[发明专利]用于利用使用电流注入的前沿调制控制来控制DC-DC转换器的输出波动的系统和方法

权利要求书

1.一种用于将输入电压转换成负载电阻两端的输出电压的电压转换器，包括：

具有电感器的电压转换器电路；

输出调整器，连接到所述电压转换器电路，被配置成基于所述输出电压以及通过所述电感器的电感器电流的时变分量来生成调整的输出电压，所述时变分量由第一增益因子缩放；

控制器，连接到所述输出调整器和所述电压转换器电路，被配置成生成控制信号给所述电压转换器电路；

所述控制信号具有基于所述调整的输出电压、所述输入电压、期望的输出电压、第二增益因子、所述电感器电流和所述第一增益因子的占空比；并且

由此，所述电压转换器电路改变所述输出电压以匹配所述期望的输出电压。

2.根据权利要求1所述的电压转换器，其中，所述控制器被配置成生成用于前沿调制的所述控制信号。

3.根据权利要求1所述的电压转换器，其中，所述控制器被配置成基于在稳定零动态情况下的状态变量集合的输入-输出反馈线性化来生成所述控制信号，所述状态变量集合包括所述调整的输出电压。

4.根据权利要求1所述的电压转换器，其中，所述调整的输出电压是所述时变分量的线性函数。

5.根据权利要求1所述的电压转换器，其中，所述第二增益因子包括由下述各项组成的组中的至少一个：比例增益、积分增益和微分增益。

6.根据权利要求1所述的电压转换器，其中，所述电压转换器电路包括升压转换器电路。

7.根据权利要求1所述的电压转换器，其中，所述电压转换器包括降压转换器电路。

8.根据权利要求1所述的电压转换器，其中，所述电压转换器包括降压-升压转换器电路。

9.根据权利要求1所述的电压转换器，其中，所述调整的输出电压根据下式来生成：

，

其中，y’是所述调整的输出电压，y是所述输出电压，Q是所述第一增益因子，x₁是所述电感器电流，以及R是所述负载电阻。

10.根据权利要求9所述的电压转换器，其中，所述电压转换器电路包括：

升压转换器电路，其中，所述电感器连接到与串联电阻串联的所述输入电压的第一极；

所述升压转换器电路进一步包括：

第一开关，与所述电感器和所述输入电压的第二极串联连接并且由所述控制信号来控制；

第二开关，连接在所述电感器和电容器之间；

所述电容器，通过电容性电阻连接到所述输入电压的所述第二极；

所述负载电阻，与所述电容器和所述电容性电阻并联连接；并且

所述控制信号的占空比由下述公式给出：

,

其中，R是所述负载电阻，R_c是所述电容性电阻，Q是所述第一增益因子，k是所述第二增益因子，C是所述电容器的电容，L是所述电感器的电感，R_s是所述串联电阻，u₀是所述输入电压，y'是所述调整的输出电压，x₁是所述电感器电流，

并且y₀是所述期望的输出电压。

11.根据权利要求10所述的电压转换器，其中，所述控制信号的占空比由以下公式给出：

。

12.根据权利要求10所述的电压转换器，其中，所述控制信号的占空比由以下公式给出：

其中，

，

，

，以及

。