一种加快DC-DC变换调压速度的方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种加快DC

【技术实现步骤摘要】
一种加快DC
‑
DC变换调压速度的方法及系统


[0001]本专利技术实施例涉及DC
‑
DC调压控制
，具体涉及一种加快DC
‑
DC变换调压速度的方法及系统。

技术介绍

[0002]随着便携式电子产品的不断发展与创新，产品的功能越来越多，内部电路复杂度越来越高。许多产品为保证优异的续航时间和性能，通常会在系统处于不同工作模式下，自动将暂不使用的模块切入低功耗模式，伴随着的是该模块供电电压下降，直到系统需要时模块再切回正常状态，即供电电压升回正常值，这种将电池能量动态分配的方式保证了系统复杂度提升的同时，功耗不会太高，增加了电池续航。但当系统的工作状态进行切换时，将部分模块从低功耗状态切回正常工作状态需要一定的时间：1、完成数字通信；2、供电电压回升；3、完成模块的状态切换。故该三部分决定了整个切换的时间，在对产品一些速度性能要求较高的功能上有较大瓶颈。
[0003]目前市场上实现加快PMIC(Power Management IC，电源管理集成电路)调压的方案主要是通过改善PMIC(Power Management IC，电源管理集成电路)的模拟部分的控制架构，控制架构一般为闭环系统，故增加闭环系统的带宽成为了实现快速调压的一个主要手段，例如开关电源产品中采用迟滞控制架构，将输出电压的峰值和谷值控制在一个较小的值实现稳压输出，这种方式的好处是规避了输出端电容对环路带宽的影响，故可以实现较高的带宽，缺点是输出电压范围有限，或输出电压精度不足，或输出端电压的纹波有最低要求，或频率不固定带来的电磁干扰等。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术实施例提供一种加快DC
‑
DC变换调压速度的方法及系统，以解决传统DC
‑
DC电源变换器无法在保证不损失性能前提下明显提升调压速度的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0006]根据本专利技术实施例的第一方面，本申请实施例提供了一种加快DC
‑
DC变换调压速度的方法，所述方法应用于DC
‑
DC电源变换器，所述方法包括：
[0007]接收输入电压信号vin；
[0008]在调压前采集输出电流信号Isns和第一输出电压信号vout1；
[0009]对所述输出电流信号Isns进行采样，得到采样电流值I
s
；
[0010]接收第一切换模拟电压信号vref1、第二切换模拟电压信号vref2和第三切换模拟电压信号vref3；
[0011]利用所述输出电流信号Isns、所述第一切换模拟电压信号vref1和所述第二切换模拟电压信号vref2生成周期性三角波信号vsaw；
[0012]利用所述第二切换模拟电压信号vref2、所述第三切换模拟电压信号vref3和所述第一输出电压信号vout1生成正占空比调节电压信号veao；
[0013]利用所述正占空比调节电压信号veao和所述周期性三角波信号vsaw生成调制方波信号pwm；
[0014]利用所述调制方波信号pwm对所述输入电压信号vin的进行调制，得到调压后的第二输出电压信号vout2。
[0015]进一步地，所述采样电流值I
s
的计算公式为：
[0016]I
s
＝n
×
I
o
[0017]其中，n为采样系数，I
o
为输出电流信号Isns的输出电流值。
[0018]进一步地，利用所述输出电流信号Isns、所述第一切换模拟电压信号vref1和所述第二切换模拟电压信号vref2生成周期性三角波信号vsaw，包括：
[0019]利用所述输出电流信号Isns、所述第一切换模拟电压信号vref1和所述第二切换模拟电压信号vref2，得到所述周期性三角波信号vsaw的谷值电压v
l
，所述谷值电压v
l
的计算公式为：
[0020]v
l
＝k1×
v2+(1
‑
k1)
