【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数字电源领域，具体涉及一种提高数字电源动态响应的控制方法。
技术介绍
1、数字电源是一种利用数字控制技术实现电源变换的装置。相比传统的模拟电源，数字电源具有控制电路简单、元器件数量少、柔性化程度高等优点，因此在电源变换领域得到广泛应用。数字电源的动态响应能力是评估其性能优劣的重要指标之一。动态响应指的是当输入电压瞬变或负载电流发生阶跃时，输出电压能够快速、准确地调节到目标值的能力。提高数字电源的动态响应能力对于满足电源变换器的稳定性、精度和可靠性要求至关重要。
2、目前，数字电源通常采用前馈控制和反馈控制相结合的方式来提高其动态响应能力。前馈控制主要通过输入电压前馈和负载电流前馈来抑制输入和负载对电源的影响。具体实现时，数字电源会增加输入电压采样电路和输出电流采样电路，以获取输入电压和负载电流的实时信息。隔离型电源还需要增加隔离电路将采样信号传输给控制芯片。在数字电源的控制芯片中，输入电压和负载电流的采样信号与目标电压进行比较，产生误差信号。然后，通过数字控制算法(如pid控制算法)对误差信号进行处理，生成控制信号调节电源的输出。控制信号经过数字到模拟转换(dac)后，驱动功率开关器件(如mosfet或igbt)控制输出电压的调节。通过不断采样和调节，数字电源可以实现对输出电压的高精度控制。
3、尽管数字电源在控制电路简单、柔性化程度高等方面具有优势，但仍存在一些缺点。其中主要问题是数字控制环路响应速度较慢，特别是在输入电压瞬变或负载电流阶跃的情况下，输出电压的调节幅度较大。这是由于数字控制
技术实现思路
1、本专利技术提供一种提高数字电源动态响应的控制方法，目的是提高数字电源的动态响应速度、降低成本、提高系统可靠性和效率。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种提高数字电源动态响应的控制方法，包括以下步骤：
4、s1，电压采样电路将输出电压转换为适合数字信号控制器接收的输出电压信号；
5、s2，每个开关周期内数字信号控制器计算参考信号和反馈信号之间的误差信号，并将误差信号存入误差信号存储空间中；
6、s3，数字信号控制器接收的输出电压信号，作为反馈信号和数字给定参考信号比较，进行数字pid调节，得到稳态占空比；
7、s4，判断当前误差信号值是否大于预设阈值，若是，计算误差量的加权值，并计算动态调节占空比，输出稳态占空比与动态占空比之和；若否，输出稳态占空比；
8、s5，根据s4的输出结果，更新驱动脉冲。
9、进一步地，s1中所述的输出电压信号vosample与输出电压vo同比例，表达式为vosample＝kv×vo，其中kv为电压采样电路增益系数。
10、进一步地，s2中所述误差信号存储空间为verr[buff]，buff∈{1,…,n}，其中，verr[0]为当前周期误差，verr[1]为前一个周期误差，verr[2]为前两个周期的误差，verr[n]为前n个周期的误差，n为误差计算周期总数。
11、进一步地，s3中所述数字pid调节输入为数字给定参考信号和输出电压信号vosample的差值，其中数字给定参考信号为数字信号控制器给定的固定值。
12、进一步地，s4中所述计算动态调节占空比通过减去存储空间中电压误差的加权值和当前误差值获得。
13、进一步地，s4中所述计算误差量的加权值，表达式为verrwh＝k0×verr[0]+k1×verr[1]+k2×verr[2]+…+kn×verr[n]，其中k0、k1、k2、kn为加权系数。
14、进一步地，所述的k0、k1、k2、…、kn满足关系式k0>k1>k2>…>kn。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
16、1)提高动态响应速度：相对于传统数字电源，本专利技术采用了新的控制算法和技术，可以显著提高动态响应速度。通过优化控制算法的执行过程和响应机制，本专利技术能够更快地感知输入电压瞬变或负载电流阶跃，并迅速生成相应的控制信号，实现快速精确的输出电压调节，从而提高了系统的稳定性和响应性能。
17、2)降低成本：本专利技术采用了一种新的数字控制策略，可以降低数字电源的设计和制造成本。相对于传统的前馈控制方案，本专利技术不需要增加输入电压采样电路、输出电流采样电路和隔离电路，从而减少了所需的元器件数量和复杂性，降低了成本。同时，优化的控制算法也能够在减少硬件要求的同时实现更高的控制性能，进一步降低了系统的总体成本。
18、3)提高系统可靠性：本专利技术的新控制算法和技术能够提高数字电源的稳定性和可靠性。通过精确的动态响应和优化的控制策略，本专利技术能够更好地应对输入电压瞬变和负载电流阶跃所带来的挑战，减小输出电压的调节幅度，提高系统的稳定性。这可以降低电源对负载的影响，减少不稳定因素，提高系统的可靠性和性能。
19、4)提高系统效率：本专利技术的新控制算法和技术还可以提高数字电源的能量转换效率。通过精确的电压调节和响应机制，本专利技术能够更有效地控制功率开关器件的工作状态，减少能量损耗和功率浪费，提高系统的整体效率。这有助于降低能源消耗和热量产生，延长设备的使用寿命。
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1.一种提高数字电源动态响应的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求2所述的一种提高数字电源动态响应的控制方法，其特征在于，S1中所述的输出电压信号Vosample与输出电压Vo同比例，表达式为Vosample＝Kv×Vo，其中Kv为电压采样电路增益系数。
3.根据权利要求1所述的一种提高数字电源动态响应的控制方法，其特征在于，S2中所述误差信号存储空间为Verr[BUFF]，BUFF∈{1,…,n}，其中，Verr[0]为当前周期误差，Verr[1]为前一个周期误差，Verr[2]为前两个周期的误差，Verr[n]为前n个周期的误差，n为误差计算周期总数。
4.根据权利要求1所述的一种提高数字电源动态响应的控制方法，其特征在于，S3中所述数字PID调节输入为数字给定参考信号和输出电压信号Vosample的差值，其中数字给定参考信号为数字信号控制器给定的固定值。
5.根据权利要求1所述的一种提高数字电源动态响应的控制方法，其特征在于，S4中所述计算动态调节占空比通过减去存储空间中电压误差的加权值和当前误差值获得。p>
6.根据权利要求1所述的一种提高数字电源动态响应的控制方法，其特征在于，S4中所述计算误差量的加权值，表达式为VerrWH＝Ko×Verr[0]+K1×
7.根据权利要求书6所述的一种提高数字电源动态响应的控制方法，其特征在于，所述的K0、K1、K2、…、Kn满足关系式K0>K1>K2>…>Kn。
...【技术特征摘要】
1.一种提高数字电源动态响应的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求2所述的一种提高数字电源动态响应的控制方法，其特征在于，s1中所述的输出电压信号vosample与输出电压vo同比例，表达式为vosample＝kv×vo，其中kv为电压采样电路增益系数。
3.根据权利要求1所述的一种提高数字电源动态响应的控制方法，其特征在于，s2中所述误差信号存储空间为verr[buff]，buff∈{1,…,n}，其中，verr[0]为当前周期误差，verr[1]为前一个周期误差，verr[2]为前两个周期的误差，verr[n]为前n个周期的误差，n为误差计算周期总数。
4.根据权利要求1所述的一种提高数字电源动态响应的控...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，冯凯，兰新夫，李凌峰，郑洪亮，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十三研究所，
类型：发明
国别省市：
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