專利名稱：：一種數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于直流轉(zhuǎn)換器
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及移動設(shè)備中使用的數(shù)字開關(guān)直流轉(zhuǎn)換O
背景技術(shù)：
：隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速進(jìn)步，基于電池供電的移動消費(fèi)類電子設(shè)備正向著多功能、高性能的方向不斷前進(jìn)，但隨之而來的是日益增加的系統(tǒng)功耗。為了提高設(shè)備的持航時(shí)間，高效率的直流轉(zhuǎn)換器的作用至關(guān)重要。通常情況下，移動設(shè)備存在高負(fù)載工作和低負(fù)載待機(jī)兩種工作模式。以手機(jī)為例，當(dāng)處于通話狀態(tài)時(shí)，手機(jī)就工作在高負(fù)載模式，而在待機(jī)時(shí)，則工作在低負(fù)載模式下。這樣的特點(diǎn)決定了直流轉(zhuǎn)換器需要在一個(gè)很寬的負(fù)載范圍內(nèi)都維持高的轉(zhuǎn)換效率。傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制(PulseWidthModulation,PWM)方式的直流轉(zhuǎn)換器在高負(fù)載情況下可以維持很高的效率；而在低負(fù)載情況下，隨著開關(guān)功耗和門驅(qū)動的功耗所占的比例越來越大，效率隨著負(fù)載電流的減小越來越低。為了解決低負(fù)載情況下的低效率問題，通常需要采用多?？刂品桨?。目前主要的多?？刂品桨甘窃诟哓?fù)載情況下采用PWM方式控制，在低負(fù)載情況下采用脈頻調(diào)制(PulseFrequencyModulation,PFM)方式控制。采用這種多?？刂品桨傅闹绷鬓D(zhuǎn)換器可以在低負(fù)載情況下，利用PFM顯著降低開關(guān)頻率，從而提高了效率。但是多模控制在開關(guān)時(shí)鐘驅(qū)動下工作，會對移動設(shè)備中其他的敏感芯片產(chǎn)生干擾，甚至直接影響其正常工作。所以，通常直流轉(zhuǎn)換器后級需要濾波，降低電磁干擾(ElectromagneticInterference，EMI)。在PWM模式下，系統(tǒng)開關(guān)頻率固定，諧波分量也在固定頻率的倍數(shù)處，能夠進(jìn)行有效的濾波；但PFM模式下，開關(guān)頻率是隨著負(fù)載電流變化而大范圍變化，EMI電路無法有效處理。所以在敏感場合，多模直流轉(zhuǎn)換器仍然會強(qiáng)制工作在PWM模式，效率較低。因此，TszYinMan等提出了一種自動選頻(AutoSelectableFrequencyPWM,ASFPWM)的方案。直流轉(zhuǎn)換器在整個(gè)負(fù)載區(qū)間都用PWM方式調(diào)制。在高負(fù)載情況下時(shí)，PWM采用高工作頻率，在低負(fù)載情況下，將工作頻率降低為高工作頻率的1/N(N為一個(gè)固定的常數(shù)，通常取2η)，降低了開關(guān)損耗，解決了低負(fù)載情況下低效率的問題。同時(shí)，無論在高負(fù)載情況下還是在低負(fù)載情況下，直流轉(zhuǎn)換器都工作在幾個(gè)固定的預(yù)設(shè)開關(guān)頻率，可以設(shè)計(jì)參數(shù)合理的EMI濾波電路在后級進(jìn)行有效的處理，顯著降低對其他芯片的干擾。采用模擬方式實(shí)現(xiàn)的ASFPWM存在一定的問題1、容易受干擾；2、當(dāng)負(fù)載電流較小時(shí)，電流采樣電路存在一定的誤差，無法準(zhǔn)確判斷負(fù)載電流；3、由于在負(fù)載突變時(shí)，頻率同時(shí)進(jìn)行切換，系統(tǒng)瞬態(tài)特性較差。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高精度數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器。采用數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)的直流轉(zhuǎn)換器不易受外界環(huán)境的干擾，穩(wěn)定性高，而且數(shù)字電路受工藝偏差影響小，成品率高。由于電流采樣電路的局限性，本發(fā)明提出了一種新的估算負(fù)載電流區(qū)間的方法。該方法結(jié)合Buck電路工作模式信號和DCM模式下的占空比信號判斷負(fù)載電流區(qū)間，在低負(fù)載情況下依然能達(dá)到較高的精度，同時(shí)省去了電流采樣電路。