自适应控制环制造技术

一种用于控制输出调节器的已调输出的控制器，其中所述输出调节器响应脉宽信号以用于控制能量在输入源和所述已调输出之间传送。所述控制器包括占空比估计器，其确定标称占空比。调整确定器确定调整值以与所述标称占空比组合，从而产生已调整占空比。所述脉宽信号是已调整占空比的函数。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Adaptive control loop

An adjustable output controller for controlling an output regulator in which the output regulator responds to a pulse width signal for controlling the transmission of energy between the input source and the modulated output. The controller includes a duty cycle estimator that determines the nominal duty cycle. An adjustment determiner determines an adjustment value to be combined with the nominal duty cycle to generate an adjusted duty cycle. The pulse width signal is a function of the duty cycle adjusted.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输出调节器，特别是涉及用于输出调节器的自适应控制环。
技术介绍
输出调节器被用于多种机器和设备，实际上包括所有的电子设备。输出调节器通常将未调节的输入功率转换为一个或多个已调输出，用于向机器或设备内的电路提供电力。已调输出最常见的是已调电压，但是也可生成已调电流和已调功率。输出调节器可集成到机器或设备中，或输出调节器可以是装配到机器或设备上的独立部件。输出调节器的几个特性可用于判断具体设计的质量，包括诸如功率密度、效率、输出调节和瞬态响应之类的工作特性。有必要改进输出调节器的工作特性以改进使用了输出调节器的机器和设备，例如使其做得更小、需要更少的电力、具有改进的精度和可靠性或者具有改进的瞬态工作特性。
技术实现思路
一种用于控制输出调节器的已调输出的控制器，其中所述输出调节器响应脉宽信号以用于控制能量在输入源和所述已调输出之间传送。所述控制器包括占空比估计器，其确定标称占空比。调整确定器确定调整值以与所述标称占空比组合，从而产生已调整占空比。所述脉宽信号是已调整占空比的函数。在其他特征中，所述的调整确定器包括可选择的环路增益用于确定所述调整值。所述的可选择的环路增益能够以大于所述输出调节器的开关频率选择。计数器，其响应所述已调整占空比，产生初始脉宽。在其他特征中，控制时钟产生延迟控制作为所述标称占空比和初始脉宽的函数。延迟线，其响应所述初始脉宽和延迟控制，产生具有已调或已微调(finetuned)脉宽的所述脉宽信号。在其他特征中，占空比限制器限制已调整占空比作为调节器特性的函数。所述的调整确定器包括环路补偿以稳定所述输出调节器的环路响应。所述环路补偿可以一定的速率控制，该速率的范围从近似等于所述输出调节器的开关频率到所述数字控制器的取样频率。在其他特征中，所述调整值是估计的误差趋势的函数，该误差基于参考和所述已调输出之间的差(digfference)。所述的调整值是一个函数，其斜率常数可以在大于所述输出调节器的开关频率的速率可选。所述调整值是误差的误差历史的函数，该误差基于参考和所述已调输出间的差。基于所述误差前面值的数学函数的所述误差历史包括移动平均值、平均值、峰值和加权平均值。本领域的技术人员能够从前面的描述中意识到，本专利技术的宽广的所讲授的内容可以多种不同的形式实现。因而，尽管是联系本专利技术的具体实施例对其进行介绍的，但是并不应该以此来限制本专利技术的真正范围，因为专业技术人员研究了附图、说明书和所附权利要求书之后其他的修改都将是显而易见的。附图说明图1是输出调节器的一个方案的方框图。图2是用于输出调节器的数字控制器的一个方案的方框图。图3是用于输出调节器的数字控制器的操作的一个方案的流程图。图4是用于输出调节器的组件的两维视图。图5是自适应多模式控制系统的一个方案的状态图。图6是导通期间的输出电压图。图7是自适应多模式控制系统操作的一个方案的流程图。图8是具有输出限幅器的输出调节器一个方案的方框图。图9是电压范围间的关系的一个方案的方框图。图10是输出限幅器的一个方案方框图。