[发明专利]DC-DC变换器慢时标低频振荡延时控制电路及参数计算方法

说明书

本发明公开了一种DC‑DC变换器慢时标低频振荡延时控制电路及参数计算方法，包括DC‑DC变换器，所述DC‑DC变换器包括主电路和控制电路，控制电路包括延时增益模块、积分模块和驱动模块，延时增益模块采集所述主电路的状态量，经延时放大后得到的延时增益信号经积分模块输入到所述驱动模块，驱动模块的第一驱动输出端与主电路中功率器件开关管连接，用于驱动主电路中功率器件开关管的开通和关断，调节主电路的工作状态；驱动模块的反馈端与所述积分模块连接，积分模块根据反馈控制信号，对延时增益信号进行积分和复位处理，实现驱动模块驱动数据的闭环调节。有益效果：克服了变换器中的电压和电流振荡，扩大了其稳定工作参数域，采用模拟电路，电路简单，控制可靠，电压变化稳定且精度高。

技术领域

本发明涉及变换器控制技术领域，具体的说是一种DC-DC变换器慢时标低频振荡延时控制电路及参数计算方法。

背景技术

功率变换器的快时标和慢时标非线性动力学行为引起了广泛关注。在功率变换器中一种重要的控制方法是单周期控制OCC即为One Cycle Control，单周期控制属于非线性控制方法，是一种非线性大信号PWM控制理论，也是一种模拟PWM控制技术。它通过控制开关的占空比，使每个开关周期中开关变量的平均值严格等于或正比于控制参考量。

然而，单周期控制DC-DC变换器在运行过程中容易发生慢时标尺度上的Hopf分岔，导致输出电压和电感电流振荡，它破坏了变换器的稳定输出，使得开关器件的应力增大，限制了单周期控制的应用领域。在现有技术中，DC-DC变换器电路包括DC-DC变换器主电路和驱动信号，一般的DC-DC变换器主电路包括电源E、电感L、二极管D、电容C、功率器件开关管SW、负载电阻R。其中功率器件开关管SW的驱动信号为脉冲，详见图1。

在现有技术中，有提出非线性动力学行为的延时反馈控制方法，但是这种方法在变换器中很难实现，难点在于产生合适的延时信号，目前使用延时控制方法必须采用数字器件。而数字器件实现方法需要数字量和模拟量的转换，因此极大增加了电路的复杂程度。为了克服上述缺陷，有必要提出一种方案来解决上述缺陷。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种DC-DC变换器慢时标低频振荡延时控制电路及参数计算方法，采用消除DC-DC变换器慢时标非线性振荡的延时反馈控制电路和延时电路进行控制的方法，利用了变换器的平均模型，并通过劳斯-霍尔维茨稳定性准则，即Routh-Hurwitz准则得到控制电路中的延时时间和增益；克服了Hopf分岔问题，变换器输出精度高，控制方便。

为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种DC-DC变换器慢时标低频振荡延时控制电路，包括DC-DC变换器，其特征在于：所述DC-DC变换器包括主电路和控制电路，所述控制电路包括延时增益模块、积分模块和驱动模块，所述延时增益模块采集所述主电路的状态量，经延时放大后得到的延时增益信号经所述积分模块输入到所述驱动模块，所述驱动模块的第一驱动输出端与所述主电路中功率器件开关管连接，用于驱动所述主电路中功率器件开关管的开通和关断，调节主电路的工作状态；所述驱动模块的反馈端与所述积分模块连接，所述积分模块根据反馈控制信号，对所述延时增益信号进行积分和复位处理，实现驱动模块驱动数据的闭环调节。

通过上述设计，将采用延时电路进行控制的方法，在对DC-DC变换器功率器件开关管控制过程中，引入延时增益模块。实现电路延时反馈，通过计算延时增益模块中的延时和增益参数，控制系统使变换器输出更加稳定，采用模拟电路进行延时，延时增益模块电路简单，克服了Hopf分叉问题，同时解决了延时导致的无穷维系统问题。上述系统使DC-DC变换器稳定运行。并且在控制电路中，采用积分模块统计积分量控制驱动模块，从而实现驱动模块对主电路功率器件开关管的开通和关断控制。

其中，所述状态量可以为主电路负载电阻R或者二极管D两端的电压，可以为通过电感L的电流值等。