双环路控制器及升压转换控制系统技术方案

本申请提供一种双环路控制器及升压转换控制系统，涉及升压控制技术领域。该双环路控制器中，第一模数转换器的输入端连接升压转换器的输出端，第一模数转换器的输出端连接闭环控制器的负输入端；闭环控制器的正输入端连接参考电源，闭环控制器的输出端连接数据选择器的第一输入端；开环控制器的输入端连接参考电源，开环控制器的输出端连接数据选择器的第二输入端；第二模数转换器的输入端连接升压转换器的输入端，第二模数转换器的输出端连接比较单元的第一输入端；比较单元的第二输入端连接参考电源，比较单元的输出端连接数据选择器的控制端；数据选择器的输出端连接脉宽调制模块的输入端。通过本申请可实现升压转换器的软启动。动。动。

【技术实现步骤摘要】
双环路控制器及升压转换控制系统


[0001]本专利技术涉及升压控制
，具体而言，涉及一种双环路控制器及升压转换控制系统。

技术介绍

[0002]高变压比的升压转换器在光伏能源系统，LED驱动等场景具有广泛应用。
[0003]图1为升压转换器的电路示意图，该升压转换器为交叉飞行电容升压转换器，可在光伏能源系统、LED驱动等场景中获得较好的效率，该升压转换器可以自动实现电感电流和电容电压的自动平衡。
[0004]但在传统控制方式下，该升压转换器的输入电压和输出电压的关系为V
O
/V
IN
＝1/(1
‑
D)，占空比范围为D>0.5，变压比范围为CR>4，图2(I)为升压转换器的第一种工作状态示意图，图2(II)为升压转换器的第二种工作状态示意图，图2(III)为升压转换器的第三种工作状态示意图，在传统控制方式下，电路周期性地以状态I
‑
III
‑
II
‑
III的顺序运行。其中状态I和状态II的占空比为1－D，状态III的总占空比为2D－1。
[0005]基于这种控制方法，电感以D的占空比接地，1－D的占空比接VO/2。当状态I和II具有最大占空比时，D的最小值为0.5，因此电路启动时占空比从0到0.5跳变，输出电压V
O
从V
IN
到4V
IN
跳变，从而导致输入浪涌电流。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种双环路控制器及升压转换控制系统，以便实现交叉飞行电容升压转换器的软启动。
[0007]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0008]第一方面，本申请实施例提供了一种双环路控制器，包括：第一模数转换器、第二模数转换器、闭环控制器、开环控制器、比较单元、数据选择器和脉宽调制模块；
[0009]所述第一模数转换器的输入端电连接升压转换器的输出端，所述第一模数转换器的输出端电连接所述闭环控制器的负输入端；所述闭环控制器的正输入端电连接参考电源，所述闭环控制器的输出端电连接所述数据选择器的第一输入端；所述开环控制器的输入端电连接所述参考电源，所述开环控制器的输出端电连接所述数据选择器的第二输入端；
[0010]所述第二模数转换器的输入端电连接所述升压转换器的输入端，所述第二模数转换器的输出端电连接所述比较单元的第一输入端；所述比较单元的第二输入端电连接所述参考电源，所述比较单元的输出端电连接所述数据选择器的控制端；
[0011]所述数据选择器的输出端电连接所述脉宽调制模块的输入端，所述脉宽调制模块的输出端电连接所述升压转换器的控制端。
[0012]可选的，所述闭环控制器包括：第一混合单元、输入增益模块、第二混合单元和反馈增益模块；
[0013]所述第一混合单元的负输入端为所述闭环控制器的负输入端，所述第一混合单元的正输入端为所述闭环控制器的正输入端；
[0014]所述第一混合单元的输出端电连接所述输入增益模块的输入端，所述数据选择器的输出端还电连接所述反馈增益模块的输入端，所述输入增益模块的输出端和所述反馈增益模块的输出端电连接所述第二混合单元的输入端；
[0015]所述第二混合单元的输出端电连接所述数据选择器的第一输入端。
