CN111740610B - 一种输入电压前馈电路、输入电压前馈控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种输入电压前馈电路及输入电压前馈控制方法,通过斜坡电压产生电路用来产生一个与输入电压成正比的斜坡电压,以数字控制器的控制算法和其内部的模拟比较器终止DPWM模块的工作周期来实现占空比的调节,无论输入电压变化的速度有多快,输入电压与初级接通时间的乘积都几乎是一个恒定值,实现输入电压的前馈控制。本申请针对线路电压输入瞬变,输出电压可提供非常快的响应,能够解决在输入电压变化时,稳定补偿电压,从而使反馈环路不动作的情况下,直接稳定输出电压,得到更好的环路响应,提升了系统的稳定性和可靠性。

Description

一种输入电压前馈电路、输入电压前馈控制方法及装置
技术领域
本申请涉及电子电路技术领域,尤其涉及基于数字控制器的一种输入电压前馈电路、输入电压前馈控制方法及装置。
背景技术
在正常情况下,开关电源都是稳压输出,然而在遇到输入电压快速跳变时,例如:在输入电压快速上升时,仅靠反馈电路的作用,输出电压过冲一般都会比较高,很容易导致输出过压保护电路的误动作;而在输入电压快速跌落时,仅靠反馈电路的作用,输出电压跌落也会比较大,很容易导致负载电路的复位。为了避免误动作或负载电路的复位,就需要增加输入电压前馈电路,使驱动信号的占空比能够随着输入电压的变化而迅速变小或变大,从而降低输出电压过冲或减少电压跌落,提高开关电源的动态响应速度。
因此,如何解决在输入电压变化时,稳定补偿输出电压,从而使反馈环路不动作的情况下,直接稳定输出电压,提升系统的稳定性和可靠性,是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种输入电压前馈电路、输入电压前馈控制方法及装置,在输入电压变化时,稳定补偿输出电压,从而使反馈环路不动作的情况下,直接稳定输出电压,提升系统的稳定性和可靠性。
为了实现上述目的,本申请提供了以下技术方案:
一种输入电压前馈电路,用于电压模式控制的直流变换器,所述输入电压前馈电路包括:斜坡电压产生电路和数字控制器,其中:
所述斜坡电压产生电路的输入端与所述直流变换器的第一输出端相连;所述数字控制器的第一输入端与所述斜坡电压产生电路的输出端相连,所述数字控制器的第二输入端与所述直流变换器的输出端相连,所述数字控制器的输出端与所述直流变换器的控制端相连;
所述斜坡电压产生电路用于产生斜坡电压,所述斜坡电压与输入电压成正比;
所述数字控制器用于通过数字控制算法和内部模拟比较器终止脉冲宽度调制控制器的工作周期来实现占空比的调节,以稳定所述输出电压。
优选的,所述斜坡电压产生电路包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、电容C1、N沟道MOSFETQ5和或非门芯片U1,其中:
所述第一电阻R1、所述第二电阻R2、所述第三电阻R3和所述电容C1用于检测所述直流变换器的输出电压;
通过所述第一电阻R1和所述第三电阻R3为所述电容C1充电,产生所述斜坡电压;所述第二电阻R2用于限制所述斜坡电压的幅值,所述斜坡电压的幅值小于所述数字控制器允许的最大值;
所述N沟道MOSFET Q5的驱动信号由所述数字控制器输出的PWM1H和PWM2H经过所述或非门芯片U1产生的,当所述PWM1H和所述PWM2H均为低电平时,所述或非门芯片U1输出高电平,驱动所述N沟道MOSFET Q5导通,给所述电容C1放电。
优选的,所述数字控制器包括:输出电压采样电路、环路补偿器、数字模拟转换器、模拟比较器和DPWM模块,其中:
所述输出电压采样电路用于采集所述直流变换器的输出电压值,将所述输出电压值输入至所述环路补偿器,经过数字环路补偿算法得到补偿器电压值,并将所述补偿器电压值通过所述数字模拟转换器赋值给所述模拟比较器的负向输入端,将所述斜坡电压的幅值赋值给所述模拟比较器的正向输入端,通过程序配置所述模拟比较器和所述DPWM模块,使所述斜坡电压的幅值高于所述补偿器电压值,终止脉冲宽度调制控制器的工作周期来实现占空比的调节,以稳定所述输出电压。
一种输入电压前馈控制方法,应用于上述所述的输入电压前馈电路,所述输入电压前馈电路用于电压模式控制的直流变换器,所述输入电压前馈电路包括:斜坡电压产生电路和数字控制器,该方法包括:
所述斜坡电压产生电路产生斜坡电压,所述斜坡电压与输入电压成正比;
