CN113890344A - 一种稳压控制方法、稳压系统及稳压装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种稳压控制方法、稳压系统及稳压装置，涉及电压稳压的领域，稳压控制方法包括获取调压电路输出端的输出电压信息；将输出电压信息与既定的目标电压范围信息进行比较以获取比较结果信息；获取输入调压电路的开关管的脉冲信号的占空比；根据比较结果信息判断占空比的第一调节方向信息；根据第一调节方向信息将脉冲信号的占空比沿着设定的调节步长进行调节；当输出电压信息落入于既定的目标电压范围信息中时，停止对脉冲信号的占空比的调节。本申请具有可以较为快速的对输出电压调整在所需的电压范围中，且精度较高，无需考虑输入电压的具体变化。

Description

一种稳压控制方法、稳压系统及稳压装置

技术领域

本申请涉及电压稳压的领域，尤其是涉及一种稳压控制方法、稳压系统及稳压装置。

背景技术

稳压器是一种将输出电压稳定在一个可控范围内的装置，常见的有基于斩波电路实现的稳压器以及基于LDO所设计的低压差稳压器。

对于基于斩波电路为架构实现的稳压器来说，其通常会对输入端的输入电压进行采样并计算输入电压的具体值，然后根据输入电压的具体值来改变控制斩波电路的开关管通断的脉冲信号的占空比，从而将输出电压控制在所需的范围内。

但是这种设计方式受环境的影响较大，由于脉冲信号的占空比与对应的输入电压的具体值之间有严格的一一对应关系，当负载、环境等不可控因素发生变化后，导致输出的输出电压并不会严格设定在所需的电压范围中，只能适用于精度要求较低的应用场景。

发明内容

为了提高稳压的精度，本申请提供一种稳压控制方法、稳压系统及稳压装置。

第一方面，本申请提供的一种稳压控制方法采用如下的技术方案：

一种稳压控制方法，包括：

获取调压电路输出端的输出电压信息；

将输出电压信息与既定的目标电压范围信息进行比较以获取比较结果信息；

获取输入调压电路的开关管的脉冲信号的占空比；

根据比较结果信息判断占空比的第一调节方向信息；

根据第一调节方向信息将脉冲信号的占空比沿着设定的调节步长进行调节；

当输出电压信息落入于既定的目标电压范围信息中时，停止对脉冲信号的占空比的调节。

通过采用上述技术方案，通过对输出电压的采集和比对，采用闭环控制的思路逐步的调节脉冲信号的占空比，并直至输出电压信息落入于既定的目标电压范围中停止对脉冲信号的占空比进行调节。当负载与环境发生变化，或是输入电压产生波动时，使得输出电压可以快速调节并稳定在所需的目标电压范围中，精度较高，且稳压效果更好、更稳定。

优选的，所述调节步长的设定方法包括：

当输出电压信息位于既定的目标电压范围信息之外时，获取输出电压信息与目标电压范围信息之间的差值比例信息；

判断差值比例信息与预设的门限比例信息之间的大小关系；

当差值比例信息大于预设的门限比例信息时，将预设的调节步长设定为服从步长调节函数的第一调节步长；

当差值比例信息小于预设的门限比例信息时，将预设的调节步长设定为第二调节步长，所述步长调节函数中的任意第一调节步长均不小于第二调节步长。

通过采用上述技术方案，当差值比例信息较大时，即说明输出电压已经偏离所需的目标电压范围较大，因而采用较大的调节步长来对脉冲信号的占空比进行调节，而当差值比例信息在预设的门限比例信息之中时，即采用调节步长较小的方式来对脉冲信号进行细调。从宏观上来看，当输出电压有小范围波动时，输出电压在调整的过程中并不会发生较大范围的来回突变，从而使输出电压的波动程度较低。