另外針對系統(tǒng)的瞬態(tài)特性，添加了非線性控制模塊，可以有效的減少過沖。本發(fā)明提供的高精度數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器，硬件包括降壓Buck電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、數(shù)字控制電路。其中數(shù)字控制電路分別與降壓Buck電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC相連；模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC與降壓Buck電路相連；三者構(gòu)成負(fù)反饋環(huán)路，控制降壓Buck電路電壓輸出。結(jié)構(gòu)如圖1所示。本發(fā)明中，所述的降壓Buck電路為一集成電路芯片。它包含一個(gè)Vx點(diǎn)過零比較器。本發(fā)明中，所述的數(shù)字控制電路，包括鎖相環(huán)，時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，有限狀態(tài)機(jī)控制模塊，誤差處理模塊，數(shù)字補(bǔ)償器模塊，數(shù)字脈寬調(diào)制器以及非線性控制模塊。其連接關(guān)系如下鎖相環(huán)分別與外部時(shí)鐘Sys_clk信號、時(shí)鐘產(chǎn)生模塊相連；時(shí)鐘產(chǎn)生模塊分別與鎖相環(huán)、有限狀態(tài)機(jī)控制模塊、數(shù)字補(bǔ)償器模塊、數(shù)字脈寬調(diào)制器相連；有限狀態(tài)機(jī)控制模塊分別與時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、數(shù)字補(bǔ)償器模塊、Vx點(diǎn)過零比較器輸出信號相連；誤差處理模塊分別與外部數(shù)字參考電壓值VID_I信號、數(shù)字補(bǔ)償器模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC相連；數(shù)字補(bǔ)償器模塊分別與時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、誤差處理模塊、有限狀態(tài)機(jī)控制模塊、數(shù)字脈寬調(diào)制器相連；數(shù)字脈寬調(diào)制器分別與時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、數(shù)字補(bǔ)償器模塊、非線性控制模塊相連；非線性控制模塊分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、數(shù)字脈寬調(diào)制器模塊相連。見圖2所示。本發(fā)明中，所述降壓Buck電路的輸出電壓經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC采樣后，轉(zhuǎn)換為8位數(shù)字碼輸入到數(shù)字控制電路中，由數(shù)字控制電路進(jìn)行處理。在數(shù)字控制電路中，首先通過誤差處理模塊將8位電壓數(shù)字碼與參考電壓數(shù)字碼相減，得到直流轉(zhuǎn)換器輸出電壓與參考電壓之間的數(shù)字誤差信號；該誤差信號經(jīng)過數(shù)字補(bǔ)償器模塊補(bǔ)償后，輸入到數(shù)字脈寬調(diào)制器中，由數(shù)字脈寬調(diào)制器轉(zhuǎn)換為脈寬調(diào)制信號輸出給Buck電路，這樣就構(gòu)成了一個(gè)負(fù)反饋環(huán)路，能輸出穩(wěn)定直流電壓。本發(fā)明中，所述的數(shù)字控制電路，可以在幾個(gè)固定的頻率下工作；根據(jù)負(fù)載情況可以進(jìn)行自動選擇工作在某一個(gè)頻率。所述的數(shù)字控制電路，還通過有限狀態(tài)機(jī)控制模塊監(jiān)測工作模式指示信號和占空比信號，判斷負(fù)載條件，輸出控制信號控制時(shí)鐘產(chǎn)生模塊和數(shù)字補(bǔ)償器模塊。當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，由有限狀態(tài)機(jī)控制模塊控制時(shí)鐘產(chǎn)生模塊調(diào)整時(shí)鐘輸出，自動切換環(huán)路工作頻率，同時(shí)輸出控制信號給數(shù)字補(bǔ)償器模塊，選擇合適的補(bǔ)償形式。所述的數(shù)字控制電路中，非線性控制模塊用于改善電路瞬態(tài)特性，監(jiān)測誤差處理模塊輸出誤差信號，若該誤差信號超出設(shè)定的閾值范圍，非線性控制模塊輸出0或1，將輸出電壓迅速拉回參考電壓附近。