專利名稱：相位超前補償網(wǎng)絡(luò)、電源轉(zhuǎn)換器及閉環(huán)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源轉(zhuǎn)換器，特別是涉及一種相位超前補償網(wǎng)絡(luò)、電源轉(zhuǎn)換器及
電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)。 電源轉(zhuǎn)換器是利用變流和/或整流將輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓的電子器件。電源轉(zhuǎn)換器包括Buck(降壓)轉(zhuǎn)換器、Boost (升壓)轉(zhuǎn)換器、Buck-Boost (升降壓)轉(zhuǎn)換器和AC/DC轉(zhuǎn)換器等。電源轉(zhuǎn)換器通常包括一個或多個電感，通過控制電感電流來完成能量轉(zhuǎn)換。 請參閱圖1所示，其為現(xiàn)有技術(shù)中DC/DC boost轉(zhuǎn)換器的電路原理圖。該boost轉(zhuǎn)換器用于將直流輸入電壓仏轉(zhuǎn)換為直流輸出電壓U。，且U。高于Ui，該boost轉(zhuǎn)換器包括，電感L，開關(guān)管V， 二極管D，穩(wěn)壓電容C和負(fù)載R。。如圖1所示可知，電感L在輸入端，為升壓電感；開關(guān)管V用以控制電感L輸出信號的占空比；二極管D將經(jīng)過其的交流電變?yōu)槊}動直流；穩(wěn)壓電容C用于將脈動直流變?yōu)槠椒€(wěn)直流。 DC/DC電源轉(zhuǎn)換器電路的核心是"三端開關(guān)"，"三端開關(guān)"的不同組合表示三種不
同的DC/DC轉(zhuǎn)換器，如開關(guān)管、二極管和電感的不同組合，可以使DC/DC轉(zhuǎn)換器具有不同的
降壓(Buck)、升壓(Boost)和升降壓(Buck-Boost)功能?，F(xiàn)有技術(shù)中DC/DC轉(zhuǎn)換器中三
端開關(guān)模型如圖2A，圖2B，圖2C所示，其中圖2A為Buck轉(zhuǎn)換器中三端開關(guān)模型，圖2B為
Boost轉(zhuǎn)換器中三端開關(guān)模型，圖2C為Buck-Boost轉(zhuǎn)換器中三端開關(guān)模型。 在電源轉(zhuǎn)換器的電流模式控制中，其中一個關(guān)鍵的部分，就是檢測該電感電流。傳
統(tǒng)低成本的實現(xiàn)是通過增加一個高功率感測電阻和電感串聯(lián)以檢測電感電流。這會降低電
源轉(zhuǎn)換器的整體工作效率，也會增大電源轉(zhuǎn)換器的體積。另一種方法是使用霍爾效應(yīng)電流
互感器來檢測電感電流，然而，這會顯著增加電源轉(zhuǎn)換器的成本，且穩(wěn)定性不好。 因此，如何能創(chuàng)設(shè)一種具有較低成本和具有較好電感電流檢測能力的電路結(jié)構(gòu)，
實屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一 。 本發(fā)明提供了一種相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，所要解決的技術(shù)問題為實現(xiàn)低成本高效率的電源轉(zhuǎn)換器電感電流檢測。 本發(fā)明另提供了一種電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)和電源轉(zhuǎn)換器，所要解決的技術(shù)問題為提高該電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)及該電源轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，其設(shè)置于電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)內(nèi)，所述閉環(huán)控制系統(tǒng)還包括電源轉(zhuǎn)換器和控制模塊，其中，所述電源轉(zhuǎn)換器，其接收輸入電壓，并產(chǎn)生輸出電壓，并將所述輸出電壓反饋至所述控制模塊，所述電源轉(zhuǎn)換器包括一電感，所述電源轉(zhuǎn)換器通過控制所述電感電流來完成能量轉(zhuǎn)換；控制模塊，其輸入?yún)⒖茧妷汉退鲭娫崔D(zhuǎn)換器的輸出
背景技術(shù)：

發(fā)明內(nèi)容
4電壓，產(chǎn)生一控制信號至所述電源轉(zhuǎn)換器，用以調(diào)節(jié)所述電源轉(zhuǎn)換器的動態(tài)響應(yīng)；所述相位 超前補償網(wǎng)絡(luò)與所述電源轉(zhuǎn)換器的電感并聯(lián)，所述相位超前網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)的電容和電阻。
前述的相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，所述相位超前補償網(wǎng)絡(luò)中電阻的阻抗為所述電源轉(zhuǎn)換 器的開關(guān)頻率下的電感的感抗的20倍以上。 前述的相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，所述電阻的阻值、所述電容的電容值、所述電感的寄生 電阻阻值和所述電感的電感值之間的關(guān)系為<formula>formula see original document page 5</formula>其中，Rs為所述電阻的阻值，