优选的，当输出电压信息位于目标电压范围信息之外且前一时刻的输出电压信息位于目标电压范围信息之内时，标记当前时刻为突变时刻；

所述步长调节函数的自变量为距离突变时刻时的时刻间隔，因变量为第一调节步长，且所述第一调节步长沿着距离突变时刻时的时刻间隔的推移逐渐减小。

通过采用上述技术方案，当输出电压有较大范围的波动时，随着时刻的推移，输出电压会逐渐靠近目标电压范围，采用这种设置方式可以使调节过程中的第一调节步长沿着时间的推移而逐渐减小，在调节初期的过程中可以具有较快的调节速度，但随着时刻的推移，使第一调节步长更趋近于第二调节步长的长度，从而降低输出电压的波动程度，并且在当输出电压靠近目标电压范围后可以具有较高的调节精度。

优选的，所述步长调节函数满足：

其中，x为距离突变时刻时的时刻间隔，A与突变时刻时预设的步进长度关联，ψ为第二调节步长，ω为预设的数值，λ为第一调节步长。

通过采用上述技术方案，在满足上述步长调节函数的前提下，第一调节步长的衰减速率会随着时刻的推移逐渐变大并逐渐减小，在刚开始对脉冲信号的占空比进行调节的过程中，相邻时刻之间的第一调节步长变化率不大，从而实现对输出电压的快速调节。随着时刻的继续推移，第一调节步长的衰减速率逐渐到达最大值，之后再逐渐减小，并使得第一调节步长慢慢靠近第二调节步长，使得在当输出电压靠近目标电压范围后可以具有较高的调节精度。

优选的，所述突变时刻时预设的步进长度与差值比例信息和预设的门限比例信息之间的差值相关联，其中，所述差值比例信息和预设的门限比例信息之间的差值与突变时刻时预设的步进长度成正比。

通过采用上述技术方案，这种设置方式可以通过差值比例信息和预设的门限比例信息之间的差值来对应改变突变时刻时预设的步进长度，从而提高调节精度。

优选的，所述步长调节函数满足：

其中，x为距离突变时刻时的时刻间隔，a为通过差值比例信息和预设的门限比例信息经过运算所得的设定值，b为预设的常数且大于0，ψ为第二调节步长，λ为第一调节步长。

通过采用上述技术方案，在满足上述步长调节函数的前提下，第一调节步长的衰减速率会随着时刻的推移逐渐变大并逐渐减小，在刚开始对脉冲信号的占空比进行调节的过程中，相邻时刻之间的第一调节步长变化率不大，从而实现对输出电压的快速调节。随着时刻的继续推移，第一调节步长的衰减速率逐渐到达最大值，之后再逐渐减小，并使得第一调节步长慢慢靠近第二调节步长，使得在当输出电压靠近目标电压范围后可以具有较高的调节精度。

优选的，所述方法还包括：

记录于突变时刻时脉冲信号的占空比；

获取第一突变比例信息，所述第一突变比例信息为突变时刻下的差值比例信息；

逐次检测当前时刻下的输出电压信息与前一时刻下的输出电压信息；

比对当前时刻下的输出电压信息与前一时刻下的输出电压信息之间的大小关系以获取第二调节方向信息；

获取当前时刻下的输出电压信息与前一时刻下的输出电压信息之间的间隔比例信息；

若当间隔比例信息大于设定的第二突变比例信息、且第二调节方向信息与第一调节方向信息相反时，则将脉冲信号的占空比调整为突变时刻时脉冲信号的占空比，

其中，所述第一突变比例信息与第二突变比例信息相关联，且所述第二突变比例信息小于所述第一突变比例信息。

通过采用上述技术方案，一般来说，在输出电压发生大范围波动时，一般都是输入电压发生了较大的变化，而输入电压发生较大的变化一般都是电源所导致的，可能原因会有负载的切入切出等情况。而且输入电压一般会在一个范围内波动，而不会一直增大或是减小，当输入电压发生二次突变的情况下，一般是回落至前次突变之前的电压范围的附近。因而在该种情况下会将占空比调节至发生突变之前的数据再进行调节，提高电压调节的响应速度。

