一种双管正激功率变换器的控制电路的控制方法

摘要

本发明涉及一种功率变换器的控制电路，公开了一种双管正激功率变换器的控制电路及其控制方法。一种双管正激功率变换器的控制电路，它包括开关管功率电路、储能变压器、同步整流电路、滤波电路、分压检测电路、差分放大电路、A/D转换电路以及数字控制器；一种双管正激功率变换器的控制电路的控制方法，当功率变换器处于稳态工作时，数字控制器采用PID控制模式稳定输出电压；当分压检测电路检测到输出电压的波动超过给定值，数字控制器将PID控制算法的参数和占空比信号保留，从PID控制模式切换到CBC控制模式。本发明在双管正激变换器控制电路中得到了广泛地应用，适用于任意隔离型的DC/DC功率变换器。

主权项

1.一种双管正激功率变换器的控制电路的控制方法，其过程为：由输出端输入在额定范围内变化的直流电压即输入电压v_in，在储能变压器（2）的副边产生交流电压信号，通过同步整流电路（3）整流成直流方波信号，再经过滤波电路（4）在输出电容C两端形成稳定精度的输出电压v_o，功率变换器通过输出电感L和输出电容C两个储能元件向负载R传递能量；分压检测电路（5）测量输出电压v_o的实际值，与差分放大电路（6）中稳压管W₁两端的参考电压v_ref进行比较，得到的误差值经过运算放大器O₁进行差分放大，经过A/D转换电路（7）转化为相应的数字值，输入数字控制器（8），执行设定的CBC控制算法，产生PWM控制信号至开关管功率电路（1）中的mos管S₁、S₂的栅极，控制这两个mos管S₁、S₂执行相应的开通和关断动作，进而控制滤波电路（4）输出输出电压v_o；其中，当功率变换器处于稳态工作时，数字控制器（8）采用PID控制模式稳定输出电压v_o；当分压检测电路（5）检测到输出电压v_o的波动超过给定值，数字控制器（8）将PID控制算法的参数和占空比信号保留，从PID控制模式切换到CBC控制模式，CBC控制模式具体步骤如下：1）所述数字控制器（8）输出占空比为50%的DPWM信号，内部计数器开始计数；2）在间隔时间段内采样输出电压v_oA，v_oB，根据如下公式计算时间段T′₀：$T_0^{\prime }=\frac{v_{\mathrm{oA}}-v_{\mathrm{oB}}+a\frac{T_s^2}{16}}{\frac{2}{{\mathrm{aT}}_s}},a=\frac{2C}{k_1}---(1-1)$$k_1=\frac{{\mathrm{nv}}_{\mathrm{in}}-2v_o}{2L}---(1-2)$其中a为中间参数，T_s为功率变换器的开关频率，v_oA，v_oB为在A点和B点测量的输出电压值，C为输出电容值，k₁为输出电感L电流的上升斜率，n为变压器的变比，v_in是输入电压，v_o是输出电压，L是输出电感值；3）按照如下关系式计算时间段T′₁，T′₂：$T_1^{\prime }=\sqrt{\frac{k_1}{k_1+k_2}}{T}_0^{\prime },T_2^{\prime }=\frac{k_2}{k_1}{T}_1^{\prime }---(1-3)$其中k₁为输出电感L电流的上升斜率，k₂为输出电感L电流的下降速率：$k_1=\frac{{\mathrm{nv}}_{\mathrm{in}}-{2v}_o}{2L},k_2=\frac{v_o}{L}---(1-4)$公式中，n为变压器的变比，k₂为输出电感L电流的下降速率，v_in是输入电压，v_o是输出电压，L是输出电感值；4）计数器计数时间等于时间段T′₀+T′₁时，数字控制器（8）输出占空比为0%的DPWM信号，继续计数；5）计数器计数时间等于时间段T′₀+T′₁+T′₂时，重置PID控制算法的参数和占空比信号，切换回PID控制模式。