一种应用于DC-DC变换器的低纹波控制方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于DC

【技术实现步骤摘要】
一种应用于DC
‑
DC变换器的低纹波控制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子变换器
，具体涉及一种应用于DC
‑
DC变换器的低纹波控制方法。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的进步,智能电器纷纷向高频化小型化方向发展,在提高人们生活水平的同时,也对电源提出更高的要求。DC
‑
DC变换电源的输出通常带有一定的纹波，现有技术中对于减小纹波的方法通常有以下两种：第一种是采用较大的输出电容和电感，用来滤除输出纹波，但会带来系统体积增大的问题；第二种是采用交错并联的方式并联两个相同的变换器电路，但其需考虑均流控制，控制较为复杂。因此，如何降低DC
‑
DC变换电源的输出纹波，且对其他性能影响较弱，甚至不影响其他性能，成为本领域技术人员迫切解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为DC
‑
DC变换器提供一种低纹波控制方法，由高增益变换器的输出电压来接近得到所需的负载输出电压，在高增益变换器开关频率f较低，纹波较大的情况下，通过多倍频于高增益变换器nf的纹波调节变换器及控制电路，对所述高增益变换器的电压纹波进行跟随控制，以加法或减法的运算电路，调节负载输出电压纹波，使得最终的输出电压纹波显著减小，在保持所述变换器电路的控制电路的动态性能的前提下，提高了所述变换器电路的稳态性能。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种应用于DC
‑
DC变换器的低纹波控制方法，所述DC
‑
DC变换器为负载输出较高的直流电压，可以在高增益变换器开关频率较低，纹波较大的情况下，通过对纹波调节变换器进行控制，使纹波调节变换器的输出电压对高增益变换器的输出电压纹波进行跟随调节，最终使得负载输出电压纹波显著减小，该方法包括：
[0005]步骤S101：采集所述基频为f高增益变换器输出电容两侧电压V1；
[0006]步骤S102：通过高增益变换器控制电路，所述基频f的高增益变换器输出电压V1，接近所述期望的负载输出电压V0，但存在较大纹波ΔV1；
[0007]步骤S103：采集所述高增益变换器输出电容两侧电压V1、所述纹波调节变换器输出电容两侧电压V2以及所述纹波调节变换器储能电感电流I
L
；
[0008]步骤S104：通过纹波调节变换器控制电路，使所述多倍频nf的纹波调节变换器输出电压V2，跟随所述高增益变换器的纹波ΔV1；
[0009]步骤S105：通过加法运算或减法运算，得到所述期望的负载输出电压V0，使输出纹波显著减小。
[0010]优选地，步骤S101采集所述高增益变换器输出电容两侧电压用的传感器为霍尔电压传感器。
[0011]优选地，步骤S103采集所述高增益变换器输出电容两侧电压、所述纹波调节变换
器输出电容两侧电压用的传感器为霍尔电压传感器，采集所述纹波调节变换器储能电感电流I
L
用的传感器为霍尔电流传感器。
[0012]优选地，步骤S102的过程具体为：
[0013]通过步骤S101，获得所述高增益变换器输出电容两侧电压V1；
[0014]通过高增益变换器控制电路，所述基频f的高增益变换器输出电压V1，接近所述期望的负载输出电压V0，但存在较大纹波ΔV1。
[0015]优选地，所述高增益变换器控制电路的过程具体为：
[0016]所述高增益变换器输出电容两侧电压V1与期望高增益变换器输出的参考电压值V
1ref
做比较得到误差信号V
1e
；根据误差信号V
1e
通过PI控制器进行调节产生占空比信号D1；占空比信号D1通过与基频f的三角波比较，输出频率为f的PWM波来控制开关管的合理开通与关断，得到所述高增益变换器输出电压V1。
[0017]优选地，步骤S104的过程具体为：
[0018]通过步骤S103，获得所述高增益变换器输出电容两侧电压V1、所述纹波调节变换器输出电容两侧电压V2以及所述纹波调节变换器储能电感电流I
L
；
[0019]通过纹波调节变换器控制电路，使所述多倍频nf的纹波调节变换器输出电压V2，跟随所述高增益变换器的纹波ΔV1。
[0020]优选地，所述纹波调节变换器控制电路的过程具体为：
[0021]所述高增益变换器输出电容两侧电压V1与期望负载输出的参考电压值V
0ref