Cs為所述電容的電容值，&為所述電感的寄生電阻阻值，L為所述電感的電感值。
前述的相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，所述控制模塊為PI控制器。 前述的相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，其所適用的電源轉(zhuǎn)換器為Buck轉(zhuǎn)換器、Boost轉(zhuǎn)換器、 Buck-Boost轉(zhuǎn)換器或AC/DC轉(zhuǎn)換器。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提 出的一種電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括電源轉(zhuǎn)換器和控制模塊，其中，所述電源轉(zhuǎn)換器， 其接收輸入電壓，并產(chǎn)生輸出電壓，并將所述輸出電壓反饋至所述控制模塊，所述電源轉(zhuǎn)換 器包括一電感，所述電源轉(zhuǎn)換器通過控制所述電感電流來完成能量轉(zhuǎn)換；控制模塊，其輸入 參考電壓和所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，產(chǎn)生一控制信號至所述電源轉(zhuǎn)換器，用以調(diào)節(jié)所 述電源轉(zhuǎn)換器的動態(tài)響應(yīng)；其還包括相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，該相位超前補償網(wǎng)絡(luò)與所述電源 轉(zhuǎn)換器的電感并聯(lián)，所述相位超前補償網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)的電容和電阻。 前述的電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述相位超前補償網(wǎng)絡(luò)中電阻的阻抗為所述電 源轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率下的電感的感抗的20倍以上。 前述的電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述電阻的阻值、所述電容的電容值、所述電感 的寄生電阻阻值和所述電感的電感值之間的關(guān)系為<formula>formula see original document page 5</formula>其中，&為所述電阻的
阻值，Cs為所述電容的電容值，&為所述電感的寄生電阻阻值，L為所述電感的電感值。
前述的電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述控制模塊為PI控制器。
前述的電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述電源轉(zhuǎn)換器為Buck轉(zhuǎn)換器、Boost轉(zhuǎn)換器、 Buck-Boost轉(zhuǎn)換器或AC/DC轉(zhuǎn)換器。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提 出的一種電源轉(zhuǎn)換器，其包括電感，用于完成所述電源轉(zhuǎn)換器中的能量轉(zhuǎn)換；所述電源轉(zhuǎn) 換器還包括相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，其與所述電感并聯(lián)，所述相位超前網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)的電容和 電阻。 前述的電源轉(zhuǎn)換器，所述相位超前補償網(wǎng)絡(luò)中電阻的阻抗為所述電源轉(zhuǎn)換器的開 關(guān)頻率下的電感的感抗的20倍以上。 前述的電源轉(zhuǎn)換器，所述電阻的阻值、所述電容的電容值、所述電感的寄生電阻阻
1
值和所述電感的電感值之間的關(guān)系為<formula>formula see original document page 5</formula>其中，Rs為所述電阻的阻值，G為所
述電容的電容值，&為所述電感的寄生電阻阻值，L為所述電感的電感值。 前述的電源轉(zhuǎn)換器，所述電源轉(zhuǎn)換器為Buck轉(zhuǎn)換器、Boost轉(zhuǎn)換器、Buck-Boost轉(zhuǎn)換器或AC/DC轉(zhuǎn)換器。 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明具有以下有益效果使用本發(fā)明提出的低成本電阻
和電容，能為電源轉(zhuǎn)換器控制提供一種相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，可以提高電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制