所述数字控制器获取所述斜坡电压的幅值以及所述直流变换器的输出电压值,所述输出电压值经过数字环路补偿算法得到补偿器电压值;
所述数字控制器将所述补偿器电压值和所述斜坡电压的幅值进行比较,所述斜坡电压的幅值高于所述补偿器电压值,终止脉冲宽度调制控制器的工作周期来实现占空比的调节,基于得到的新的占空比值,以稳定所述输出电压。
优选的,所述输出电压值经过数字环路补偿算法得到补偿器电压值,具体为:
将所述输出电压值进行缩放,得到缩放后的输出电压值;
对所述缩放后的输出电压值与所述数字控制器内部设定的基准值通过环路补偿算法进行环路补偿运算,得到补偿电压值;
对所述补偿电压值按照预设缩放方式进行缩放运算,得到缩放后的所述补偿器电压值。
优选的,所述环路补偿算法为比例积分算法、比例积分微分算法、两极点两零点算法或三极点三零点算法。
优选的,所述对所述补偿电压值按照预设缩放方式进行缩放运算,得到缩放后的所述补偿器电压值,具体为:
采用对所述补偿电压值进行线性缩放或非线性缩放,得到缩放后的所述补偿器电压值。
优选的,所述非线性缩放为折线缩放、阶梯缩放、指数缩放、双曲线缩放或抛物线缩放。
一种存储介质,所述存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行如上述所述的输入电压前馈控制方法。
一种电子设备,所述电子设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线;其中,所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令,以执行如上述所述的输入电压前馈控制方法。
本申请所述的输入电压前馈电路、输入电压前馈控制方法及装置,通过斜坡电压产生电路用来产生一个与输入电压成正比的斜坡电压,以数字控制器的控制算法和其内部的模拟比较器终止DPWM模块的工作周期来实现占空比的调节,无论输入电压变化的速度有多快,输入电压与初级接通时间的乘积都几乎是一个恒定值,实现输入电压的前馈控制。本申请针对线路电压输入瞬变,输出电压可提供非常快的响应,能够解决在输入电压变化时,稳定补偿电压,从而使反馈环路不动作的情况下,直接稳定输出电压,得到更好的环路响应,提升了系统的稳定性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种输入电压前馈电路的原理示意图;
图2为本申请实施例提供的一种输入电压前馈电路的具体结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种输入电压前馈控制方法流程图;
图4为本申请实施例提供的输出电压值经过数字环路补偿算法得到补偿器电压值的具体实现方式流程图;
图5为本申请实施例提供的一种输入电压前馈控制方法的时序图;
图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请提供基于数字控制器的一种输入电压前馈电路、输入电压前馈控制方法及装置,用于电压模式控制的直流变换器,通过数字控制器的控制算法和其内部的模拟比较器,可以实现输入电压的前馈控制。
本申请的发明目的在于:能够解决在输入电压变化时,稳定补偿输出电压,从而使反馈环路不动作的情况下,直接稳定输出电压,提升了系统的稳定性和可靠性。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
如图1所示,本申请实施例一种输入电压前馈电路,用于电压模式控制的直流变换器,该直流变换器可以为对称半桥同步整流变换器101,所述输入电压前馈电路包括:斜坡电压产生电路102和数字控制器103,其中:
参见图1所示,所述斜坡电压产生电路102的输入端与所述对称半桥同步整流变换器101的第一输出端相连;所述数字控制器103的第一输入端与所述斜坡电压产生电路102的输出端相连,所述数字控制器103的第二输入端与所述对称半桥同步整流变换器101的输出端相连,所述数字控制器103的输出端与所述对称半桥同步整流变换器101的控制端相连。
本申请实施例中,所述斜坡电压产生电路102用于产生斜坡电压,所述斜坡电压与输入电压成正比;所述数字控制器103用于通过数字控制算法和内部模拟比较器终止脉冲宽度调制控制器的工作周期来实现占空比的调节,以稳定所述输出电压。
