CN104124869B - 一种升压电路及其信号输出方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升压电路及其信号输出方法，主要内容为：升压电路包括：升压模块、升压控制模块、纹波信号产生模块和电压给定信号产生模块；升压控制模块对升压模块的电感电流信号和输出的电压信号进行采样，并根据纹波信号、电压给定信号、采样得到电压信号和电感电流信号产生驱动脉冲信号；升压模块在驱动脉冲信号的控制下，完成对输入电压信号的升压变化，提供具有纹波分量的直流电压信号输出。因新增纹波信号产生模块，可使升压模块输出具有纹波分量的电压信号，使得后级直流/直流环节因输入的电压信号具有纹波分量而直接产生抖频效应，故缓解了电源系统的电磁干扰问题。

Description

一种升压电路及其信号输出方法

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种升压电路及其信号输出方法。

背景技术

抖频技术可以有效地使设备的电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI）骚扰信号在更宽的频谱上均分，从而使设备容易通过相关的电磁兼容性（ElectromagneticCompatibility，EMC）测试标准，有利于解决整个开关电源系统的EMI问题，因此受到开关电源工程师的青睐。

当前通讯用整流模块电源系统主流结构配置为功率因数校正(Power FactorCorrection，PFC)环节+直流/直流（DC/DC）环节。PFC环节即（交流/直流）AC/DC环节，将交流输入电压变换为设定幅值(如400V)的直流高压，拓扑电路以升压(Boost)电路及其衍生电路为主；DC/DC环节将所述设定幅值的直流高压变换为通信设备所需的直流电压，如48V、24V等，拓扑电路以LLC电路为主。在这种结构配置中，PFC环节输出的设定幅值直流高压叠加有2倍输入交流电压频率的纹波，当后级DC/DC环节功率电路为LLC等脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation，PFM）控制的拓扑电路，便会直接产生抖频效应，从而缓解整个电源系统的EMI问题。

然而，在上述配置结构的输入电压为交流电压时，由于输出的纹波分量的幅度与负载的大小成正比，因此在Boost电路负载较轻时，输出的纹波分量的幅度也较小，后级的抖频效应也不明显，电源系统的EMI性能可能仍然不够理想；如果上述结构配置的输入电压变为直流电压，Boost电路输出的电压信号中输入交流电压2倍频率的纹波分量消失，后级LLC拓扑电路的抖频效应无法得到充分的发挥，电源系统的EMI性能更加会恶化。

发明内容

本发明实施例提供一种升压电路及其信号输出方法，以避免在Boost电路中输入量为交流时且负载较轻时，EMI性能仍然不够理想，以及在Boost电路中输入量为直流时，电源系统的EMI性能恶化的问题。

一种升压电路，所述升压电路包括：升压模块、升压控制模块、纹波信号产生模块和电压给定信号产生模块；其中，升压模块包括依次串联于电源的正极与电路输出端的正极之间的电感和二极管，还包括一个开关管和一个输出滤波电容，所述开关管的漏极连接于电感和二极管的阳极之间，源极连接于电源的负极和电路输出端的负极之间，所述输出滤波电容连接于二极管的阴极和开关管的源极之间；

所述电压给定信号产生模块，与升压控制模块相连，用于产生并输出电压给定信号至升压控制模块；

所述纹波信号产生模块，与升压控制模块相连，用于产生并输出纹波信号至升压控制模块；

所述升压控制模块，连接在升压模块的开关管的栅极和源极之间，用于对升压模块的电感电流信号和输出的电压信号进行采样，并根据纹波信号、电压给定信号、采样得到电压信号和电感电流信号产生驱动脉冲信号；