系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另外，使用本發(fā)明所提出的相位超前補償網(wǎng)絡(luò)對電源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電感電流
檢測，與使用直接檢測技術(shù)的效果非常相似，但其可以降低成本和提高效率。 通過以下參照附圖對優(yōu)選實施例的說明，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)
點將更加明顯。


下面的圖表明了本發(fā)明的實施方式。這些圖和實施方式以非限制性、非窮舉性的 方式提供了本發(fā)明的一些實施例。 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中DC/DC boost轉(zhuǎn)換器的電路原理圖。 圖2A為現(xiàn)有技術(shù)中Buck轉(zhuǎn)換器中三端開關(guān)模型。 圖2B為現(xiàn)有技術(shù)中Boost轉(zhuǎn)換器中三端開關(guān)模型。 圖2C為現(xiàn)有技術(shù)中Buck-Boost轉(zhuǎn)換器中三端開關(guān)模型。 圖3為本發(fā)明帶有相位補償網(wǎng)絡(luò)的電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)示意圖。 圖4為與電源轉(zhuǎn)換器中的電感并聯(lián)的相位超前補償網(wǎng)絡(luò)的電路圖。 圖5為本發(fā)明實施例的帶有相位超前網(wǎng)絡(luò)的DC/DC boost轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)示意圖。 圖6為本發(fā)明實施例的相位超前補償網(wǎng)絡(luò)的相位和幅度隨頻率變換的波德圖。 圖7A為本發(fā)明實施例的使用相位超前補償網(wǎng)絡(luò)的boost轉(zhuǎn)換器的波形圖。 圖7B為現(xiàn)有技術(shù)中采用電流反饋的boost轉(zhuǎn)換器的波形圖。
具體實施例方式
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實施例。應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實施例只用于舉例 說明，并不用于限制本發(fā)明。 請參閱圖3所示，其為本發(fā)明帶有相位補償網(wǎng)絡(luò)的電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)示意 圖。該電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)包括電源轉(zhuǎn)換器、控制模塊和相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，其中，電 源轉(zhuǎn)換器接收輸入電壓，并產(chǎn)生輸出電壓，并將輸出電壓反饋至所述控制模塊，所述電源轉(zhuǎn) 換器包括一電感，所述電源轉(zhuǎn)換器通過控制所述電感電流來完成能量轉(zhuǎn)換；控制模塊一端 輸入一參考電壓和電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，并產(chǎn)生一控制信號至電源轉(zhuǎn)換器，用以控制所 述電源轉(zhuǎn)換器的動態(tài)響應(yīng)，電感L和相位超前補償網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)，相位超前補償網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián) 的電容和電阻。 請參閱圖4所示，其為與電源轉(zhuǎn)換器中的電感并聯(lián)的相位超前補償網(wǎng)絡(luò)的電路
圖。其中，相位超前補償網(wǎng)絡(luò)i包括電容c;和電阻Rs，實際的電感2可以模型化為，一個理
想的電感L和其寄生電阻&串聯(lián)。因此，可以得出電容電壓Vc(s)和電流I(s)之間的傳遞
函數(shù)，如(1)式給出:
6<formula>formula see original document page 7</formula> 其中，L是理想電感的電感值，!^是電感的寄生電阻的電阻值，(；是相位超前補償 網(wǎng)絡(luò)i中電容c;的電容值，Rs是相位超前補償網(wǎng)絡(luò)1中電阻Rs的電阻值，V。(s)是經(jīng)過拉 普拉斯變換的電容電壓，I(s)是經(jīng)過拉普拉斯變換的電流，s是拉普拉斯變量。如果相位超 前補償網(wǎng)絡(luò)1的阻抗遠(yuǎn)高于實際的電感2的阻抗，電容電流Ic(s)便可忽略不計，電感電流 IJs)可能接近I(s)。若Rs >> R"且由于Cs —般很小，則LC, 0，電容電壓和電感電流 之間的傳遞函數(shù)接近為 為了實現(xiàn)(2)式的要求，在電源轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率下，RJ勺阻抗應(yīng)被設(shè)置為電感感 抗的20倍以上，由于L的感抗為2 Ji fsL，因此， Rs > 40 Ji fsL (3) 其中fs是電源轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率。在非常低的頻率，s會非常小，電路的增益^