所述的數(shù)字控制電路中，時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，可以根據(jù)有限狀態(tài)機(jī)控制模塊輸出控制信號產(chǎn)生幾種不同的時(shí)鐘頻率。所述的數(shù)字控制電路中，數(shù)字補(bǔ)償器模塊，可以根據(jù)有限狀態(tài)機(jī)控制模塊輸出控制信號進(jìn)行PID補(bǔ)償或PI補(bǔ)償。所述的數(shù)字控制電路中，數(shù)字脈寬調(diào)制器模塊，采用Dither結(jié)構(gòu)。所述的數(shù)字控制電路可以選用FPGA或CPLD實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明采用數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)，由數(shù)字控制電路對直流轉(zhuǎn)換器輸出電壓進(jìn)行監(jiān)測和控制，輸出穩(wěn)定的直流電壓，并通過自動選擇工作頻率，在寬負(fù)載范圍內(nèi)保持較高的效率。本發(fā)明降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度，可以用硬件描述語言實(shí)現(xiàn)，簡化了設(shè)計(jì)流程，從經(jīng)濟(jì)型、可重構(gòu)性以及控制精度方面優(yōu)于模擬產(chǎn)品。圖1是高精度數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是高精度數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器的具體結(jié)構(gòu)圖。圖3是有限狀態(tài)控制機(jī)的流程圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開了一種高精度數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器，主要包括降壓Buck電路，數(shù)字控制電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊ADC。所述數(shù)字控制電路由鎖相環(huán)、數(shù)字補(bǔ)償器模塊、dither結(jié)構(gòu)高精度數(shù)字脈寬調(diào)制器、時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、非線性控制模塊以及有限狀態(tài)機(jī)控制模塊等組成。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。高精度數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器基本環(huán)路控制原理如下Buck電路的輸出電壓Vo經(jīng)過ADC采樣后，轉(zhuǎn)換為8位數(shù)字碼輸入數(shù)字控制電路進(jìn)行處理。在數(shù)字控制電路中，首先通過誤差處理模塊將8位電壓數(shù)字碼與參考電壓數(shù)字碼相減，得到直流轉(zhuǎn)換器輸出電壓與參考電壓之間的數(shù)字誤差信號；該誤差信號經(jīng)過數(shù)字補(bǔ)償器模塊補(bǔ)償后，輸入到數(shù)字脈寬調(diào)制器中，由數(shù)字脈寬調(diào)制器轉(zhuǎn)換為脈寬調(diào)制信號輸出給Buck電路，這樣就構(gòu)成了一個(gè)負(fù)反饋環(huán)路，能輸出穩(wěn)定直流電壓。在Buck電路中設(shè)計(jì)了一個(gè)Vx點(diǎn)過零比較器。當(dāng)Vx過零時(shí)，輸出工作模式指示信號為高，表示Buck電路進(jìn)入DCM模式；當(dāng)Vx不過零時(shí)，輸出工作模式指示信號為低，表示Buck電路工作在CCM模式。CCM、DCM下的直流轉(zhuǎn)換器傳遞函數(shù)不同，因此數(shù)字補(bǔ)償器模塊設(shè)計(jì)了兩種補(bǔ)償方式分別對兩種工作模式的環(huán)路進(jìn)行補(bǔ)償。在本系統(tǒng)中，當(dāng)Buck電路工作在CCM模式時(shí)，采用PID方式補(bǔ)償，工作在DCM模式時(shí)，采用PI方式補(bǔ)償，由FSMController判斷負(fù)載電流情況后輸出控制信號進(jìn)行選擇。