[发明专利]数字峰值电流模式控制方法、系统及扩展脉宽调制方法

权利要求书

1.一种数字峰值电流模式控制方法，用于控制升压变换器，所述升压变换器包括功率级，所述功率级包括开关管S和电感，其特征在于，所述控制方法包括：

步骤S1、对所述电感上的电流采样；

步骤S2、在每个开关周期的低电平时间内，根据采样电流计算占空比；

步骤S3、对所述占空比进行脉宽调制，产生脉冲信号；

步骤S4、用所述脉冲信号控制所述开关管S的导通和断开，进而调控所述电感的峰值电流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：在每个开关周期起始的最小低电平时间t_min内，根据采样电流计算占空比d(k)；其中，所述最小低电平时间t_min＝(1-D_max)T，D_max为设定的最大占空比，T为开关周期，k表示当前时刻。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

设定直接占空比D_dir(k)，在所述直接占空比的低电平时间内，根据采样电流计算扩展占空比d_ex(k)，所述直接占空比及扩展占空比的和为实际占空比；其中，所述直接占空比用于限定稳态下的输出电压等于参考电压，所述扩展占空比用于峰值电流跟踪，k表示当前时刻；

所述步骤S3包括：在每个开关周期内，产生随时间递减的斜坡信号，直至当前开关周期结束；将所述直接占空比D_dir(k)与所述斜坡信号比较，所述斜坡信号大于直接占空比D_dir(k)，输出低电平，所述斜坡信号小于直接占空比D_dir(k)，输出高电平。

4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述占空比d(k)、峰值电流i_pk(k)及输出电压v之间满足：

其中，i_ref(k)表示参考电流，v_g表示供电电压，L表示电感值，T表示开关周期。

5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，对所述占空比采用上升沿调制。

6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述直接占空比D_dir(k)、供电电压v_g及参考电压v_ref之间满足：

所述扩展占空比d_ex(k)与峰值电流i_pk(k)之间满足：

其中，i_ref(k)表示参考电流，L表示电感值，T表示开关周期。

7.一种数字峰值电流模式控制系统，用于控制升压变换器，所述升压变换器包括功率级，所述功率级包括开关管S和电感，其特征在于，所述控制系统包括：

电流采样模块，用于对所述电感上的电流采样；

占空比计算模块，用于在每个开关周期的低电平时间内，根据采样电流计算占空比；

脉宽调制模块，用于对所述占空比进行脉宽调制，产生脉冲信号；

峰值电流调控模块，用于根据所述脉冲信号控制所述开关管S的导通和断开，进而调控所述电感的峰值电流。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述占空比计算模块包括：在每个开关周期起始的最小低电平时间t_min内，根据采样电流计算占空比d(k)；其中，所述最小低电平时间t_min＝(1-D_max)T，D_max为设定的最大占空比，T为开关周期，k表示当前时刻。