CN108683335A - 一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路 - Google Patents

一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其中控制电路与功率主电路的可控端连接；控制电路通过一光耦隔离OPT与系统扰动响应模块连接；系统扰动响应模块与功率主电路连接；控制电路采样前级电路的二极管开关周期平均值，系统扰动响应模块采样全桥的输出电感开关周期平均值，构成可复位积分单周期闭环控制；且所述控制电路构成多输出移相PWM驱动信号，控制功率主电路中的功率开关通断。功率主电路前级电路采用可复位积分单周期控制方式，两级电路采用一套闭环控制电路；通过采样二极管电压平均值、输出电感开关周期平均值等中间变量，进一步提高电路系统对扰动的响应速度，实现高效、动态特性好的功率变换过程。

Description

一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路
技术领域
本发明属于电力电子变流技术领域，具体涉及一种单周期控制策略的交错 Buck和全桥电路。
背景技术
开关电源以其体积小、效率高等优点得到广泛应用及发展，在大功率应用场合，如航空电源、电动汽车车用电源、通信电源等，两级电路交错Buck和全桥电路具有大容量、低电压电流纹波特性，以及易实现高效率、高功率密度和高可靠性等优点；传统电压环控制下的开关电源对输入电压干扰抑制能力有限，动态响应速度较慢，现有两级电路通常采用两套控制电路，相对较为复杂，且动态响应速度较慢，可靠性不高，为进一步提高电源的动态响应性能和可靠性，在控制策略上做进一步研究有着重要意义。
两级电路采用一套控制电路使得控制电路简化，具有较高的性能价格比，同时一套控制电路能够提高控制系统的动态响应速度及可靠性，具有重要的研究意义和实用价值。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，可复位积分的单周期控制策略结合副边PI控制，同时引入滤波电感电压反馈信号，两级电路一套闭环控制电路提高系统的动态响应性能和抗干扰能力。
本发明采用以下方案实现：一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其包括功率主电路、控制电路及系统扰动响应模块；控制电路与功率主电路的可控端连接；所述控制电路通过一光耦隔离OPT与系统扰动响应模块连接；所述系统扰动响应模块与功率主电路连接；功率主电路采用两级电路，其中前级电路采用交错Buck电路、单相Buck电路、多相交错Buck电路或Boost电路，后级采用开环控制全桥电路；所述控制电路采样前级电路的二极管开关周期平均值，系统扰动响应模块采样全桥的输出电感开关周期平均值，构成可复位积分单周期闭环控制；且所述控制电路构成多输出移相PWM驱动信号，控制功率主电路中的功率开关通断。
在本发明一实施例中，所述功率主电路包括输入电压Vin、功率MOS管Sb1、功率MOS管Sb2、功率二极管Db1、功率二极管Db2、电感Lb1、电感Lb2、滤波电容Ca、功率MOS管Q1、功率MOS管Q2、功率MOS管Q3、功率MOS管Q4、谐振电感Lr、变压器T、功率MOS管Sr1、功率MOS管Sr2、输出滤波电感Lf、输出滤波电容Co及输出负载Ro；所述控制电路包括运算放大器AMP1、运算放大器AMP2、采样电阻R1、补偿电容C1、复位开关rst1、复位开关rst2、加法器M1、加法器M2、比较器COM1、比较器COM2、RS触发器RS1及RS触发器RS2；所述运算放大器AMP1的反相输入端分别与采样电阻R1一端、补偿电容C1一端、复位开关rst1一端连接；采样电阻 