當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，由有限狀態(tài)機(jī)控制模塊(FSMController)監(jiān)測Buck電路的工作模式指示信號和占空比信號，判斷負(fù)載情況，控制時(shí)鐘產(chǎn)生模塊(ClockGenerator)調(diào)整時(shí)鐘輸出，自動切換環(huán)路頻率。有限狀態(tài)機(jī)控制模塊判斷條件如下工作模式指示信號為低時(shí)，Buck電路工作在CCM模式，判斷負(fù)載電流位于高負(fù)載電流區(qū)間；工作模式指示信號為高時(shí)，Buck電路工作在DCM模式，負(fù)載電流較低，再通過占空比判斷負(fù)載電流位于的具體區(qū)間。根據(jù)判斷的負(fù)載電流區(qū)間，有限狀態(tài)機(jī)控制模塊控制狀態(tài)跳轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)頻率的自動切換。有限狀態(tài)機(jī)控制模塊流程圖如圖3所示。IDLE狀態(tài)為系統(tǒng)空閑狀態(tài)，S0FT_START狀態(tài)為系統(tǒng)上電時(shí)的軟啟動狀態(tài)，PID、PI1、PI2、PI3狀態(tài)為系統(tǒng)工作狀態(tài)，各自對應(yīng)著一個(gè)工作頻率。IS1、IS2、IS3、IS4為Buck電路的負(fù)載電流區(qū)間，且ISl>IS2>IS3>IS4。當(dāng)系統(tǒng)啟動時(shí)，F(xiàn)SM首先進(jìn)入S0FT_START狀態(tài)，進(jìn)行軟啟動操作，輸出電壓在2ms的時(shí)間內(nèi)逐漸上升到參考電壓值。軟啟動完成后，系統(tǒng)首先進(jìn)入PID狀態(tài)，再根據(jù)負(fù)載電流區(qū)間進(jìn)行狀態(tài)跳轉(zhuǎn)。假設(shè)系統(tǒng)最低工作頻率為fo。負(fù)載電流較大，位于ISl區(qū)間時(shí)，有限狀態(tài)機(jī)控制模塊處于PID狀態(tài)，該狀態(tài)下，Buck電路工作頻率為Sftl，處于CCM模式，環(huán)路用PID進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)負(fù)載電流逐漸降低到小于Ithl后，Buck電路進(jìn)入DCM模式，系統(tǒng)將跳轉(zhuǎn)到PI1、PI2、PI3狀態(tài)，環(huán)路采用PI進(jìn)行補(bǔ)償。PI1、PI2、PI3狀態(tài)分別對應(yīng)負(fù)載電流位于IS2、IS3、IS4區(qū)間時(shí)的工作狀態(tài)，工作頻率隨著負(fù)載電流的減小而降低，依次為4&、2&、&。若系統(tǒng)負(fù)載電流為上升趨勢，系統(tǒng)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)過程與前面所述跳轉(zhuǎn)過程相反，工作頻率上升。為防止?fàn)顟B(tài)在臨界值附近的不必要跳轉(zhuǎn)，每次跳轉(zhuǎn)前都會對頻率跳轉(zhuǎn)條件進(jìn)行計(jì)數(shù)，在滿足狀態(tài)跳轉(zhuǎn)條件連續(xù)幾個(gè)周期后，系統(tǒng)才會進(jìn)行頻率跳轉(zhuǎn)。同時(shí)，頻率跳轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)通常位于瞬態(tài)過程，占空比信號不穩(wěn)定。因此，對頻率跳轉(zhuǎn)后的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)數(shù)，僅當(dāng)跳轉(zhuǎn)后的狀態(tài)保持幾個(gè)周期系統(tǒng)接近穩(wěn)定后，才對狀態(tài)跳轉(zhuǎn)條件重新開始計(jì)數(shù)。如果數(shù)字脈寬調(diào)制器的最小量化電壓小于模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的最小量化電壓，系統(tǒng)可能出現(xiàn)極限環(huán)，輸出電壓發(fā)生震蕩。在本系統(tǒng)中，為滿足數(shù)字脈寬調(diào)制器的最小量化電壓條件，數(shù)字脈寬調(diào)制器取10位。如果采用普通計(jì)數(shù)型數(shù)字脈寬調(diào)制器，則數(shù)字脈寬調(diào)制器需要一個(gè)4GHz的時(shí)鐘，對于電路實(shí)現(xiàn)而言很難達(dá)到。因此，數(shù)字脈寬調(diào)制器選擇Dither結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，采用4位Dither，6位計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)后，時(shí)鐘只需要256MHz，易于實(shí)現(xiàn)。