[发明专利]无光耦隔离的数字DC/DC反激变换器及控制方法

权利要求书

1.一种无光耦隔离的数字DC/DC反激变换器，其特征在于：所述无光耦隔离的数字DC/DC反激变换器包括：数字控制单元(1)、原边开关单元(2)、输入母线单元(17)、隔离变压单元(3)、副边整流单元(4)、隔离驱动单元(5)、滤波单元(6)和负载(7)，其中所述数字控制单元(1)分别与所述原边开关单元(2)和所述隔离驱动单元(5)连接；所述原边开关单元(2)与所述隔离变压单元(3)连接；所述隔离变压单元(3)与所述输入母线单元(17)和所述副边整流单元(4)连接；所述隔离驱动单元(5)与所述副边整流单元(4)连接；所述副边整流单元(4)、所述滤波单元(6)和所述负载(7)依次连接，所述数字控制单元包括模数转换采样模块(11)、控制算法模块(12)、时序控制模块(13)和数字脉宽调制模块模块(14)；其中模数转换采样模块(11)与所述控制算法模块(12)连接，所述控制算法模块(12)与所述时序控制模块(13)连接，所述时序控制模块(13)与所述数字脉宽调制模块(14)连接，所述数字脉宽调制模块(14)输出占空比，输出电压的反馈由所述隔离变压器(3)的反馈绕组以耦合的方式得到，所述模数转换采样模块(11)对所述反馈绕组电压V_flbk进行模数转换采样，所述数字控制单元(1)计算当前开关周期的误差值，并将该误差值输入到控制算法模块(12)计算下一周期的占空比；

其中所述数字DC/DC反激变换器的控制方法包括步骤：

A：当负载(7)为轻载，数字脉宽调制模块(14)输出最小占空比，进入下一个开关周期；否则进入步骤B；

B：在所述原边开关单元(2)的后半个开关周期的断开周期内，模数转换采样模块(11)延时后在反馈绕组(16)输出的波形越过漏感尖峰和在0.8^*V_flbk的反馈绕组电压之间且信号比较稳定的时刻进行所述反馈绕组电压V_flbk的模数转换采样；

C：数字控制单元(1)将所述模数转换采样模块(11)的采样值与基准值作差，得到当前开关周期的误差值；

D：控制算法模块(12)将所述误差值和数字脉宽调制模块(14)输出的第一次占空比值U₍₀₎代入PID算法中，计算新的占空比；

E：数字脉宽调制模块(14)输出新的占空比，进入下一个开关周期。

2.根据权利要求1所述无光耦隔离的数字DC/DC反激变换器，其特征在于：所述数字控制单元(1)为数字控制器；所述原边开关单元(2)为原边开关管、所述隔离变压单元(3)为隔离变压器、所述副边整流单元(4)为副边整流管、所述隔离驱动单元(5)为隔离驱动器、所述滤波单元(6)为储能滤波电容。

3.根据权利要求1或2所述无光耦隔离的数字DC/DC反激变换器，其特征在于：所述隔离变压单元-隔离变压器(3)为单路输出或多路输出。

4.根据权利要求3所述无光耦隔离的数字DC/DC反激变换器，其特征在于：所述单路输出时所述隔离变压单元-隔离变压器(3)至少包括三个绕组。

5.根据权利要求4所述无光耦隔离的数字DC/DC反激变换器，其特征在于：所述三个绕组为原边绕组(18)、副边绕组(19)和反馈绕组(16)。

6.根据权利要求3所述无光耦隔离的数字DC/DC反激变换器，其特征在于：所述多路输出为N路输出时，所述隔离变压器(3)包括N个所述副边绕组(19)和与所述N个副边绕组(19)相对应连接的N条输出支路，所述输出支路包括依次连接的所述副边整流单元(4)、所述滤波单元(6)和所述负载(7)。

7.根据权利要求6所述无光耦隔离的数字DC/DC反激变换器，其特征在于：所述变换器为N路稳压输出时，通过原边调整得到预稳的中间电压，所述输出支路包括N个后级调整单元(20)，其中N＞1。