基于纹波的PWM滞环控制方法技术

技术编号:8564788 阅读:368 留言:0更新日期:2013-04-11 07:01
本发明专利技术涉及一种基于纹波的PWM滞环控制方法,在传统滞环控制的基础上,通过引入电感纹波电流和电容寄生电阻纹波电压的反馈,使滞环控制的瞬态响应得到了很大的提高,有了更好的抗负载扰动能力和动态特性。由于提出的控制方法只需要一个滞环比较器和反馈调节电阻,控制电路的元器件数量大幅减少,成本和体积均得到了较大改善。而且,由于没有使用误差放大器,在消除了补偿电路带来的相位延迟问题的同时,有效提高了控制电路的动态特性。具有输出电压的瞬态响应快,超调量低,收敛时间短的特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直流开关电源控制方法,特别涉及一种基于纹波的PWM滞环控制 方法。
技术介绍
随着通信技术的快速发展,直流开关变换器的体积越来越小、效率越来越高、功率 密度越来越大、动态负载性能要求越来越严格。特别是在低压大电流应用场合,如何设计 满足要求的电源是电力电子领域面临的一大挑战。这些挑战都对直流开关变换器的电压 调节模块(Voltage Regulator Module, VRM)提出了更高的要求(I)负载动态响应速度快[2]稳压精度高(3)功率变换效率高。这些给直流变换电路的控制技术提出了新的挑战。传 统型PWM电压控制方法由于其满足稳定性和控制精度的基本要求,而广泛的应用于通信电 源中。但是,这种控制方法在负载发生突变时,由于控制电路中电压误差放大器的补偿电路 带来的延时滞后,不仅造成了其瞬态响应慢,降低了其动态特性。并且,电压误差放大器的 补偿电路在设计和调试时较为复杂。以上这些问题给控制电路的设计带了了很大的困难。传统型PWM电压控制方法中,使用了三角载波产生电路和运算放大器以及相应的 补偿电路,这些使变换电路的体积增大,难以实现小型化和轻量化;运算放大器的误差特性 严重影响控制电路的性能。使设计者在解决运算放大器的稳定问题时,耗费大量的时间和 人力物力;传统型PWM电压控制方法中调整相位补偿电路是通过误差放大器的增益和频宽 改善负载变动特性,这些设计都是比较复杂的,并不容易做到;传统滞环PWM控制方法中没 有利用电感电流纹波和电容寄生电阻纹波电压的思想引出反馈。使直流变换电路的性能不 能达到最优。
技术实现思路
本专利技术是针对传统型PWM电压控制方法难以满足输出高速瞬态响应、小型化、轻 量化、低成本、高效率的技术指标的问题,提出了一种基于纹波的PWM滞环控制方法,在负 载扰动时,具有快速瞬态响应特性的新型滞环控制方式。在传统滞环控制的基础上,利用电 感电流和电容寄生电阻电压的纹波思想,提出了新型的滞环控制方式。通过引入电感纹波 电流和电容寄生电阻纹波电压的反馈,使滞环控制的瞬态响应得到了很大的提高,有了更 好的抗负载扰动能力和动态特性。本专利技术的技术方案为一种基于纹波的PWM滞环控制方法,输入直流电源正负极 两端接串联的两个MOSFET开关管,驱动器接两个MOSFET开关管控制极,两个MOSFET开关 管串联连接点与直流电源负极间接电感电容滤波电路,负载并在串联的滤波电容和滤波电 容寄生电阻上,输出电压接串联的第一反馈调整电阻和电容,电容电压输入比较器输入一 端,同时经过第二反馈调整电阻接比较器输出端,比较器输出和地之间接上下限阀值大小 调整电阻,上下限阀值大小调整电阻分压值,即滞环比较器阀值电压接比较器输入另一端, 比较器输出接驱动器,通过电阻组成一个反馈旁路对电容进行充放电。所述反馈旁路为电感输出经电感电流反馈增益, 再经过第三反馈调整电阻到电容,给电容充放电,输出电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于纹波的PWM滞环控制方法,输入直流电源(Vi)正负极两端接串联的两个MOSFET开关管,驱动器接两个MOSFET开关管(S1、S2)控制极,两个MOSFET开关管(S1、S2)串联连接点与直流电源负极间接电感电容(L、C0)滤波电路,负载(R0)并在串联的滤波电容(C0)和滤波电容寄生电阻(RESR)上,输出电压(Vo)接串联的第一反馈调整电阻(Rf)和电容(C),电容(C)电压输入比较器输入一端,同时经过第二反馈调整电阻(R)接比较器输出端,比较器输出和地之间接上下限阀值大小调整电阻(R1,R2),上下限阀值大小调整电阻(R1,R2)分压值,即滞环比较器阀值电压(VHL)接比较器输入另一端,比较器输出接驱动器,其特征在于,通过电阻组成一个反馈旁路对电容(C)进行充放电。

【技术特征摘要】
1.一种基于纹波的PWM滞环控制方法,输入直流电源(Ki)正负极两端接串联的两个MOSFET开关管,驱动器接两个MOSFET开关管(&、5^)控制极,两个MOSFET开关管(&、5^)串联连接点与直流电源负极间接电感电容(Z、G)滤波电路,负载(怂)并在串联的滤波电容(G)和滤波电容寄生电阻0 ·)上,输出电压(I)接串联的第一反馈调整电阻(怂)和电容(CO,电容(O电压输入比较器输入一端,同时经过第二反馈调整电阻0 )接比较器输出端,比较器输出和地之间接上下限阀值大小调整电阻%,怂),上下限阀值大小调整电阻%,R2)分压值,即滞环比较器阀值电压(Ki)接比较器输入另一端,比较器输出接驱动器,其特征在于,通过电阻组成一个反馈旁路对电容(O进行充放电。2.根据权利要求1所述基于纹波的PWM滞环控制方法,其特征在于,所述反馈旁路为电感输出经电感电流反馈增益,再经过第三反馈调整电阻(O到电容(CO,给电容充放电,输出电压3.根据权利要求1所述基于纹波的PWM滞环控制...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵晋斌戴剑丰刘永晓
申请(专利权)人:上海电力学院
类型:发明
国别省市:

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