[发明专利]一种降压型变换器自适应数字补偿控制方法及系统

说明书

本发明涉及数字电源控制技术领域，具体涉及一种降压型变换器自适应数字补偿控制方法及系统，根据应用负载环境细化负载范围，建立不同负载情况下的负载区间补偿参数，使得在负载变化时对电压的调节更加精准；同时根据负载情况为轻负载或者重负载来进行补偿控制信号的计算，保证在负载变化时也能够根据实际负载情况选择合适的负载区间补偿参数计算得到补偿控制信号，根据得到的补偿控制信号进行开关控制使得数字电源的输出电压达到稳定的时间短，数字电源的输出电压的稳定性高，满足实际对输出电压小纹波的需求。

技术领域

本发明涉及数字电源控制技术领域，具体涉及一种降压型变换器自适应数字补偿控制方法及系统。

背景技术

随着电源结构复杂度增加，应用场景复杂多变，更多人将电源设计方向转为数字电源设计。数字电源的控制环路一般由模数转换器、离散时间补偿器和数字PWM调制器组成，其中离散时间补偿器设计的好坏决定了数字电源控制器的性能好坏。

由于降压型变换器的功率级传递函数与负载有关，因此为了满足宽负载范围下系统的稳定性与响应速度，补偿级的传递函数需要跟随负载自动调整，然而传统的PI或PID算法中的补偿参数与补偿结构在设计之初已经固定，并不能跟随负载情况进行调整，在实际使用时会使得负载变化较大引起数字电源系统的超调、稳定性差、响应速度慢等问题导致数字电源的输出电压变化浮动较大并且数字电源电压稳定不及时，不能满足实际使用需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种降压型变换器自适应数字补偿控制方法及系统，解决目前负载变化较大时数字电源输出电压稳压不及时与纹波太大的问题。

本发明解决上述技术问题的方案：

一种降压型变换器自适应数字补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定基准电压，根据应用需求，建立多个负载区间，多个所述负载区间的负载范围连续且非重合；

S2、根据负载区间，计算与该负载区间匹配的负载区间补偿参数；

S3、采集当前输出电流判断当前负载大小；

S4、根据当前负载大小，匹配对应的负载区间，根据负载区间匹配对应的负载区间补偿参数，根据当前负载大小判断当前负载为轻负载或者重负载，若为轻负载，则执行步骤S5，若为重负载，则执行步骤S6；

S5、根据当前数字电源输出电压、基准电压和对应的所述负载区间补偿参数，计算得到当前补偿控制信号并输出；

S6、根据当前数字电源输出电压、基准电压和对应的所述负载区间补偿参数计算得到参考电流，根据参考电流、基准电流和对应的所述负载区间补偿参数计算得到当前补偿控制信号并输出。

进一步限定，所述步骤S2包括以下步骤：

S21、根据当前负载区间建立降压型变换器的小信号数学模型；

S22、根据所述小信号数学模型基于Simulink建立降压型变换器的物理模型；

S23、确定所述物理模型的电源环路稳定性指标；

S24、根据确定电源环路稳定性指标的物理模型基于Matlab PID tuner得到离散域补偿级传递函数；

S25、利用PI算法化简离散域补偿级传递函数，得到与当前负载区间匹配的负载区间补偿参数并存储，所述负载区间补偿参数包括电压积分补偿参数Ki_v、电压比例补偿参数Kp_v、电流积分补偿参数Ki_i和电流比例补偿参数Kp_i。

进一步限定，所述步骤S5具体为：

根据当前数字电源输出电压Sample_Vo、基准电压Vo_ref、对应的电压积分补偿参数Ki_v和对应的电压比例补偿参数Kp_v，计算得到当前补偿控制参数U1：