[发明专利]一种快速动态响应控制的电流断续模式Buck PFC变换器

说明书

本发明公开了一种快速动态响应控制的电流断续模式Buck PFC变换器，包括主功率电路和控制电路，其中控制电路包括输出电压采样电路、输出电流采样电路、第一限幅电路、第二限幅电路、DSP模块和隔离驱动电路；DSP模块的ADC子模块采集输出电压和输出电流数据，并通过相关模块计算产生驱动信号；当检测到变换器的输出负载发生变化时，EPWM子模块根据k_c＝P_o f_s(k_c为一常数)计算得到开关频率立即改变驱动信号的频率，EPWM子模块输出驱动信号，实现DCM Buck PFC变换器的快速动态响应。本发明在输出负载变化时可以保持输出电压误差信号v_ea不变，通过变频迅速改变占空比，提高输出负载的动态响应。

技术领域

本发明涉及电能变换装置的交流-直流变换器技术，具体为一种快速动态响应控制的电流断续模式Buck PFC变换器。

背景技术

传统Buck PFC变换器由于输出电压含有较大的二倍工频纹波，为了提高变换器的功率因数，需要设置较低的电压环穿越频率(一般仅为10～20Hz)，严重制约了变换器的动态性能。当输出负载突然减小时，输出电压将有上升的趋势，此时控制环路将通过减小占空比来减少开关管Q的导通时间，以减小电感L的电流，而占空比的调节速度受到PFC变换器的闭环带宽影响，无法对占空比进行快速调节，这需要几个工频周期电感电流的减小来慢慢使它调整。从控制理论来看，如若能够保证D_Q恒定，则输出电压不会随着输出负载增大减小而发生欠调和过冲。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速动态响应控制的电流断续模式Buck PFC变换器。变换器稳态时采用单电压环控制，当检测到输出负载变化，变换器可通过计算得到开关频率并立即改变驱动信号的频率大小，从而实现快速动态响应控制以改善输出负载切换阶段的动态响应性能。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种快速动态响应控制的电流断续模式BuckPFC变换器，包括主功率电路和控制电路，其中控制电路包括输出电压采样电路、输出电流采样电路、第一限幅电路、第二限幅电路、DSP模块和隔离驱动电路；使用DSP模块的ADC子模块采集输出电压和输出电流数据，并进行相关模块处理，由其EPWM子模块输出驱动信号，实现DCM Buck PFC变换器的快速动态响应。

进一步地，主功率电路输入电压源v_in、EMI滤波器、二极管整流电路RB、LC滤波器、电感L、开关管Q、续流二极管D、输出电容C_o、输出负载R_L和输出电流采样电阻R_s；所述输入电压源v_in与EMI滤波器的输入端口相连，EMI滤波器的输出端口与整流桥RB的输入端口连接，整流桥RB的输出正端口与LC滤波器的输入正端口相连，整流桥RB的输出负端口与LC滤波器的输入负端口相连，LC滤波器的输出正端口与电感L的一端和续流二极管D的负极相连，LC滤波器的输出负端口与开关管Q的源极相连，LC滤波器的负端口为参考电位零点；电感L的另一端与输出电容C_o的正极和输出负载R_L的一端相连；输出电容C_o的负极与输出负载R_L的一端和输出电流采样电阻R_s的一端相连，输出电流采样电阻R_s的另一端与续流二极管D的正极和开关管Q的漏极相连。