[发明专利]一种适用于宽输出的电源环路控制方法及其系统

说明书

本发明提供一种适用于宽输出的电源环路控制方法及其系统，所述电源环路控制方法包括以下步骤：步骤S1，计算参考模型环路的控制信号与输出电压之间的传递函数；步骤S2，通过环路控制确定参考模型环路的传递函数的表达式；步骤S3，调节电压环与参考模型环路在产生最终控制信号之间的权重；步骤S4，在所述电压环内部增加所述参考模型环路进而实现电源环路控制，其中，所述参考模型环路的输入信号来自于电压环的输出及基准。本发明新增了一个参考模型环路，该参考模型环路的输入信号来自于电压环的输出以及基准，该参考模型环路的输出信号与电压环的输出信号将按照一定比例共同决定电源环路控制的脉宽调制，能够很好地提高环路控制的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种电源环路控制方法，尤其涉及一种适用于宽输出的电源环路控制方法，并涉及采用了该适用于宽输出的电源环路控制方法的电源环路控制系统。

背景技术

对于功率变换器而言，当输入电压固定输出电压大幅变化时，比如165V-240V之间的输出电压波动输出，则成为宽电压范围输出，简称宽输出，将导致变换器控制与输出电压之间的传递函数随之改变。若采用传统的电压型控制器，控制信号与输出电压之间的传递函数G_vd(s)的变化将直接反应至变换器稳定性的电压环传递函数T_{v_VMC}(s)中，通常输出电压由低至高时，控制信号与输出电压之间的传递函数G_vd(s)的带宽也将逐渐升高，因此，容易导致电压环传递函数T_{v_VMC}(s)的穿越频率变化范围过大，且在高穿越频率处将会因相位裕度不足而引发稳定性等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够提高环路控制稳定性的适用于宽输出的电源环路控制方法，并涉及采用了该适用于宽输出的电源环路控制方法的电源环路控制系统。

对此，本发明提供一种适用于宽输出的电源环路控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，计算参考模型环路的控制信号与输出电压之间的传递函数；

步骤S2，通过环路控制确定参考模型环路的传递函数的表达式；

步骤S3，调节电压环与参考模型环路在产生最终控制信号之间的权重；

步骤S4，在所述电压环内部增加所述参考模型环路进而实现电源环路控制，其中，所述参考模型环路的输入信号来自于电压环的输出及基准。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S1中，通过公式计算所述参考模型环路的控制信号与输出电压之间的传递函数G_ref(s)，其中，f_{ref_p}为参考模型环路中主导极点的表达式，s为传递函数的变量。

本发明的进一步改进在于，通过公式计算所述参考模型环路中主导极点的表达式f_{ref_p}，其中，L和C分别为参考模型环路的滤波电感及输出滤波电容，R_L为负载电阻，T_s为开关周期，D为开关管开通时间的占空比。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S2中，通过公式T_m(s)＝H_vG_ref(s)G_m(s)(1-β)确定参考模型环路的传递函数的表达式T_m(s)，用于分析该环路的稳定性，其中，H_v为所述电压环的输出电压采样系数，G_m(s)为所述参考模型环路补偿器的传递函数，β为所述电压环的控制输出系数。

本发明的进一步改进在于，步骤S3中，通过所述电压环的控制输出系数β来调节电压环与参考模型环路在产生最终控制信号之间的权重。

本发明的进一步改进在于，所述电压环的控制输出系数β的取值范围为0.5～0.8。