R1另一端连接至功率二极管Db1的阴极；运算放大器AMP1正相输入端连接至原边地；运算放大器AMP1输出端分别与加法器M1一输入端、补偿电容C1另一端、复位开关rst1另一端连接；加法器M1另一输入端连接至光耦隔离OPT输出端；加法器M1输出端连接至比较器COM1正相输入端；比较器COM1反相输入端连接基准电压Vref1；比较器COM1输出端连接至RS触发器RS1的复位引脚R；RS触发器RS1 的设位引脚S连接时钟信号CLK1；RS触发器RS1的引脚连接至复位开关rst1 复位端；RS触发器RS1的引脚Q连接至第一隔离驱动输入端；第一隔离驱动输出端连接至功率MOS管Sb1栅极；运算放大器AMP2的反相输入端连接至采样电阻R2一端、补偿电容C2一端、复位开关rst2一端；采样电阻R2另一端连接至功率二极管Db2的阴极；运算放大器AMP2正相输入端连接至原边参考地；运算放大器AMP2 输出端连接至加法器M2一输入端、补偿电容C2另一端、复位开关rst2另一端；加法器M2另一输入端连接至光耦隔离OPT输出端；加法器M2输出端连接至比较器COM2正相输入端；比较器COM2反相输入端连接基准电压Vref1；比较器COM2输出端连接至RS触发器RS2的复位引脚R；RS触发器RS2的设位引脚S连接时钟信号CLK2；RS触发器RS2的引脚连接至复位开关rst2复位端；RS触发器RS2的引脚Q连接至第二隔离驱动输入端；第二隔离驱动输出端连接至功率MOS管Sb2栅极。
进一步的，所述功率主电路中的功率二极管Db1、功率二极管Db2采用快恢复二极管；功率MOS管Sb1、功率MOS管Sb2、功率MOS管Q1、功率MOS管Q2、功率MOS 管Q3、功率MOS管Q4、功率MOS管Sr1、功率MOS管Sr2采用高频开关MOS管；所述变压器T为高频变压器，其原副边的同名端为同方向激磁。
进一步的，所述输出滤波电感Lf为高频电感器；滤波电容Ca为高频电容，输出电容Co为电解电容。
在本发明一实施例中，所述系统扰动响应模块包括电感电压开关周期平均值处理模块A、运算放大器AMP3加法器M3、采样电阻R4、采样电阻R5、补偿电容C3一端及补偿电容C4；所述运算放大器AMP3反相输入端连接至采样电阻R4一端、采样电阻R5一端、补偿电容C3一端、补偿电容C4一端；采样电阻R4另一端连接至输出滤波电容Co正极、负载电阻Ro正输入端；采样电阻R5另一端连接至功率主电路的副边地；运算放大器AMP3正相输入端连接参考电压Vref；补偿电容C4另一端连接至补偿电阻R3一端；运算放大器AMP3输出端连接至补偿电阻R3另一端、补偿电容C3另一端、加法器M3一输入端；电感电压开关周期平均值处理模块A输入端连接至功率主电路的滤波电感Lf两端；电感电压开关周期平均值处理模块A输出端连接至加法器M3另一输入端；加法器M3输出端连接至光耦隔离OPT输入端。
在本发明一实施例中，当输入电压出现扰动，输出滤波电感电压开关周期平均值为零，采样输出电压送至运算放大器AMP3的反相输入端，经过电容C3、电容C4、电阻R3补偿后得到反馈信号Vco，反馈信号Vco与电感电压平均值信号通过加法器M3叠加得到反馈信号Vc,反馈信号Vc为零，Vc经过光耦隔离OPT传递至原边参与闭环控制；给定时钟信号CLK1，RS触发器RS1的引脚Q输出高电平信号，通过第一隔离驱动使功率MOS管Sb1导通；RS触发器RS1的引脚输出给复位开关 rst1信号为低电平，此时运算放大器AMP1开始对功率二极管Db1阴极对地电压进行采样积分，得到积分反馈信号Vc1，此时输入电压为扰动电压V'in，大于稳态工作状态下电压值Vin，故积分反馈信号Vc1斜率变大，积分反馈信号Vc1与副边反馈信号Vc经过加法器M1叠加得到环路反馈信号Vm1，Vm1与基准信号Vref1进行比较，基准信号Vref1保持不变，故RS触发器RS1引脚Q输出高电平时间Ton变小；当反馈信号Vm1到达基准值Vref1，RS触发器RS1输出PWM信号产生翻转，RS触发器RS1的引脚Q输出低电平，通过第一隔离驱动使功率MOS管Sb1关断，RS触发器RS1的引脚输出给复位开关rst1信号为高电平，运算放大器AMP1进行复位，直到运算放大器AMP1复位结束，一个开关周期Ts结束，运算放大器AMP1复位时间变长；运算放大器AMP1复位结束后进入下一个周期控制，周而复始进行闭环控制。
