[发明专利]采用电容电流反馈的平均电流控制装置和方法

说明书

本发明提供了一种采用电容电流反馈的平均电流控制装置和方法，检测的输出电压与基准电压经电压环误差放大器作用后产生电压环误差信号，该误差信号与检测的电感电流信号经电流环误差放大器作用产生电流环误差信号，该电流环误差信号与检测的电容电流信号经脉冲宽度调制器，产生驱动脉冲信号，再通过驱动电路控制开关装置调节输出电压与输出电流。其特征在于采用电容电流反馈信号作为电流内环控制信号。该发明突出优点是：与传统平均电流型控制相比，本发明提高了开关变换器的电流瞬态响应速度。

技术领域

本发明涉及开关电源设备技术领域，特别是涉及一种采用电容电流反馈的平均电流控制装置和方法。

背景技术

随着电子产品的不断普及，作为各种电子设备的动力来源，电源是一个十分重要的组成部件。传统线性电源已无法满足高性能电子产品的需求，特别是通讯、微电子、航天等高新科技行业对电源技术的要求越来越高，开关电源因具有体积小、重量轻和效率高等优点，得到了学术界和工程界的很大关注，并且成为电力电子领域中一个最为活跃的分支。然而，随着电子产品的功能越来越强大，其对开关电源的工作性能，尤其是瞬态性能，提出了越来越高的要求。

开关电源主要由开关功率变换器和控制电路两部分组成，其中开关功率变换器利用功率开关器件实现电能的传递和变换，控制电路根据目标要求对控制变量的控制。常见的开关功率变换器拓扑结构有Buck变换器、Boost变换器、Buck-Boost变换器、正激变换器、反激变换器等。控制电路能够检测开关功率变换器控制量(如电感电流、输出电压)的变化，并据此产生相应的脉冲信号控制开关功率变换器功率开关器件的工作状态，从而调节传递给负载的能量，实现开关功率变换器的稳定输出。控制电路的结构和工作原理由开关功率变换器所采用的控制方法决定。对于给定的开关变换器拓扑，采用不同的控制方法对系统的稳态精度和动态性能等产生不同的影响。对于给定的应用场合，开关功率变换器的拓扑结构往往是固定，因此，控制电路的设计在很大程度上决定着开关电源的工作性能。

传统平均电流控制技术是一种常见的开关变换器控制方法，具有电流控制精度高、抗干扰能力强等优点，并因此被应用于各种电子产品中。然而，传统平均电流控制技术控制开关功率变换器的瞬态性能较差。因此，有必要对传统平均电流控制技术进行改进。

电容电流反馈控制是一种新颖的控制技术，其采用开关变换器的输出电容电流信号作为控制信号，具有固有的负载电流前馈功能，可实现快速的负载响应速度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种采用电容电流反馈的平均电流控制装置和方法，提高了传统平均电流控制技术的瞬态响应速度。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种采用电容电流反馈的平均电流控制装置，包括用于开关电源的功率电路和控制器，其中，

功率电路包括依次连接的输入装置、开关装置、滤波装置和输出装置，输入装置连接到开关装置，经过开关装置后传输到滤波装置，经过滤波装置的作用后进入输出装置；

控制器包括电压检测装置、基准电压、电压环误差放大器、电感电流采样装置、电流环误差放大器、电容电流采样装置、脉冲宽度调制器和驱动电路，电压检测装置输入端连接在输出装置上，电压检测装置的输出端和基准电压分别连接电压环误差放大器的两个输入端；电感电流采样装置输入端和电容电流采样装置输入端连接在滤波装置上，电感电流采样装置的输出端与电压环误差放大器的输出端分别连接电流环误差放大器的两个输入端，电流环误差放大器的输出端和电容电流采样装置的输出端连接脉冲宽度调制器的两个输入端，脉冲宽度调制器的输出端连接驱动电路，经驱动电路后，连接至开关装置，用于控制开关装置的导通与关断，开关装置的输入端连接输入装置。