优选的，若第二调节方向信息与第一调节方向信息相同时，将当前时刻更新为突变时刻。

第二方面，本申请提供的一种稳压控制系统采用如下的技术方案：

一种稳压控制系统，包括，

调压电路，用于调整电压；

脉冲发生器，用于输出脉冲信号并输入至调压电路的开关管；

电压采集模块，用于获取调压电路输出端的输出电压信息；

比较模块，用于将输出电压信息与既定的目标电压范围信息进行比较以获取比较结果信息；

占空比检测模块，用于获取输入调压电路的开关管的脉冲信号的占空比；

调节方向判断模块，用于根据比较结果信息判断占空比的第一调节方向信息；

占空比调节模块，根据第一调节方向信息将脉冲信号的占空比沿着设定的调节步长进行调节；

其中，当输出电压信息落入于既定的目标电压范围信息中时，占空比调节模块停止对脉冲信号的占空比进行调节。

第三方面，本申请提供的一种稳压装置采用如下的技术方案：

一种稳压装置，包括：

调压电路，用于调整电压；

脉冲调制器，用于输出占空比可变的脉冲信号并输入至调压电路的开关管；

存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述稳压控制方法的计算机程序。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在输出电压发生波动的情况下可以对输出电压进行快速调节并控制在目标电压范围中；

2.当输出电压的突变较大时可以快速对输出电压进行调节，在输出电压小范围波动的情况下对于输出电压的稳定性更佳，调节更为精确；

3.在输入电压来回波动的情况下可以做到快速响应。

附图说明

图1是本发明其中一实施例的稳压控制方法的流程示意图。

图2是本发明其中一实施例的调压电路的电路示意图。

图3是本发明其中一实施例的调节步长的设定方法的流程示意图。

图4是本发明其中一实施例中当输出电压在调压过程中再次发生突变时的流程示意图。

图5是本发明其中一实施例中的系统架构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图1-5，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

参照图1，本发明实施例提供一种稳压控制方法，其中，本稳压控制方法基于一调压电路所实现，调压电路包含有一控制输出电压大小的开关管，通过采集调压电路输出的电压并与所需稳压的电压进行比对以控制输入开关管的脉冲信号的占空比，以采用闭环控制的思想来对调压电路的输出电压进行稳压调节。所述方法的主要流程描述如下。

步骤S1000：获取调压电路输出端的输出电压信息。

其中，调压电路可以基于斩波电路的方式实现，斩波电路的架构可以采用降压斩波电路（Buck Chopper）、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路或是Zeta斩波电路等常用的斩波电路的形式实现。在本实施例中，以降压斩波电路为例进行进一步阐述，参照图1，为降压斩波电路的电路示意图，其控制端具有一用于控制电路通断的电子开关管Q，一般来说，其也可以采用晶闸管（可控硅）的方式实现，电子开关管Q的栅极用于输入脉冲信号，电子开关管Q的漏极与输入电压的正极连接，电子开关管Q的源极同时与续流二极管VD的负极连接以及电感L的一端连接，电感L的另一端与电容C的一端连接，电容C的另一端与续流二极管VD的正极连接，续流二极管VD的正极同时与输入电压的负极或是电源地连接。

其中，电容C的两端即会受电子开关管Q的通断而生成对应的输出电压，且该输出电压与输入电压的极性相同。而输入电子开关管Q的栅极的脉冲信号根据其具体的占空比的大小，电子开关管Q也会相应的产生对应导通占比时间的开关动作。对于降压斩波电路来说，输入电子开关管Q的栅极的脉冲信号的占空比越大，电容C两端的输出电压也就越大，反之，当输入电子开关管Q的栅极的脉冲信号的占空比越小，电容C两端的输出电压也就越小。此外，对于其他架构的斩波电路来说，脉冲信号的占空比与输出电压之间的关系需要根据实际架构进行具体分析。