在本申请实施例中,当在电压控制模式下,输入电压瞬变时,如想稳定输出电压,首先要产生与输入电压成正比的斜坡电压,该输入电压的幅值Vrect=Vin/2N,N为变压器匝比,同步整流桥后的电压通过RC充电产生斜坡电压,斜波电压的幅值
Figure BDA0002574879150000061
一般而言,数字电源是副边控制,原副边隔离,不能够直接采集输入的电压值,只能通过能反映输入电压变化的同步整流桥后的电压来产生斜坡电压,还需要能反映输出电压变化的输出电压采样电路采集输出电压值。需要说明的是,副边部分与输入电压成正比的不一定只是同步整流桥后的电压,也可以是变压器另出一路绕组整流后的电压。
如图2所示,本申请实施例中,所述斜坡电压产生电路102可以包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、电容C1、N沟道MOSFETQ5和或非门芯片U1,其中:
所述第一电阻R1、所述第二电阻R2、所述第三电阻R3和所述电容C1用于检测所述直流变换器的输出电压。
通过所述第一电阻R1和所述第三电阻R3为所述电容C1充电,产生所述斜坡电压;所述第二电阻R2用于限制所述斜坡电压的幅值,所述斜坡电压的幅值小于所述数字控制器允许的最大值。
所述N沟道MOSFET Q5的驱动信号由所述数字控制器输出的PWM1H和PWM2H经过所述或非门芯片U1产生的,当所述PWM1H和所述PWM2H均为低电平时,所述或非门芯片U1输出高电平,驱动所述N沟道MOSFET Q5导通,给所述电容C1放电。
在本申请实施例中,参见图2所示,当原边开关管Q6或原边开关管Q7导通时,会在变压器T1之间感应出电压,经过第一同步整流管Q1、第二同步整流管Q2、第三同步整流管Q3和第四同步整流管Q4整流之后会在电感L1前产生方波电压,该方波电压的幅值与输入电压的幅值呈正比关系。该方波电压通过第一电阻R1和第三电阻R3给电容C1充电,充电的过程中产生一个上升的斜坡电压,而N沟道MOSFET Q5用来给电容C1放电,N沟道MOSFET Q5的驱动信号是由数字控制器输出的PWM1H和PWM2H经过或非门U1产生的,当PWM1H和PWM2H都为低电平时,或非门U1输出高电平,驱动N沟道MOSFET Q5导通,从而给电容C1放电。需要说明的是,第二电阻R2的作用是限制斜坡电压的幅值,因此,斜坡电压的幅值不能超过数字控制器103允许的最大值,否则会烧毁数字控制器103。
进一步的,参见图2所示,所述数字控制器103可以包括:输出电压采样电路11、环路补偿器12、数字模拟转换器13、模拟比较器14和DPWM模块15,其中:
所述输出电压采样电路11用于采集所述对称半桥同步整流变换器101的输出电压值Vout,将所述输出电压值Vout输入至所述环路补偿器12,经过数字环路补偿算法得到补偿器电压值,并将所述补偿器电压值通过所述数字模拟转换器13赋值给所述模拟比较器14的负向输入端(-),将所述斜坡电压的幅值赋值给所述模拟比较器14的正向输入端(+),通过程序配置所述模拟比较器14和所述DPWM模块15,使所述斜坡电压的幅值高于所述补偿器电压值,终止脉冲宽度调制控制器的工作周期来实现占空比的调节,以稳定所述输出电压。
本申请实施例提供的一种输入电压前馈电路,通过斜坡电压产生电路用来产生一个与输入电压成正比的斜坡电压,以数字控制器的控制算法和其内部的模拟比较器终止DPWM模块的工作周期来实现占空比的调节,无论输入电压变化的速度有多快,输入电压与初级接通时间的乘积都几乎是一个恒定值,实现输入电压的前馈控制。本申请针对线路电压输入瞬变,输出电压可提供非常快的响应,能够解决在输入电压变化时,稳定补偿电压,从而使反馈环路不动作的情况下,直接稳定输出电压,得到更好的环路响应,提升了系统的稳定性和可靠性。
请参见附图3所示,基于本申请实施例在上述公开的输入电压前馈电路的基础上,还公开了一种输入电压前馈控制方法,应用于上述所述的输入电压前馈电路,所述输入电压前馈电路用于电压模式控制的对称半桥同步整流变换器,所述输入电压前馈电路包括:斜坡电压产生电路和数字控制器,该方法包括如下步骤:
S301:所述斜坡电压产生电路产生斜坡电压,所述斜坡电压与输入电压成正比。
在本申请实施例中,当在电压控制模式下,输入电压瞬变时,如想稳定输出电压,首先要产生与输入电压成正比的斜坡电压,该输入电压的幅值Vrect=Vin/2N,N为变压器匝比,同步整流桥后的电压通过RC充电产生斜坡电压,斜波电压的幅值