在本发明一实施例中，当负载出现扰动，输出滤波电感电压开关周期平均值不为零，采样输出电压送至运算放大器AMP3的反相输入端，经过电容C3、电容C4、电阻R3补偿后得到反馈信号Vco，反馈信号Vco与电感电压平均值信号通过加法器M3叠加得到反馈信号Vc,反馈信号Vc不为零，Vc经过光耦隔离OPT传递至原边参与闭环控制；t1时刻,给定时钟信号CLK1，RS触发器RS1的引脚Q输出高电平信号，通过第一隔离驱动使功率MOS管Sb1导通；RS触发器RS1的引脚输出给复位开关rst1信号为低电平，此时运算放大器AMP1开始对功率二极管Db1阴极对地电压进行采样积分，得到积分反馈信号Vc1，积分反馈信号Vc1与副边反馈信号 Vc经过加法器M1叠加得到环路反馈信号Vm1，环路反馈信号Vm1较稳态情况下抬高， Vm1与基准信号Vref1进行比较，基准信号Vref1保持不变，故RS触发器RS1引脚Q输出高电平时间Ton变小；当反馈信号Vm1到达基准值Vref1，RS触发器RS1输出PWM信号产生翻转，RS触发器RS1的引脚Q输出低电平，通过第一隔离驱动使功率MOS管 Sb1关断，RS触发器RS1的引脚输出给复位开关rst1信号为高电平，运算放大器 AMP1进行复位，直到运算放大器AMP1复位结束，一个开关周期Ts结束，运算放大器AMP1复位时间变长；运算放大器AMP1复位结束后进入下一个周期控制，周而复始进行闭环控制。
在本发明一实施例中，运算放大器AMP2控制回路工作原理与运算放大器 AMP1控制回路工作原理相同，控制信号相位差180°。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果。
1、主功率电路交错Buck和全桥电路，具有大容量、易实现高效率、低电压电流纹波和可靠性高等优点。
2、两级电路采用一套闭环控制电路，提高性能价格比。
3、通过采样二极管电压平均值、输出电感开关周期平均值等中间变量和输出闭环反馈结合，进一步提高电路系统对扰动的响应速度。
附图说明
图1是本发明的一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路原理图。
图2是本发明的一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路稳态工作下控制时序图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
本发明提供了一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，可复位积分的单周期控制策略结合副边PI控制，同时引入电感电压扰动信号，提高系统的动态响应性能和抗扰动能力。其包括功率主电路、控制电路及系统扰动响应模块；控制电路与功率主电路的可控端连接；所述控制电路通过一光耦隔离OPT与系统扰动响应模块连接；所述系统扰动响应模块与功率主电路连接；功率主电路采用两级电路，其中前级电路采用交错Buck电路、单相Buck电路、多相交错Buck电路或 Boost电路，后级采用开环控制全桥电路；所述控制电路采样前级电路的二极管开关周期平均值，系统扰动响应模块采样全桥的输出电感开关周期平均值，构成可复位积分单周期闭环控制；且所述控制电路构成多输出移相PWM驱动信号，控制功率主电路中的功率开关通断。
