專利名稱：偽連續(xù)模式開關(guān)電源的單環(huán)脈沖調(diào)節(jié)控制方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)電源的控制方法及其裝置。
背景技術(shù)：
大多數(shù)用電設(shè)備(如計算機、通訊設(shè)備、電動機械、工業(yè)控制設(shè)備、高效照明裝置等)都要求將一般電力(如市電)進行轉(zhuǎn)化后才能符合其使用需要。近年來，開關(guān)電源技術(shù)一直是電氣工程領(lǐng)域應(yīng)用和研究的熱點。 開關(guān)電源主要由DC-DC變換器和控制器兩部分構(gòu)成。DC-DC變換器用于電能轉(zhuǎn)換，一般由開關(guān)裝置和整流濾波電路等組成，電路結(jié)構(gòu)有Buck、Boost、反激、全橋等等。控制器用于檢測變換器電路的工作狀態(tài)，并產(chǎn)生控制脈沖信號控制變換器中的開關(guān)裝置，調(diào)節(jié)傳遞給負載的電量以穩(wěn)定輸出?？刂破鞯慕Y(jié)構(gòu)和工作原理由電源采用的控制方法決定。近年來，變換器和控制方法方面的新技術(shù)不斷推進著開關(guān)電源的發(fā)展。 偽連續(xù)工作模式開關(guān)變換器在傳統(tǒng)變換器的基礎(chǔ)上，增加了一個與電感并聯(lián)的續(xù)流開關(guān)管，從而通過改變電路的工作狀態(tài)提高電源的瞬態(tài)響應(yīng)能力。但是，實現(xiàn)對偽連續(xù)工作模式開關(guān)變換器的閉環(huán)控制通常較為復(fù)雜，控制器需要檢測和處理多個狀態(tài)變量，補償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和實現(xiàn)比較繁瑣。此外，之前出現(xiàn)的偽連續(xù)工作模式開關(guān)變換器的工作范圍受限于預(yù)設(shè)的電感電流基準(zhǔn)值。 脈沖調(diào)節(jié)控制方法是一種新型的開關(guān)變換器控制方法。其控制過程是在每個開關(guān)周期起始時刻判斷輸出電壓V。與基準(zhǔn)電壓Vref間的關(guān)系，若輸出電壓V。低于基準(zhǔn)電壓V^，控制器將選擇占空比大的高能量控制脈沖作為變換器的控制信號；反之將會選擇占空比小的低能量控制脈沖。脈沖調(diào)節(jié)技術(shù)簡單可靠，且具有較好的快速響應(yīng)能力。其不足之處是僅能用于控制工作在電感電流斷續(xù)模式(DCM)的開關(guān)變換器，工作范圍受電感電流臨界條件的限制，因此不適用于大功率場合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種開關(guān)電源的控制方法，采用該方法可用于控制工作于偽連續(xù)模式的大功率開關(guān)變換器，其控制技術(shù)簡單易行，穩(wěn)定性和抗干擾能力強，變換器工作范圍大，動態(tài)性能良好，適用于各種拓撲結(jié)構(gòu)的開關(guān)變換器。 本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是偽連續(xù)工作模式開關(guān)電源的單環(huán)脈沖調(diào)節(jié)控制方法，其具體作法是 在每個開關(guān)周期起始時刻，根據(jù)開關(guān)變換器輸出電壓V。與基準(zhǔn)電壓Vref之間的關(guān)系選擇該開關(guān)周期內(nèi)的有效控制脈沖，從而實現(xiàn)對偽連續(xù)工作模式開關(guān)變換器的控制。其控制脈沖選擇規(guī)則為若V。低于VMf，采用控制脈沖PH1和PH2分別控制偽連續(xù)開關(guān)變換器中的開關(guān)管S丄和S2 ;反之，若V。高于Vref，采用控制脈沖PL1和PL2分別控制開關(guān)管S丄和S2。
