[发明专利]一种DC-DC电源的数字控制系统及方法

权利要求书

1.一种DC-DC电源的数字控制系统，其特征在于，包括：

采样模块，对电源输出端的输出电压和输出电流进行采样，再通过模数转换得到输出电压采样信号和输出电流采样信号；

PID控制模块，将所述输出电压采样信号输入到第一比较器中，与稳压参考电压值进行比较得到电压误差信号，再将所述电压误差信号输入到电压PID控制器中进行运算，得到电压环路控制量，将所述输出电流采样信号输入到第三比较器中，与限流参考电流值进行比较得到电流误差信号，再将所述电流误差信号输入到电流PID控制器中进行运算，得到电流环路控制量，将所述电压环路控制量和所述电流环路控制量输入到环路选择器中，得到PID环路控制量；

动态检测模块，将所述输出电流采样信号输入到第二比较器中，与负载参考电流值进行比较得到当前的负载状态，再通过检测不同的所述负载状态之间切换的时间，得到当前的负载动态频率；

动态控制模块，同步接收所述PID环路控制量、所述负载状态及所述负载动态频率，并根据所述PID环路控制量、所述负载状态及所述负载动态频率对PWM占空比信号进行调整；

PWM模块，将调整后的所述PWM占空比信号转化为PWM波，再通过驱动电路和所述PWM波实现对驱动的控制。

2.根据权利要求1所述的DC-DC电源的数字控制系统，其特征在于，所述动态检测模块包括：

负载状态检测器，接收所述输出电流采样信号，并将所述输出电流采样信号输入到所述第二比较器中与负载参考电流值进行比较，得到当前的所述负载状态，所述负载状态包括加载状态和卸载状态；

负载动态频率检测器，通过检测所述加载状态和所述卸载状态之间切换的时间，得到当前的所述负载动态频率。

3.根据权利要求2所述的DC-DC电源的数字控制系统，其特征在于，当所述负载动态频率为低频率时，所述动态控制模块进入低频动态调节模式；当所述负载动态频率为高频率时，所述动态控制模块进入高频动态调节模式。

4.根据权利要求3所述的DC-DC电源的数字控制系统，其特征在于，在所述低频动态调节模式中，所述动态控制模块根据当前的所述负载状态，在所述负载状态变动时，在所述PID环路控制量上叠加一个动态响应值，实现对所述PWM占空比信号的调整。

5.根据权利要求4所述的DC-DC电源的数字控制系统，其特征在于，在所述高频动态调节模式中，所述动态控制模块仅在刚进入所述高频动态调节模式的单位时间内，在所述PID环路控制量上叠加一个所述动态响应值，实现对所述PWM占空比信号的调整。

6.根据权利要求4所述的DC-DC电源的数字控制系统，其特征在于，在所述低频动态调节模式中，当所述负载状态为所述加载状态时，所述动态响应值为第一动态响应值，第一动态响应值为正值；当所述负载状态为所述卸载状态时，所述动态响应值为第二动态响应值，第二动态响应值为负值。

7.根据权利要求6所述的DC-DC电源的数字控制系统，其特征在于，所述第一动态响应值和所述第二动态响应值随着当前的所述PID环路控制量调整。

8.根据权利要求7所述的DC-DC电源的数字控制系统，其特征在于，在同一个负载动态周期中，所述第二动态响应值随着所述第一动态响应值调整。

9.根据权利要求1所述的DC-DC电源的数字控制系统，其特征在于，所述PWM模块包括：

PWM发生器，将调整后的所述PWM占空比信号转化为PWM波；

驱动控制器，通过驱动电路和所述PWM波实现对驱动的控制。

10.一种DC-DC电源的数字控制方法，其特征在于，包括：

通过采样模块对电源输出端的输出电压和输出电流进行采样，再通过模数转换得到输出电压采样信号和输出电流采样信号；

通过PID控制模块将所述输出电压采样信号输入到第一比较器中，与稳压参考电压值进行比较得到电压误差信号，再将所述电压误差信号输入到电压PID控制器中进行运算，得到电压环路控制量，将所述输出电流采样信号输入到第三比较器中，与限流参考电流值进行比较得到电流误差信号，再将所述电流误差信号输入到电流PID控制器中进行运算，得到电流环路控制量，将所述电压环路控制量和所述电流环路控制量输入到环路选择器中，得到PID环路控制量；

通过动态检测模块将所述输出电流采样信号输入到第二比较器中，与负载参考电流值进行比较得到当前的负载状态，再通过检测不同的所述负载状态之间切换的时间，得到当前的负载动态频率；

通过动态控制模块同步接收所述PID环路控制量、所述负载状态及所述负载动态频率，并根据所述PID环路控制量、所述负载状态及所述负载动态频率对PWM占空比信号进行调整；

通过PWM模块将调整后的所述PWM占空比信号转化为PWM波，再通过驱动电路和所述PWM波实现对驱动的控制。