VT5的源极与所述第七MOSFET管VT7的漏极连接，所述第六MOSFET管VT6的源极与所述第八MOSFET管VT8的漏极连接，所述第七MOSFET管VT7的漏极与所述第八MOSFET管VT8的漏极，所述第七MOSFET管VT7的源极与所述第八MOSFET管VT8的源极连接，且与所述直流电压源的负极连接。其中，所述并联交错BUCK变换器还包括：与所述第一组整流开关管连接的第一吸收电路；与所述第一组续流开关管连接的第二吸收电路；与所述第二组整流开关管连接的第三吸收电路；与所述第二组续流开关管连接的第四吸收电路。其中，所述并联交错BUCK变换器还包括：第一电感L1和第二电感L2；其中，所述第一电感L1的第一端与所述第三MOSFET管VT3的源极连接；所述第二电感L2的第一端与所述第六MOSFET管VT6的源极连接；所述第一电感L1的第二端与所述第二电感L2的第二端连接。其中，所述并联交错BUCK变换器还包括：分别与所述第一电感L1的第二端和所述直流电压源的负极连接的滤波电路，且所述滤波电路的输出端为所述并联交错BUCK变换器的输出端。其中，所述采样电路包括：电压采样电路和电流采样电路；其中，所述电压采样电路的输入端与所述滤波电路的输出端相连，所述电流采样电路的输入端与所述第一电感L1的第二端连接。其中，所述数字信号处理器DSP包括：预测单元、模糊遗传PID控制单元、PWM单元；其中，所述预测单元分别与所述电压采样电路的输出端以及所述电流采样电路的输出端连接；所述模糊遗传PID控制单元与所述预测单元连接；所述PWM单元与所述模糊遗传PID控制单元连接。其中，所述PWM驱动器包括：输入端口，第一输出端口PWM1，第二输出端口PWM2、第三输出端口PWM3以及第四输出端口PWM4；其中，所述输入端口与所述PWM单元连接；所述第一输出端口PWM1分别与所述第一MOSFET管VT1的栅极和所述第三MOSFET管VT3的栅极连接；所述第二输出端口PWM2分别与所述第二MOSFET管VT2的栅极和所述第四MOSFET管VT4的栅极连接；所述第三输出端口PWM3分别与所述第五MOSFET管VT5的栅极和所述第六MOSFET管VT6的栅极连接；所述第四输出端口PWM4分别与所述第七MOSFET管VT7的栅极和所述第八MOSFET管VT8的栅极连接。其中，上述的并联交错BUCK变换器，还包括：与所述第一MOSFET管VT1并联第一VD管VD1；与所述第二MOSFET管VT1并联第二VD管VD2；与所述第三MOSFET管VT3并联第一VD管VD3；与所述第四MOSFET管VT4并联第一VD管VD4；其中，所述第一VD管VD1的正极与所述第一MOSFET管VT1的源极连接，所述第一VD管VD1的负极与所述第一MOSFET管VT1的漏极连接；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联交错BUCK变换器，其特征在于，包括：直流电压源；与所述直流电压源连接的并联交错BUCK电路，所述并联交错BUCK电路包括两组并联的整流开关管以及与每组所述整流开关管连接的一组续流开关管，且每组整流开关管以及每组续流开关管包括两个并联的MOSFET管；与所述并联交错BUCK电路连接的采样电路，用于对所述并联交错BUCK电路的输出电压和输出电流进行采样，并输出采样结果；与所述采样电路连接的数字信号处理器DSP，用于根据模糊遗传算法，对所述采样结果进行处理，得到占空比信号，并输出与所述占空比信号对应的脉冲宽度调制PWM波；分别与所述并联交错BUCK电路和所述DSP连接的PWM驱动器，用于根据所述PWM波控制所述两组整流开关管交错180度导通，以及控制所述两组续流开关管交错180度导通。