Figure BDA0002574879150000081
S302:所述数字控制器获取所述斜坡电压的幅值以及所述直流变换器的输出电压值,所述输出电压值经过数字环路补偿算法得到补偿器电压值。
在本申请实施例中,所述输出电压值Vout可以为经过滤波后的采样值、也可以为采样完成后进行数字滤波的采样值,或也可以为不经过滤波的瞬时值。
如图4所示,上述所述输出电压值经过数字环路补偿算法得到补偿器电压值,具体步骤包括如下:
S401:将所述输出电压值进行缩放,得到缩放后的输出电压值。
S402:对所述缩放后的输出电压值与所述数字控制器内部设定的基准值通过环路补偿算法进行环路补偿运算,得到补偿电压值。
需要说明的是,将得到的缩放后的输出电压值进行环路补偿运算。需要说明的是,补偿环路算法包括但不限于:比例积分算法、比例积分微分算法、两极点两零点算法,或三极点三零点算法等。
S403:对所述补偿电压值按照预设缩放方式进行缩放运算,得到缩放后的所述补偿器电压值。
需要说明的是,在将得到的补偿器电压值进行缩放,得到缩放后的补偿器电压值时,可以采用对所述补偿电压值进行线性缩放或非线性缩放,得到缩放后的所述补偿器电压值。其中,预设缩放方式包括但不限于线性缩放和非线性缩放。更进一步的,上述非线性缩放可以为:折线缩放、阶梯缩放、指数缩放、双曲线缩放或抛物线缩放等。
S303:所述数字控制器将所述补偿器电压值和所述斜坡电压的幅值进行比较,所述斜坡电压的幅值高于所述补偿器电压值,终止脉冲宽度调制控制器的工作周期来实现占空比的调节,基于得到的新的占空比值,以稳定所述输出电压。
通过DSP中的程序配置模拟比较器和DPWM模块,并配置DPWM模块为逐周期模式,下个周期占空比自动恢复,配置终止DPWM模块的工作周期由模拟比较器触发,配置为高电平触发,当斜坡电压的幅值高于补偿器电压值时,模拟比较器翻转为高电平,触发DPWM模块终止开关周期,来实现占空比的调节,并基于得到的新的占空比值,以稳定输出电压。
本申请实施例中,结合图5所示的时序图进行输入电压前馈控制过程进行说明:
当输入电压值Vin不变时,斜坡电压的斜率也不变,输出电压值Vout在达到稳态后不变,即补偿电压值也不变,即补偿电压经过缩放后赋值给模拟比较器的DAC值也不变,所以说在每个开关周期,终止DPWM模块工作周期的时刻也不变,占空比值Duty就不变,此时整个系统处于稳态工作状态,如图5中第3个周期所示。然而,如果由于某个原因导致输入电压值Vin快速升高时,则斜坡电压的斜率就会变陡,而此时由于输出电压值Vout还未跟随输入电压值Vin变大,则补偿电压值不变,即补偿电压值经过缩放后赋值给模拟比较器的DAC值不变,由于斜坡电压的斜率变陡,使得在每个开关周期,终止DPWM模块工作周期的时刻会提前,占空比值Duty直接减小,从而在补偿电压值不变的情况下,直接稳定输出电压值Vout。由于此工作过程在工作时不需要补偿环路的参与,所以系统对于输入电压值Vin的响应非常快,且不影响系统稳定性。
需要说明的是,在上述控制过程中,控制芯片包括DSP、MCU、DSC、复杂可编程逻辑器件CPLD,或现场可编程门阵列FPGA。
在本申请实施例中,当加入输入电压前馈功能时,输入电压升高,同步整流桥后的电压幅值也会成正比的变高,斜坡电压的斜率就会变陡,在环路补偿电压不变的情况下,斜坡电压就能更快的达到数字控制器内部的模拟比较器的DAC值(环路补偿器经过缩放后的值),从而使模拟比较器动作,终止DPWM模块的工作周期来实现占空比的调节,这样就可以直接将占空比减小,从而稳定输出电压;在输入电压快速跌落时,同步整流桥后的电压幅值也会成正比的变高,斜坡电压的斜率就会变缓,在环路补偿电压不变的情况下,斜坡电压就会更慢的达到数字控制器内部的模拟比较器的DAC值(环路补偿器经过缩放后的值),从而使模拟比较器动作,终止DPWM模块的工作周期来实现占空比的调节,这样就可以直接将占空比变大从而稳定输出电压。
本申请实施例提供的一种输入电压前馈控制方法,通过斜坡电压产生电路产生与输入电压成正比的斜坡电压,并获取斜坡电压的幅值以及所述直流变换器的输出电压值,所述输出电压值经过数字环路补偿算法得到补偿器电压值,将所述补偿器电压值和所述斜坡电压的幅值进行比较,所述斜坡电压的幅值高于所述补偿器电压值,终止脉冲宽度调制控制器的工作周期来实现占空比的调节,基于得到的新的占空比值,以稳定所述输出电压。本申请实施例提供的输入电压前馈控制方法能够解决在输入电压变化时,稳定补偿电压,从而使反馈环路不动作的情况下,直接稳定输出电压,提升了系统的稳定性和可靠性。
