[发明专利]一种恒压恒流环路控制系统及其控制方法

说明书

本发明涉及环路切换技术领域，特别涉及一种恒压恒流环路控制系统及其控制方法，包括外部环路、比较器和内部环路，外部环路包括电压环和电流环，内部环路包括电感电流环，比较器的输入端分别与电压环的输出端和电流环的输出端电连接，比较器的输出端与电感电流环的输入端电连接，电感电流环的输出端与外设的执行机构电连接，通过设置电压环、电流环和比较器，比较器对电压环的输出电压值和电流环的输出电流值作判断，这样能够通过提取外环的电压环的输出电压值和电流环的输出电流值中的较小值，将较小值输入到电感电流环中作为未生效环路的积分上下限限幅值，这样能够有效解决环路切换时，未生效的环路进入生效阶段的失控现象。

技术领域

本发明涉及环路切换技术领域，特别涉及一种恒压恒流环路控制系统及其控制方法。

背景技术

在数字电源领域，给电池充电应用场景中，恒压、恒流、恒功率等多模式充电时，在模式切换的过程中，会出现部分控制量超调，失控的状态，比如DC-DC变换器正在恒压模式运行给电池充电，当电池端接的负载变化时，将电池电压拉低，这个时候恒压模式的控制环路失效，需要立即切换为恒流模式充电，而在数字电源领域，一般情况下采用的都是PID调节方式对环路进行调制，PID调节器由于有积分环节的存在，会导致调节具有较大的惯性，这就造成了恒压模式控制失效，同时，恒流模式退积分，还没有完全受控的情况，这一短暂的工况，会出现输出电流超过预设值的情况，在较恶劣的情况下，会对功率器件的应力造成很大的影响，甚至损坏功率器件；特别是在当前新能源汽车、电动自行车等高端充电应用场合，任何工况下，电池充电电流的超调量都要控制在1％以内，这就对控制器的性能提出了非常苛刻的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种恒压恒流环路控制系统及其控制方法，用以解决环路切换时，未生效的环路进入生效阶段的失控现象。

为了解决上述技术问题，本发明采用的第一种技术方案为：

一种恒压恒流环路控制系统，包括外部环路、比较器和内部环路，所述外部环路包括电压环和电流环，所述内部环路包括电感电流环，所述比较器的输入端分别与电压环的输出端和电流环的输出端电连接，所述比较器的输出端与电感电流环的输入端电连接，所述电感电流环的输出端与外设的执行机构电连接，所述外设的执行机构为未生效的环路。

本发明采用的第二种技术方案为：

一种恒压恒流环路控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、获取外部环路的电压环的输出电压值和电流环的输出电流值；

S2、将所述电压环的输出电压值与电流环的输出电流值作比较，将电压环的输出电压值和电流环的输出电流值中较小值作为内部环路的电感电流环的输入参考值；

S3、根据所述输入参考值，计算得到脉冲调节信号；

S4、将所述脉冲调节信号作为外设的执行机构的驱动信号。

本发明的有益效果在于：

在常规的环路控制中，环路切换时，会出现较大的超调量，本方案通过设置电压环、电流环和比较器，比较器对电压环的输出电压值和电流环的输出电流值作判断，这样能够通过提取外环的电压环的输出电压值和电流环的输出电流值中的较小值，将较小值输入到电感电流环中作为未生效环路的积分上下限限幅值，这样能够有效解决环路切换时，未生效的环路进入生效阶段的失控现象。

附图说明

图1为根据本发明的一种恒压恒流环路控制系统的环路连接框图；

图2为根据本发明的一种恒压恒流环路控制系统的控制方法的步骤流程图；

标号说明：

1、电压环；11、第一加法器；12、第一PID调节器；13、第一积分器；