[发明专利]数字化DC/DC电源模块

权利要求书

1.一种数字化DC/DC电源模块，包括壳体、面板以及控制模块，面板安装在壳体上，控制模块放置在壳体内，其特征在于该控制模块包括功率变换单元和核心控制单元，功率变换单元分别与直流输入端与直流输出端连接，核心控制单元安装在功率变换单元上，核心控制单元通过采集输入、输入参数，利用功率变换单元进行功率变化，其中：

功率变换单元为四开关管的buck-boost自动升降压拓扑结构电路；

核心控制单元包括数据采集模块和数字信号处理器，数据采集模块与数字信号处理器连接，数字信号处理器与功率变换单元连接。

2.如权利要求1所述的数字化DC/DC电源模块，其特征在于所述的数据采集模块包括输入电压跟踪模块、输出电流采集模块和输出电压采集模块，并与温度跟踪模块连接，输入电压跟踪模块、输出电流采集模块以及输出电压采集模块分别与数字信号处理器连接，输入电压跟踪模块监测电源模块输入电压，输出电流采集模块监测电源模块输出电流大小，输出电压采集模块监测电源模块输出电压大小。

3.如权利要求1所述的数字化DC/DC电源模块，其特征在于所述的电源模块还包括CAN通信接口，CAN通信接口与数字信号处理器连接，利用CAN通信接口实现对内部各工作参数的动态设定和工作状态信息的管理和传输，并通过CAN通信接口对工作参数进行配置设定，在多电源模块并联工作时，通过CAN通信总线动态调整各电源模块的输出特性，均衡控制多电源模块并联工作。

4.一种数字化DC/DC电源模块，其特征在于该电源模块以buck-boost自动升降压拓扑结构为功率变换核心，通过电压以及电流跟踪控制，利用增量式PID控制算法，以实现电压降低时，不间断供电的目的，具体实现步骤为：

（1）设定电源模块的输入电压、输出电流以及输出电压基准值，通过数据采集模块分别采集电源模块的输入电压值、输出电流值以及输出电压值，并将采集数据反馈至数字信号处理器，由数字信号处理器实施对比输入电压基准值—输入电压值、输出电流基准值—输出电流值以及输出电压基准值—输出电压值；

（2）数字信号处理器根据步骤1中的对比值，利用增量式PID控制算法，通过buck-boost自动升降压拓扑结构电路，调整输出电压值，实现恒流与恒压输出；

（3）当输入电压值低于输入电压基准值时，数字信号处理器自动降低输出电流基准值，此时将采集到的输出电流值与输出电流基准值进行比较，当输出电流值大于输出电流基准值时，数字信号处理器通过buck-boost自动升降压拓扑结构电路降低输出电压，从而降低输出功率；

（4）当输入电压值回升时，数字信号处理器逐渐提高输出电流基准值，并对比输出电流值与输出电流基准值，当输出电流值小于输出电流基准值，则数字信号处理器通过buck-boost自动升降压拓扑结构电路提高输出电压，从而提高输出功率；

（5）当输入电压值回升到输入电压基准值时，此时数字处理器按照预设的输出电压基准值和输出电流基准值进行输出控制，进入正常工作状态。

5.如权利要求4所述的数字化DC/DC电源模块，其特征在于所述的buck-boost自动升降压拓扑结构电路，采用buck-boost自动升降压电源拓扑结构，分别由四路两两互补并且带有死区时间控制的增强型高分辨率PWM作为驱动信号，控制两对具有同步整流设计的N沟道MOS管，通过两个不同的占空，控制四个功率mos管协同工作，达到自动升降压无缝切换；其工作原理为：将buck-boost的两个占空映射到“200%”的区间内，100%以下为降压区间，100%以上为升压区间；同时由于死区时间的存在，以及为了保证线性电源的连续性，Buck部分的占空不会达到100%，boost部分的占空也不会达到0，所以100%的占空必须由Buck最大占空限制加上boost最小占空限制来完成；当输入电压大于输出电压时，buck-boost电路工作在降压模式下，Boost保持一个最小占空，输出电压由Buck占空调节，降低输出的电压值；当输入电压小于输出电压时，buck-boost电路工作在升压模式下，Buck保持一个最大占空，输出电压由Boost占空调节，提高输出的电压值。