因而，在步骤S1000中，调压电路输出端的输出电压信息即为电容C两端所对应产生的输出电压。对于输出电压信息的获取可以采用ADC采集的方式来对输出电压进行模数转换来得到对应的数字信息。

步骤S2000：将输出电压信息与既定的目标电压范围信息进行比较以获取比较结果信息。

其中，既定的目标电压范围信息是一个采用人为设定的方式设定的电压范围，即该稳压控制方法最后所需将输出电压稳定控制的一个电压范围。该目标电压范围信息可以在出厂时即设定完毕（即不可调），也可以在后续采用人为按键输入或是编译的方式进行修改。一般来说，人为设定的是目标电压范围信息的中间值，而目标电压范围信息则根据允许存在的精度误差（例如±2%）而进行生成。

比较结果信息即为将输出电压信息与目标电压范围信息进行比较后所得到的结果，具体的，其可以是“落入于目标电压范围中”、“大于目标电压范围的最大值”以及“小于目标电压范围的最小值”的三种情况。

步骤S2100：判断输出电压信息是否落入于既定的目标电压范围信息中，若落入，返回步骤S1000，若未落入，继续步骤S3000。

其中，若落入，此时即代表无需对输出电压进行调节。

步骤S3000：获取输入调压电路的开关管的脉冲信号的占空比。

其中，脉冲信号可以直接通过PWM（脉冲宽度调制）模块自动生成，而PWM模块可以通过ADC采样等方式得知其输出的脉冲信号的占空比 的大小，并且可以通过输入PWM模块的信号而改变PWM输出端输出的脉冲信号的占空比的大小。

步骤S4000：根据比较结果信息判断占空比的第一调节方向信息。

其中，根据步骤S3000中得到的比较结果信息，即可对应得到输出电压信息是大于目标电压范围信息、小于目标电压范围信息还是落入于目标电压范围信息内。以降压斩波电路为例，当输出电压信息大于目标电压范围信息时，对应的第一调节方向信息即表征为需要将脉冲信号的占空比向更小的方向调整的信息；当输出电压信息小于目标电压范围信息时，对应的第一调节方向信息即表征为需要将脉冲信号的占空比向更大的方向调整的信息；而在当输出电压信息落入于目标电压范围信息内时，第一调节方向信息即表征为无需对脉冲信号的占空比进行调节。

步骤S5000：根据第一调节方向信息将脉冲信号的占空比沿着设定的调节步长进行调节，并回到步骤S1000中。

其中，调节步长指的是每次对脉冲信号的占空比进行调节的步长，比如说，若在将占空比从50%经过单次调节而达到50.1%时，即代表调节步长为0.1%。在该步骤中对脉冲信号的占空比进行改变主要通过控制PWM控制器进行实现。

一般来说，步骤S1000-步骤S5000会一直处于循环的过程中，当输出电压发生变化并位于目标电压范围之外后，步骤S1000-步骤S5000会快速对输出电压的变化而发出响应，并相应的对脉冲信号的占空比进行调节，从而达到对输出电压进行稳压控制的目的。

而对于本实施例中步骤S5000中的调节步长，会根据输出电压信息相对于目标电压范围信息的变化量而发生对应的改变，以达到快速对输出电压进行调节的目的，参照图3，具体步骤如下：

步骤S5100：当输出电压信息位于既定的目标电压范围信息之外时，获取输出电压信息与目标电压范围信息之间的差值比例信息。

其中，差值比例信息指代的是输出电压信息与目标电压范围信息的中间值之间差与目标电压范围信息的中间值的比值，例如在当目标电压范围信息的中间值为24V，而输出电压信息为26V时，对应的差值比例信息即为（26V-24V）/24V=1/12。

而判定输出电压信息与目标电压范围系信息之间的关系时可以根据对步骤S2000中获得的比较结果信息进行处理获得，当比较结果信息表征为“大于目标电压范围的最大值”以及“小于目标电压范围的最小值”时，即代表输出电压信息位于目标电压范围信息之外。