是&。在非常高的頻率，s會非常大，電路的增益^為L/RSCS。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知道，
如果1/RSCS設(shè)置為大于IV1，則該電路為相位超前電路。該相位超前補償網(wǎng)絡(luò)1并聯(lián)至閉 環(huán)控制系統(tǒng)的電源轉(zhuǎn)換器，由于引入的相位超前，這將進(jìn)一步穩(wěn)定該閉環(huán)控制系統(tǒng)?？紤]到 電感溫度升高時電感的寄生電阻增大，1/RSCS為至少兩倍的IV1。艮P

1 —〉2R'
RSCSL (4)
為了限制電容電壓，高頻時相位超前補償器的增益大概是l，即
其中，Ks是為把相位超前補償器總增益調(diào)整到大概為1所需的額外增益。 下面以一 Boost變換器為例，來說明相位超前補償網(wǎng)絡(luò)在電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系
統(tǒng)的應(yīng)用。 在本實施例中，電源轉(zhuǎn)換器為DC/DC boost轉(zhuǎn)換器，請參閱圖5所示，其為帶有相 位超前網(wǎng)絡(luò)的DC/DC boost轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)示意圖。該閉環(huán)控制系統(tǒng)包括相位超前 補償網(wǎng)絡(luò)41，電感42，整流二極管43，M0S管44，穩(wěn)壓電容C，負(fù)載R。，電壓環(huán)PI控制器45， 電流環(huán)PI控制器46和控制器47。該DC/DC boost轉(zhuǎn)換器的輸入電壓Vt = 5V，輸出穩(wěn)定電 壓設(shè)為V。 = 12V。 M0S管44做為開關(guān)用以控制電感42輸出信號的占空比，額定占空比D。 V。 1
定義為T-J35"在本實施例中，開關(guān)頻率設(shè)為66kHz ;該M0S管44可使用IRF3709，其
一端接地，另一端連接至整流二極管43的陽極。整流二極管43將M0S管44的輸出的交流 電變?yōu)槊}動直流，該脈動直流經(jīng)由穩(wěn)壓電容C將脈動直流變?yōu)槠椒€(wěn)直流，整流二極管43可以使用FES8CT。穩(wěn)壓電容C為470 F，其一端連接至整流二極管43的陰極， 一端接地。負(fù) 載電阻R。為10 Q ，其一端接地一端連接于整流二極管43的陰極。 控制器47用以接收電壓環(huán)PI控制器45和電流環(huán)PI控制器46的反饋信號，并輸 出開關(guān)控制信號至MOS管44的基極，以控制MOS管44的開斷，該控制器47可以為TL494。
該閉環(huán)控制系統(tǒng)中的電壓環(huán)PI控制器45和電流環(huán)PI控制器46用來改善系統(tǒng)在 調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。其中電壓環(huán)PI控制器45的比例控制器使用放大器TL074B，積分 控制器使用放大器TL074C。電流環(huán)PI控制器46的比例控制器使用放大器TL074A，積分控 制器使用放大器TL074D。 相位超前網(wǎng)絡(luò)41與電感L并聯(lián)，該相位超前網(wǎng)絡(luò)41包括串聯(lián)的電容Cs和電阻Rs， 電感L為500iiH，該電感L的寄生電阻R^ = 0. 16Q，在開關(guān)頻率電感的感抗為2JifsL = 207. 3 Q ，這里，Rs和Cs選為Rs = 5k Q ， Cs = 0. 1 ii F，如此(3)和(4)都能滿足。在開關(guān)頻 率為66kHz時，檢測電路L/RSCS的增益接近1，即Ks也為1，因此，相位超前補償網(wǎng)絡(luò)不需要 額外增益。 圖6為相位超前補償網(wǎng)絡(luò)的相位和幅度隨頻率變換的波德圖。從圖中可以看出， 相位為正相甚至頻率非常高，顯然，隨著開關(guān)頻率的變化，實現(xiàn)了相位超前。
使用相位超前補償網(wǎng)絡(luò)的輸出代替現(xiàn)有技術(shù)中的反饋電感電流，相位超前補償網(wǎng) 絡(luò)的低頻增益為& = 0. 16。因此該電流回路控制器增益約為現(xiàn)有技術(shù)中使用反饋電感電 流的電流回路控制器增益的1/0. 16 " 6倍。 本發(fā)明具有相位超前補償網(wǎng)絡(luò)的DC/DC boost轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)和 現(xiàn)有技術(shù)中使用電感電流反饋的boost轉(zhuǎn)換器的動態(tài)響應(yīng)相似。實際上，由于相位超前補 償網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性效果，該閉環(huán)控制系統(tǒng)的增益可進(jìn)一步增加以產(chǎn)生更快的響應(yīng)。