×
v1+R
s
×
I
s
[0021]其中，k1为第一预设调节系数，k1取常数值，R
s
为产生谐波的等效采样电阻，R
s
为固定电阻值，v1为所述第一切换模拟电压信号vref1的第一电压值，v2为所述第二切换模拟电压信号vref2的第二电压值；
[0022]利用所述谷值电压v
l
计算所述周期性三角波信号vsaw的当前时刻t三角波信号电压值为vs(t)，所述当前时刻t三角波信号电压值为vs(t)的计算公式为：
[0023][0024]其中，I
r
为产生谐波需要的预设电流，I
r
为固定电流值，C
r
为产生谐波需要的预设电容，C
r
为固定电容值；
[0025]利用所述周期性三角波信号vsaw的预设峰峰值电压v
pp
计算所述周期性三角波信号vsaw的周期T
s
，所述周期性三角波信号vsaw的周期T
s
的计算公式为：
[0026][0027]其中，所述周期性三角波信号vsaw的预设峰峰值电压v
pp
为固定电压值；
[0028]由所述谷值电压v
l
、所述当前时刻t三角波信号电压值为vs(t)和所述周期性三角波信号vsaw的周期T
s
生成周期性三角波信号vsaw。
[0029]进一步地，利用所述第二切换模拟电压信号vref2、所述第三切换模拟电压信号vref3和所述第一输出电压信号vout1生成正占空比调节电压信号veao，包括：
[0030]利用所述第二切换模拟电压信号vref2、所述第三切换模拟电压信号vref3和所述第一输出电压信号vout1计算所述正占空比调节电压信号veao的调节电压值v
ea
，所述调节电压值v
ea
的计算公式为：
[0031]v
ea
＝A
v
×
(v3‑
(v2×
(1
‑
k)+k
×
v
o1
))
[0032]其中，k为第一反馈网络系数，A
v
为误差放大器增益，v2为所述第二切换模拟电压信号vref2的第二电压值，v3为所述第三切换模拟电压信号vref3的第三电压值，v
o1
为所述第一输出电压信号vout1的第一输出电压值。
[0033]进一步地，利用所述正占空比调节电压信号veao和所述周期性三角波信号vsaw生
成调制方波信号pwm，包括：
[0034]利用所述调节电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加快DC
‑
DC变换调压速度的方法，其特征在于，所述方法应用于DC
‑
DC电源变换器，所述方法包括：接收输入电压信号vin；在调压前采集输出电流信号Isns和第一输出电压信号vout1；对所述输出电流信号Isns进行采样，得到采样电流值I
s
；接收第一切换模拟电压信号vref1、第二切换模拟电压信号vref2和第三切换模拟电压信号vref3；利用所述输出电流信号Isns、所述第一切换模拟电压信号vref1和所述第二切换模拟电压信号vref2生成周期性三角波信号vsaw；利用所述第二切换模拟电压信号vref2、所述第三切换模拟电压信号vref3和所述第一输出电压信号vout1生成正占空比调节电压信号veao；利用所述正占空比调节电压信号veao和所述周期性三角波信号vsaw生成调制方波信号pwm；利用所述调制方波信号pwm对所述输入电压信号vin的进行调制，得到调压后的第二输出电压信号vout2。2.如权利要求1所述的一种加快DC
‑
DC变换调压速度的方法，其特征在于，利用所述输出电流信号Isns、所述第一切换模拟电压信号vref1和所述第二切换模拟电压信号vref2生成周期性三角波信号vsaw，包括：利用所述输出电流信号Isns、所述第一切换模拟电压信号vref1和所述第二切换模拟电压信号vref2，得到所述周期性三角波信号vsaw的谷值电压v
l
，所述谷值电压v
l
的计算公式为：v
l
＝k1×
v2+(1
‑
k1)
×
v1+R
s
×
I
s
其中，k1为第一预设调节系数，k1取常数值，R
s
为产生谐波的等效采样电阻，R
s
为固定电阻值，v1为所述第一切换模拟电压信号vref1的第一电压值，v2为所述第二切换模拟电压信号vref2的第二电压值，采样电流值I
