[发明专利]一种非均匀过采样数字控制器及其控制方法

权利要求书

1.一种非均匀过采样数字控制器，其特征在于，包括比例-积分-微分补偿器(102)和根据输入信号改变分辨率进行采样与量化的非均匀过采样ADC(101)，所述的非均匀过采样ADC(101)设有用于与开关变换器拓扑的输出连接的第一输入端和用于与参考信号连接的第二输入端，所述的非均匀过采样ADC(101)的输出端与所述的比例-积分-微分补偿器(102)的输入端连接，所述的比例-积分-微分补偿器(102)设有输出端；

所述的非均匀过采样ADC(101)包括过采样ADC(201)、减法器(202)、数字滤波器(203)、比较器(204)和数据选择器(205)，所述过采样ADC(201)设有用于与开关变换器拓扑的输出连接的第一输入端和用于与第二时钟信号连接的第二输入端，所述减法器(202)设有与过采样ADC(201)输出端连接的第一输入端和用于与参考信号连接的第二输入端，过采样ADC(201)的第一输入端和减法器(202)的第二输入端分别为非均匀过采样ADC(101)的第一输入端和第二输入端，所述的数字滤波器(203)设有第一输入端和用于与第二时钟信号连接的第二输入端，所述的数据选择器(205)设有第一输入端、与数字滤波器(203)输出端连接的第二输入端和与比较器(204)输出端连接的选择信号输入端，所述的数字滤波器(203)的第一输入端、数据选择器(205)的第一输入端和比较器(204)的输入端均与所述的减法器(202)的输出端连接，所述的数据选择器(205)设有用于与比例-积分-微分补偿器(102)连接的输出端；

所述比例-积分-微分补偿器(102)的比例单元和积分单元的工作频率与开关变换器拓扑的工作频率相同，所述比例-积分-微分补偿器(102)的微分单元的工作频率与非均匀过采样ADC(101)的工作频率相同且是开关变换器拓扑工作频率的整数倍；

所述的比例-积分-微分补偿器(102)包括加法器(303)、作为比例单元和积分单元的比例+积分补偿器(301)以及作为微分单元的快速微分补偿器(302)。

2.根据权利要求1所述的一种非均匀过采样数字控制器，其特征在于，所述比例+积分补偿器(301)设有用于与所述非均匀过采样ADC(101)的输出端连接的第一输入端和用于与第一时钟信号连接的第二输入端，所述快速微分补偿器(302)设有用于与所述非均匀过采样ADC(101)的输出端连接的第一输入端和用于与第二时钟信号连接的第二输入端，所述比例+积分补偿器(301)和快速微分补偿器(302)的输出端分别与加法器(303)的两个输入端连接，所述的加法器(303)设有输出端，所述的第二时钟信号频率是第一时钟信号频率的整数倍。

3.一种根据权利要求1所述非均匀过采样数字控制器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将非均匀过采样ADC(101)的第二输入端和第一输入端分别与参考信号V_ref[n]和开关变换器拓扑的输出电压v_o(t)连接；

S2、对比例-积分-微分补偿器(102)的微分单元和非均匀过采样ADC(101)输入时钟信号clk_ovspl，对比例-积分-微分补偿器(102)的比例单元和积分单元输入时钟信号clk_fs，时钟信号clk_ovspl频率是时钟信号clk_fs频率的整数倍；

S3、非均匀过采样ADC(101)根据输出电压v_o(t)的变化改变分辨率进行采样与量化，非均匀过采样ADC(101)对比例-积分-微分补偿器(102)输出数字误差信号v_e[k]；

S4、比例-积分-微分补偿器(102)将非均匀过采样ADC(101)的输出误差信号v_e[k]进行快速补偿并输出数字补偿信号d_c[m]，消除延迟。

4.根据权利要求3所述的一种非均匀过采样数字控制器的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，参考信号V_ref[n]输入减法器(202)的第二输入端，输出电压v_o(t)输入过采样ADC(201)的第一输入端，减法器(202)的输出端输出数字误差信号v_ecoa[n]。