本发明实施例提供了一种存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现所述输入电压前馈控制方法。
本发明实施例提供了一种处理器,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行所述输入电压前馈控制方法。
本发明实施例提供了一种电子设备,如图6所示,该电子设备60包括至少一个处理器601、以及与所述处理器连接的至少一个存储器602、总线603;其中,所述处理器601、所述存储器602通过所述总线603完成相互间的通信;处理器601用于调用所述存储器602中的程序指令,以执行上述的所述输入电压前馈控制方法。
本文中的电子设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本申请还提供了一种计算机程序产品,当在数据处理设备上执行时,适于执行初始化有如下方法步骤的程序:
所述斜坡电压产生电路产生斜坡电压,所述斜坡电压与输入电压成正比;
所述数字控制器获取所述斜坡电压的幅值以及所述直流变换器的输出电压值,所述输出电压值经过数字环路补偿算法得到补偿器电压值;
所述数字控制器将所述补偿器电压值和所述斜坡电压的幅值进行比较,所述斜坡电压的幅值高于所述补偿器电压值,终止脉冲宽度调制控制器的工作周期来实现占空比的调节,基于得到的新的占空比值,以稳定所述输出电压。
进一步的,所述输出电压值经过数字环路补偿算法得到补偿器电压值,具体为:
将所述输出电压值进行缩放,得到缩放后的输出电压值;
对所述缩放后的输出电压值与所述数字控制器内部设定的基准值通过环路补偿算法进行环路补偿运算,得到补偿电压值;
对所述补偿电压值按照预设缩放方式进行缩放运算,得到缩放后的所述补偿器电压值。
进一步的,所述环路补偿算法为比例积分算法、比例积分微分算法、两极点两零点算法或三极点三零点算法。
进一步的,所述对所述补偿电压值按照预设缩放方式进行缩放运算,得到缩放后的所述补偿器电压值,具体为:
采用对所述补偿电压值进行线性缩放或非线性缩放,得到缩放后的所述补偿器电压值。
进一步的,所述非线性缩放为折线缩放、阶梯缩放、指数缩放、双曲线缩放或抛物线缩放。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(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设备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设备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。
在一个典型的配置中,设备包括一个或多个处理器(CPU)、存储器和总线。设备还可以包括输入/输出接口、网络接口等。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM),存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例,但是,在不脱离本发明精神和范围的情况下,仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此,本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种输入电压前馈电路,其特征在于,用于电压模式控制的直流变换器,所述输入电压前馈电路包括:斜坡电压产生电路和数字控制器,其中:
所述斜坡电压产生电路的输入端与所述直流变换器的第一输出端相连;所述数字控制器的第一输入端与所述斜坡电压产生电路的输出端相连,所述数字控制器的第二输入端与所述直流变换器的输出端相连,所述数字控制器的输出端与所述直流变换器的控制端相连;
所述斜坡电压产生电路用于产生斜坡电压,所述斜坡电压与输入电压成正比;
所述数字控制器用于通过数字控制算法和内部模拟比较器终止脉冲宽度调制控制器的工作周期来实现占空比的调节,以稳定输出电压;
其中,所述斜坡电压产生电路包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、电容C1、N沟道MOSFETQ5和或非门芯片U1,其中:
所述第一电阻R1、所述第二电阻R2、所述第三电阻R3和所述电容C1用于检测所述直流变换器的输出电压;
通过所述第一电阻R1和所述第三电阻R3为所述电容C1充电,产生所述斜坡电压;所述第二电阻R2用于限制所述斜坡电压的幅值,所述斜坡电压的幅值小于所述数字控制器允许的最大值;
所述N沟道MOSFET Q5的驱动信号由所述数字控制器输出的PWM1H和PWM2H经过所述或非门芯片U1产生的,当所述PWM1H和所述PWM2H均为低电平时,所述或非门芯片U1输出高电平,驱动所述N沟道MOSFET Q5导通,给所述电容C1放电。
2.根据权利要求1所述的输入电压前馈电路,其特征在于,所述数字控制器包括:输出电压采样电路、环路补偿器、数字模拟转换器、模拟比较器和DPWM模块,其中:
所述输出电压采样电路用于采集所述直流变换器的输出电压值,将所述输出电压值输入至所述环路补偿器,经过数字环路补偿算法得到补偿器电压值,并将所述补偿器电压值通过所述数字模拟转换器赋值给所述模拟比较器的负向输入端,将所述斜坡电压的幅值赋值给所述模拟比较器的正向输入端,通过程序配置所述模拟比较器和所述DPWM模块,使所述斜坡电压的幅值高于所述补偿器电压值,终止脉冲宽度调制控制器的工作周期来实现占空比的调节,以稳定所述输出电压。
3.一种输入电压前馈控制方法,其特征在于,应用于权利要求1-2任意一项所述的输入电压前馈电路,所述输入电压前馈电路用于电压模式控制的直流变换器,所述输入电压前馈电路包括:斜坡电压产生电路和数字控制器,该方法包括:
所述斜坡电压产生电路产生斜坡电压,所述斜坡电压与输入电压成正比;
所述数字控制器获取所述斜坡电压的幅值以及所述直流变换器的输出电压值,所述输出电压值经过数字环路补偿算法得到补偿器电压值;
所述数字控制器将所述补偿器电压值和所述斜坡电压的幅值进行比较,所述斜坡电压的幅值高于所述补偿器电压值,终止脉冲宽度调制控制器的工作周期来实现占空比的调节,基于得到的新的占空比值,以稳定所述输出电压。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述输出电压值经过数字环路补偿算法得到补偿器电压值,具体为:
将所述输出电压值进行缩放,得到缩放后的输出电压值;
对所述缩放后的输出电压值与所述数字控制器内部设定的基准值通过环路补偿算法进行环路补偿运算,得到补偿电压值;
对所述补偿电压值按照预设缩放方式进行缩放运算,得到缩放后的所述补偿器电压值。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述环路补偿算法为比例积分算法、比例积分微分算法、两极点两零点算法或三极点三零点算法。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述对所述补偿电压值按照预设缩放方式进行缩放运算,得到缩放后的所述补偿器电压值,具体为:
采用对所述补偿电压值进行线性缩放或非线性缩放,得到缩放后的所述补偿器电压值。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述非线性缩放为折线缩放、阶梯缩放、指数缩放、双曲线缩放或抛物线缩放。
8.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行如权利要求3至7中任一项所述的输入电压前馈控制方法。
9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线;其中,所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令,以执行如权利要求3至7中任一项所述的输入电压前馈控制方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113976321B (zh) * 2021-10-08 2023-10-17 佛山市顺德区阿波罗环保器材有限公司 补偿滤网工作性能的方法、装置、设备、存储介质及产品
CN115528905B (zh) * 2022-11-28 2023-03-10 深圳市洛仑兹技术有限公司 脉冲调制信号确定方法、装置、电源设备及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6456510B1 (en) * 2000-08-31 2002-09-24 Compaq Computer Corporation Unique method of reducing losses in circuits using V2 PWM control
