[发明专利]一种数字电源及其优化方法

说明书

本发明提供了一种本发明公开一种数字电源及其优化方法，该数字电源包括接口单元，中央处理单元，脉宽调制器PWM单元，优化单元，比例‑积分‑微分控制器PID单元，模数转换器ADC单元，升/降压式变换器Buck/Boost单元，该优化方法通过与传统的PWM动态调节相结合，通过在时域上切换占空比来表达出目标电压值与其相邻占空比对应的输出电压之的线性关系，使得数字电源的实际输出电压更加接近于目标电压值，提高了输出电压的精准性。

技术领域

本发明涉及电源领域，特别涉及一种数字电源及其优化方法。

背景技术

在数字电源的闭环调节系统中，当输出电压低于目标电压值时，系统会调整脉宽调制器PWM(如增加占空比)来提高输出电压值，当输出电压高于目标电压值时，系统会调整脉宽调制器PWM(如减少占空比)来降低输出电压值，从而实现动态稳定。

由于数字电源主要是通过脉宽调制器PWM来调整输出电压值大小，脉宽调制器PWM的精度决定了电压调整的精度，而脉宽调制器PWM的精度由时钟主频决定。当目标电压值正好处于两个相邻占空比之间，那么数字电源的闭环系统会不停的在两个占空比之间来回切换，从而达到动态稳定。但当目标电压值不在相邻占空比的正中间，那么即使系统不停的动态切换两个占空比，也没法精准的达到目标电压值。

本发明的方法能够在动态调节的基础上，提高脉宽调制器PWM的调节精度，使得电源的实际输出电压更加精准。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种数字电源。

本发明一个进一步的目的在于提供一种数字电源的优化方法，提高脉宽调制器PWM的调节精度，提高电源输出电压的准确性。

为实现上述目的，本发明提供如下方案：一种数字电源，包括：接口单元，中央处理单元，脉宽调制器PWM单元，优化单元，比例-积分-微分控制器PID单元，模数转换器ADC单元，升/降压式变换器Buck/Boost单元；

其中，所述中央处理单元控制所述优化单元、所述脉宽调制器PWM单元与所述比例-积分-微分控制器PID单元动态调节输出电压；

所述接口单元用来接收用户配置目标电压；

所述接口单元将接收到的所述目标电压信号传输给所述中央处理单元；

所述中央处理单元将目标电压信号传输给所述比例-积分-微分控制器PID单元；

所述比例-积分-微分控制器PID单元将计算出的占空比传输给所述脉宽调制器PWM单元或者所述优化单元；

所述脉宽调制器PWM单元将脉冲信号传输给所述升/降压式变换器Buck/Boost单元，并通过所述升/降压式变换器Buck/Boost单元控制输出电压；

所述升/降压式变换器Buck/Boost单元将输出电压信号传输给所述模数转换器ADC单元；

所述模数转换器ADC单元再将转化后的信号反馈传输给所述比例-积分-微分控制器PID单元；

进一步地，当动态稳定时，脉宽调制器PWM单元占空比在两个相邻占空比P1与P2之间来回切换，那么所述比例-积分-微分控制器PID单元将计算出的占空比传输给所述优化单元；

所述优化单元计算目标电压与所述升/降压式变换器Buck/Boost单元的输出电压的线性关系，并进行时序优化；

所述优化单元将优化后的占空比信号传输给所述脉宽调制器PWM单元，所述脉宽调制器PWM单元再根据占空比信号传输脉冲信号给所述升/降压式变换器Buck/Boost单元，并通过所述升/降压式变换器Buck/Boost单元控制输出电压。