[发明专利]应用于DC-DC变换器的电压峰值控制电路

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及一种电压峰值控制电路，尤 其涉及一种应用于DC-DC变换器的电压峰值控制电路。

背景技术

直流—直流变换器(简称DC-DC变换器)是一种电压等级的直流 电转变为其它电压等级的直流电的电力电子电路拓扑。直流电源有着 极为广泛的应用市场和应用领域。目前的DC-DC变换器主要有以下几 种主要拓扑：Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压U0小于输 入电压Ui，极性相同；Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压 U0大于输入电压Ui，极性相同；Buck－Boost电路——降压或升压斩 波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反；Cuk 电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电 压Ui，极性相反；还有Sepic、Zeta电路。上述为非隔离型电路，隔 离型电路有正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路。 对于目前各种各样的DC-DC变换器，基本都是由以上拓扑组合或演变 而来。

在DC-DC变换器的控制中，如果采用简单的开环控制，将存在输 出精度低，调整时间长，动态响应慢等问题，因此必须采用闭环反馈 控制，闭环控制的方式目前主要有电压反馈PID控制，滞环控制，电 流峰值控制等方式。电压反馈PID控制需要对变换器进行精确建模， 而且设计合理最优的PID参数较为繁琐；滞环控制主要是利用电路中 的电压或电流跟踪一个给定的电压电流滞环范围，开关管的频率不固 定，受负载的影响比较大，滤波器设计困难，电磁干扰问题比较严重； 电流峰值控制具备一定的限流保护功能，提高了可靠性，但是电流峰 值控制对电路噪声十分敏感，而且没有直接控制输出电压，所以输出 电压的动态特性不好。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种电压峰值控制 策略，应用于DC-DC变换器的反馈控制。

本发明应用于DC-DC变换器的电压峰值控制电路，包括：直流电 源、DC-DC斩波电路、滤波电容、RS触发器、时钟模块、驱动模块、 比较器、分压模块；直流电源为DC-DC斩波电路供电，DC-DC斩波电 路的接地端与滤波电容的一端、负载的一端相连并接地，DC-DC斩波 电路的PWM输出端与滤波电容的另一端、负载的另一端以及分压模 块输入端相连，分压模块的输出端连接比较器的信号输入端，比较器 的输出端及时钟模块的输出端分别连接RS触发器的两个输入端，RS 触发器的输出端与驱动模块输入端相连，驱动模块用于驱动DC-DC 斩波电路中的开关器件。

此外，在分压模块输出端与比较器的信号输入端之间还可以设有 用于向比较器中加入锯齿波的模拟电路或数字电路，模拟电路可采用 运放电路实现，数字电路可采用DSP实现。

本发明的有益效果是：

1)本发明的电压峰值控制电路结构简单明了，控制方便，较PID 控制而言，不需要繁琐的参数计算过程；

2)电压动态特性好，因为电压峰值控制是关于电压的直接反馈 比较，因此不需要借助电流，实现了电压的直接控制，响应速度快， 调整时间短；

3)具有过电压保护功能，因为电压峰值控制是检测输出电压来 实现控制，因此具有过电压保护功能。

附图说明

图1为一种应用于DC-DC变换器的电压峰值控制电路图；

图2为以buck电路为例的电压峰值控制电路图；

图3为电压峰值控制下电容电压波形图；

图4为存在扰动时的电容电压波形图；

图5为加入锯齿波补偿的电压峰值控制框图；

图6为加入锯齿波补偿的电压峰值控制电容电压波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。