步骤S5200：判断差值比例信息与预设的门限比例信息之间的大小关系。

其中，门限比例信息为一预设值，例如可以是20%或是30%等任意值，并在程序编写的过程中即进行设定。

步骤S5210：当差值比例信息大于预设的门限比例信息时，将预设的调节步长设定为服从步长调节函数的第一调节步长。

其中，当差值比例信息大于预设的门限比例信息时，即代表输出电压信息到达了预设范围之外，可以表征为与目标电压范围相差较大的情况，可说明输出电压发生了较大的突变。

步长调节函数是一个自变量为时间，因变量为第一调节步长的函数，而在当输出电压信息位于目标电压范围信息之外且前一时刻的输出电压信息位于目标电压范围信息之内时，将该时刻定义为突变时刻，步长调节函数的自变量具体为距离突变时刻时的时刻间隔。对于突变时刻的定义，通常是在第一次执行步骤S5100中进行定义的。其中，当定义出突变时刻之后，每次运行步骤S1000-S5000过程中所需的时间都会累加起来，当每次循环至步骤S5000中需要对调节步长的参数进行获取时，此时累加得到的时间即为上述的时刻间隔。而时刻间隔可以采用定时器计时的方式实现，也可以采用计算时钟发生器的脉冲次数而实现，此处不再进行赘述。

步骤S5220：当差值比例信息小于预设的门限比例信息时，将预设的调节步长设定为第二调节步长，所述步长调节函数中的任意第一调节步长均不小于第二调节步长。

一般来说，第二调节步长是一个不会发生改变的既定值，而步长调节函数中的任意第一调节步长均不小于第二调节步长具体指代的是：步长调节函数在当自变量为无穷时的收敛值需大于等于第二调节步长的大小。而步长调节函数也可以定义为自变量在一定取值范围内的分段函数，通常情况下，稳压系统所需实现的快速响应并稳定值目标电压范围内的时间并不会很长（大约为几秒），只需满足在当自变量为取值范围内的最大时，对应的第一调节步长大于等于第二调节步长的大小即可。

在一种实施方式中，步长调节函数可以是一个恒定值，即因变量不会随着自变量的变化而变化的函数。其中，步长调节函数的恒定值也可以与第二调节步长相同，即第一调节步长始终与第二调节步长相同。

在一种实施方式中，当处于突变时刻的时候，输出电压与目标电压相差较大，因而可以通过在刚开始调节的过程中快速调节脉冲信号的占空比的方式实现将输出电压快速逼近目标电压的目的。因而，在该种发明构思下，第一调节步长会沿着距离突变时刻时的时刻间隔的推移逐渐减小。

作为一种可选的实现方式，步长调节函数可以是一个斜率恒定的分段函数，且该函数的自变量具有限定的取值范围，当自变量达到最大的取值范围后，所得到的第一调节步长仍大于第二调节步长。

作为一种可选的实现方式，步长调节函数满足：

其中，x为距离突变时刻时的时刻间隔，A与突变时刻时预设的步进长度关联，ψ为第二调节步长，ω为预设的数值，λ为第一调节步长。

上述实现方式中，步长调节函数是一个满足随着x的增长，λ逐渐减小的函数，并在

的时刻下，λ与ψ相等。在当x处于突变时刻下时，第一调节步长的大小等于2A+ψ。 通过对上述步长调节函数进行分析，可以发现其导数是一个逐渐递增再递减的正弦函数， 也就是说随着x的推移，第一调节步长会以变化率逐渐变大的方式进行衰减，随后在

的时刻下达到最大的变化速度，此后随着x的推移，第一调节步长的变化率会逐渐减小并使 第一调节步长逐渐接近第二调节步长，直至在当

时刻下，第一调节步长与第二调节步 长相等。

可以发现，基于上述步长调节函数，若将

的数值缩小，在当输出电压靠近目 标电压范围后，输出电压的波动情况会逐渐减小并趋于平缓，使得在当输出电压靠近目标 电压范围后可以具有较高的调节精度。其中，通过增大ω的竖直可以缩短第一调节步长与 第二调节步长的数值相等所需的时间。