上述的產(chǎn)生控制脈沖PH1和PH2的方法是在某個開關(guān)周期起始的t。時刻，控制脈沖Pm由低電平變?yōu)楦唠娖?，控制脈沖P^由高電平變?yōu)榈碗娖?，變換器TD中的開關(guān)管S工開通、S2關(guān)斷，電感電流L上升；在t。+DH1T時刻，控制脈沖PH1在保持為高電平固定時間DH1T 后變?yōu)榈碗娖剑_關(guān)管S工關(guān)斷，二極管D開通，電感電流下降；在t。+(l-DH2)T時刻，控制脈 沖PH2在保持為低電平固定時間(1_DH2) T后變?yōu)楦唠娖?，開關(guān)管S2開通，二極管D關(guān)斷，電 感電流通過開關(guān)管S2續(xù)流，直至開關(guān)周期結(jié)束時刻t。+T。 上述的產(chǎn)生控制脈沖Pu和P^2的方法與上述過程類似，區(qū)別在于在一個開關(guān)周期 內(nèi)控制脈沖PL1和PL2為高電平的持續(xù)時間分別為DL1T(DL1 < DH1)和DL2T(DL2 > DH2)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是 —、本發(fā)明為偽連續(xù)工作模式開關(guān)變換器提供了一種簡單可靠的控制方法。該控
制方法僅在每個開關(guān)周期的起始時刻檢測一次輸出電壓并簡單判斷其大小，即可完成對偽
連續(xù)模式變換器中主開關(guān)管S工和續(xù)流開關(guān)管S2的控制。克服了傳統(tǒng)的偽連續(xù)模式變換器
控制方法難以避免的檢測和處理反饋量復(fù)雜、補償環(huán)節(jié)設(shè)計繁瑣等缺點。 二、本發(fā)明所提供的控制方法可使被控變換器的工作范圍不受脈沖調(diào)節(jié)控制變換
器電感電流臨界條件的限制，也不受傳統(tǒng)偽連續(xù)模式變換器電感電流基準(zhǔn)值的限制，從而
拓寬了應(yīng)用范圍。 三、該控制方法采用占空比固定的控制脈沖，使得變換器具有良好的抗干擾能力。
并且用于控制開關(guān)管&和S2的兩組控制脈沖信號可預(yù)設(shè)時序，因此該控制方法直接提供了
開關(guān)管S工和S2交替開通、關(guān)斷所需的死區(qū)時間，無須設(shè)計附加電路提供保護。 本發(fā)明的另一目的是提供一種實現(xiàn)以上開關(guān)電源的控制方法的裝置。 本發(fā)明實現(xiàn)該發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是一種實現(xiàn)以上開關(guān)電源的控制方法
的裝置，由變換器和控制器組成，控制器包括電壓檢測電路、脈沖選擇器、脈沖產(chǎn)生器、鋸齒
波信號產(chǎn)生器、驅(qū)動電路，其結(jié)構(gòu)特點是電壓檢測電路、脈沖選擇器、脈沖產(chǎn)生器、驅(qū)動電