所述升压模块，用于在所述驱动脉冲信号的控制下，完成对电源产生的电压信号的升压变化并提供具有纹波分量的直流电压信号输出。

一种信号输出方法，所述信号输出方法包括：

分别产生并输出电压给定信号和纹波信号；

对电感电流和输出的电压信号进行采样，并根据纹波信号、电压给定信号、采样得到的电压信号和电感电流信号产生驱动脉冲信号；

在所述驱动脉冲信号的控制下，完成对电源产生的电压信号的升压变化并提供具有纹波分量的直流电压信号输出。

在本发明实施例的方案中，由于新增了纹波信号产生模块，并且升压控制模块根据纹波信号产生模块产生的纹波信号以及电压给定信号、对升压模块的电感电流和输出的电压信号进行采样得到的电感电流信号和输出的电压信号产生驱动脉冲信号，使得升压模块在完成对电源产生的电压信号的升压变化同时能输出具有纹波分量的直流电压信号，这就使得后级的DC/DC环节因输入自身的直流电压信号具有纹波分量而能直接产生抖频效应，缓解了整个电源系统的EMI问题。

附图说明

图1为本发明实施例一中的升压电路的结构示意图；

图2为本发明实施例一中的升压模块的电路图；

图3为本发明实施例一中的升压控制模块的结构示意图；

图4为本发明实施例一中的升压电路的结构示意图；

图5为本发明实施例一中的实现图4所示的升压电路结构的升压电路图；

图6为本发明实施例一中的对图4所示的升压电路结构进行软件控制的控制框图；

图7为本发明实施例一中的另一升压电路结构示意图；

图8为本发明实施例一中的实现图6所示的升压电路结构的升压电路图；

图9为本发明实施例一中的对图7所示的升压电路结构进行软件控制的控制框图；

图10为本发明实施例一中的另一升压电路的结构示意图；

图11为本发明实施例一中的实现图10所示的升压电路结构的升压电路图；

图12为本发明实施例一中的对图10所示的升压电路进行软件控制的控制框图；

图13为本发明实施例一中的电压给定信号叠加交流纹波信号的流程图；

图14为现有技术中的升压电路图；

图15为现有技术中各个节点的电压波形图；

图16为本发明实施例一中的升压电路的各个节点的电压波形图；

图17为本发明实施例二中的信号输出方法流程图；

图18为本发明实施例二中的第一种产生驱动脉冲信号的方法的流程图；

图19为本发明实施例二中的第二种产生驱动脉冲信号的方法的流程图；

图20为本发明实施例二中的第三种产生驱动脉冲信号的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例详细描述本发明方案。

实施例一

如图1所示，其为本发明实施例一中的升压电路结构示意图，所述升压电路包括：纹波信号产生模块11、电压给定信号产生模块12、升压控制模块13、升压模块14；

其中，升压模块14包括依次串联于电源的正极与电路输出端的正极之间的电感和二极管，还包括一个开关管和一个输出滤波电容，所述开关管的漏极连接于电感和二极管的阳极之间，源极连接于电源的负极和电路输出端的负极之间，所述输出滤波电容连接于二极管的阴极和开关管的源极之间；

所述纹波信号产生模块11，与升压控制模块相连，用于产生并输出纹波信号至升压控制模块13；

所述电压给定信号产生模块12，与升压控制模块相连，用于产生并输出电压给定信号至升压控制模块13；

所述升压控制模块13，连接在升压模块的开关管的栅极和源极之间，用于对升压模块14的电感电流信号和输出的电压信号进行采样，并根据纹波信号、电压给定信号、采样得到电压信号和电感电流信号产生驱动脉冲信号；

所述升压模块14，用于在所述驱动脉冲信号的控制下，完成对电源产生的电压信号的升压变化并提供具有纹波分量的直流电压信号输出。

需要说明的是，输入所述升压模块14的电压信号可以为直流电压信号，也可以为交流电压信号，在输入的为交流电压信号时，需使用整流器对该交流电压信号进行整流，此时，升压模块14用于在所述驱动脉冲信号的控制下，使自身产生的电感电流信号的波形跟随整流后的电压信号的波形，完成功率因数校正并提供具有纹波分量的直流电压信号输出。在本发明的以下实施例中，以输入升压电路的信号为直流信号为例对本发明的方案进行详细地说明。

具体的，上述升压模块的具体电路图可以为图2所示，在图2中，升压模块包括：电源Vin、输入滤波电容Cin、电感L、二极管D1、开关管Q1、输出滤波电容C1和负载R_Load；其中对开关管Q1的栅极施加驱动脉冲信号，即可实现对该升压模块进行控制，完成对输入电压信号的升压变化并提供直流电压信号输出，升压控制模块对升压模块的控制即是通过对开关管Q1的控制来实现的。