為比較使用本發(fā)明的該相位超前補償網(wǎng)絡(luò)的boost變換器和現(xiàn)有技術(shù)的電流反 饋的boost變換器的效果，可測試該相位超前補償器的性能，這時負(fù)載電流需要在1. 32A和 0. 12A之間切換，本發(fā)明的該相位超前補償網(wǎng)絡(luò)的boost變換器閉環(huán)控制系統(tǒng)仍能保持穩(wěn) 定的輸出電壓。圖7A為本發(fā)明實施例的使用相位超前補償網(wǎng)絡(luò)的boost轉(zhuǎn)換器的波形圖， 圖7B為現(xiàn)有技術(shù)中采用電流反饋的boost轉(zhuǎn)換器的波形圖，其中，通道1表示AC耦合DC 輸出穩(wěn)壓(為表示輸出干擾)，通道2表示負(fù)載的電流需求。輸出穩(wěn)壓的干擾為3V，它需要 25ms來穩(wěn)定，因此其具有較快的調(diào)節(jié)速度。可以看出，圖7A和圖7B兩個轉(zhuǎn)換器的性能非常 的相似。 因此，使用本發(fā)明提出的低成本電阻和電容，能為電源轉(zhuǎn)換器控制提供一種相位 超前補償網(wǎng)絡(luò)。使用本發(fā)明所提出的相位超前網(wǎng)絡(luò)對電源轉(zhuǎn)換器或電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系 統(tǒng)進(jìn)行電感電流檢測，與使用直接檢測技術(shù)的效果非常相似，但由于該相位超前網(wǎng)絡(luò)與待 測電感并聯(lián)，其功率損耗較低，且成本也比高功率感測電阻和電流互感器低，同時提高效率 并穩(wěn)定電流控制回路。在boost變換器的閉環(huán)控制中應(yīng)用相位超前變換器的例子表明，該 變化器與在反饋路徑中使用電感電流的變換器相比，跟蹤性能非常相近，但成本降低且效 率提高。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，同樣的檢測技術(shù)可以應(yīng)用于其他電源轉(zhuǎn)換器控制的電 流模式，諸如buck轉(zhuǎn)換器、buck-boost轉(zhuǎn)換器或AC/DC轉(zhuǎn)換器等。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì) 對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，其設(shè)置于電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)內(nèi)，所述閉環(huán)控制系統(tǒng)還包括電源轉(zhuǎn)換器和控制模塊，其中，所述電源轉(zhuǎn)換器，其接收輸入電壓，并產(chǎn)生輸出電壓，并將所述輸出電壓反饋至所述控制模塊，所述電源轉(zhuǎn)換器包括一電感，所述電源轉(zhuǎn)換器通過控制所述電感電流來完成能量轉(zhuǎn)換；所述控制模塊，其輸入?yún)⒖茧妷汉退鲭娫崔D(zhuǎn)換器的輸出電壓，產(chǎn)生一控制信號至所述電源轉(zhuǎn)換器，用以調(diào)節(jié)所述電源轉(zhuǎn)換器的動態(tài)響應(yīng)；其特征在于，所述相位超前補償網(wǎng)絡(luò)與所述電源轉(zhuǎn)換器的電感并聯(lián)，所述相位超前網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)的電容和電阻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述相位超前補償網(wǎng)絡(luò)中電阻的阻抗為所述電源轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率下的電感的感抗的20倍以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述電阻的阻值、所述電容1的電容值、所述電感的寄生電阻阻值和所述電感的電感值之間的關(guān)系為^"7廠〉"T^ ，其KSLS L中，Rs為所述電阻的阻值，c;為所述電容的電容值，！^為所述電感的寄生電阻阻值，L為所述電感的電感值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述控制模塊為PI控制器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項權(quán)利要求所述的相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，其所適用的電源轉(zhuǎn)換器為Buck轉(zhuǎn)換器、Boost轉(zhuǎn)換器、Buck-Boost轉(zhuǎn)換器或AC/DC轉(zhuǎn)換器。