路依次相連；鋸齒波信號產(chǎn)生器與脈沖選擇器及脈沖產(chǎn)生器相連。 該裝置的工作過程和原理是鋸齒波信號產(chǎn)生器產(chǎn)生頻率固定的鋸齒波信號Vsaw， 脈沖選擇器根據(jù)鋸齒波信號V，產(chǎn)生頻率固定的時鐘脈沖信號V。lk ;當(dāng)時鐘脈沖來臨時刻， 脈沖選擇器比較此時輸出電壓V。與基準(zhǔn)電壓VMf的大小關(guān)系，并將代表比較結(jié)果的邏輯信 號輸出至脈沖產(chǎn)生器；脈沖產(chǎn)生器根據(jù)鋸齒波信號V，產(chǎn)生頻率均相同但占空比不同的控
制脈沖ph1、pu、ph2、p^，并根據(jù)輸出電壓v。與基準(zhǔn)電壓vref的大小關(guān)系輸出對應(yīng)的控制脈沖 實現(xiàn)對變換器開關(guān)管S工和S2的控制。 可見，采用以上裝置可以方便可靠地實現(xiàn)本發(fā)明以上方法。 上述的脈沖選擇器的具體組成為由比較器AC1、 AC2和觸發(fā)器DFF組成；比較器 ACl的正極性端接基準(zhǔn)電壓VMf，負極性端接電壓檢測電路VCC輸出的變換器輸出電壓V。， ACl的輸出端與觸發(fā)器DFF的D端相連；比較器AC2的正極性端接固定電壓VM，負極性端 接鋸齒波信號產(chǎn)生器SG的輸出信號Vsaw， AC2的輸出端與觸發(fā)器DFF的CLK端相連；觸發(fā)器 DFF的輸出端Q和5與脈沖產(chǎn)生器PG相連。 這樣，比較器ACl將輸出電壓V。同基準(zhǔn)電壓VMf進行比較，當(dāng)輸出電壓V。低于基 準(zhǔn)電壓Vref時，比較器ACl的輸出信號Vc為高電平，反之，當(dāng)V。低于Vref時，Vc為低電平；比 較器AC2將鋸齒波信號產(chǎn)生器SG輸出的上三角形鋸齒波Vsaw同固定電壓VM進行比較，在 上三角形鋸齒波的每個周期起始時，V，低于Vr。，比較器AC2的輸出信號Vdk為高電平，當(dāng) Vsaw上升至Vrc后，V。lk為低電平，由于VM的電壓幅值較低，V。lk為高電平持續(xù)時間很短的時
4鐘脈沖；當(dāng)Vdk上升沿來臨時，觸發(fā)器DFF將此時比較器ACl的輸出信號Vc輸出至Q端，產(chǎn) 生脈沖選擇信號V。，根據(jù)觸發(fā)器的工作原理VQ在V。lk的下一個上升沿來臨之前保持不變， 且化的電平高低始終與VQ相反。 上述的脈沖產(chǎn)生器的具體組成為由比較器AC3、 AC4、 AC5、 AC6，與門AG1、 AG2、 AG3、 AG4，以及或門0G1、 0G2組成；比較器AC3和AC4的正極性端分別接固定電壓V孤和 Vru，負極性端均接鋸齒波信號產(chǎn)生器SG的輸出信號Vsaw ;與門AG1的輸入端接比較器AC3 的輸出端和觸發(fā)器DFF的Q端，與門AG2的輸入端接比較器AC4的輸出端和觸發(fā)器DFF的 G端；或門0G1的輸入端接與門AG1和AG2的輸出端，0G1的輸出端接開關(guān)管S工的驅(qū)動電路 DR1 ;比較器AC5和AC6的負極性端分別接固定電壓VrH2和VA2，正極性端均接鋸齒波信號產(chǎn) 生器SG的輸出信號Vsaw ;與門AG3的輸入端接比較器AC5的輸出端和觸發(fā)器DFF的Q端，與 門AG2的輸入端接比較器AC6的輸出端和觸發(fā)器DFF的G端；或門0G2的輸入端接與門AG 3和AG4的輸出端，0G2的輸出端接開關(guān)管S2的驅(qū)動電路DR2。 這樣，比較器AC3將上三角形鋸齒波Vsaw同固定電壓V皿進行比較，在上三角形鋸 齒波的每個周期起始時，V，低于V皿，比較器AC3輸出的控制脈沖信號PH1為高電平，當(dāng)Vsaw 上升至V^后，Pm變?yōu)榈碗娖?，直到鋸齒波信號的下一個周期開始；比較器AC4的工作過程 與上述AC3類似，但由于Vru < V皿，Pu的高電平持續(xù)時間小于Pm ;比較器AC5將V，同固