s
为0；利用所述谷值电压v
l
计算所述周期性三角波信号vsaw的当前时刻t三角波信号电压值为vs(t)，所述当前时刻t三角波信号电压值为vs(t)的计算公式为：其中，I
r
为产生谐波需要的预设电流，I
r
为固定电流值，C
r
为产生谐波需要的预设电容，C
r
为固定电容值；利用所述周期性三角波信号vsaw的预设峰峰值电压v
pp
计算所述周期性三角波信号vsaw的周期T
s
，所述周期性三角波信号vsaw的周期T
s
的计算公式为：其中，所述周期性三角波信号vsaw的预设峰峰值电压v
pp
为固定电压值；由所述谷值电压v
l
、所述当前时刻t三角波信号电压值为vs(t)和所述周期性三角波信号vsaw的周期T
s
生成周期性三角波信号vsaw。
3.如权利要求2所述的一种加快DC
‑
DC变换调压速度的方法，其特征在于，利用所述第二切换模拟电压信号vref2、所述第三切换模拟电压信号vref3和所述第一输出电压信号vout1生成正占空比调节电压信号veao，包括：利用所述第二切换模拟电压信号vref2、所述第三切换模拟电压信号vref3和所述第一输出电压信号vout1计算所述正占空比调节电压信号veao的调节电压值v
ea
，所述调节电压值v
ea
的计算公式为：v
ea
＝A
v
×
(v3‑
(v2×
(1
‑
k)+k
×
v
o1
))其中，k为第一反馈网络系数，A
v
为误差放大器增益，v2为所述第二切换模拟电压信号vref2的第二电压值，v3为所述第三切换模拟电压信号vref3的第三电压值，v
o1
为所述第一输出电压信号vout1的第一输出电压值；所述第一预设调节系数满足以下条件：其中，k1为第一预设调节系数，k为第一反馈网络系数，v
pp
为所述周期性三角波信号vsaw的预设峰峰值电压，v
i
为所述输入电压信号vin的输入电压值。4.如权利要求3所述的一种加快DC
‑
DC变换调压速度的方法，其特征在于，利用所述正占空比调节电压信号veao和所述周期性三角波信号vsaw生成调制方波信号pwm，包括：利用所述调节电压值v
ea
、所述谷值电压v
l
和所述周期性三角波信号vsaw的预设峰峰值电压v
pp
，计算所述调制方波信号pwm的正占空比D，所述调制方波信号pwm的正占空比D的计算公式为：利用所述周期性三角波信号vsaw的周期T
s
，计算所述调制方波信号pwm的信号频率f
p
，所述调制方波信号pwm的信号频率f
p
的计算公式为：由所述调制方波信号pwm的正占空比D和信号频率f
p
生成调制方波信号pwm。5.一种加快DC
‑
DC变换调压速度的系统，其特征在于，所述系统应用于DC
‑
DC电源变换器，所述系统包括：功率级调压器、谐波产生器、误差放大器、调制解调器；所述功率级调压器用于接收输入电压信号vin；在调压前采集输出电流信号Isns；对所述输出电流信号Isns进行采样，得到采样电流值I
s
；所述谐波产生器用于接收第一切换模拟电压信号vref1、第二切换模拟电压信号vref2；利用所述输出电流信号Isns、所述第一切换模拟电压信号vref1和所述第二切换模拟电压信号vref2生成周期性三角波信号vsaw；所述误差放大器用于在调压前采集第一输出电压信号vout1；接收第二切换模拟电压信号vref2和第三切换模拟电压信号vref3；利用所述第二切换模拟电压信号vref2、所述第三切换模拟电压信号vref3和所述第一输出电压信号vout1生成正占空比调节电压信号veao；
所述调制解调器用于利用所述正占空比调节电压信号veao和所述周期性三角波信号vsaw生成调制方波信号pwm；所述功率级调压器用于利用所述调制方波信号pwm对所述输入电压信号vin的进行调制，得到调压后的第二输出电压信号vout2。...

【专利技术属性】
技术研发人员：董维斌，杨康，
申请(专利权)人：芯合电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：