在本发明实施例一的方案中，由于新增了纹波信号产生模块，并且升压控制模块根据纹波信号产生模块产生的纹波信号以及电压给定信号、采样得到电压信号和电感电流信号产生驱动脉冲信号，使得升压模块在完成对输入电压信号的升压变化的同时能输出具有纹波分量的直流电压信号，这就使得后级的DC/DC环节因输入自身的直流电压信号具有纹波分量而能直接产生抖频效应，缓解了整个电源系统的EMI问题。

进一步的，所述升压控制模块13的结构示意图如图3所示，包括：电压采样单元21、电流采样单元22、电压误差补偿单元23、电流误差补偿单元24和脉冲宽度调制（Pulse WideModulation）PWM单元25；

具体可以利用以下三种方式实现升压控制模块13的对升压模块14的电感电流信号和输出的电压信号进行采样，并根据纹波信号、电压给定信号、采样得到电压信号和电感电流信号产生驱动脉冲信号的功能。

第一种方式下的升压电路结构示意图如图4所示，其中：

所述电压采样单元21，用于对升压模块14输出的直流电压信号进行采样；

所述电流采样单元22，用于对升压模块的电感电流信号进行采样，电感电流信号即为流经升压模块中的电感L的电流；

所述电压误差补偿单元23，用于将纹波信号与采样得到的直流电压信号相加后再与电压给定信号比较得到电压误差信号，并将得到电压误差信号进行补偿并转换得到参考电流信号；

所述电流误差补偿单元24，用于将电压误差补偿单元输出的参考电流信号与电流采样单元得到的电感电流信号比较，得到电流误差信号，并将该电流误差信号补偿后输出至PWM单元；

所述PWM单元25，用于对输入自身的三角波信号与补偿后的电流误差信号进行比较，根据比较结果生成驱动脉冲信号。

具体的，可以用硬件实现图4所示的升压电路的结构，也可以用软件来实现图4所示的升压电路中的升压控制模块中的功能，用硬件实现时，电路的具体结构示意图如图5所示，用软件实现时，对图4所示的升压电路结构进行软件控制的控制框图如图6所示。

在图5中，与上述图2中相同的部分构成升压模块；

纹波信号产生模块11包括第六电阻R6和正弦波信号产生器VSin；

电压给定产生模块12包括电压给定产生器Vset和第六电阻R7；

其中，在正弦波信号产生器VSin产生的电压信号和VSin电压给定产生器Vset产生的电压Vset一定时，A点的电压可通过对R6、R7电阻值的调整进行改变，具体A点的电压

电压采样单元21包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端与电路输出端相连，另一端与第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2的另一端接地；

所述电流采样单元22包括第三电阻R3，所述第三电阻R3的一端与开关管的源极相连，另一端与电源的负极相连；

所述电压误差补偿单元23包括电压放大运算器VA，其同相输入端与纹波信号产生模块11的输出端和电压给定信号产生模块12的输出端相连，其反相输入端与位于第一电阻R1和第二电阻R2之间的串联节点（也即电压采样点Vsam）相连，其输出端与电流放大运算器CA的同相输入端相连，还可以包括：电容Cvf、电阻Rvf和电阻Rv，这些元器件的连接关系如图5所示；

所述电流误差补偿单元24包括电流放大运算器CA，其反相输入端与开关管Q1的源极相连，其输出端与电压比较运算器相连，还可以包括：第四电阻R4、电阻Rc、电阻r13、电容Ccf1、电容Ccf2，这些器件的连接关系如图5所示；

所述PWM单元包括电压比较运算器VC和三角信号发生器Vtri，所述电压比较运算器VC的反相输入端与所述三角信号发生器Vtri相连，所述电压比较运算器VC的输出端与开关管Q1的栅极相连，还可以包括：第五电阻R5，连接关系如图5所示。

图6是对图5中具体电路的等效控制框图，其包含两个环路，一个是电压控制环路（外环），一个是电流控制环路（内环），由于环路的本质就是控制其输出量跟踪给定量，因此当电压给定量Vset中叠加纹波信号时，输出量PFCBUS+中自然会有纹波分量。