定電壓VrH2進行比較，在鋸齒波的每個周期起始時，Vsaw低于V,，比較器AC5輸出的控制脈 沖信號PH2為低電平，當(dāng)Vsaw上升至VrH2后，PH2變?yōu)楦唠娖?，直到鋸齒波信號的下一個周期
開始；比較器AC6的工作過程與上述AC5類似，但由于VA2 < V， P^2的高電平持續(xù)時間大 于PH2 ;當(dāng)脈沖選擇信號VQ為高電平，化為低電平時，與門AGl和AG3開通，AG2和AG4被封 鎖，或門OGl和0G2分別輸出控制脈沖PH1和PH2至驅(qū)動電路；反之，當(dāng)脈沖選擇信號VQ為低 電平，Ve為高電平時，與門AG2和AG4開通，AG1和AG3被封鎖，或門OGl和0G2分別輸出控 制脈沖Pu和P^2至驅(qū)動電路。 以上的脈沖選擇器和脈沖產(chǎn)生器結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，能夠可靠地實現(xiàn)本發(fā)明方 法中的相關(guān)功能。上述控制裝置中，鋸齒波信號產(chǎn)生器可由三角波信號產(chǎn)生器等其他裝置 代替，控制脈沖的選擇和產(chǎn)生也可以采用現(xiàn)有的其他結(jié)構(gòu)的電路實現(xiàn)。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。


圖1為本發(fā)明實施例一方法的信號流程圖。
圖2為本發(fā)明實施例一的電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為本發(fā)明實施例一的脈沖選擇器的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明實施例一的脈沖產(chǎn)生器的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖5a為本發(fā)明實施例一在穩(wěn)態(tài)條件下某一時段鋸齒波信號Vs
的時域仿真波形 圖5b為與圖5a同一時段時鐘脈沖信號V。lk的時域仿真波形圖。 圖5c為與圖5a同一時段控制脈沖信號VP1的時域仿真波形圖。 圖5d為與圖5a同一時段控制脈沖信號VP2的時域仿真波形圖。 圖5e為與圖5a同一時段變換器電感電流^的時域仿真波形圖。圖5a同一時段變換器輸出電壓V。的時域仿真波形圖。
圖5仿真條件如下輸入電壓Vin = 50V、輸出基準(zhǔn)電壓Vref = 18V、電感L = 800 ii H、電容C = 2000 ii F、負載阻值R = 10 Q 、開關(guān)周期T = 50 y s、控制脈沖PH1的占空比 DH1 = 0. 48、控制脈沖Pu的占空比Du = 0. 18、控制脈沖PH2的占空比DH2 = 0. 03、控制脈沖 P^2的占空比Dl2 = 0. 34。 圖6a為實施例一在負載變化(負載電流在20ms時刻由1. 8A躍變至3. 6A)時變
換器輸出電壓的仿真波形圖。 圖6b為現(xiàn)有的P麗控制變換器在同樣的負載變化時，輸出電壓的仿真波形圖。圖 6仿真條件與圖5相同。 圖7為本發(fā)明實施例二的電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖8為本發(fā)明實施例三的電路結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式

實施例一 圖1示出，本發(fā)明的一種具體實施方式