本发明一实施例的具体电路原理图如图1所示。功率主电路包括输入电压Vin、功率MOS管Sb1、功率MOS管Sb2、功率二极管Db1、功率二极管Db2、电感Lb1、电感 Lb2、滤波电容Ca、功率MOS管Q1、功率MOS管Q2、功率MOS管Q3、功率MOS管Q4、谐振电感Lr、变压器T、功率MOS管Sr1、功率MOS管Sr2、输出滤波电感Lf、输出滤波电容Co、输出负载Ro；控制电路中，积分器1运算放大器AMP1的反相输入端连接至采样电阻R1一端、补偿电容C1一端、复位开关rst1一端；采样电阻R1另一端连接至功率二极管Db1的阴极；运算放大器AMP1正相输入端连接至原边地；运算放大器AMP1输出端连接至加法器M1一输入端、补偿电容C1另一端、复位开关rst1另一端；加法器M1另一输入端连接至光耦隔离OPT输出端；加法器M1输出端连接至比较器COM1正相输入端；比较器COM1反相输入端连接基准电压Vref1；比较器COM1输出端连接至RS触发器1的复位引脚R；RS触发器1的设位引脚S 连接时钟信号CLK1；RS触发器1的引脚连接至复位开关rst1复位端；RS触发器1的引脚Q连接至隔离驱动1输入端；隔离驱动1输出端连接至功率MOS管Sb1栅极；积分器2运算放大器AMP2的反相输入端连接至采样电阻R2一端、补偿电容 C2一端、复位开关rst2一端；采样电阻R2另一端连接至功率二极管Db2的阴极；运算放大器AMP2正相输入端连接至原边参考地；运算放大器AMP2输出端连接至加法器M2一输入端、补偿电容C2另一端、复位开关rst2另一端；加法器M2另一输入端连接至光耦隔离OPT输出端；加法器M2输出端连接至比较器COM2正相输入端；比较器COM2反相输入端连接基准电压Vref1；比较器COM2输出端连接至RS 触发器2的复位引脚R；RS触发器2的设位引脚S连接时钟信号CLK2；RS触发器 2的引脚连接至复位开关rst2复位端；RS触发器2的引脚Q连接至隔离驱动2 输入端；隔离驱动2输出端连接至功率MOS管Sb2栅极；运算放大器AMP3反相输入端连接至采样电阻R4一端、采样电阻R5一端、补偿电容C3一端、补偿电容C4一端；采样电阻R4另一端连接至输出滤波电容Co正极、负载电阻Ro正输入端；采样电阻R5另一端连接至副边参考地；运算放大器AMP3正相输入端连接参考电压Vref；补偿电容C4另一端连接至补偿电阻R3一端；运算放大器AMP3输出端连接至补偿电阻R3另一端、补偿电容C3另一端、加法器M3一输入端；电感电压开关周期平均值处理模块A输入端连接至滤波电感Lf两端；电感电压开关周期平均值处理模块A 输出端连接至加法器M3另一输入端；加法器M3输出端连接至光耦隔离OPT输入端。
较佳的，本实施例中，所述功率主电路中交错Buck功率二极管Db1、功率二极管Db2采用快恢复二极管。
本实施例中，功率主电路中功率MOS管Sb1、功率MOS管Sb2、功率MOS管Q1、功率MOS管Q2、功率MOS管Q3、功率MOS管Q4、功率MOS管Sr1、功率MOS管Sr2采用高频开关MOS管；
本实施例中，所述功率主电路中前级电路可以采用交错Buck电路或者单相 Buck电路、多相交错Buck电路和Boost电路等，后级采用开环控制全桥电路；
本实施例中，所述功率主电路中变压器T为高频变压器，其原副边的同名端为同方向激磁；
本实施例中，所述功率主电路中输出滤波电感Lf为高频电感器；
本实施例中，所述功率主电路中中间电容(滤波电容)Ca为高频电容，输出电容Co为电解电容；
本实施例中，所述采样前级交错Buck电路二极管开关周期平均值和采样全桥输出电感开关周期平均值，构成可复位积分单周期闭环控制；
本实施例中，所述控制电路可以构成多输出移相PWM驱动信号。