第二种方式下的升压电路结构示意图如图7所示，其中：

所述电压采样单元21，用于对升压模块输出的直流电压信号进行采样；

所述电流采样单元22，用于对升压模块的电感电流信号进行采样；

所述电压误差补偿单元23，用于将采样得到的直流电压信号与电压给定信号比较得到电压误差信号，并将得到电压误差信号进行补偿并转换得到参考电流信号；

所述电流误差补偿单元24，用于将电压误差补偿单元输出的参考电流信号与电流采样单元得到的电感电流信号比较后再加上纹波信号，得到电流误差信号，并将该电流误差信号补偿后输出至PWM单元；

所述PWM单元25，用于对输入自身的三角波信号与补偿后的电流误差信号进行比较，根据比较结果生成驱动脉冲信号。

具体的，可以用硬件实现图7所示的升压电路结构，也可以用软件来实现图7所示的升压电路中的升压控制模块中的功能，用硬件实现图6所示的升压电路结构的升压电路图如图8所示，用软件实现时，对图7所示的升压电路结构进行软件控制的控制框图如图9所示。

图8所示的硬件电路中，所述电压采样单元21包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端与电路输出端相连，另一端与第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2的另一端接地；

所述电流采样单元22包括第三电阻R3，所述第三电阻R3的一端与开关管Q1的源极相连，另一端与电源的负极相连；

所述电压误差补偿单元23包括电压放大运算器VA，其同相输入端与电压给定信号产生模块12的输出端相连，其反相输入端与位于第一电阻R1和第二电阻R2之间的串联节点Vsam相连，其输出端与电流放大运算器CA的同相输入端相连；

所述电流误差补偿单元24包括电流放大运算器CA，其同相输入端与纹波信号产生模块11的输出端相连，其反相输入端与开关管的源极相连，其输出端与电压比较运算器VC相连；

所述PWM单元25包括电压比较运算器VC和三角信号发生器Vtri，所述电压比较运算器VC的反相输入端与所述三角信号发生器Vtri相连，所述电压比较运算器VC的输出端与开关管Q1的栅极相连。

图8所示的电路与图5所示电路的差别在于，将构成纹波信号产生模块的电阻R6和正弦波信号产生器VSin连接在了电流放大运算器的同相输入端，实现在电流误差补偿单元中叠加纹波信号。

第三种方式下的升压电路的结构示意图如图10所示，其中：

所述电压采样单元21，用于对升压模块输出的直流电压信号进行采样；

所述电流采样单元22，用于对升压模块的电感电流信号进行采样；

所述电压误差补偿单元23，用于将采样得到的直流电压信号与电压给定信号比较得到电压误差信号，并将得到电压误差信号进行补偿并转换得到参考电流信号；

所述电流误差补偿单元24，用于将电压误差补偿单元输出的参考电流信号与电流采样单元得到的电感电流信号比较，得到电流误差信号，并将该电流误差信号补偿后输出至PWM单元；

所述PWM单元25，用于对将纹波信号与补偿后的电流误差信号相加，得到具有纹波分量的电流误差信号，并将具有纹波分量的电流误差信号与输入自身的三角波信号与进行比较，根据比较结果生成驱动脉冲信号。

具体的，可以用硬件实现图10所示的升压电路结构，也可以用软件来实现图10所示的升压电路结构，用硬件实现时，实现图10所示的升压电路结构的升压电路图如图11所示，用软件实现时，对图10所示的升压电路进行软件控制的控制框图如图12所示。

如图11所示的硬件电路中，所述电压采样单元21包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端与电路输出端相连，另一端与第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2的另一端接地；

所述电流采样单元22包括第三电阻R3，所述第三电阻R3的一端与开关管Q1的源极相连，另一端与电源的负极相连；

所述电压误差补偿单元23包括电压放大运算器VA，其同相输入端与电压给定信号产生模块12的输出端相连，其反相输入端与位于第一电阻R1和第二电阻R2之间的串联节点相连，其输出端与电流放大运算器CA的同相输入端相连；

