一種用于電流反饋型dc-dc變換器的反饋電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)，具體的說是涉及一種用于電流反饋型DC-DC變換器的反饋電路。本發(fā)明的用于電流反饋型DC-DC變換器的反饋電路，其特征在于，包括第一比較器COMP1、第二比較器COMP2、減法器和RS觸發(fā)器；其中，第一比較器COMP1的正向輸入端接反饋電流，其負(fù)相輸入端接第一基準(zhǔn)電流Iref1，其輸出端接RS觸發(fā)器的R端；減法器的正輸入端接第一基準(zhǔn)電流Iref1，其負(fù)輸入端接第二基準(zhǔn)電流Iref1；第二比較器COMP2的正向輸入端接減法器的輸出端，其負(fù)相輸入端接反饋電流，其輸出端接RS觸發(fā)器的S端。本發(fā)明的有益效果為，將每個(gè)周期內(nèi)反饋電流的峰值和谷值限定，從而限制了分岔、混沌等非線性現(xiàn)象的產(chǎn)生。本發(fā)明尤其適用于電流反饋型DC-DC變換器。
【專利說明】—種用于電流反饋型DC-DC變換器的反饋電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)，具體的說是涉及一種用于電流反饋型DC-DC變換器的反饋電路。
【背景技術(shù)】
[0002]由于電感電容以及開關(guān)切換的存在，開關(guān)電源本身就是一種強(qiáng)非線性系統(tǒng)，同時(shí)，這些非線性性質(zhì)使得電力系統(tǒng)分析和控制方法變得非常不可靠，并且存在豐富多樣的非線性現(xiàn)象，而這些非線性現(xiàn)象將影響DC-DC變換器的整體性能。實(shí)際工程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)盡量避免這些分岔、混沌現(xiàn)象的發(fā)生。
[0003]峰值電流反饋和谷值電流反饋是目前兩種應(yīng)用較多的反饋控制模式，都是將電感電流取樣反饋到比較器中與參考電流進(jìn)行比較后輸入到邏輯單元產(chǎn)生一定占空比的驅(qū)動(dòng)信號來驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的開關(guān)，如圖2所示。所不同的是，峰值電流反饋中取樣電感電流值輸入比較器的正向輸入端與參考峰值電流值比較，而谷值電流反饋中取樣電感電流值輸入到比較器的端與參考谷值電流值比較。兩種反饋方式中都要用到導(dǎo)通時(shí)間控制單元，即脈沖方波CLK，來限定系統(tǒng)的工作頻率。
[0004]峰值電流反饋和谷值電流反饋模式的開關(guān)變換器是非線性變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)，功率開關(guān)管的導(dǎo)通或關(guān)斷使系統(tǒng)在不同的結(jié)構(gòu)中周期性地切換，這樣導(dǎo)致開關(guān)變換器具有復(fù)雜的非線性行為，例如倍周期分岔、Hopf分岔、Flip分岔、邊界碰撞分岔等多種通向混沌的分岔道路，次諧波振蕩，降頻和低頻波動(dòng)現(xiàn)象等等。
[0005]申請?zhí)枮?CN201210351869.1的中國專利中提到將反饋電流值經(jīng)比較器比較輸出后接入RS觸發(fā)器進(jìn)行邏輯運(yùn)算，再結(jié)合脈寬控制模塊和反向器來達(dá)到截止時(shí)間固定的方法，但是此反饋方式未能控制混沌來提高變換器系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0006]申請?zhí)枮?CN201210288345.2的中國專利中提到用反饋電壓值代替CLK信號輸入RS觸發(fā)器邏輯單元的方法來避免產(chǎn)生次諧波振蕩，即產(chǎn)生分岔混沌現(xiàn)象的目的。但是只能直接調(diào)節(jié)電流峰值，對谷值調(diào)整需要系統(tǒng)其他部分的變化來間接控制，因此相應(yīng)速度較慢。
[0007]在峰值電流反饋當(dāng)中，由于狀態(tài)切換時(shí)刻為反饋電流值等于參考電流值時(shí)，所以電流峰值在每個(gè)周期都是不變的，但是電流谷值確沒有限制，隨著電路參數(shù)的變化，電流谷值有可能不相等，這就導(dǎo)致了分岔、混沌等非線性現(xiàn)象的產(chǎn)生。相比之下，谷值電流反饋當(dāng)中，電流谷值在每個(gè)周期都是不變的，但是電流峰值確沒有限制，隨著電路參數(shù)的變化，電流峰值有可能不相等，這也導(dǎo)致了分岔、混沌等非線性現(xiàn)象的產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的，就是針對上述傳統(tǒng)技術(shù)存在的問題，提出一種用于電流反饋型DC-DC變換器的結(jié)合峰值電流反饋回路和谷值電流反饋回路來增強(qiáng)變換器系統(tǒng)穩(wěn)定性的反饋電路。
[0009]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種用于電流反饋型DC-DC變換器的反饋電路，包括DC-DC變換器，其特征在于，還包括第一比較器C0MP1、第二比較器C0MP2、減法器和RS觸發(fā)器；其中，第一比較器COMPl的正向輸入端接DC-DC變換器輸出的反饋電流，其負(fù)相輸入端接第一基準(zhǔn)電流Irefl，其輸出端接RS觸發(fā)器的R端；減法器的正輸入端接第一基準(zhǔn)電流Irefl，其負(fù)輸入端接第二基準(zhǔn)電流Irefl ;第二比較器C0MP2的正向輸入端接減法器的輸出端，其負(fù)相輸入端接DC-DC變換器輸出的反饋電流，其輸出端接RS觸發(fā)器的S端；RS觸發(fā)器的輸出端接DC-DC變換器的輸入端。