进一步的，突变时刻时预设的步进长度与差值比例信息和预设的门限比例信息之间的差值相关联，其中，差值比例信息和预设的门限比例信息之间的差值与突变时刻时预设的步进长度成正比。具体的，将差值比例信息和预设的门限比例信息之间进行求差，将得到的结果乘以预设的比例系数以得到突变时刻时预设的步进长度。因而，随着差值比例信息越大于门限比例信息，所得到的突变时刻时预设的步进长度也就越大。对应的，A的运算即为将突变时刻时预设的步进长度减去第二调节步长的值再除以2得到。

基于同一构思，步长调节函数还可以是

，此处，即为前述中自变量的取值范围的最大值。

作为一种可选的实现方式，步长调节函数满足：

其中，x为距离突变时刻时的时刻间隔，a为通过差值比例信息和预设的门限比例信息经过运算所得的设定值，b为预设的常数且大于0，ψ为第二调节步长，λ为第一调节步长。

上述实现方式中，

为在当x为无穷大时收敛于0的函数，而在当x=0时，由于b 的存在，当b大于0时，

为取值在0.5-1的数值。通过绘制出上述步长调节函数的函数图 像可得知，随着x的推移，第一调节步长会以变化率逐渐变大的方式进行衰减，随后在x=b的 时刻下达到最大的变化速度，此后随着x的推移，第一调节步长的变化率会逐渐减小并使第 一调节步长逐渐接近第二调节步长。

若将b的数值缩小，在当输出电压靠近目标电压范围后，输出电压的波动情况会逐渐减小并趋于平缓，使得在当输出电压靠近目标电压范围后可以具有较高的调节精度。

与前述的实现方式相同，a也可以通过差值比例信息和预设的门限比例信息经过运算得到。具体的，将差值比例信息和预设的门限比例信息之间进行求差，将得到的结果乘以预设的比例系数以得到突变时刻时预设的步进长度，再将x=0和突变时刻时预设的步进长度带入步长调节函数中以求取对应的a的值，随后，每一时刻下的第一调节步长满足上述步长调节函数即可。

从前述两种步长调节函数的设置方式可知，其调节步长随着时刻的推移而始终减小，从整体的调节方式上来看，其在位于刚开始调节的过程中处于调节速度较快的状态下，而随着时刻的推移，调节速度减小。当输出电压与目标电压相差较大时，较快的调节速度可以保证输出电压快速的逼近目标电压，而在经过一定的时刻之后，输出电压逐渐接近目标电压，因而采用较小的调节速度可以保证调整的精确度。并且，从对两个函数的分析上可知，其调节步长的变化速率沿着逐渐增大并逐渐减小的方式进行变化。其中，逐渐增大的情况位于时刻刚开始的一段时间内，由于刚开始调节的过程中调节步长较长，导致了输出电压会快速的接近目标电压，而此时调节步长的快速减小可以逐渐减缓输出电压靠近目标电压的调节情况，使得电压波动率随着时刻的推移而不断减小但仍能保证较高的调节速率。而在位于中间某一时刻导致调节步长的变化速率逐渐减小时，使得调节步长不断下降，且随着时刻的推移而趋近于接近某一定值。从整体上来看，通过满足上述步长调节函数进行调节的输出电压可以较为快速且平稳的逼近目标电压范围。

而在实际应用环境中，发明人发现，针对输出电压的大范围波动通常是呈周期化的，而这种输出电压的大范围波动通常是由于输入电压的波动而发生的。针对对输入电压的研究，输出电压呈阶梯式的大范围波动通常会发生在负载增大、减小等情况下。并且，对于单一的电源来说，其电压并不会一直沿着一个方向无限增大或沿着一个方向无限减小，因而基于前述步骤S1000-S5000以及步骤S5100-S5200，参照图4，稳压控制方法还包括：