所述电流误差补偿单元24包括电流放大运算器CA，其反相输入端与开关管的源极相连，其输出端与电压比较运算器VC相连；

所述PWM单元25包括电压比较运算器VC和三角信号发生器Vtri，所述电压比较运算器VC的同相输入端与纹波信号产生模块11的输出端相连，反相输入端与所述三角信号发生器Vtri相连，输出端与开关管Q1的栅极相连。

图11所示的电路与图5所示电路的差别在于，将构成纹波信号产生模块的电阻R6和正弦波信号产生器VSin连接在了电压比较运算器的同相输入端，实现在PWM单元中叠加纹波信号。

进一步地，所述纹波信号产生模块包括：正弦波发生器、余弦波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器或馒头波发生器。所述纹波信号的复幅值小于等于电压给定信号幅值的20%，频率小于等于1000HZ。

具体需根据电源系统的配置决定是利用软件还是用硬件方式实现，如果整个电源系统里面没有可以写程序（如单片机、DSP）一类的微处理器，那么就要由硬件电路实现；如果系统里面有微处理器，且环路控制是由软件实现的，那么就用软件实现该方案。如果系统里面有微处理器，但是环路控制是由硬件实现的，那么这个时候该方案可以单独由硬件实现，也可以软硬件结合实现：软件完成纹波的发生，硬件完成纹波信号叠加到环路环节上去。

具体用软件实现时，如果电源系统以微处理器为核心控制器件，图13给出了一种实现电压给定信号叠加交流纹波信号（以正弦波信号为例）的流程图。该流程图13体现的也即为图6中将纹波信号和电压给定信号叠加的具体过程。首先将一个正弦纹波信号线性离散化为Xn个数字量，存储在程序定义的数据空间内，假设要叠加的正弦纹波信号的周期为T_ripple，正弦纹波信号每两个离散点之间的时间间隔为T_Xn，Boost电路环路计算的中断周期为T_ISR，T_ripple包含Xn个T_Xn，T_Xn包含Yn个T_ISR，则在Boost电路环路计算的中断开始后，执行纹波叠加的过程以下包括步骤：

步骤001：判断纹波频率计数器Counter1的值是否小于Xn，若是，则执行步骤002，若否，则执行步骤003。

步骤002：判断纹波离散间隔计数器Counter2的值是否小于Yn，若是，则执行步骤004，若否，则执行步骤005。

步骤003：对Counter1执行归0操作，并执行步骤002。

步骤004：对Counter2执行加1操作，并跳转至步骤002。

步骤005：将离散化的第Counter1个数字量的值叠加在给定电压信号Vset上，并对Counter1执行加1操作，对Counter2执行归0操作，并执行步骤006。

步骤006：将步骤005中的叠加后的信号传输给电压给定环进行环路运算。

上述程序算法的基本思想为：以T_ISR为时间计时基准，每隔T_Xn，在Boost环路电压给定信号叠加一个相应的离散化正弦纹波信号，以T_ripple为周期，循环执行叠加正弦纹波信号。

针对实现图9中的将纹波信号叠加在电压误差补偿单元电压误差补偿单元输出的参考电流信号Iset上的流程图与图13中的类似，不同之处在于在步骤005中“将离散化的第Counter1个数字量的值叠加在给定电压信号Vset上”变为“将离散化的第Counter1个数字量的值叠加在电压误差补偿单元输出的参考电流信号Iset上”。

针对实现图12中的将纹波信号叠加在电流误差补偿单元输出的电流误差信号Piout上的流程图与图13中的类似，不同之处在于在步骤005中“将离散化的第Counter1个数字量的值叠加在给定电压信号Vset上”变为“将离散化的第Counter1个数字量的值叠加电流误差补偿单元输出的电流误差信号Piout上”。

下面通过对现有技术方案与本发明方案的对比，来说明本发明的有益效果。

图14是现有技术中的升压电路图，图14中的各个节点（Vset、Iset、Piout、PWM、PFCBUS+）输出的电压波形图如图15所示；可以看出，当输入电压Vin固定时，PWM脉冲频率和占空比固定，输出电压PFCBUS+也固定，不能为后级电路产生抖频效应提供条件。