為，一種開關(guān)電源的控制方法，其具體作法 是 在每個開關(guān)周期起始時刻，控制器根據(jù)開關(guān)變換器TD的輸出電壓V。與基準(zhǔn)電壓 V^之間的關(guān)系選擇該開關(guān)周期內(nèi)的有效控制脈沖，從而實現(xiàn)對開關(guān)變換器TD的控制。其 控制脈沖選擇規(guī)則為若V。低于VMf，采用控制脈沖PH1和PH2分別控制偽連續(xù)開關(guān)變換器中 的開關(guān)管S丄和S2 ;反之，若V。高于Vref，采用控制脈沖PL1和PL2分別控制開關(guān)管S丄和S2。
控制器產(chǎn)生控制脈沖PH1和PH2的方法是在某個開關(guān)周期起始的t。時刻，控制脈 沖Pm由低電平變?yōu)楦唠娖?，控制脈沖P^由高電平變?yōu)榈碗娖?，變換器TD中的開關(guān)管S工開 通、S2關(guān)斷，電感電流L上升；在t。+DH1T時刻，控制脈沖PH1在保持為高電平固定時間DH1T 后變?yōu)榈碗娖剑_關(guān)管S工關(guān)斷，二極管D開通，電感電流下降；在t。+(l_DH2)T時刻，控制脈 沖PH2在保持為低電平固定時間(1_DH2) T后變?yōu)楦唠娖?，開關(guān)管S2開通，二極管D關(guān)斷，電 感電流通過開關(guān)管S2續(xù)流，直至開關(guān)周期結(jié)束時刻t。+T。 控制器產(chǎn)生控制脈沖Pu和P。的方法與上述過程類似，區(qū)別在于在一個開關(guān)周期 內(nèi)控制脈沖PL1和PL2為高電平的持續(xù)時間分別為DL1T(DL1 < DH1)和DL2T(DL2 > DH2)。
本例采用以下的裝置，可使上述控制方法得以方便快捷地實現(xiàn)。
圖2示出，本例的開關(guān)電源的控制方法的裝置，由變換器TD和控制器組成，控制器 包括電壓檢測電路VCC、脈沖選擇器PS、脈沖產(chǎn)生器PG、鋸齒波信號產(chǎn)生器SG和驅(qū)動電路 DR。其特征在于電壓檢測電路VCC、脈沖選擇器PS、脈沖產(chǎn)生器PG、驅(qū)動電路DR依次相連； 鋸齒波信號產(chǎn)生器SG與脈沖選擇器PS及脈沖產(chǎn)生器PG相連。 圖3示出，本例的脈沖選擇器PS的具體組成為由比較器AC1、 AC2和觸發(fā)器DFF 組成；比較器AC1的正極性端接基準(zhǔn)電壓V^，負極性端接電壓檢測電路VCC輸出的變換器 輸出電壓V。， AC1的輸出端與觸發(fā)器DFF的D端相連；比較器AC2的正極性端接固定電壓 Vrc，負極性端接鋸齒波信號產(chǎn)生器SG的輸出信號Vsaw， AC2的輸出端與觸發(fā)器DFF的CLK端 相連；觸發(fā)器DFF的輸出端Q和5與脈沖產(chǎn)生器PG相連。 圖4示出，本例的脈沖產(chǎn)生器PG的具體組成為由比較器AC3、 AC4、 AC5、 AC6，與
6門AG1、 AG2、 AG3、 AG4，以及或門0G1、 0G2組成；比較器AC3和AC4的正極性端分別接固定 電壓V皿和VA1，負極性端均接鋸齒波信號產(chǎn)生器SG的輸出信號Vsaw ;與門AG1的輸入端接 比較器AC3的輸出端和觸發(fā)器DFF的Q端，與門AG2的輸入端接比較器AC4的輸出端和觸 發(fā)器DFF的5端；或門0G1的輸入端接與門AG1和AG2的輸出端，0G1的輸出端接開關(guān)管S工 的驅(qū)動電路DR1 ;比較器AC5和AC6的負極性端分別接固定電壓VrH2和V^，正極性端均接 鋸齒波信號產(chǎn)生器SG的輸出信號Vsaw ;與門AG3的輸入端接比較器AC5的輸出端和觸發(fā)器 DFF的Q端，與門AG2的輸入端接比較器AC6的輸出端和觸發(fā)器DFF的5端；或門OG2的輸 入端接與門AG3和AG4的輸出端，OG2的輸出端接開關(guān)管S2的驅(qū)動電路DR2。