图11是输出限幅器操作的一个方案的流程图。图12A是功率阵列的一个方案的方框图。图13是和功率阵列中检测电流的一个方案相关的波形的时序图。图14是用于控制功率调节器中的能量流的功率开关阵列操作的一个方案的流程图。图15是电流检测技术的操作的一个方案的流程图。图16是二极管模拟系统一个方案的方框图，其用于模拟输出调节器的自由轮转二极管，该输出调节器作为开关调节器工作。图17是和二极管模拟系统一个方案相关的波形的时序图。图18是二极管模拟系统的操作的一个方案的流程图。图19是用二极管模拟系统实现的空载控制技术的操作的一个方案的流程图。图20是用于功率阵列中控制损耗的一个方案的流程图。图21是通过功率调节器的功率级抑制噪声产生的操作的一个方案的流程图。图22是用于控制输出调节器的电路节点的电容的操作的一个方案的流程图。图23是用于在脉冲信号中产生延迟的延迟线的一个方案的方框图。图24是和延迟线的一个方案相关的波形的时序图。图25是用于为输出调节器增加脉冲宽度分辨率的操作的一个方案的流程图。图26是用于为开关调节器确定占空比的数字控制器的一个方案的方框图。图27是用于开关调节器的数字控制器的一个方案的方框图。图28是占空比估计器的一个方案的状态图。图29是和电压限幅器一个方案相关的电压水平的视图。图30是用于为开关调节器产生占空比的数字控制器一个方案相关的波形的时序图。图31A是用于为开关调节器确定占空比的占空比估计器的一个方案的方框图。图31B是另一个用于为开关调节器确定占空比的占空比估计器的一个方案的方框图。图32是用于为开关调节器产生占空比的操作的一个方案的流程图。图33是包括节能间歇模式(ESDM)的数字控制器的一个方案的方框图。图34A是用于在恒定电流模式和间歇电流模式之间控制切换的数字控制器的一个方案的方框图。图34B是和数字控制器一个方案相关的波形的时序图。图35是用于在恒定电流模式和间歇电流模式之间控制切换的操作的一个方案的流程图。图36是用于数字控制器的状态信息存储系统的一个方案的方框图。不同图中的相同参考标记表示相同的元件。具体实施例方式图1表示用于向负载12提供已调功率的功率调节器10。该功率调节器10可包括数字控制器14，其接收反馈信号16并生成一个或多个驱动功率级20的控制信号18。功率级20将未调电压如Vin 22转换为斩波波形，其由输出滤波器24过滤以产生已调输出26。该已调输出26优选为直流(DC)输出，并可以是包括电压、电流和功率在内的任何输出特性。未调电压可以是任何形式的输入功率，例如交流(AC)电压和DC电压。对于交流输入电压，可包括整流级(未示出)以将AC电压转换为DC输入电压Vin 22。输出传感器28检测已调输出26，并将反馈信号发送至数字控制器14。功率调节器10可采用任何拓扑结构，如buck、boost、flyback、sepic、Cuk和Zeta。图2表示电压转换器100的一部分，该电压转换器100用于将未调节的输入电压Vin转换为用于向负载(未示出)提供功率的已调输出。数字控制器102产生一对驱动信号以控制从Vin到斩波波形的转换。可以任何方式实现数字控制器102，例如执行软件或固件的可编程装置、数字电路、逻辑电路、数字信号处理器以及它们的组合。数字控制器102响应对应于已调输出的数字误差信号104生成驱动信号。输出传感器106可检测已调输出，生成数字误差信号104。输出传感器106可将已调输出和参考信号108比较以生成数字误差信号。参考信号108可以是如模拟信号和数字信号的任何类型的信号，且可以任何方式产生。例如，输出选择器110可产生参考信号108以响应一个或多个输入Rx和Ry。该输入可以是连到参考电压如接地的电阻器。电阻器的值对应于输出的电压水平和公差的选择。输出选择器110可以是独立的模块或包括在数字控制器102内。驱动器电路112a和112b可缓冲来自数字控制器102的驱动信号，并产生驱动上端和下端功率阵列114a和114b的信号。驱动电路112a和112b可具有较低的输出阻抗以减少功率阵列114a和114b在工作状态间转换时的过渡时间。驱动器电路112本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制输出调节器的已调输出的控制器，其中所述输出调节器响应脉宽信号以用于控制能量在输入源和所述已调输出之间传送，所述控制器包括：占空比估计器，其确定标称占空比；以及调整确定器，其确定调整值以与所述标称占空比组合，从而产 生已调整占空比，所述脉宽信号是已调整占空比的函数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S苏塔迪加，何润生，张建成，
申请(专利权)人：马维尔国际贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：BM[百慕大]