图16为本发明的的上述第一种方式（也即为图5或图6所示）下的实现方案中各个节点的电压波形图；可以看出，当输入电压Vin固定时，由于对Vset进行了纹波分量的叠加，因此叠加纹波分量后的Vset（图16中所示的Vset即为叠加纹波分量后的Vset）为含有纹波分量的波动信号，PWM脉冲占空比跟随其变化，输出电压PFCBUS+中重新出现交流分量，因此，可以为后级电路产生抖频效应提供条件，缓解了电源系统的EMI问题。

实施例二

在本发明实施例一提供的升压电路的基础上，本发明实施例提供一中对实施例一种的升压电路的信号输出方法，其流程图如图17所示，包括以下步骤：

步骤101：分别产生并输出电压给定信号和纹波信号；

步骤102：对电感电流和输出的电压信号进行采样，并根据纹波信号、电压给定信号、采样得到的电压信号和电感电流信号产生驱动脉冲信号；

步骤103：在所述驱动脉冲信号的控制下，完成对输入电压信号的升压变化并提供具有纹波分量的直流电压信号输出。

上述步骤102的具体实现方式可以但不局限于以下三种方法：

如图18所示，为本发明实施例二中的第一种产生驱动脉冲信号的方法的流程图，包括以下步骤：

步骤201：将纹波信号与采样得到的直流电压信号相加后再与电压给定信号比较得到电压误差信号，并将得到电压误差信号进行补偿并转换得到参考电流信号；

步骤202：将参考电流信号与电感电流信号比较，得到电流误差信号，并将该电流误差信号进行补偿，得到补偿后的电流误差信号；

步骤203：将三角波信号与补偿后的电流误差信号进行比较，根据比较结果生成驱动脉冲信号。

如图19所示，为本发明实施例二中的第二种产生驱动脉冲信号的方法的流程图，包括以下步骤：

步骤301：将采样得到的直流电压信号与电压给定信号比较得到电压误差信号，并将得到电压误差信号进行补偿并转换得到参考电流信号；

步骤302：将参考电流信号与采样得到的电感电流信号比较后再加上纹波信号，得到电流误差信号，并将该电流误差信号补偿得到补偿后的电流误差信号；

步骤303：将三角波信号与补偿后的电流误差信号进行比较，根据比较结果生成驱动脉冲信号。

如图20所示，为本发明实施例二中的第三种产生驱动脉冲信号的方法的流程图，包括以下步骤：

步骤401：将采样得到的直流电压信号与电压给定信号比较得到电压误差信号，并将得到电压误差信号进行补偿并转换得到参考电流信号；

步骤402：将参考电流信号与采样得到的电感电流信号比较，得到电流误差信号，将该电流误差信号补偿后得到补偿后的电流误差信号；

步骤403：对将纹波信号与补偿后的电流误差信号相加，得到具有纹波分量的电流误差信号，以及将具有纹波分量的电流误差信号与三角波信号与进行比较，根据比较结果生成驱动脉冲信号。

由于具有扰动的信号包含至少一个频率，均可作为纹波信号，因此上述纹波信号可以为一切具有扰动的周期信号，如正弦波信号、余弦波信号、三角波信号、锯齿波信号、馒头波信号等等。

较优的，所述纹波信号的幅值小于等于电压给定信号幅值的20%，频率小于等于1000HZ。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理装置上，使得在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种升压电路，其特征在于，所述升压电路包括：升压模块、升压控制模块、纹波信号产生模块和电压给定信号产生模块；其中，升压模块包括依次串联于电源的正极与电路输出端的正极之间的电感和二极管，还包括一个开关管和一个输出滤波电容，所述开关管的漏极连接于电感和二极管的阳极之间，源极连接于电源的负极和电路输出端的负极之间，所述输出滤波电容连接于二极管的阴极和开关管的源极之间；