本例的裝置其工作過程和原理是 圖1-4示出，鋸齒波信號產(chǎn)生器SG產(chǎn)生頻率固定的鋸齒波信號Vsaw，脈沖選擇器PS 根據(jù)鋸齒波信號V，產(chǎn)生頻率固定的時鐘脈沖信號V。lk ;當(dāng)時鐘脈沖來臨時刻，脈沖選擇器 PS比較此時輸出電壓V。與基準(zhǔn)電壓VMf的大小關(guān)系，并將代表比較結(jié)果的邏輯信號輸出至 脈沖產(chǎn)生器PG ;脈沖產(chǎn)生器PG根據(jù)鋸齒波信號V，產(chǎn)生頻率均相同但占空比不同的控制脈 沖PH1、PU、PH2、P^，并根據(jù)輸出電壓V。與基準(zhǔn)電壓Vref的大小關(guān)系輸出對應(yīng)的控制脈沖實現(xiàn) 對變換器開關(guān)管S工和S2的控制。 脈沖選擇器PS完成輸出電壓的比較和控制脈沖的選擇圖2、3示出，比較器ACl 將輸出電壓V。同基準(zhǔn)電壓VMf進行比較，當(dāng)輸出電壓V。低于基準(zhǔn)電壓VMf時，比較器AC1 的輸出信號Vc為高電平，反之，當(dāng)V。低于Vref時，Vc為低電平；比較器AC2將鋸齒波信號產(chǎn) 生器SG輸出的上三角形鋸齒波Vsaw同固定電壓VM進行比較，在上三角形鋸齒波的每個周 期起始時，V，低于VM，比較器AC2的輸出信號V。lk為高電平，當(dāng)V，上升至Vrc后，Vd為低 電平，由于VM的電壓幅值較低，V。lk為高電平持續(xù)時間很短的時鐘脈沖；當(dāng)V。lk上升沿來臨 時，觸發(fā)器DFF將此時比較器AC1的輸出信號Vc輸出至Q端，產(chǎn)生脈沖選擇信號VQ，根據(jù)觸 發(fā)器的工作原理VQ在V。lk的下一個上升沿來臨之前保持不變，且化的電平高低始終與VQ 相反。 脈沖產(chǎn)生器PG完成控制脈沖的產(chǎn)生和輸出圖2、4示出，比較器AC3將上三角形 鋸齒波V，同固定電壓V皿進行比較，在上三角形鋸齒波的每個周期起始時，V，低于V皿， 比較器AC3輸出的控制脈沖信號PH1為高電平，當(dāng)Vsaw上升至V皿后，PH1變?yōu)榈碗娖?，直?鋸齒波信號的下一個周期開始；比較器AC4的工作過程與上述AC3類似，但由于Vru〈V皿， Pu的高電平持續(xù)時間小于Pm ;比較器AC5將Vsaw同固定電壓V,進行比較，在鋸齒波的每 個周期起始時，Vsaw低于V,比較器AC5輸出的控制脈沖信號PH2為低電平，當(dāng)Vsaw上升至 VrH2后，PH2變?yōu)楦唠娖?，直到鋸齒波信號的下一個周期開始；比較器AC6的工作過程與上述 AC5類似，但由于VA2 < VrH2， P^2的高電平持續(xù)時間大于PH2 ;當(dāng)脈沖選擇信號VQ為高電平， 為低電平時，與門AGl和AG3開通，AG2和AG4被封鎖，或門OGl和0G2分別輸出控制脈 沖Pm和PH2至驅(qū)動電路；反之，當(dāng)脈沖選擇信號VQ為低電平，V5為高電平時，與門AG2和AG4 開通，AGl和AG3被封鎖，或門OGl和0G2分別輸出控制脈沖Pu和P^2至驅(qū)動電路。
本例的變換器為Buck變換器。 用Matlab/Simulink軟件對本例的方法進行時域仿真分析，結(jié)果如下。 圖5為仿真得到的采用上述控制方法及其控制裝置的變換器在額定工作狀態(tài)下