本发明两级电路一套闭环控制电路，前馈采样关键电参量，实现提高性能价格比和控制对象的控制特性。
如图2所示，本实施例提供了一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路稳态工作控制时序图。稳态工作下，输出滤波电感电压开关周期平均值为零，采样输出电压送至运算放大器AMP3的反相输入端，经过电容C3、电容C4、电阻R3补偿后得到反馈信号Vco，反馈信号Vco与电感电压平均值信号通过加法器M3叠加得到反馈信号Vc,反馈信号Vc为0，Vc经过光耦隔离OPT传递至原边参与闭环控制；t0时刻,给定时钟信号CLK1，RS触发器1的引脚Q输出高电平信号，通过隔离驱动1使功率MOS管Sb1导通；RS触发器1的引脚输出给复位开关rst1信号为低电平，此时积分器1开始对功率二极管Db1阴极对地电压进行采样积分，得到积分反馈信号Vc1，积分反馈信号Vc1与副边反馈信号Vc经过加法器M1叠加得到环路反馈信号Vm1，Vm1与基准信号Vref1进行比较；t1时刻,反馈信号Vm1到达基准值Vref1， RS触发器1输出PWM信号产生翻转，RS触发器1的引脚Q输出低电平，通过隔离驱动1使功率MOS管Sb1关断，RS触发器1的引脚输出给复位开关rst1信号为高电平，积分器1进行复位，直到t2时刻积分器1复位结束，一个开关周期Ts结束；积分器1复位结束后进入下一个周期控制，周而复始进行闭环控制。
本实施例中，稳态工作时，副边电感电压开关周期平均值信号为零，对控制系统不产生影响。
本实施例提供了一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路输入电压扰动控制：t0时刻输入电压出现扰动，输出滤波电感电压开关周期平均值为零，采样输出电压送至运算放大器AMP3的反相输入端，经过电容C3、电容C4、电阻R3补偿后得到反馈信号Vco，反馈信号Vco与电感电压平均值信号通过加法器M3叠加得到反馈信号Vc,反馈信号Vc为零，Vc经过光耦隔离OPT传递至原边参与闭环控制；t1时刻,给定时钟信号CLK1，RS触发器1的引脚Q输出高电平信号，通过隔离驱动1 使功率MOS管Sb1导通；RS触发器1的引脚输出给复位开关rst1信号为低电平，此时积分器1(运算放大器AMP1)开始对功率二极管Db1阴极对地电压进行采样积分，得到积分反馈信号Vc1，此时输入电压为扰动电压V′in，大于稳态工作状态下电压值Vin，故积分反馈信号Vc1斜率变大，积分反馈信号Vc1与副边反馈信号Vc经过加法器M1叠加得到环路反馈信号Vm1，Vm1与基准信号Vref1进行比较，基准信号Vref1保持不变，故RS触发器1引脚Q输出高电平时间Ton变小；t2时刻,反馈信号Vm1到达基准值Vref1，RS触发器1输出PWM信号产生翻转，RS触发器1的引脚Q输出低电平，通过隔离驱动1使功率MOS管Sb1关断，RS触发器1的引脚输出给复位开关rst1信号为高电平，积分器1进行复位，直到t3时刻积分器1复位结束，一个开关周期Ts结束，积分器1复位时间变长；积分器1复位结束后进入下一个周期控制，周而复始进行闭环控制。
本实施例中，稳态工作时，副边电感电压开关周期平均值信号为零，对控制系统不产生影响。
本实施例提供了一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路负载扰动下控制：t0时刻负载出现扰动，输出滤波电感电压开关周期平均值不为零，采样输出电压送至运算放大器AMP3的反相输入端，经过电容C3、电容C4、电阻R3补偿后得到反馈信号Vco，反馈信号Vco与电感电压平均值信号通过加法器M3叠加得到反馈信号Vc,反馈信号Vc不为零，Vc经过光耦隔离OPT传递至原边参与闭环控制；t1时刻,给定时钟信号CLK1，RS触发器1的引脚Q输出高电平信号，通过隔离驱动1 