[0010]本發(fā)明的有益效果為，結(jié)合了峰值電流反饋和谷值電流反饋的各自特點(diǎn)，略去傳統(tǒng)電路與中采用的導(dǎo)通時(shí)間控制單元，而將狀態(tài)切換時(shí)刻分為反饋電流峰值等于參考電流I的值和反饋電流谷值等于參考電流2的值，將每個(gè)周期內(nèi)反饋電流的峰值和谷值限定，從而限制了分岔、混沌等非線性現(xiàn)象的產(chǎn)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的用于電流反饋型DC-DC變換器的反饋電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為峰值反饋型和谷值反饋型DC-DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為本發(fā)明提供的峰值反饋和谷值反饋相結(jié)合的電流反饋型buck-boost變換器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4為本發(fā)明提供的峰值反饋和谷值反饋相結(jié)合的電流反饋型DC-DC變換器中電感電流時(shí)域波形示意圖；
[0015]圖5為以基準(zhǔn)參考電流Irefl為分岔參數(shù)，buck-boost變換器在峰值電流反饋控制下的電感電流分岔圖；
[0016]圖6為以基準(zhǔn)參考電流Irefl為分岔參數(shù)，buck-boost變換器在谷值電流反饋控制下的電感電流分岔圖；
[0017]圖7為以基準(zhǔn)參考電流Irefl為分岔參數(shù)，buck-boost變換器在本發(fā)明提供的電流反饋控制下的電感電流分岔圖；
[0018]圖8為參考電流Irefl的值為0.1時(shí)谷值電流反饋和本發(fā)明提供的電流反饋DC-DC變換器中電感電流和開關(guān)信號的波形對比圖；
[0019]圖9為參考電流Irefl的值為0.4時(shí)谷值電流反饋和本發(fā)明提供的電流反饋DC-DC變換器中電感電流和開關(guān)信號的波形對比圖；
[0020]圖10為參考電流Irefl的值為0.8時(shí)峰值電流反饋和本發(fā)明提供的電流反饋DC-DC變換器中電感電流和開關(guān)信號的波形對比圖；
[0021]圖11為參考電流Irefl的值為1.5時(shí)峰值電流反饋和本發(fā)明提供的電流反饋DC-DC變換器中電感電流和開關(guān)信號的波形對比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的用于電流反饋型DC-DC變換器的反饋電路，其特征在于，包括第一比較器C0MP1、第二比較器C0MP2、減法器和RS觸發(fā)器；其中，第一比較器C0MP1的正向輸入端接反饋電流，其負(fù)相輸入端接第一基準(zhǔn)電流Irefl，其輸出端接RS觸發(fā)器的R端；減法器的正輸入端接第一基準(zhǔn)電流Irefl，其負(fù)輸入端接第二基準(zhǔn)電流Irefl ;第二比較器C0MP2的正向輸入端接減法器的輸出端，其負(fù)相輸入端接反饋電流，其輸出端接RS觸發(fā)器的S端。
[0024]本發(fā)明的工作原理為:
[0025]第一比較器COMPl為峰值電流反饋回路中的一部分，即反饋電流值輸入比較器正向輸入端。當(dāng)反饋電流值iu大于Irefl時(shí),第一比較器COMPl輸出為I ;當(dāng)反饋電流值iu小于Irefl時(shí)，比較器輸出為O。第二比較器C0MP2為谷值電流反饋回路中的一部分，即反饋電流值輸入比較器負(fù)相輸入端。當(dāng)反饋電流值iu大于Iref 1-1ref2時(shí)，第二比較器C0MP2輸出為O ;當(dāng)反饋電流值iu小于Irefl-1ref2時(shí)，第二比較器C0MP2輸出為I。第一比較器COMPl的輸出接RS觸發(fā)器R端；第二比較器C0MP2的輸出接RS觸發(fā)器S端。由RS觸發(fā)器邏輯可知，R端由O變?yōu)镮時(shí)，觸發(fā)器輸出Q為0，開關(guān)管關(guān)閉；S端由O變I時(shí)，觸發(fā)器輸出Q為1，開關(guān)管導(dǎo)通。因此兩比較器的輸出控制開關(guān)管的開關(guān)。當(dāng)?shù)谝槐容^器COMPl的輸出為I時(shí)，即反饋電流值iu大于Irefl時(shí)，開關(guān)管關(guān)閉；第二比較器C0MP2的輸出為I時(shí)，即反饋電流值iu小于Irefl-1ref2時(shí),開關(guān)管開通。
[0026]在電流反饋型buck-boost電路中，如圖3所示，開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電感充電，電感電流線性上升，上升斜率為叫
【權(quán)利要求】
1.一種用于電流反饋型DC-DC變換器的反饋電路，包括DC-DC變換器，其特征在于，還包括第一比較器COMPl、第二比較器C0MP2、減法器和RS觸發(fā)器；其中，第一比較器COMPl的正向輸入端接DC-DC變換器輸出的反饋電流，其負(fù)相輸入端接第一基準(zhǔn)電流Irefl，其輸出端接RS觸發(fā)器的R端；減法器的正輸入端接第一基準(zhǔn)電流Irefl，其負(fù)輸入端接第二基準(zhǔn)電流Irefl ;第二比較器C0MP2的正向輸入端接減法器的輸出端，其負(fù)相輸入端接DC-DC變換器輸出的反饋電流，其輸出端接RS觸發(fā)器的S端；RS觸發(fā)器的輸出端接DC-DC變換器的輸入端。
【文檔編號】H02M3/10GK104009626SQ201410243353
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】向勇, 畢闖, 周維為, 張玉倩, 范正航, 張千 申請人:電子科技大學(xué)