步骤S5300：记录于突变时刻时脉冲信号的占空比。

其中，上述步骤会在同一循环下首次执行步骤S5100的过程中即并行运行并将脉冲信号的占空比对应录入至对应的存储器中。

步骤S5310：获取第一突变比例信息。

其中，第一突变比例信息为突变时刻下的差值比例信息，上述步骤会在同一循环下首次执行步骤S5100的过程中即并行运行并将差值比例信息存储下来。

步骤S5320：逐次检测当前时刻下的输出电压信息与前一时刻下的输出电压信息。

其中，上述步骤在每次执行步骤S5100时即并行运行以获取在该次执行步骤中的输出电压信息。此处的输出电压信息会录入至对应的存储器中。一般来说，此步骤中对输出电压信息的录入会存储在一既定的数组上，且该数组中仅包含两个对应地址的存储位，当前时刻下获取的输出电压信息会采用栈录入或堆录入的方式存储至对应的数组中。若有数据从数组中溢出，即将该数据删除，以保证数组中始终储存有当前时刻下的输出电压信息以及前一时刻下的输出电压信息。

步骤S5330：比对当前时刻下的输出电压信息与前一时刻下的输出电压信息之间的大小关系以获取第二调节方向信息。

其中，在该步骤中，将前一时刻下的输出电压信息与当前时刻下的输出电压信息之间的值的大小所进行的比较，得到“前一时刻的输出电压较大”或“后一时刻的输出电压较大”两个结果，基于前文提及的降压斩波电路，当“前一时刻的输出电压较大”时，即若要将输出电压维持至前一时刻的输出电压的水平，需要将输出电压向增大的条件调节，即对应需将脉冲信号的占空比增大。反之，即需将脉冲信号的占空比减小。

步骤S5340：获取当前时刻下的输出电压信息与前一时刻下的输出电压信息之间的间隔比例信息。

其中，间隔比例信息为当前时刻下的输出电压信息减去前一时刻下的输出电压信息并取绝对值，然后将所得除以前一时刻下的输出电压信息或是当前时刻下的输出电压信息所得到的比例值，例如当前时刻下的输出电压信息为24V，而前一时刻下的输出电压信息为26V时，对应的差值比例信息即为|24V-26V|/24V=1/12。其可以反映出当前时刻下的输出电压信息相对于前一时刻下的输出电压信息之间的变化率。

此外，步骤S5340与步骤S5330之间可以采用并行运行的方式实现。

步骤S5341：若当间隔比例信息大于设定的第二突变比例信息、且第二调节方向信息与第一调节方向信息相反时，则将脉冲信号的占空比调整为突变时刻时脉冲信号的占空比。

其中，第一突变比例信息与第二突变比例信息相关联，且第二突变比例信息小于第一突变比例信息。

由于间隔比例信息与第一突变比例信息（即差值比例信息）的除数不同，并且在当输入电压回落的过程中不能较为精确的保证其回落至对应的位置处，因而，通过将第二突变比例信息设定为小于第一突变比例信息的方式可以较好地消除上述误差。一般来说，会将第一突变比例信息乘以一个小于一的系数以得到上述第二突变比例信息。

并且可知，第二调节方向信息与第一调节方向信息均为两个相邻时刻之间的输出电压进行比较而得到的结果，第二调节方向信息与第一调节方向信息相反即代表着输出电压的变化方向相反。

当满足步骤S5341中的条件时，即代表输出电压很有可能回落或回升至位于突变时刻时的状态，因而通过将脉冲信号的占空比直接切换为于突变时刻时脉冲信号的占空比即可起到快速调节的目的。而若输入电压回落或升高过多，通过将脉冲信号的占空比直接切换为于突变时刻时脉冲信号的占空比也可以起到提高调节速度的目的。而此后，具体的调节手段仍采用符合步骤S1000-S5000以及步骤S5100-S5200的方式进行调节。