使功率MOS管Sb1导通；RS触发器1的引脚输出给复位开关rst1信号为低电平，此时积分器1开始对功率二极管Db1阴极对地电压进行采样积分，得到积分反馈信号Vc1，积分反馈信号Vc1与副边反馈信号Vc经过加法器M1叠加得到环路反馈信号Vm1，环路反馈信号Vm1较稳态情况下抬高，Vm1与基准信号Vref1进行比较，基准信号 Vref1保持不变，故RS触发器1引脚Q输出高电平时间Ton变小；t2时刻,反馈信号Vm1到达基准值Vref1，RS触发器1输出PWM信号产生翻转，RS触发器1的引脚Q输出低电平，通过隔离驱动1使功率MOS管Sb1关断，RS触发器1的引脚输出给复位开关rst1信号为高电平，积分器1进行复位，直到t3时刻积分器1复位结束，一个开关周期Ts结束，积分器1复位时间变长；积分器1复位结束后进入下一个周期控制，周而复始进行闭环控制。
本实施例中，负载扰动时，副边电感电压开关周期平均值信号不为零，副边电感电压开关周期平均值信号参与控制系统控制。
积分器2(运算放大器AMP2)控制回路工作原理与积分器1控制回路工作原理相同，控制信号相位差180°。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于：包括功率主电路、控制电路及系统扰动响应模块；控制电路与功率主电路的可控端连接；所述控制电路通过一光耦隔离OPT与系统扰动响应模块连接；所述系统扰动响应模块与功率主电路连接；
功率主电路采用两级电路，其中前级电路采用交错Buck电路、单相Buck电路、多相交错Buck电路或Boost电路，后级采用开环控制全桥电路；
所述控制电路采样前级电路的二极管开关周期平均值，系统扰动响应模块采样全桥的输出电感开关周期平均值，构成可复位积分单周期闭环控制；
且所述控制电路构成多输出移相PWM驱动信号，控制功率主电路中的功率开关通断。
2.根据权利要求1所述的单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于：所述功率主电路包括输入电压V in 、功率MOS管Sb1、功率MOS管Sb2、功率二极管Db1、功率二极管Db2、电感L b1 、电感L b2 、滤波电容C a 、功率MOS管Q1、功率MOS管Q2、功率MOS管Q3、功率MOS管Q4、谐振电感L r 、变压器T、功率MOS管Sr1、功率MOS管Sr2、输出滤波电感L f 、输出滤波电容C o 及输出负载R o ;
所述控制电路包括运算放大器AMP1、运算放大器AMP2、采样电阻R 1 、补偿电容C 1 、复位开关rst1、复位开关rst2、加法器M1、加法器M2、比较器COM1、比较器COM2、RS触发器RS1及RS触发器RS2；
所述运算放大器AMP1的反相输入端分别与采样电阻R 1 一端、补偿电容C 1 一端、复位开关rst1一端连接；采样电阻R 1 另一端连接至功率二极管Db1的阴极；运算放大器 AMP1正相输入端连接至原边地；运算放大器 AMP1输出端分别与加法器M1一输入端、补偿电容C 1 另一端、复位开关rst1另一端连接；加法器M1另一输入端连接至光耦隔离OPT输出端；加法器M1输出端连接至比较器COM1正相输入端；比较器COM1反相输入端连接基准电压V ref1 ；比较器COM1输出端连接至RS触发器RS1的复位引脚R；RS触发器RS1的设位引脚S连接时钟信号CLK1；RS触发器RS1的引脚连接至复位开关rst1复位端；RS触发器RS1的引脚Q连接至第一隔离驱动输入端；第一隔离驱动输出端连接至功率MOS管Sb1栅极；运算放大器AMP2的反相输入端连接至采样电阻R 2 一端、补偿电容C 2 一端、复位开关rst2一端；采样电阻R 2 另一端连接至功率二极管Db2的阴极；运算放大器 AMP2正相输入端连接至原边参考地；运算放大器 AMP2输出端连接至加法器M2一输入端、补偿电容C 2 另一端、复位开关rst2另一端；加法器M2另一输入端连接至光耦隔离OPT输出端；加法器M2输出端连接至比较器COM2正相输入端；比较器COM2反相输入端连接基准电压V ref1 ；比较器COM2输出端连接至RS触发器RS2的复位引脚R；RS触发器RS2的设位引脚S连接时钟信号CLK2；RS触发器RS2的引脚 连接至复位开关rst2复位端；RS触发器RS2的引脚Q连接至第二隔离驱动输入端；第二隔离驱动输出端连接至功率MOS管Sb2栅极。
