[发明专利]应用于电源的数字补偿器

权利要求书

1.一种用于开关电源的状态估计器，所述状态估计器包括：

高动态范围数模转换器（DAC），接收估计输出电压，所述估计输出电压通过将估计状态矢量与输出矩阵作乘法运算得到；

模拟减法组件，从测量的输出电压中将所述高动态范围DAC的输出减去；

模数转换器（ADC），接收所述模拟减法组件的输出；

第一延时组件，接收所述估计输出电压；

第一加法组件，接收所述ADC的输出和所述第一延时组件的输出；

第一减法组件，接收所述第一加法组件的输出和所述估计输出电压，所述第一减法组件的输出即为被用于获取所述估计状态矢量的电压误差。

2.根据权利要求1所述的状态估计器，其中所述ADC为在动态范围的中心具有高分辨率以及在远离动态范围中心具有低分辨率的多分辨率ADC。

3.根据权利要求2所述的状态估计器，其中所述多分辨率ADC包括：

低动态范围、高分辨率ADC；

高动态范围、低分辨率ADC，所述低动态范围、高分辨率ADC和所述高动态范围、低分辨率ADC具有同样的输入；

饱和组件，具有和所述低动态范围、高分辨率ADC相同的动态范围，所述饱和组件接收所述高动态范围、低分辨率ADC的输出；

第二减法组件，提供所述高动态范围低分辨率ADC输出和所述饱和组件输出之间的差；以及

第二加法组件，接收所述第二减法组件的输出和所述低动态范围高分辨率ADC的输出，所述加法组件的输出即为所述多分辨率ADC的输出。

4.根据权利要求1所述的状态估计器，进一步包括：

第一乘法器，接收所述电压误差并将所述电压误差与输出误差反馈矩阵作乘法运算；

第二乘法器，接收预设或先前获得的反馈信号并将反馈信号和输入矩阵作乘法运算；

第二延时组件；

第三乘法器，接收所述第二延时组件的输出；

第二加法组件，接收所述第一、第二和第三乘法器的输出，并提供接收量的总和，所述第二加法组件的输出即为所述估计状态矢量。

5.根据权利要求4所述的状态估计器，进一步包括：

低分辨率ADC，接收负载电流信号；

第四乘法器，接收低分辨率ADC的输出，所述第四乘法器将所述低分辨率ADC的输出与正反馈矩阵作乘法运算，所述第四乘法器的输出被所述第二加法组件接收。

6.一种用于开关电源的占空比确定系统，所述占空比确定系统包括：

第一乘法器，接收电感电流估计并将所述电感电流估计与第一增益作乘法运算；

一减法组件，接收电容电压和预定电压参考值，并提供所述电容电压和预定电压参考值之间的差；

第二乘法器，接收除电容电压外的状态矢量元素和所述减法组件的输出，并将所述接收到的状态矢量元素和所述减法组件的输出与第二增益作乘法运算；

第一组合组件，接收所述第一乘法器的输出和第二乘法器的输出；所述第一组合组件提供所述第一乘法器输出和第二乘法器输出总和的负值；

第三乘法器，接收所述电感电流估计并将所述电感电流估计与第三增益作乘法运算；

一加法组件，接收所述第一组合组件的输出和所述第三乘法器的输出，并提供所述组合组件输出和所述第三乘法器输出的总和；

倒数组件，接收功率级输入电压，并提供所述功率级输入电压的倒数作为其输出；以及

第四乘法器，将所述倒数组件的输出和所述加法组件的输出相乘，所述第四乘法器的输出即为所述占空比。

7.根据权利要求6所述的占空比确定系统，进一步包括：

第五乘法器，接收所述电感电流估计并将所述电感电流估计与除以采样率后的功率级电感值作乘法运算；以及

第二组合组件，接收所述第五乘法器的输出、输出电压和最大允许平均电感电流乘以功率级总电阻与除以采样率后的功率级电感的总和的乘积，并提供所述占空比确定系统乘法器输出和所述输出电压的总和以及所述乘积之间的差，所述第二组合组件的输出即为在下一采样时间的最大允许平均开关电压。