CN101594056A (zh) * 2008-03-24 2009-12-02 技领半导体(上海)有限公司 直流-直流转换器及其相关方法
CN104578783A (zh) * 2013-10-15 2015-04-29 台达电子企业管理(上海)有限公司 转换器和控制所述转换器的方法
CN109149938A (zh) * 2018-08-30 2019-01-04 上海芯导电子科技有限公司 一种dc-dc电路

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2738283A1 (en) * 2011-04-28 2012-10-28 Queen's University At Kingston Digital controller for an electronic ballast
US8749217B2 (en) * 2011-06-29 2014-06-10 Texas Instruments Incorporated Primary voltage sensing and control for converter
TW201351861A (zh) * 2012-06-08 2013-12-16 Novatek Microelectronics Corp 控制電源轉換裝置的方法及其相關電路
US9203307B2 (en) * 2012-10-31 2015-12-01 Cree, Inc. Power converter with bias voltage regulation circuit
CN103887972B (zh) * 2014-03-18 2017-04-26 西安交通大学 Dvs系统开关dc‑dc变换器的混合控制电路及其控制方法
KR102072256B1 (ko) * 2015-03-27 2020-02-03 매그나칩 반도체 유한회사 전류 보상 회로 및 이를 포함하는 조명 장치
CN105141114B (zh) * 2015-09-07 2018-01-23 成都芯源系统有限公司 恒定导通时长控制的开关变换器及其控制电路
CN208461689U (zh) * 2018-05-18 2019-02-01 航天长峰朝阳电源有限公司 一种隔离dc/dc变换器快速输入电压瞬态响应系统
US10601333B2 (en) * 2018-08-22 2020-03-24 Infineon Technologies Austria Ag Feedforward enhanced feedback control in isolated switched-mode power converters with secondary-side rectified voltage sensing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6456510B1 (en) * 2000-08-31 2002-09-24 Compaq Computer Corporation Unique method of reducing losses in circuits using V2 PWM control
CN101594056A (zh) * 2008-03-24 2009-12-02 技领半导体(上海)有限公司 直流-直流转换器及其相关方法
CN104578783A (zh) * 2013-10-15 2015-04-29 台达电子企业管理(上海)有限公司 转换器和控制所述转换器的方法
CN109149938A (zh) * 2018-08-30 2019-01-04 上海芯导电子科技有限公司 一种dc-dc电路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"开关电源数字控制技术进展";李建任;《微电子学》;20160831;第46卷(第4期);全文 *

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