[发明专利]一种Buck电路的快速起动控制方法及系统

说明书

本发明公开一种Buck电路的快速起动控制方法及系统。本发明提供的控制方法及系统，能够控制Buck电路的开关在起动初始时间段即全导通时间段内占空比为1，使输出电压以最快的速率上升并给电容充电，然后控制Buck电路的开关在全截止时间段内占空比为0，使输出电压在保持上升的同时稳定在期望值。采用本发明提供的控制方法及系统，能够有效减小Buck电路起动过程中输出电压产生的过冲和振荡，缩短Buck电路的起动时间。

技术领域

本发明涉及开关变换器领域，特别是涉及一种Buck电路的快速起动控制方法及系统。

背景技术

随着半导体功率器件技术的发展，使得开关变换器广泛应用在航空、工业、低压电器和军事等领域。使用脉冲宽度调制的开关变换器通常需要几十个到几百个毫秒才能完成起动，而在某些对起动时间有严格要求的应用场合，如在紧急情况下，通常要求大功率激光电源、战机和舰艇上搭载的火控雷达等使用的开关变换器能够在几个到十几个毫秒内投入工作。此外漏电保护器在规定漏电流下的最长动作时间为40毫秒，进行直流断路器短路瞬动保护特性测试时，要求直流断路器在0.1s内完成脱扣，就要求其中使用的开关变换器需要在规定时间内完成电源启动、信号采集分析、触发脱扣等动作。因此，如何使开关变换器快速起动，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种Buck电路的快速起动控制方法及系统，能够有效减小Buck电路起动过程中输出电压产生的过冲和振荡，缩短Buck电路的起动时间。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种Buck电路的快速起动控制方法，所述控制方法包括：

获取步长的初始值、全导通时长t₁的初始值、全截止时长t₂的初始值和Buck电路的拓扑参数；

将所述拓扑参数代入全导通电容电压模型和全导通电感电流模型，获得Buck电路在t₁时刻的电容电压值U_c(t₁)和电感电流值i_L(t₁)，所述全导通电压模型为Buck电路的开关处于导通状态时电容电压的表达式，全导通电感电流模型为Buck电路的开关处于导通状态时电感电流的表达式；

将所述拓扑参数代入全截止电容电压模型和全截止电感电流模型，获得Buck电路在t₂时刻的电容电压值U′_c(t₂)和电感电流值i′_L(t₂)，所述全截止电压模型为Buck电路的开关处于截止状态时电容电压的表达式，全截止电感电流模型为Buck电路的开关处于截止状态时电感电流的表达式；

判断是否满足条件：且获得第一判断结果，其中，U_c(∞)表示电容电压稳态值，i_L(∞)表示电感电流稳态的平均值，ΔU_∞表示输出电压误差阈值，Δi_∞表示电感电流误差阈值；

当所述第一判断结果表示是时，控制所述Buck电路的开关在[0,t₁]时间段内保持导通状态，在(t₁,t₂]时间段内保持截止状态；

当所述第一判断结果表示否时，根据当前的步长更新全导通时长或全截止时长，返回所述“将所述拓扑参数代入全导通电容电压模型和全导通电感电流模型，获得Buck电路在t₁时刻的电容电压值U_c(t₁)和电感电流值i_L(t₁)”。

一种Buck电路的快速起动控制系统，所述控制系统包括：