6. —種電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括電源轉(zhuǎn)換器和控制模塊，其中，所述電源轉(zhuǎn)換器，其接收輸入電壓，并產(chǎn)生輸出電壓，并將所述輸出電壓反饋至所述控制模塊，所述電源轉(zhuǎn)換器包括一 電感，所述電源轉(zhuǎn)換器通過控制所述電感電流來完成能量轉(zhuǎn)換；所述控制模塊，其輸入?yún)⒖茧妷汉退鲭娫崔D(zhuǎn)換器的輸出電壓，產(chǎn)生一控制信號至所述電源轉(zhuǎn)換器，用以調(diào)節(jié)所述電源轉(zhuǎn)換器的動態(tài)響應(yīng)；其特征在于，其還包括相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，該相位超前補償網(wǎng)絡(luò)與所述電源轉(zhuǎn)換器的電感并聯(lián)，所述相位超前補償網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)的電容和電阻。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述相位超前補償網(wǎng)絡(luò)中電阻的阻抗為所述電源轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率下的電感的感抗的20倍以上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻的阻值、所述電容的電容值、所述電感的寄生電阻阻值和所述電感的電感值之間的關(guān)系為1^T^〉"T^，其中，Rs為所述電阻的阻值，c;為所述電容的電容值，R^為所述電感的寄生電阻阻值，L為所述電感的電感值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊為PI控制器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項權(quán)利要求所述的電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換器為Buck轉(zhuǎn)換器、Boost轉(zhuǎn)換器、Buck-Boost轉(zhuǎn)換器或AC/DC轉(zhuǎn)換器。
11. 一種電源轉(zhuǎn)換器，其包括電感，用于完成所述電源轉(zhuǎn)換器中的能量轉(zhuǎn)換；其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換器還包括相位超前補償網(wǎng)絡(luò)，其與所述電感并聯(lián)，所述相位超前網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)的電容和電阻。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述相位超前補償網(wǎng)絡(luò)中電阻的阻抗為所述電源轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率下的電感的感抗的20倍以上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電阻的阻值、所述電容的電1容值、所述電感的寄生電阻阻值和所述電感的電感值之間的關(guān)系為<formula>formula see original document page 3</formula>其中， Rs為所述電阻的阻值，Cs為所述電容的電容值，&為所述電感的寄生電阻阻值，L為所述電感的電感值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11-13所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換器為Buck轉(zhuǎn)換器、Boost轉(zhuǎn)換器、Buck-Boost轉(zhuǎn)換器或AC/DC轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種相位超前補償網(wǎng)絡(luò)、電源轉(zhuǎn)換器及閉環(huán)控制系統(tǒng)，該相位超前補償網(wǎng)絡(luò)設(shè)置于電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)內(nèi)，閉環(huán)控制系統(tǒng)還包括電源轉(zhuǎn)換器和控制模塊，其中，電源轉(zhuǎn)換器，接收輸入電壓，并產(chǎn)生輸出電壓，并將所述輸出電壓反饋至所述控制模塊，電源轉(zhuǎn)換器包括-電感，電源轉(zhuǎn)換器通過控制所述電感電流來完成能量轉(zhuǎn)換；控制模塊，輸入?yún)⒖茧妷汉退鲭娫崔D(zhuǎn)換器的輸出電壓，產(chǎn)生一控制信號至所述電源轉(zhuǎn)換器，用以調(diào)節(jié)所述電源轉(zhuǎn)換器的動態(tài)響應(yīng)；相位超前補償網(wǎng)絡(luò)與所述電源轉(zhuǎn)換器的電感并聯(lián)，相位超前網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)的電容和電阻。本發(fā)明能實現(xiàn)低成本高效率的電源轉(zhuǎn)換器電感電流檢測，并提高該電源轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
文檔編號H02M1/42GK101753006SQ20081017780
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日
發(fā)明者曾啟明, 陳偉樂 申請人:香港理工大學(xué)