3.根据权利要求2所述的单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于：所述功率主电路中的功率二极管Db1、功率二极管Db2采用快恢复二极管；功率MOS管Sb1、功率MOS管Sb2、功率MOS管Q1、功率MOS管Q2、功率MOS管Q3、功率MOS管Q4、功率MOS管Sr1、功率MOS管Sr2采用高频开关MOS管；所述变压器T为高频变压器，其原副边的同名端为同方向激磁。
4.根据权利要求2所述的单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于：所述输出滤波电感L f 为高频电感器；滤波电容C a 为高频电容，输出电容C o 为电解电容。
5.根据权利要求2所述的单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于： 所述系统扰动响应模块包括电感电压开关周期平均值处理模块A、运算放大器AMP3加法器M3、采样电阻R 4 、采样电阻R 5 、补偿电容C 3 一端及补偿电容C 4 ；
所述运算放大器AMP3反相输入端连接至采样电阻R 4 一端、采样电阻R 5 一端、补偿电容C 3 一端、补偿电容C 4 一端；采样电阻R 4 另一端连接至输出滤波电容C o 正极、负载电阻R o 正输入端；采样电阻R 5 另一端连接至功率主电路的副边参考地；运算放大器AMP3正相输入端连接参考电压V ref ；补偿电容C 4 另一端连接至补偿电阻R 3 一端；运算放大器AMP3输出端连接至补偿电阻R 3 另一端、补偿电容C 3 另一端、加法器M3一输入端；电感电压开关周期平均值处理模块A输入端连接至功率主电路的滤波电感L f 两端；
电感电压开关周期平均值处理模块A输出端连接至加法器M3另一输入端；加法器M3输出端连接至光耦隔离OPT输入端。
6.根据权利要求5所述的单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于：
稳态工作下，输出滤波电感电压开关周期平均值为零，采样输出电压送至运算放大器AMP3的反相输入端，经过电容C 3 、电容C 4 、电阻R 3 补偿后得到反馈信号V co ，反馈信号V co 与电感电压平均值信号 通过加法器M3叠加得到反馈信号V c , 反馈信号V c 为0，V c 经过光耦隔离OPT传递至原边参与闭环控制;给定时钟信号CLK1，RS触发器RS1的引脚Q输出高电平信号，通过第一隔离驱动使功率MOS 管Sb1导通；RS触发器RS1的引脚输出给复位开关rst1信号为低电平，此时运算放大器AMP1开始对功率二极管Db1阴极对地电压进行采样积分，得到积分反馈信号V c1 ，积分反馈信号V c1 与副边反馈信号V c 经过加法器M1叠加得到环路反馈信号V m1 ，V m1 与基准信号V ref1 进行比较;反馈信号V m1 到达基准值V ref1 时RS触发器RS1输出PWM信号产生翻转，RS触发器RS1的引脚Q输出低电平，通过第一隔离驱动使功率MOS 管Sb1关断，RS触发器RS1的引脚输出给复位开关rst1信号为高电平，运算放大器AMP1进行复位，直到运算放大器AMP1复位结束，一个开关周期T s 结束；运算放大器AMP1复位结束后进入下一个周期控制，周而复始进行闭环控制。