所述电压给定信号产生模块，与升压控制模块相连，用于产生并输出电压给定信号至升压控制模块；

所述纹波信号产生模块，与升压控制模块相连，用于产生并输出纹波信号至升压控制模块；

所述升压控制模块，连接在升压模块的开关管的栅极和源极之间，用于对升压模块的电感电流信号和输出的直流电压信号进行采样，并根据纹波信号、电压给定信号、采样得到直流电压信号和电感电流信号产生驱动脉冲信号；

所述升压模块，用于在所述驱动脉冲信号的控制下，完成对电源产生的电压信号的升压变化并提供具有纹波分量的直流电压信号输出；

其中，所述升压控制模块包括电压采样单元、电流采样单元、电压误差补偿单元、电流误差补偿单元和脉冲宽度调制PWM单元；

所述电压采样单元、所述电流采样单元、所述电压误差补偿单元、所述电流误差补偿单元和所述脉冲宽度调制PWM单元，通过以下三种方式中的任一种产生驱动脉冲信号：

第一种方式：电压采样单元，用于对升压模块输出的直流电压信号进行采样；电流采样单元，用于对升压模块的电感电流信号进行采样；电压误差补偿单元，用于将纹波信号与电压给定信号相加后再与采样得到的直流电压信号比较得到电压误差信号，并将得到电压误差信号进行补偿并转换得到参考电流信号；电流误差补偿单元，用于将电压误差补偿单元输出的参考电流信号与电流采样单元得到的电感电流信号比较，得到电流误差信号，并将该电流误差信号补偿后输出至PWM单元；PWM单元，用于对输入自身的三角波信号与补偿后的电流误差信号进行比较，根据比较结果生成驱动脉冲信号；

第二种方式：电压采样单元，用于对升压模块输出的直流电压信号进行采样；电流采样单元，用于对升压模块的电感电流信号进行采样；电压误差补偿单元，用于将采样得到的直流电压信号与电压给定信号比较得到电压误差信号，并将得到电压误差信号进行补偿并转换得到参考电流信号；电流误差补偿单元，用于将电压误差补偿单元输出的参考电流信号与纹波信号相加后再与电流采样单元得到的电感电流信号比较，得到电流误差信号，并将该电流误差信号补偿后输出至PWM单元；PWM单元，用于对输入自身的三角波信号与补偿后的电流误差信号进行比较，根据比较结果生成驱动脉冲信号；

第三种方式：电压采样单元，用于对升压模块输出的直流电压信号进行采样；电流采样单元，用于对升压模块的电感电流信号进行采样；电压误差补偿单元，用于将采样得到的直流电压信号与电压给定信号比较得到电压误差信号，并将得到电压误差信号进行补偿并转换得到参考电流信号；电流误差补偿单元，用于将电压误差补偿单元输出的参考电流信号与电流采样单元得到的电感电流信号比较，得到电流误差信号，并将该电流误差信号补偿后输出至PWM单元；PWM单元，用于对将纹波信号与补偿后的电流误差信号相加，得到具有纹波分量的电流误差信号，并将具有纹波分量的电流误差信号与输入自身的三角波信号与进行比较，根据比较结果生成驱动脉冲信号。

2.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，在第一种方式下：所述电压采样单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与电路输出端相连，另一端与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端接地；

所述电流采样单元包括第三电阻，所述第三电阻的一端与开关管的源极相连，另一端与电源的负极相连；

所述电压误差补偿单元包括电压放大运算器，其同相输入端与纹波信号产生模块的输出端和电压给定信号产生模块的输出端相连，其反相输入端与位于第一电阻和第二电阻之间的串联节点相连，其输出端与电流放大运算器的同相输入端相连；

所述电流误差补偿单元包括电流放大运算器，其反相输入端与开关管的源极相连，其输出端与电压比较运算器相连；

所述PWM单元包括电压比较运算器和三角信号发生器，所述电压比较运算器的反相输入端与所述三角信号发生器相连，所述电压比较运算器的输出端与开关管的栅极相连。

3.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，在第二种方式下：所述电压采样单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与电路输出端相连，另一端与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端接地；

所述电流采样单元包括第三电阻，所述第三电阻的一端与开关管的源极相连，另一端与电源的负极相连；

所述电压误差补偿单元包括电压放大运算器，其同相输入端与电压给定信号产生模块的输出端相连，其反相输入端与位于第一电阻和第二电阻之间的串联节点相连，其输出端与电流放大运算器的同相输入端相连；