【技术特征摘要】
1.一种并联交错BUCK变换器，其特征在于，包括：
直流电压源；
与所述直流电压源连接的并联交错BUCK电路，所述并联交错BUCK电路
包括两组并联的整流开关管以及与每组所述整流开关管连接的一组续流开关
管，且每组整流开关管以及每组续流开关管包括两个并联的MOSFET管；
与所述并联交错BUCK电路连接的采样电路，用于对所述并联交错BUCK
电路的输出电压和输出电流进行采样，并输出采样结果；
与所述采样电路连接的数字信号处理器DSP，用于根据模糊遗传算法，对
所述采样结果进行处理，得到占空比信号，并输出与所述占空比信号对应的脉
冲宽度调制PWM波；
分别与所述并联交错BUCK电路和所述DSP连接的PWM驱动器，用于根
据所述PWM波控制所述两组整流开关管交错180度导通，以及控制所述两组续
流开关管交错180度导通。
2.根据权利要求1所述的并联交错BUCK变换器，其特征在于，所述并联
交错BUCK电路包括：第一组整流开关管、第一组续流开关管、第二组整流开
关管以及第二组续流开关管；
所述第一组整流开关管包括：第一MOSFET管VT1以及第三MOSFET管
VT3；
其中，所述第一MOSFET管VT1的漏极与所述第三MOSFET管VT3的漏
极连接，且与所述直流电压源的正极连接，所述第一MOSFET管VT1的源极与
所述第三MOSFET管VT3的源极连接；
所述第一组续流开关管包括：第二MOSFET管VT2以及第四MOSFET管
VT4；
其中，所述第一MOSFET管VT1的源极与第二MOSFET管VT2的漏极连
接，所述第三MOSFET管VT3的源极与第四MOSFET管VT4的漏极连接，所
述第二MOSFET管VT2的漏极与所述第四MOSFET管VT4的漏极连接，所述
第二MOSFET管VT2的源极与所述第四MOSFET管VT4的源极连接，且与所

\t述直流电压源的负极连接；
所述第二组整流开关管包括：第五MOSFET管VT5以及第六MOSFET管
VT6；
其中，所述第五MOSFET管VT5的漏极与所述第六MOSFET管VT6的漏
极连接，且与所述直流电压源的正极连接，所述第五MOSFET管VT5的源极与
所述第六MOSFET管VT6的源极连接；
所述第二组续流开关管包括：第七MOSFET管VT7以及第八MOSFET管
VT8；
其中，所述第五MOSFET管VT5的源极与所述第七MOSFET管VT7的漏
极连接，所述第六MOSFET管VT6的源极与所述第八MOSFET管VT8的漏极
连接，所述第七MOSFET管VT7的漏极与所述第八MOSFET管VT8的漏极，
所述第七MOSFET管VT7的源极与所述第八MOSFET管VT8的源极连接，且
与所述直流电压源的负极连接。
3.根据权利要求2所述的并联交错BUCK变换器，其特征在于，所述并联
交错BUCK变换器还包括：
与所述第一组整流开关管连接的第一吸收电路；
与所述第一组续流开关管连接的第二吸收电路；
与所述第二组整流开关管连接的第三吸收电路；
与所述第二组续流开关管连接的第四吸收电路。
4.根据权利要求2所述的并联交错BUCK变换器，其特征在于，所述并联
交错BUCK变换器还包括：第一电感L1和第二电感L2；
其中，所述第一电感L1的第一端与所述第三MOSFET管VT3的源极连接；
所述第二电感L2的第一端与所述第六MOSFET管VT6的源极连接；
所述第一电感L1的第二端与所述第二电感L2的第二端连接。
5.根据权利要求4所述的并联交错BUCK变换器，其特征在于，所述并联
交错BUCK变换器还包括：分别与所述第一电感L1的第二端和所述直流电压源
的负极连接的滤波电路，且所述滤波电路的输出端为所述并联交错BUCK变换
器的输出端。
6.根据权利要求5所述的并联交错BUCK变换器，其特征在于，所述采样

\t电路包括：电压采样电路和电流采样电路；
其中，所述电压采样电路的输入端与所述滤波电路的输出端相连，所述电
流采样电路的输入端与所述第一电感L1的第二端连接。
7.根据权利要求6所述的并联交错BUCK变换器，其特征在于，
所述数字信号处理器DSP包括：预测单元、模糊遗传PID控制单元、PWM
单元；
其中，所述预测单元分别与所述电压采样电路的输出端以及所述电流采样

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪刚，杨安，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44