7.根据权利要求5所述单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于：
当输入电压出现扰动，输出滤波电感电压开关周期平均值为零，采样输出电压送至运算放大器AMP3的反相输入端，经过电容C 3 、电容C 4 、电阻R 3 补偿后得到反馈信号V co ，反馈信号V co 与电感电压平均值信号通过加法器M3叠加得到反馈信号V c , 反馈信号V c 为零，V c 经过光耦隔离OPT传递至原边参与闭环控制;给定时钟信号CLK1，RS触发器RS1的引脚Q输出高电平信号，通过第一隔离驱动使功率MOS 管Sb1导通；RS触发器RS1的引脚输出给复位开关rst1信号为低电平，此时运算放大器AMP1开始对功率二极管Db1阴极对地电压进行采样积分，得到积分反馈信号V c1 ，此时输入电压为扰动电压，大于稳态工作状态下电压值V in ，故积分反馈信号V c1 斜率变大，积分反馈信号V c1 与副边反馈信号V c 经过加法器M1叠加得到环路反馈信号V m1 ，V m1 与基准信号V ref1 进行比较，基准信号V ref1 保持不变，故RS触发器RS1引脚Q输出高电平时间T on 变小;当反馈信号V m1 到达基准值V ref1 ，RS触发器RS1输出PWM信号产生翻转，RS触发器RS1的引脚Q输出低电平，通过第一隔离驱动使功率MOS 管Sb1关断，RS触发器RS1的引脚 输出给复位开关rst1信号为高电平，运算放大器AMP1进行复位，直到运算放大器AMP1复位结束，一个开关周期T s 结束，运算放大器AMP1复位时间变长；运算放大器AMP1复位结束后进入下一个周期控制，周而复始进行闭环控制。
8.根据权利要求5所述单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于：
当负载出现扰动，输出滤波电感电压开关周期平均值不为零，采样输出电压送至运算放大器AMP3的反相输入端，经过电容C 3 、电容C 4 、电阻R 3 补偿后得到反馈信号V co ，反馈信号V co 与电感电压平均值信号通过加法器M3叠加得到反馈信号V c ,反馈信号V c 不为零，V c 经过光耦隔离OPT传递至原边参与闭环控制;t 1 时刻,给定时钟信号CLK1，RS触发器RS1的引脚Q输出高电平信号，通过第一隔离驱动使功率MOS 管Sb1导通；RS触发器RS1的引脚 输出给复位开关rst1信号为低电平，此时运算放大器AMP1开始对功率二极管Db1阴极对地电压进行采样积分，得到积分反馈信号V c1 ，积分反馈信号V c1 与副边反馈信号V c 经过加法器M1叠加得到环路反馈信号V m1 ，环路反馈信号V m1 较稳态情况下抬高，V m1 与基准信号V ref1 进行比较，基准信号V ref1 保持不变，故RS触发器RS1引脚Q输出高电平时间T on 变小;当反馈信号V m1 到达基准值V ref1 ，RS触发器RS1输出PWM信号产生翻转，RS触发器RS1的引脚Q输出低电平，通过第一隔离驱动使功率MOS 管Sb1关断，RS触发器RS1的引脚 输出给复位开关rst1信号为高电平，运算放大器AMP1进行复位，直到运算放大器AMP1复位结束，一个开关周期T s 结束，运算放大器AMP1复位时间变长；运算放大器AMP1复位结束后进入下一个周期控制，周而复始进行闭环控制。
9.根据权利要求6、7或8所述的单周期控制策略的交错Buck和全桥电路，其特征在于：运算放大器AMP2控制回路工作原理与运算放大器AMP1控制回路工作原理相同，控制信号相位差180°。
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