[发明专利]电压控制型DC/DC变换器的快速动态补偿控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种电压控制型DC/DC变换器的快速动态补偿控制装置，包括电压控制器(G_v)、其特征是：还包括电压补偿模块(VCM)、电流限制模块(CLM)、PWM调制器，参考电压(v_ref)与DC/DC变换器输出电压反馈信号(v_o)的偏差(v_e)送入电压控制器(G_v)运算得到正常运行的数字控制量(v_c1)，DC/DC变换器输出电压反馈信号(v_o)连同参考电压信号(v_ref)和电感电流(i_L)还被送入电压补偿模块(VCM)、用于对负载突变时的输出电压变化超过预设值△V后的快速补偿，电压补偿模块(VCM)输出数字控制量(v_c2)，电感电流(i_L)被送入电流限制模块(CLM)、用于处理容性负载投入时瞬时的限流并实现对DC/DC变换器一般工况下的限流输出功能，电流限制模块(CLM)输出数字控制量(v_c3)，正常运行的数字控制量(v_c1)、电压补偿模块(VCM)输出的数字控制量(v_c2)和电流限制模块(CLM)输出的数字控制量(v_c3)合成最终的数字控制量(v_c)，经PWM调制器形成控制四个功率开关管通断的四路脉冲信号(P₁、P₂、P₃和P₄)，其中第一路脉冲信号(P₁)和第三路脉冲信号(P₃)驱动第一开关管(Q₁)和第三开关管(Q₃)，第二路脉冲信号(P₂)和第四路脉冲信号(P₄)驱动第二开关管(Q₂)和第四开关管(Q₄)。

2.一种基于权利要求1所述的电压控制型DC/DC变换器的快速动态补偿控制装置的控制方法，其特征是：

(1)初始化，使v_c1＝0、v_c2＝0及v_c3＝0；

(2)分别利用电压传感器VS1和电流传感器CS1检测输出电压v_o的变化量和电感电流i_L是否超过预设的门限值，若上述两者均不越限，则进入按照定时周期节拍控制的仅采用电压控制器G_V的正常电压单闭环控制模式，在此模式下v_c2＝0、v_c3＝0，将实际输出电压v_o与参考电压v_ref之差送入电压控制器G_V进行运算，输出的控制变量v_c1≠0，将v_c1用于PWM调制器分别生成P₁～P₄四列驱动脉冲，分别对应控制Q₁～Q₄管的通断；

(3)若检测到输出电压v_o的变化量|v_ref(k)-v_o(k)|超过预设的门限值△V即△V>0，则激活电压补偿模块VCM，电压补偿模块VCM根据采样得到的输出电压v_o、电感电流i_L及电压给定值v_ref按照预置的补偿算法，产生非零控制量v_c2，利用v_c2对G_V输出的控制量v_c1进行线性修正，此时，若检测到电感电流i_L不越限，则获得控制量v_c＝v_c1+v_c2，将v_c用于PWM调制器分别生成P₁～P₄四列驱动脉冲，分别对应控制Q₁～Q₄管的通断；

(4)若检测到电感电流i_L超过预设的门限值而发生过流现象，即有i_L≥I_limit，则激活电流限制模块CLM，电流限制模块CLM根据采样得到的电感电流i_L，利用其与I_limit之差在CLM模块中进行限流调节，此时CLM模块输出用于电感电流抑制的非零控制量v_c3，控制电感电流衰减，若没有发生过流现象则v_c3＝0；

(5)在每个控制周期中均根据检测到的输出电压v_o和电感电流i_L来判断是否存在输出电压变化超限或者有过流发生，相应的更新v_c1、v_c2和v_c3，最终的控制量由三者线性叠加而成，将该控制量用于PWM调制器，分别生成P₁～P₄四列驱动脉冲，分别对应控制Q₁～Q₄管的通断；

(6)在没有得到停机指令的情况下重复执行步骤(2)～(5)步骤，否则退出运行状态。