的工作波形。圖5a、圖5b、圖5c、圖5d、圖5e、圖5f分別為鋸齒波信號V，、時鐘脈沖信號Vdk、控制脈沖信號V『控制脈沖信號Vpy變換器電感電流1。變換器輸出電壓V。。從圖5可 看出，3個開關(guān)周期組成循環(huán)周期，開關(guān)管&的控制脈沖組成的脈沖序列為P^Pu-Pu，相 應(yīng)地，開關(guān)管S2的控制脈沖組成的脈沖序列為PH2-P^-P^ 圖6a為實施例一在負載突變(負載電流在20ms時刻由1. 8A躍變至3. 6A)時變 換器輸出電壓的仿真波形圖。圖6b為采用現(xiàn)有P麗控制的常規(guī)變換器在同樣的負載變化 時，輸出電壓的仿真波形圖?？梢?，實施例一的變換器在擾動出現(xiàn)后，經(jīng)過約0. 9ms后進入 穩(wěn)態(tài)，而同樣的條件下，現(xiàn)有P麗控制的常規(guī)變換器需要約2ms才能恢復(fù)穩(wěn)態(tài)。故采用本發(fā)
明的變換器具有良好的瞬態(tài)響應(yīng)能力。
實施例二 圖7示出，本例與實施例一基本相同，不同之處是本例控制的開關(guān)電源的變換器 TD為Boost變換器。
實施例三 圖8示出，本例與實施例一基本相同，不同之處是本例控制的開關(guān)電源的變換器 TD為Buck-Boost變換器。 本發(fā)明方法可方便地用模擬器件或數(shù)字器件實現(xiàn)；除可用于以上實施例中的變換 器組成的開關(guān)電源外，也可用于Cuk變換器、BIFRED變換器、反激變換器、半橋變換器、全橋 變換器等多種功率電路組成開關(guān)電源。
權(quán)利要求
偽連續(xù)工作模式開關(guān)電源的單環(huán)脈沖調(diào)節(jié)控制方法，由變換器TD和控制器組成偽連續(xù)工作模式開關(guān)電源的單環(huán)脈沖調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其工作方式包括在每個開關(guān)周期起始時刻，根據(jù)開關(guān)變換器輸出電壓Vo與基準(zhǔn)電壓Vref之間的關(guān)系選擇該開關(guān)周期內(nèi)的有效控制脈沖，從而實現(xiàn)對偽連續(xù)工作模式開關(guān)變換器的控制，其控制脈沖選擇規(guī)則為若Vo低于Vref，采用控制脈沖PH1和PH2分別控制偽連續(xù)開關(guān)變換器中的開關(guān)管S1和S2；反之，若Vo高于Vref，采用控制脈沖PL1和PL2分別控制開關(guān)管S1和S2。
2. 如權(quán)利要求1所述的偽連續(xù)工作模式開關(guān)電源的單環(huán)脈沖調(diào)節(jié)控制方法，其特征在于所述的產(chǎn)生控制脈沖PH1和PH2的方法是在某個開關(guān)周期起始的t。時刻，控制脈沖PH1由低電平變?yōu)楦唠娖?，控制脈沖PH2由高電平變?yōu)榈碗娖?，變換器TD中的開關(guān)管S工開通、&關(guān)斷，電感電流L上升；在t。+DH1T時亥lj，控制脈沖PH1在保持為高電平固定時間DH1T后變?yōu)榈碗娖?，開關(guān)管S工關(guān)斷，二極管D開通，電感電流下降；在t。+ (1_DH2) T時刻，控制脈沖PH2在保持為低電平固定時間(1_DH2) T后變?yōu)楦唠娖?，開關(guān)管S2開通，二極管D關(guān)斷，電感電流通過開關(guān)管S2續(xù)流，直至開關(guān)周期結(jié)束時刻t0+T。
