[发明专利]一种DC/DC变换器控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及一种DC/DC变换器控制方法及系统。

背景技术

目前，随着石油资源的日益短缺，电动车的研发进入了高速发展的阶段。我国新能源政策的出台，为电动汽车的发展提供了政策支持。而DC/DC变换器作为充电机的关键环节，在能量高效转化和快速实现所需电压过程中起着重要作用。运用一定的控制策略以及控制架构，对DC/DC变换器进行控制，能够使DC/DC变换器更加快速高效稳定的工作。同时，在电压变换的过程中能够更加高效，节能。

目前，DC/DC变换器控制策略普遍采用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)和脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,PFM)技术。而这两种技术都有其不可避免的缺陷。首先：PWM控制技术存在系统轻载效率低、动态响应速度慢、电磁干扰噪声大等缺点；而PFM技术虽然相较PWM技术具有较快的响应速度，在峰值效率以前比PWM的效率高，但是其也存在一定缺陷：

1)滤波困难(谐波频谱太宽)；

2)峰值效率以前PFM效率低于PWM效率，会造成输出纹波比PWM偏大；

3)PFM控制比PWM控制IC要贵；且其控制方法实现起来较不容易；

由于以上两种传统控制方式存在的缺点，有学者提出了DC/DC变换器双频率控制技术，即通过对高低不同频率脉冲信号在不同控制需要下的选择，来实现DC/DC变换器的快速控制，且该方式相较PFM控制技术实现起来比较简单。但是由于预先设定的P_H和P_L脉冲占空比固定，因而电感电流变化速率将受到限制，可能需要若干个P_H或P_L脉冲周期才能达到符合要求的电感电流，而且由于其脉冲调制的频带有所限制，因而造成变换器负载动态响应速度较慢。不能更好地保证系统的转换性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种DC/DC变换器控制方法及系统，具体包括以下技术方案：

一种DC/DC变换器控制系统，包括依次连接的Buck变换电路、采样保持电路、电压比较器、数字芯片、脉冲生发器P_H、脉冲生发器P_L、空档以及驱动电路；

所述Buck变换电路，能够对输入电压进行降压变换，由开关管、储能电感、续流二极管、滤波电容和负载组成；

所述Buck变换器、采样保持器、电压比较器、数字芯片、脉冲生发器P_H、脉冲生发器P_L、空档、驱动电路构成了DC/DC变换器的主电路；

所述采样保持电路具有采样和保持两种状态，当处于采样状态时，采样保持电路的输出信号跟随输入信号变化而变化；当处于保持状态时，采样保持电路的输出信号保持为接到保持命令的瞬间的输入信号电平值；

所述电压比较器能够用作模拟电路和数字电路的接口；

所述数字芯片用于采集电压比较器比较的结果，并进行分析，输出信号决定开关管的开关频率；所述开关频率有三种档位：脉冲生发器P_H、脉冲生发器P_L以及空档；根据电压比较器比较的结果选择不同的档位。

进一步，所述数字芯片分析采集电压信号的方法，具体方式如下：

1)如果输出电压小于最低基准电压V_refl，则选择高档位；

2)如果输出电压大于最低基准电压V_refl，小于最高基准电压V_refh，则选择低档位；

3)如果输出电压大于最高基准电压V_refh，则选择空档位。

一种DC/DC变换器控制方法，在本方法中，包括DC/DC变换器的调制方法、调制信号的产生方法；

所述DC/DC变换器的调制方法包括：根据占空比配置需要选择不同的档位，用不同档位的配合实现快速调制和宽频带调制的要求；通过采集DC/DC变换器的输出电压，并与给定电压值比较，此处给定电压值包含两种电压值，一种为给定最大电压标准值V_refh，一种为给定最小电压标准值V_refl。

进一步，采用一种数字芯片进行电压值的比较分析，并通过输出电平信号，选择不同的开关频率脉冲，实现对开关管的分时控制。

进一步，所述调制信号的产生方法，采用多种控制脉冲分时联合产生，具体包括以下步骤：

步骤一：采样保持器采集输出电压；