[发明专利]一种转换器电流检测电路及其控制方法

说明书

本发明公开了一种转换器电流检测电路，用模数转换器将主回路中的模拟电流信号转换成数字电流信号，用输入电压反馈模块采集数字输入电压值，用输出电压反馈模块采集数字输出电压值，用低通滤波器将PWM控制器的控制电压反馈成控制反馈电压，在运算控制器中将上述参数运算得出估测电流，然后经过电流控制器调整得到控制电压，最后经PWM控制器形成PWM信号最终触发所述转换开关；本发明针对数字控制直流至直流转换器提出一平均电流估测方法，可以克服不连续导通模式电流取样问题，不论操作于何种工作模式均能获得精确的平均电流，此外当用于平均电流控制时，亦能维持原平均电流控制的工作。

技术领域

本发明涉及DC-DC转换器，尤其涉及一种使用开关电流取样信号来估测电感电流平均值的数字控制电路及其控制方法。

背景技术

切换式直流至直流转换器若使用平均电流控制或多组并联分流控制时，通常需要感测电感电流，电流感测信号可使用霍尔组件或使用如图1所示的电流感测串联电阻再配合放大及低通滤波器电路获得，然而霍尔组件有带宽限制问题，电流感测电阻须通过大电流则有功率损失问题。虽然使用如图2 所示的电流互感器(CT)没有带宽限制以及感测电组需通过大电流等问题，然而电流互感器有磁饱合问题，只能用以感测脉波形式的开关电流。采用数字控制并与切换频率同步的取样方法，可以在转换器开关导通时间的中间点取样获致电感电流的平均值，然而此方式的限制在于仅限于连续导通模式下精确，在不连续导通模式下由于电感电流平均值偏离其开关导通时间中间点取样的电流值，因此在轻载时误差较大。

发明内容

本发明是要解决现有技术的上述问题，提出一种基于平均电流估测方法的可适用于连续导通模式和不连续导通模式的数字控制DC-DC转换器及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是设计一种转换器电流检测电路，具有控制转换器中转换开关的PWM控制器，所述PWM控制器受到控制电压和三角波的控制形成PWM控制信号，转换器电流检测电路还具有串接在转换器主电路中的电流互感器、串接在电流互感器次级线圈中的二极管和检测电阻，还包括：模数转换器，连接二极管和检测电阻公共端，在所述三角波信号上升沿的起点时刻对输出电流进行电流信号取样，并将取样到的模拟电流信号转换成数字电流信号；输入电压反馈模块，连接转换器直流电源输入端，用以将输入电压值转换成数字输入电压值；输出电压反馈模块，连接转换器直流电源输出端，用以将输出电压值转换成数字输出电压值；低通滤波器，连接所述PWM控制器，用以将所述控制电压用低通的方式形成控制反馈电压；运算控制器，分别连接PWM控制器、模数转换器、输入电压反馈模块、输出电压反馈模块、低通滤波器，用数字电流信号乘以电流互感器变比乘以数字输入电压值乘以控制反馈电压除以检测电阻除以数字输出电压值除以所述三角波的振幅，得出估测电流；电压控制器，用数字信号与电压命令的误差经过调整得到电流命令，其中电压命令为预先设定的电压参考值，数字信号由转换器直流电源输出端的电压经过电压感测和模数转换得到；电流控制器，用所述估测电流与电流命令的误差经过调整得到所述控制电压，控制电压再经由所述PWM控制器形成PWM信号最终触发所述转换开关。

上述转换器可以采用降压式转换器，也可以采用升压式转换器，还可以采用升降压式转换器。