[发明专利]具有快速动态响应的自适应数字DC/DC控制方法及变换器

权利要求书

1.一种具有快速动态响应的自适应数字DC/DC控制方法，其特征在于：当输出电压出现下陷(上冲)，检测误差为正(负)，当误差的绝对值超过设定的阈值时，由稳态特性好的第一比例-积分-微分控制器(第一PID Proportional Integrative Derivative)切换到动态特性好的第二比例-积分-微分控制器(第二PID Proportional Integrative Derivative)，当误差变负(正)时，输出电压开始进入稳态，在连续检测到误差正、负交替变化时认为已经达到稳态，则由所述第二比例-积分-微分控制器切换到所述第一比例-积分-微分控制器。

2.根据权利要求1所述自适应数字DC/DC控制方法，其特征在于：所述自适应数字DC/DC控制方法具体包括步骤：

A：读入控制算法的初始值；

B：对当前电压进行采样，得到当前误差；

C：根据参数切换标志选取比例-积分-微分控制器；

D：计算当前周期的占空比；

E：判断所述占空比是否饱和，如发生饱和，进行退饱和处理，否则保持计算结果不变；

F：更新所述占空比和所述误差的初始值；

G：判断所述当前误差的符号与上一周期的误差是否反向，记录所述误差正负交替的次数，如果所述误差正负交替次数达到预定值，认为输出已经达到稳态，更新所述参数切换标志；

H：再次执行所述步骤A，进行下个周期的循环。

3.根据权利要求2所述自适应数字DC/DC控制方法，其特征在于：所述步骤A具体为：读入控制算法的初始值，如果变换器为刚启动，则占空比和误差的初始值均为零，否则，占空比的初始值为前两个开关周期的历史计算值，误差的初始值为前两个开关周期的采样历史值。

4.根据权利要求2所述自适应数字DC/DC控制方法，其特征在于：所述步骤C具体为：如果误差超过设定的阈值，参数切换标志为1，否则保持为0(参数切换标志的初始值为0)，如果参数切换标志为1，则切换到动态特性好的所述第二比例-积分-微分控制器，并取所述第二比例-积分-微分控制器为当前的控制器参数，否则取所述稳态特性好的第一比例-积分-微分控制器为当前的控制器参数。

5，根据权利要求2所述自适应数字DC/DC控制方法，其特征在于：所述步骤D中计算当前周期的占空比计算方法为：u(n)＝a₁₁×u(n-1)+a₁₂×u(n-2)+b₁₀×e(n)-b₁₁×e(n-1)+b₁₂×e(n-2)，式中：u(n)为当前周期占空比值、u(n-1)为向前一个周期占空比值、u(n-2)为向前两个周期的占空比值，e(n)为当前周期的误差值、e(n-1)为向前一个周期的误差值、e(n-2)为向前两个周期的误差值；a₁₁、a₁₂、b₁₀、b₁₁和b₁₂是与比例-积分-微分控制器(PID控制器)有关的系数。

6.根据权利要求2所述自适应数字DC/DC控制方法，其特征在于：所述步骤E中所述退饱和处理具体为：若当前占空比的计算值大于1，则输出占空比限幅到1，且占空比的初始值全部置1，误差的初始值全部清零；若当前占空比的计算值小于0，则输出占空比限幅到0，且占空比和误差的初始值全部清零。

7.根据权利要求2所述自适应数字DC/DC控制方法，其特征在于：所述步骤F中更新所述占空比和所述误差的初始值的方法为以当前周期的计算结果、当前周期的误差值和前一个周期的误差作为下一个周期的初始值，更新所述的占空比和误差的初始值。