做比较得到期望纹波调节变换器调节的参考电压值V
2ref
；所述纹波调节变换器输出电容两侧电压V2与期望纹波调节变换器调节的参考电压值V
2ref
做比较得到误差信号V
2e
；根据误差信号V
2e
通过PI控制器得到纹波调节变换器调节的参考电流值I
Lref
；
[0022]所述纹波调节变换器电感电流I
L
与期望纹波调节变换器调节的参考电流值I
Lref
做比较得到误差信号I
Le
；根据误差信号I
Le
通过PI控制器进行调节产生占空比信号D2；
[0023]占空比信号D2与多倍频nf的三角波比较，输出频率为nf的PWM波控制开关管的合理开通与关断，使所述纹波调节变换器输出电压V2跟随所述高增益变换器输出电压V1的纹波ΔV1，n≥10。
[0024]优选地，步骤S105的过程具体为：
[0025]通过加法运算电路或减法运算电路，得到所述期望的负载输出电压V0，使输出纹波大幅减小；
[0026]电路为加法运算电路，则负载输出电压V0＝V1+V2；
[0027]电路为减法运算电路，则负载输出电压V0＝V1‑
V2。
[0028]本专利技术实施例具有以下有益效果：
[0029]与现有的降低纹波的方法相比，本专利技术电路具有：较好地解决了所述变换器在高增益变换器开关频率低带来的纹波大的问题，以此可以减小输出电容和电感，减小电路的体积；减小高增益变换器的开关损耗，提高电路的效率；引入电压、电流双闭环反馈回路，能够对高增益变换器的电压进行更快速稳定的跟随控制。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下文对现有技术和实施例中所需
要使用的附图作简单的介绍，下述附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本专利技术的一种应用于DC
‑
DC变换器的低纹波控制方法；
[0032]图2为本专利技术的一种基于减法运算电路的低纹波控制电路结构示意图；
[0033]图3为本专利技术的一种基于加法运算电路的低纹波控制电路结构示意图；
[0034]图4为本专利技术提供的一种基于减法运算电路的低纹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于DC
‑
DC变换器的低纹波控制方法，由基频为f的高增益变换器，来逼近期望的负载输出电压，再通过多倍频nf的纹波调节变换器，n≥10，对高增益变换器的输出电压纹波进行跟随调节，使最终的负载输出电压纹波显著减小，其特征包括：步骤S101：采集所述基频为f高增益变换器输出电容两侧电压V1；步骤S102：通过高增益变换器控制电路，所述基频f的高增益变换器输出电压V1，接近所述期望的负载输出电压V0，但存在较大纹波ΔV1；步骤S103：采集所述高增益变换器输出电容两侧电压V1、所述纹波调节变换器输出电容两侧电压V2以及所述纹波调节变换器储能电感电流I
L
；步骤S104：通过纹波调节变换器控制电路，使所述多倍频nf的纹波调节变换器输出电压V2，跟随所述高增益变换器的纹波ΔV1；步骤S105：通过加法运算或减法运算，得到所述期望的负载输出电压V0，使输出纹波显著减小。2.根据权利要求1所述的应用于DC
‑
DC变换器的低纹波控制方法，其特征在于，步骤S102的过程具体为：通过步骤S101，获得所述高增益变换器输出电容两侧电压V1；通过高增益变换器控制电路，所述基频f的高增益变换器输出电压V1，接近所述期望的负载输出电压V0，但存在较大纹波ΔV1。3.根据权利要求1所述的高增益变换器控制电路，其特征在于，所述高增益变换器控制电路的过程具体为：所述高增益变换器输出电容两侧电压V1与期望高增益变换器输出的参考电压值V
1ref
做比较得到误差信号V
1e
；根据误差信号V
1e
通过PI控制器进行调节产生占空比信号D1；占空比信号D1通过与基频f的三角波比较，输出频率为f的PWM波来控制开关管的合理开通与关断，得到所述高增益变换器输出电压V1。4.根据权利要求1所述的应用于DC
‑
DC变换器的低纹波控制方法，其特征在于，步骤S104的过程具体为：通过步骤S103，获得所述高增益变换器输出电容两侧电压V1、所述纹波调节变换器输出电容两侧电压V2以及所述纹波调节变换器储能电感电流I
L
；通过纹波调节变换器控制电路，使所述多倍频n...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂东，蚁振宇，罗配明，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：