在補(bǔ)償器設(shè)計(jì)中，為了防止占空比的劇烈變化影響狀態(tài)跳轉(zhuǎn)，將補(bǔ)償器的帶寬設(shè)計(jì)得較小，但這會影響系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)，因此，添加了非線性控制模塊。根據(jù)輸出電壓參考值Vref設(shè)定兩個(gè)上下閾值\、VH，Nh=Nref-Vthgap,Va=Vref+Vthgap，其中Vthgap為非線性控制區(qū)間。當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC輸出信號位于\、VH之間時(shí)，輸出占空比脈沖信號為數(shù)字補(bǔ)償器線性反饋環(huán)路產(chǎn)生的占空比脈沖信號。當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC輸出信號在區(qū)間\、VH之外，環(huán)路進(jìn)入非線性控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC輸出信號小于\時(shí)，占空比脈沖信號輸出1；模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC輸出信號大于Vh時(shí)，占空比脈沖信號輸出0。輸出電壓超出閾值范圍時(shí)，通過這種非線性控制方式，可以盡快拉回參考電壓，改善瞬態(tài)特性。本發(fā)明設(shè)計(jì)的高精度自動選頻數(shù)字直流轉(zhuǎn)換器，在不同負(fù)載電流條件下自動切換工作頻率，各個(gè)工作頻率下的諧波分量固定，能通過濾波電路有效處理，顯著降低電磁干擾；工作頻率隨負(fù)載電流降低而越低，在寬負(fù)載范圍內(nèi)均保持了較高的效率；當(dāng)負(fù)載電流發(fā)生跳變時(shí)，非線性控制模塊保證了系統(tǒng)過沖較??；適用于要求寬負(fù)載，高效率，低電壓過沖，低電磁干擾的環(huán)境。權(quán)利要求1.一種數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于硬件包括降壓Buck電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、數(shù)字控制電路；其中，所述數(shù)字控制電路分別與所述降壓Buck電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC相連；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC與降壓Buck電路相連；三者構(gòu)成負(fù)反饋環(huán)路控制降壓Buck電路電壓輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的降壓Buck電路為一集成電路芯片，其中包含有一個(gè)Vx點(diǎn)過零比較器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的數(shù)字控制電路包括鎖相環(huán)，時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，有限狀態(tài)機(jī)控制模塊，誤差處理模塊，數(shù)字補(bǔ)償器模塊，數(shù)字脈寬調(diào)制器以及非線性控制模塊；其中連接關(guān)系如下鎖相環(huán)分別與外部時(shí)鐘Sys_clk信號、時(shí)鐘產(chǎn)生模塊相連；時(shí)鐘產(chǎn)生模塊分別與鎖相環(huán)、有限狀態(tài)機(jī)控制模塊、數(shù)字補(bǔ)償器模塊、數(shù)字脈寬調(diào)制器相連；有限狀態(tài)機(jī)控制模塊分別與時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、數(shù)字補(bǔ)償器模塊、Vx點(diǎn)過零比較器輸出信號相連；誤差處理模塊分別與外部數(shù)字參考電壓值VID_I信號、數(shù)字補(bǔ)償器模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC相連；數(shù)字補(bǔ)償器模塊分別與時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、誤差處理模塊、有限狀態(tài)機(jī)控制模塊、數(shù)字脈寬調(diào)制器相連；數(shù)字脈寬調(diào)制器分別與時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、數(shù)字補(bǔ)償器模塊、非線性控制模塊相連；非線性控制模塊分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、數(shù)字脈寬調(diào)制器模塊相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的數(shù)字控制電路，根據(jù)負(fù)載情況自動選擇工作在某個(gè)頻率。