[发明专利]一种基于遗传算法的效率优化电源控制方法

说明书

技术领域

本发明设计一种控制方法，尤其涉及一种基于遗传算法的效率优化电源控制方法。

背景技术

目前传统的开关电源领域，控制技术主要有三种：脉冲宽度调制(PWM)；脉冲频率调制(PFM)；其中脉宽宽度调制式(PWM)开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下，通过电压反馈调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。虽然在负载变换时，通过脉冲宽度调制(PWM)可以达到稳定输出电压的目的，但是由于其开关频率不变，所以其效率在各个负载点并不始终是最优的。脉冲频率调制(PFM)是一种脉冲调制技术，调制信号的频率随输入信号幅值而变化，其占空比不变。由于调制信号通常为频率变化的方波信号，因此，PFM也叫做方波PFM，PWM是频率的宽和窄的变化，PFM是频率的有和无的变化，PWM是利用波脉冲宽度控制输出，PFM是利用脉冲的有无控制输出。与PWM相比，PFM的输出电流小，但是因PFM控制的DC/DC变换器在达到设定电压以上时就会停止动作，所以消耗的电流就会变得很小。因此，消耗电流的减少可改进低负荷时的效率。PWM在低负荷时虽然效率较逊色，但是因其纹波电压小，且开关频率固定，所以杂波滤波器设计比较容易，消除杂波也较简单。

上述两种模式各有优缺点，脉冲宽度调制(PWM)输出电压稳定，但是在负载变化时效率并不始终是最优的，脉冲频率调制(PFM)在负载变化时频率可以调节，但是PFM控制方式复杂，并且变频容易产生音频噪声，环路及滤波网络难以设计。随着现代CPU、DSP、电池等领域的迅速发展，以及对于节约能源消耗的需求，实现一种输出电压稳定同时在负载变化时能够自动优化出最佳效率的开关电源显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的不足提供一种基于遗传算法的效率优化电源控制方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种基于遗传算法的效率优化电源控制方法，其特征在于：基于包括Boost升压拓扑电路、输入电流采样电路及其采样放大隔离电路、输出电流采样电路及其采样放大隔离电路、输出电压采样电路及其采样放大隔离电路以及微控制器为控制核心的控制电路构成的控制系统，输入电流采样电路、输出电流采样电路和输出电压采样电路分别采样Boost升压拓扑电路中的输入电流、负载输出电流和负载输出电压，然后通过各自对应的采样放大隔离电路均输出给微控制器为控制核心的控制电路，微控制器为控制核心的控制电路输出信号控制Boost升压拓扑电路的开关管M₁；其中：

输入电流采样电路通过连接在Boost升压拓扑电路开关管M₁源极的电阻R_S1采样输入电流，电阻R_S1与开关管M₁源极的连接端为输入电流采样输出端，电阻R_S1的另一端连接输入地端；

输出电流采样电路通过Boost升压拓扑电路的负载电阻R₁和R_S2分压采样，电阻R₁和R_S2的连接端为输出电流采样输出端，电阻R_S2的另一端连接输入地端；

输出电压采样电路通过Boost升压拓扑电路的负载电阻R₂和R₃分压采样，电阻R₂和R₃的连接端为输出电压采样输出端，电阻R₃的另一端连接输出地端；

采样放大隔离电路为运算放大器，其中，运算放大器k₁对应输出电压采样电路，运算放大器k₁的负端连接输出电压采样输出端，运算放大器k₁的正端连接输出地端；运算放大器k₂对应输出电流采样电路，运算放大器k₂的负端连接输出电流采样输出端，运算放大器k₂的正端连接输出地端；运算放大器k₃对应输入电流采样电路，运算放大器k₃的负端连接输入电流采样输出端，运算放大器k₃的正端连接输出地端；