所述电流误差补偿单元包括电流放大运算器，其同相输入端与纹波信号产生模块的输出端相连，其反相输入端与开关管的源极相连，其输出端与电压比较运算器相连；

所述PWM单元包括电压比较运算器和三角信号发生器，所述电压比较运算器的反相输入端与所述三角信号发生器相连，所述电压比较运算器的输出端与开关管的栅极相连。

4.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，在第三种方式下：所述电压采样单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与电路输出端相连，另一端与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端接地；

所述电流采样单元包括第三电阻，所述第三电阻的一端与开关管的源极相连，另一端与电源的负极相连；

所述电压误差补偿单元包括电压放大运算器，其同相输入端与电压给定信号产生模块的输出端相连，其反相输入端与位于第一电阻和第二电阻之间的串联节点相连，其输出端与电流放大运算器的同相输入端相连；

所述电流误差补偿单元包括电流放大运算器，其反相输入端与开关管的源极相连，其输出端与电压比较运算器相连；

所述PWM单元包括电压比较运算器和三角信号发生器，所述电压比较运算器的同相输入端与纹波信号产生模块的输出端相连，反相输入端与所述三角信号发生器相连，输出端与开关管的栅极相连。

5.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，所述纹波信号产生模块包括：正弦波发生器、余弦波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器或馒头波发生器。

6.一种用于权利要求1所述的升压电路的信号输出方法，其特征在于，所述信号输出方法包括：

分别产生并输出电压给定信号和纹波信号；

对电感电流和输出的直流电压信号进行采样，并根据纹波信号、电压给定信号、采样得到的直流电压信号和电感电流信号产生驱动脉冲信号；

在所述驱动脉冲信号的控制下，完成对电源产生的电压信号的升压变化并提供具有纹波分量的直流电压信号输出。

7.如权利要求6所述的信号输出方法，其特征在于，对电感电流和输出的直流电压信号进行采样，并根据纹波信号、电压给定信号、采样得到的直流电压信号和电感电流信号产生驱动脉冲信号，具体包括：

将纹波信号与电压给定信号相加后再与采样得到的直流电压信号比较得到电压误差信号，并将得到电压误差信号进行补偿并转换得到参考电流信号；

将参考电流信号与电感电流信号比较，得到电流误差信号，并将该电流误差信号进行补偿，得到补偿后的电流误差信号；

将三角波信号与补偿后的电流误差信号进行比较，根据比较结果生成驱动脉冲信号。

8.如权利要求6所述的信号输出方法，其特征在于，对电感电流和输出的直流电压信号进行采样，并根据纹波信号、电压给定信号、采样得到的直流电压信号和电感电流信号产生驱动脉冲信号，具体包括：

将采样得到的直流电压信号与电压给定信号比较得到电压误差信号，并将得到电压误差信号进行补偿并转换得到参考电流信号；

将参考电流信号与纹波信号相加后再与采样得到的电感电流信号比较，得到电流误差信号，并将该电流误差信号补偿得到补偿后的电流误差信号；

将三角波信号与补偿后的电流误差信号进行比较，根据比较结果生成驱动脉冲信号。

9.如权利要求6所述的信号输出方法，其特征在于，对电感电流和输出的直流电压信号进行采样，并根据纹波信号、电压给定信号、采样得到的直流电压信号和电感电流信号产生驱动脉冲信号，具体包括：

将采样得到的直流电压信号与电压给定信号比较得到电压误差信号，并将得到电压误差信号进行补偿并转换得到参考电流信号；

将参考电流信号与采样得到的电感电流信号比较，得到电流误差信号，将该电流误差信号补偿后得到补偿后的电流误差信号；

对将纹波信号与补偿后的电流误差信号相加，得到具有纹波分量的电流误差信号，以及将具有纹波分量的电流误差信号与三角波信号与进行比较，根据比较结果生成驱动脉冲信号。

10.如权利要求6所述的信号输出方法，其特征在于，所述纹波信号的幅值小于等于电压给定信号幅值的20％，频率小于等于1000HZ。