一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路制造技术

本发明专利技术涉及一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其中控制电路与功率主电路的可控端连接；控制电路通过一光耦隔离OPT与系统扰动响应模块连接；系统扰动响应模块与功率主电路连接；控制电路采样前级电路的二极管开关周期平均值，系统扰动响应模块采样全桥的输出电感开关周期平均值，构成可复位积分单周期闭环控制；且所述控制电路构成多输出移相PWM驱动信号，控制功率主电路中的功率开关通断。功率主电路前级电路采用可复位积分单周期控制方式，两级电路采用一套闭环控制电路；通过采样二极管电压平均值、输出电感开关周期平均值等中间变量，进一步提高电路系统对扰动的响应速度，实现高效、动态特性好的功率变换过程。

【技术实现步骤摘要】
一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路
本专利技术属于电力电子变流
，具体涉及一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路。
技术介绍
开关电源以其体积小、效率高等优点得到广泛应用及发展，在大功率应用场合，如航空电源、电动汽车车用电源、通信电源等，两级电路交错Buck和全桥电路具有大容量、低电压电流纹波特性，以及易实现高效率、高功率密度和高可靠性等优点；传统电压环控制下的开关电源对输入电压干扰抑制能力有限，动态响应速度较慢，现有两级电路通常采用两套控制电路，相对较为复杂，且动态响应速度较慢，可靠性不高，为进一步提高电源的动态响应性能和可靠性，在控制策略上做进一步研究有着重要意义。两级电路采用一套控制电路使得控制电路简化，具有较高的性能价格比，同时一套控制电路能够提高控制系统的动态响应速度及可靠性，具有重要的研究意义和实用价值。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，可复位积分的单周期控制策略结合副边PI控制，同时引入滤波电感电压反馈信号，两级电路一套闭环控制电路提高系统的动态响应性能和抗干扰能力。本专利技术采用以下方案实现：一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于：包括功率主电路、控制电路及系统扰动响应模块；控制电路与功率主电路的可控端连接；所述控制电路通过一光耦隔离OPT与系统扰动响应模块连接；所述系统扰动响应模块与功率主电路连接；功率主电路采用两级电路，其中前级电路采用交错Buck电路、单相Buck电路、多相交错Buck电路或Boost电路，后级采用开环控制全桥电路；所述控制电路采样前级电路的二极管开关周期平均值，系统扰动响应模块采样全桥的输出电感开关周期平均值，构成可复位积分单周期闭环控制；且所述控制电路构成多输出移相PWM驱动信号，控制功率主电路中的功率开关通断。

【技术特征摘要】
1.一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于：包括功率主电路、控制电路及系统扰动响应模块；控制电路与功率主电路的可控端连接；所述控制电路通过一光耦隔离OPT与系统扰动响应模块连接；所述系统扰动响应模块与功率主电路连接；功率主电路采用两级电路，其中前级电路采用交错Buck电路、单相Buck电路、多相交错Buck电路或Boost电路，后级采用开环控制全桥电路；所述控制电路采样前级电路的二极管开关周期平均值，系统扰动响应模块采样全桥的输出电感开关周期平均值，构成可复位积分单周期闭环控制；且所述控制电路构成多输出移相PWM驱动信号，控制功率主电路中的功率开关通断。2.根据权利要求1所述的单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于：所述功率主电路包括输入电压Vin、功率MOS管Sb1、功率MOS管Sb2、功率二极管Db1、功率二极管Db2、电感Lb1、电感Lb2、滤波电容Ca、功率MOS管Q1、功率MOS管Q2、功率MOS管Q3、功率MOS管Q4、谐振电感Lr、变压器T、功率MOS管Sr1、功率MOS管Sr2、输出滤波电感Lf、输出滤波电容Co及输出负载Ro;所述控制电路包括运算放大器AMP1、运算放大器AMP2、采样电阻R1、补偿电容C1、复位开关rst1、复位开关rst2、加法器M1、加法器M2、比较器COM1、比较器COM2、RS触发器RS1及RS触发器RS2；所述运算放大器AMP1的反相输入端分别与采样电阻R1一端、补偿电容C1一端、复位开关rst1一端连接；采样电阻R1另一端连接至功率二极管Db1的阴极；运算放大器AMP1正相输入端连接至原边地；运算放大器AMP1输出端分别与加法器M1一输入端、补偿电容C1另一端、复位开关rst1另一端连接；加法器M1另一输入端连接至光耦隔离OPT输出端；加法器M1输出端连接至比较器COM1正相输入端；比较器COM1反相输入端连接基准电压Vref1；比较器COM1输出端连接至RS触发器RS1的复位引脚R；RS触发器RS1的设位引脚S连接时钟信号CLK1；RS触发器RS1的引脚连接至复位开关rst1复位端；RS触发器RS1的引脚Q连接至第一隔离驱动输入端；第一隔离驱动输出端连接至功率MOS管Sb1栅极；运算放大器AMP2的反相输入端连接至采样电阻R2一端、补偿电容C2一端、复位开关rst2一端；采样电阻R2另一端连接至功率二极管Db2的阴极；运算放大器AMP2正相输入端连接至原边参考地；运算放大器AMP2输出端连接至加法器M2一输入端、补偿电容C2另一端、复位开关rst2另一端；加法器M2另一输入端连接至光耦隔离OPT输出端；加法器M2输出端连接至比较器COM2正相输入端；比较器COM2反相输入端连接基准电压Vref1；比较器COM2输出端连接至RS触发器RS2的复位引脚R；RS触发器RS2的设位引脚S连接时钟信号CLK2；RS触发器RS2的引脚连接至复位开关rst2复位端；RS触发器RS2的引脚Q连接至第二隔离驱动输入端；第二隔离驱动输出端连接至功率MOS管Sb2栅极。3.根据权利要求2所述的单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于：所述功率主电路中的功率二极管Db1、功率二极管Db2采用快恢复二极管；功率MOS管Sb1、功率MOS管Sb2、功率MOS管Q1、功率MOS管Q2、功率MOS管Q3、功率MOS管Q4、功率MOS管Sr1、功率MOS管Sr2采用高频开关MOS管；所述变压器T为高频变压器，其原副边的同名端为同方向激磁。4.根据权利要求2所述的单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于：所述输出滤波电感Lf为高频电感器；滤波电容Ca为高频电容，输出电容Co为电解电容。5.根据权利要求2所述的单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于：所述系统扰动响应模块包括电感电压开关周期平均值处理模块A、运算放大器AMP3加法器M3、采样电阻R4、采样电阻R5、补偿电容C3一端及补偿电容C4；所述运算放大器AMP3反相输入端连接至采样电阻R4一端、采样电阻R5一端、补偿电容C3一端、补偿电容C4一端；采样电阻R4另一端连接至输出滤波电容Co正极、负载电阻Ro正输入端；采样电阻R5另一端连接至功率主电路的副边参考地；运算放大器AMP3正相输入端连接参考电压Vref；补偿电容C4另一端连接至补偿电阻R3一端；运算放大器AMP3输出端连接至补偿电阻R3另一端、补偿电容C3另一端、加法器M3一输入端；电感电压开关周期平均值处理模块A输入端连接至功率主电路的滤波电感Lf两端；电感电压开关周期平均值处理模块A输出端连接至加法器M3另一输入端；加法器M...

【专利技术属性】
技术研发人员：林维明，李银宝，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35