[0016]可选的，所述输入增益模块包括：至少两个第一增益单元以及至少一个输入延迟单元；所述第二混合单元包括：至少一个混合单元；
[0017]所述至少两个第一增益单元中一个第一增益单元的输入端电连接所述第一混合单元的输出端。
[0018]所述至少一个输入延迟单元依次串联，所述第一混合单元的输出端电连接所述至少一个输入延迟单元中的第一个输入延迟单元的输入端；每个输入延迟单元的输出端电连接所述至少两个第一增益单元中其它第一增益单元的输入端；
[0019]所述至少一个混合单元依次串联，所述一个第一增益单元的输出端电连接所述至少一个混合单元中第一个混合单元的输入端，所述其它第一增益单元的输出端电连接所述至少一个混合单元中的一个混合单元的输入端；
[0020]所述至少一个混合单元中最后一个混合单元的输出端为所述第二混合单元的输出端。
[0021]可选的，所述反馈增益模块包括：至少一个第二增益单元和至少一个反馈延迟单元，所述输入延迟单元的数量和所述反馈延迟单元的数量相同；
[0022]所述至少一个反馈延迟单元依次串联，所述至少一个反馈延迟单元中第一个反馈延迟单元的输入端电连接所述数据选择器的输出端，每个反馈延迟单元的输出端电连接一个第二增益单元的输入端；
[0023]依次串联的所述至少一个反馈延迟单元所电连接的各第二增益单元的输出端，按照混合单元的串联顺序，分别电连接依次串联的所述至少一个混合单元的输入端。
[0024]可选的，所述闭环控制器，还包括：输出限幅器，所述第二混合单元的输出端通过所述输出限幅器电连接所述数据选择器的第一输入端。
[0025]可选的，所述开环控制器包括：开环增益单元；所述开环增益单元的输入端作为所述开环控制器的输入端，所述开环增益单元的输出端作为所述开环控制器的输出端。
[0026]可选的，所述双环路控制器还包括：比较增益单元，所述第二模数转换器的输出端通过所述比较增益单元电连接所述比较单元的第一输出端。
[0027]可选的，所述脉宽调制模块包括：脉冲信号生成单元和逻辑电路；
[0028]所述脉冲信号生成单元的输入端作为所述脉宽调制模块的输入端，所述脉冲信号生成单元的输出端电连接所述逻辑电路的输入端，以向所述逻辑电路输出两相脉冲信号，使得所述逻辑电路根据所述两相脉冲信号生成脉冲控制信号，所述逻辑电路的输出端作为所述脉宽调制模块的输出端，其中，所述两相脉冲信号的相位差为180
°
。
[0029]可选的，所述脉宽调制模块还包括：第一互补信号死区生成单元和第二互补信号死区生成单元；
[0030]所述第一互补信号死区生成单元的输入端电连接所述脉冲信号生成单元的第一
输出端，以接收第一相脉冲信号，所述第二互补信号死区生成单元的输入端电连接所述脉冲信号生成单元的第二输出端，以接收第二相脉冲信号；
[0031]所述第一互补信号死区生成单元的同相输出端、所述第一互补信号死区生成单元的反相输出端、所述第二互补信号死区生成单元的同相输出端和所述第二互补信号死区生成单元的反相输出端电连接所述逻辑电路的输入端。
[0032]可选的，所述脉冲信号生成单元包括：第一计数器、第二计数器、第一比较器、第二比较器；
[0033]所述第一计数器连接所述第一比较器的第一输入端，所述第二计数器电连接所述第二比较器的第一输入端，所述第一比较器的第二输入端和所述第二比较器的第二输入端作为所述脉冲信号生成单元的输入端；
[0034]所述第一比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双环路控制器，其特征在于，包括：第一模数转换器、闭环控制器、数据选择器、开环控制器、第二模数转换器、比较单元和脉宽调制模块；所述第一模数转换器的输入端电连接升压转换器的输出端，所述第一模数转换器的输出端电连接所述闭环控制器的负输入端；所述闭环控制器的正输入端电连接参考电源，所述闭环控制器的输出端电连接所述数据选择器的第一输入端；所述开环控制器的输入端电连接所述参考电源，所述开环控制器的输出端电连接所述数据选择器的第二输入端；所述第二模数转换器的输入端电连接所述升压转换器的输入端，所述第二模数转换器的输出端电连接所述比较单元的第一输入端；所述比较单元的第二输入端电连接所述参考电源，所述比较单元的输出端电连接所述数据选择器的控制端；所述数据选择器的输出端电连接所述脉宽调制模块的输入端，所述脉宽调制模块的输出端电连接所述升压转换器的控制端。