[发明专利]一种升压型变换器双缘调制输出电压控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种升压型变换器双缘调制输出电压控制方法及装置。在每个开关周期开始时刻采样输出电压，将输出电压和参考电压值输入到占空比产生器中生成占空比控制信号D_n；将三角载波信号V_tra和占空比控制信号进行比较，生成占空比信号V_d；再将占空比信号输入到驱动电路中，生成开关管驱动信号，采用一个导通时间和两个关断时间，每个周期依次采用关断、导通、关断组成的控制时序，控制升压型变换器开关管的关断与导通。本发明可用于控制Boost变换器、二次型Boost变换器等升压型开关变换器，其有益效果在于，无需补偿网络，控制简单，精度较高，能在全占空比范围内稳定工作，无次谐波振荡，瞬态响应速度快。

技术领域

本发明涉及电力电子设备领域，特别是一种升压型变换器双缘调制输出电压控制方法及装置。

背景技术

随着电力电子技术的发展，电力电子装置越来越广泛的被运用于各种用电装置中，用户对电力电子装置的稳定性和瞬态性能要求也越来越高。升压型变换器作为一种常见的开关变换器，常被用于各种供电电路中。

升压型变换器的控制方法分为变频控制和定频控制。相比于变频控制，采用定频控制方式的升压型变换器工作频率固定，滤波器设计容易，重载效率高，稳压精度好。在定频控制中，最常用的是传统的脉冲宽度调制(PWM)电压型控制，其控制原理为：将输出电压和参考电压的差值输入到误差放大器中生成控制信号，再与固定载波比较产生占空比信号，然后通过驱动电路控制开关管的导通和关断，实现开关变换器输出电压调节。传统电压型控制具有结构简单，控制精度高的优点，但负载响应速度慢，难以满足用户对负载响应速度越来越高的要求，且电压型控制的升压型变换器(如Boost变换器)存在右半平面零点(RHZ)问题，增大了误差放大器补偿环节设计难度。峰值电流控制和谷值电流控制改善了系统的输入瞬态性能，但负载响应速度没有改善，且两种控制方式分别在占空比大于0.5和小于0.5时会出现次谐波振荡或低频振荡等不稳定情况；斜坡补偿可以增大稳态占空比范围，但会降低系统的瞬态响应性能。平均电流控制提高了电流的控制精度，且抗干扰性强，但负载瞬态响应速度比峰值电流控制和谷值电流控制慢；V²控制提高了负载响应速度，但占空比大于0.5时仍然会出现次谐波振荡或低频振荡。

发明内容

本发明的目的是提供一种升压型变换器的控制方法及其装置，使之同时具有全占空比范围的稳定性、较高稳压精度和快速的瞬态响应速度，适用于多种升压型变换器拓扑。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案如下：

一种升压型变换器双缘调制输出电压控制方法，包括在每个开关周期开始时刻，检测升压型变换器的输出电压V_o；

将输出电压V_o和预设的参考电压V_ref、常系数K₁＝1/[(m₁+m₂)T_s]和常系数K₂＝m₁/(m₁+m₂)输入到占空比产生器中，生成占空比控制信号D_n＝K₁(V_ref-V_o)+K₂；其中，m₁＝(V_o-V_in)R_e/L，m₂＝V_inR_e/L，V_in是升压型变换器的输入电压，R_e是升压型变换器的输出电容等效串联电阻，L是升压型变换器的电感，T_s是开关周期；

将占空比控制信号D_n和三角波产生器的输出信号输入到比较器中得到占空比信号V_d；