[发明专利]伪连续导电模式开关变换器自适应续流控制方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关变换器的控制方法及其装置，具体为一种伪连续导电模式开关变换器自适应续流控制方法及实现所述自适应续流控制方法的装置ACD。

背景技术

随着电力电子器件技术和电力电子变流技术的发展，作为电力电子重要领域的开关电源技术成为应用和研究的热点。开关电源技术运用开关变换器进行电能变换，来满足各种用电要求。开关电源具有体积小、重量轻、效率高、功率密度大等突出优点，广泛应用于计算机、通讯设备、电子检测设备、电池充电器等领域。

开关电源主要由开关变换器和控制器两部分构成。开关变换器又称为功率主电路，主要有Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（升降压）、正激、反激、半桥、全桥等多种拓扑结构。传统的开关变换器通常工作在电感电流连续导电模式（CCM）和断续导电模式（DCM）。CCM开关变换器可以传递更多的能量供给负载，在中、大功率场合得到了广泛应用。但因其采用较大的电感值，具有瞬态性能差、电感体积大、成本高等缺点。DCM 开关变换器的电感电流在每个开关周期内有一段时间保持为零，电感储存和传递的平均功率有限，适用于小功率场合。综上所述，CCM 和 DCM 开关变换器均只适用于特定的负载或功率范围。伪连续导电模式（PCCM）开关变换器兼顾了CCM和DCM开关变换器的优点，适用于宽负载或宽功率范围。

控制器用于监测开关变换器的工作状态，并产生控制脉冲信号控制开关管，调节供给负载的能量以稳定输出。开关变换器的控制方法主要有电压型、电流型、脉冲序列等控制方法。近年来，越来越多的应用场合要求其供电电源具有快速的瞬态响应速度，如一些微处理器在待机、休眠、正常运行之间切换时，瞬态电流速率高达130A/ us，这就要求其供电电源具有快速的瞬态响应速度以满足负载的需求。传统的电压型控制实现方式简单，但其动态响应速度较慢，已很难满足负载这一需求。新型的脉冲序列控制方法是用控制器产生高能量控制脉冲或者低能量控制脉冲对开关管进行控制，具有较好的快速响应能力。其不足之处是：采用固定的参考电流控制PCCM开关变换器续流开关管的续流时间较长，变换器效率较差，且在大范围的负载或功率变化时，控制系统会失去稳定或不能正常工作。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种PCCM开关变换器自适应续流控制方法，使之同时具有快速的瞬态响应速度和较高的变换器效率，适用于各种拓扑结构的PCCM开关变换器。

本发明是这样实现的，提供一种PCCM开关变换器自适应续流控制方法，其特征在于： 

a、检测伪连续导电模式PCCM开关变换器的电感电流，选择一个采样脉冲信号,对电感电流进行采样/保持，获取电感电流值, 并乘以可变系数，得到第一信号；

 b、检测PCCM开关变换器的输出电流，并乘以另一可变系数，得到第二信号；将第一信号和第二信号同时送入信号运算电路进行合成，其合成结果作为自适应参考电流，将自适应参考电流和电感电流进行比较，以此来控制PCCM开关变换器续流开关管的导通与关断。

根据本发明所述的一种伪连续导电模式PCCM开关变换器自适应续流控制方法，其特征在于：自适应参考电流由第一信号和第二信号进行信号运算合成。

本发明同时提供一种实现上述PCCM开关变换器的控制方法的装置，其特征在于：由第一信号调理电路FSC、第二信号调理电路SSC、信号运算电路SO、脉冲信号产生器PG以及驱动电路DR组成；所述的第一信号调理电路FSC与信号运算电路SO和脉冲信号产生器PG连接，第二信号调理电路SSC与信号运算电路SO相连，信号运算电路SO和脉冲信号产生器PG连接，脉冲信号产生器PG与驱动电路DR相连。

根据本发明所述的装置ACD，其特征在于，所述的第一信号调理电路FSC由电流检测电路CS1、采样脉冲产生器SP、采样/保持器SH、可变增益发生器VG1以及乘法器MU1组成；电流检测电路CS1、采样/保持器SH、乘法器MU1依次相连；采样脉冲产生器SP与采样/保持器SH相连；可变增益发生器VG1与乘法器MU1相连。

根据本发明所述的装置ACD，其特征在于，所述的第二信号调理电路SSC由电流检测电路CS2、可变增益发生器VG2以及乘法器MU2组成；电流检测电路CS2与乘法器MU2相连；可变增益发生器VG2与乘法器MU2相连。

本发明的优点在于：

一、与现有的PCCM开关变换器的控制方法相比，本发明的PCCM开关变换器输出电压纹波小，电感电流纹波小，从而具有很好的稳态性能。