3. —種實現(xiàn)權(quán)利要求1和2所述的偽連續(xù)工作模式開關(guān)電源的單環(huán)脈沖調(diào)節(jié)控制方法的裝置，由變換器TD和控制器組成，控制器包括電壓檢測電路VCC、脈沖選擇器PS、脈沖產(chǎn)生器PG、鋸齒波信號產(chǎn)生器SG和驅(qū)動電路DR。其特征在于電壓檢測電路VCC、脈沖選擇器PS、脈沖產(chǎn)生器PG、驅(qū)動電路DR依次相連；鋸齒波信號產(chǎn)生器SG與脈沖選擇器PS及脈沖產(chǎn)生器PG相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述的脈沖選擇器PS的具體組成為由比較器AC1、AC2和觸發(fā)器DFF組成；比較器AC1的正極性端接基準(zhǔn)電壓VMf，負極性端接電壓檢測電路VCC輸出的變換器輸出電壓V。， AC1的輸出端與觸發(fā)器DFF的D端相連；比較器AC2的正極性端接固定電壓VM，負極性端接鋸齒波信號產(chǎn)生器SG的輸出信號Vsaw， AC2的輸出端與觸發(fā)器DFF的CLK端相連；觸發(fā)器DFF的輸出端Q和5與脈沖產(chǎn)生器PG相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述的脈沖產(chǎn)生器PG的具體組成為由比較器AC3、AC4、AC5、AC6，與門AG1、 AG2、AG3、 AG4，以及或門0G1、0G2組成；比較器AC3和AC4的正極性端分別接固定電壓V皿和Vru，負極性端均接鋸齒波信號產(chǎn)生器SG的輸出信號Vsaw ;與門AG1的輸入端接比較器AC3的輸出端和觸發(fā)器DFF的Q端，與門AG2的輸入端接比較器AC4的輸出端和觸發(fā)器DFF的G端；或門0G1的輸入端接與門AG1和AG2的輸出端，0G1的輸出端接開關(guān)管S工的驅(qū)動電路DR1 ;比較器AC5和AC6的負極性端分別接固定電壓VrH2和VA2，正極性端均接鋸齒波信號產(chǎn)生器SG的輸出信號Vsaw ;與門AG3的輸入端接比較器AC5的輸出端和觸發(fā)器DFF的Q端，與門AG2的輸入端接比較器AC6的輸出端和觸發(fā)器DFF的G端；或門0G2的輸入端接與門AG3和AG4的輸出端，0G2的輸出端接開關(guān)管S2的驅(qū)動電路DR2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于工作于偽連續(xù)模式的開關(guān)電源單環(huán)脈沖調(diào)節(jié)控制方法及其裝置在每個開關(guān)周期起始時刻，根據(jù)開關(guān)變換器輸出電壓Vo與基準(zhǔn)電壓Vref之間的關(guān)系選擇該開關(guān)周期內(nèi)的有效控制脈沖。其控制脈沖選擇規(guī)則為若Vo低于Vref，采用控制脈沖PH1和PH2分別控制偽連續(xù)開關(guān)變換器中的開關(guān)管S1和S2；反之，若Vo高于Vref，采用控制脈沖PL1和PL2分別控制開關(guān)管S1和S2。各控制脈沖的占空比和時序均為預(yù)設(shè)的固定值。該方法可用于控制工作于偽連續(xù)模式的大功率開關(guān)變換器，其控制技術(shù)簡單易行，穩(wěn)定性和抗干擾能力強，變換器工作范圍大，動態(tài)性能良好，且適用于各種拓撲結(jié)構(gòu)的開關(guān)變換器。
文檔編號H02M3/10GK101777832SQ201010004308
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者牟清波, 王金平, 秦明, 許建平 申請人:西南交通大學(xué)