2.如权利要求1所述的双环路控制器，其特征在于，所述闭环控制器包括：第一混合单元、输入增益模块、第二混合单元和反馈增益模块；所述第一混合单元的负输入端为所述闭环控制器的负输入端，所述第一混合单元的正输入端为所述闭环控制器的正输入端；所述第一混合单元的输出端电连接所述输入增益模块的输入端，所述数据选择器的输出端还电连接所述反馈增益模块的输入端，所述输入增益模块的输出端和所述反馈增益模块的输出端电连接所述第二混合单元的输入端；所述第二混合单元的输出端电连接所述数据选择器的第一输入端。3.如权利要求2所述的双环路控制器，其特征在于，所述输入增益模块包括：至少两个第一增益单元以及至少一个输入延迟单元；所述第二混合单元包括：至少一个混合单元；所述至少两个第一增益单元中一个第一增益单元的输入端电连接所述第一混合单元的输出端，所述至少一个输入延迟单元依次串联，所述第一混合单元的输出端电连接所述至少一个输入延迟单元中的第一个输入延迟单元的输入端；每个输入延迟单元的输出端电连接所述至少两个第一增益单元中其它第一增益单元的输入端；所述至少一个混合单元依次串联，所述一个第一增益单元的输出端电连接所述至少一个混合单元中第一个混合单元的输入端，所述其它第一增益单元的输出端电连接所述至少一个混合单元中的一个混合单元的输入端；所述至少一个混合单元中最后一个混合单元的输出端为所述第二混合单元的输出端。4.如权利要求3所述的双环路控制器，其特征在于，所述反馈增益模块包括：至少一个第二增益单元和至少一个反馈延迟单元，所述输入延迟单元的数量和所述反馈延迟单元的数量相同；所述至少一个反馈延迟单元依次串联，所述至少一个反馈延迟单元中第一个反馈延迟单元的输入端电连接所述数据选择器的输出端，每个反馈延迟单元的输出端电连接一个第二增益单元的输入端；依次串联的所述至少一个反馈延迟单元所电连接的各第二增益单元的输出端，按照混合单元的串联顺序，分别电连接依次串联的所述至少一个混合单元的输入端。5.如权利要求2所述的双环路控制器，其特征在于，所述闭环控制器，还包括：输出限幅
器，所述第二混合单元的输出端通过所述输出限幅器电连接所述数据选择器的第一输入端。6.如权利要求1所述的双环路控制器，其特征在于，所述开环控制器包括：开环增益单元；所述开环增益单元的输入端作为所述开环控制器的输入端，所述开环增益单元的输出端作为所述开环控制器的输出端。7.如权利要求1所述的双环路控制器，其特征在于，所述双环路控制器还包括：比较增益单元，所述第二模数转换器的输出端通过所述比较增益单元电连接所述比较单元的第一输出端。8.如权利要求1所述的双环路控制器，其特征在于，所述脉宽调制模块包括：脉冲信号生成单元和逻辑电路；所述脉冲信号生成单元的输入端作为所述脉宽调制模块的输入端，所述脉冲信号生成单元的输出端电连接所述逻辑电路的输入端，以向所述逻辑电路输出两相脉冲信号，使得所述逻辑电路根据所述两相脉冲信号生成脉冲控制信号，所述逻辑电路的输出端作为所述脉宽调制模块的输出端，其中，所述两相脉冲信号的相位差为180
°
。9.如权利要求8所述的双环路控制器，其特征在于，所述脉宽调制模块还包括：第一互补信号死区生成单元和第二互补信号死区生成单元；所述第一互补信号死区生成单元的输入端电连接所述脉冲信号生成单元的第一输出端，以接收第一相脉冲信号，所述第二互补信号死区生成单元的输入端电连接所述脉冲信号生成单元的第二输出端，以接收第二相脉冲信号；所述第一互补信号死区生成单元的同相输出端、所述第一互补信号死区生成单元的反相输出端、所述第二互补信号死区生成单元的同相输出端和所述第二互补信号死区生成单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄沫，胡庭旭，路延，马许愿，
申请(专利权)人：澳门大学，
类型：发明
国别省市：