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的數(shù)字控制電路，通過有限狀態(tài)機(jī)控制模塊監(jiān)測工作模式指示信號和占空比信號判斷負(fù)載條件，輸出控制信號控制時(shí)鐘產(chǎn)生模塊和數(shù)字補(bǔ)償器模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的非線性控制模塊用于改善電路瞬態(tài)特性，監(jiān)測誤差處理模塊輸出誤差信號，若該誤差信號超出設(shè)定的閾值范圍，非線性控制模塊輸出O或1，將輸出電壓迅速拉回參考電壓附近。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，根據(jù)有限狀態(tài)機(jī)控制模塊輸出的控制信號產(chǎn)生不同的時(shí)鐘頻率。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的數(shù)字補(bǔ)償器模塊，根據(jù)有限狀態(tài)機(jī)控制模塊輸出的控制信號進(jìn)行PID補(bǔ)償或PI補(bǔ)償。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的數(shù)字脈寬調(diào)制器模塊采用Dither結(jié)構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于在所述Buck電路中設(shè)計(jì)有一個(gè)Vx點(diǎn)過零比較器；當(dāng)Vx過零時(shí)，輸出工作模式指示信號為高，表示Buck電路進(jìn)入DCM模式；當(dāng)Vx不過零時(shí)，輸出工作模式指示信號為低，表示Buck電路工作在CCM模式；所述數(shù)字補(bǔ)償器模塊設(shè)計(jì)有兩種補(bǔ)償方式分別對兩種工作模式的環(huán)路進(jìn)行補(bǔ)償當(dāng)Buck電路工作在CCM模式時(shí)，采用PID方式補(bǔ)償；當(dāng)Buck電路工作在DCM模式時(shí)，采用PI方式補(bǔ)償；由有限狀態(tài)機(jī)控制模塊判斷負(fù)載電流情況后輸出控制信號進(jìn)行選擇。全文摘要本發(fā)明屬于直流轉(zhuǎn)換器
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體公開了一種數(shù)字自動選頻直流轉(zhuǎn)換器。該直流轉(zhuǎn)換器主要包括降壓Buck電路、數(shù)字控制電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC。所述數(shù)字控制電路由鎖相環(huán)、數(shù)字補(bǔ)償器模塊、dither結(jié)構(gòu)數(shù)字脈寬調(diào)制器、時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、非線性控制模塊以及有限狀態(tài)機(jī)控制模塊等組成。本發(fā)明采用數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)，通過數(shù)字控制電路對Buck電路輸出電壓進(jìn)行監(jiān)測和控制，形成負(fù)反饋環(huán)路控制，輸出穩(wěn)定的直流電壓，并能自動選擇工作頻率，在寬負(fù)載范圍內(nèi)保持較高的效率。本發(fā)明降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度，可以用硬件描述語言實(shí)現(xiàn)，簡化了設(shè)計(jì)流程，從經(jīng)濟(jì)型、可重構(gòu)性以及控制精度方面優(yōu)于模擬產(chǎn)品。文檔編號H02M3/157GK102158085SQ20111005846公開日2011年8月17日申請日期2011年3月11日優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日發(fā)明者周文君,李文宏,蔣何,郭俊彥申請人:復(fù)旦大學(xué)