此外，在当第二调节方向信息与第一调节方向信息相反，但当间隔比例信息小于设定的第二突变比例信息时，不执行任何操作，仍采用原先的步长调节函数以及所设定的突变时刻来对脉冲信号的占空比进行调节。

步骤S5342：若第二调节方向信息与第一调节方向信息相同时，将当前时刻更新为突变时刻。

其中，若第二调节方向信息与第一调节方向信息相同，即表征输入电压又朝向相同的趋势发生变化，此时将将当前时刻更新为突变时刻的方式可以重新设定步长调节函数，从而使发生突变之后仍可以较快的将输出电压调整至目标电压范围中。

基于同一发明构思，本申请实施例还公开一种稳压控制系统，其包括：

调压电路，用于调整电压。

脉冲发生器，用于输出脉冲信号并输入至调压电路的开关管。

电压采集模块，用于获取调压电路输出端的输出电压信息。

比较模块，用于将输出电压信息与既定的目标电压范围信息进行比较以获取比较结果信息。

占空比检测模块，用于获取输入调压电路的开关管的脉冲信号的占空比。

调节方向判断模块，用于根据比较结果信息判断占空比的第一调节方向信息。

占空比调节模块，根据第一调节方向信息将脉冲信号的占空比沿着设定的调节步长进行调节。

其中，当输出电压信息落入于既定的目标电压范围信息中时，占空比调节模块停止对脉冲信号的占空比进行调节。

占空比调节模块还包括：

差值比例获取子模块，当输出电压信息位于既定的目标电压范围信息之外时，用于获取输出电压信息与目标电压范围信息之间的差值比例信息。

第一判断子模块，用于判断差值比例信息与预设的门限比例信息之间的大小关系。

第一步长调节子模块，当差值比例信息大于预设的门限比例信息时，用于将预设的调节步长设定为服从步长调节函数的第一调节步长。

第二步长调节子模块，当差值比例信息小于预设的门限比例信息时，用于将预设的调节步长设定为第二调节步长，其中，步长调节函数中的任意第一调节步长均不小于第二调节步长。

在第一步长调节子模块中，步长调节函数满足：

其中，x为距离突变时刻时的时刻间隔，A与突变时刻时预设的步进长度关联，ψ为第二调节步长，ω为预设的数值，λ为第一调节步长。

此外，步长调节函数还可以被构造为满足：

其中，x为距离突变时刻时的时刻间隔，a为通过差值比例信息和预设的门限比例信息经过运算所得的设定值，b为预设的常数且大于0，ψ为第二调节步长，λ为第一调节步长。

占空比调节模块还包括：

占空比记录子模块，用于记录于突变时刻时脉冲信号的占空比。

第一突变比例信息获取子模块，用于获取第一突变比例信息，第一突变比例信息为突变时刻下的差值比例信息。

电压比对子模块，用于逐次检测当前时刻下的输出电压信息与前一时刻下的输出电压信息。

第二调节方向信息获取子模块，用于比对当前时刻下的输出电压信息与前一时刻下的输出电压信息之间的大小关系以获取第二调节方向信息。

间隔比例信息获取子模块，用于获取当前时刻下的输出电压信息与前一时刻下的输出电压信息之间的间隔比例信息。

占空比调整子模块，若当间隔比例信息大于设定的第二突变比例信息、且第二调节方向信息与第一调节方向信息相反时，则用于将脉冲信号的占空比调整为突变时刻时脉冲信号的占空比。

时刻更新子模块，若第二调节方向信息与第一调节方向信息相同时，用于将当前时刻更新为突变时刻。

此外，如图5所示，电压采集模块、比较模块、占空比检测模块、调节方向判断模块、占空比调节模块及其子模块均可以集成在同一处理器中，而脉冲发生器采用PWM模块实现，处理器用于检测调压电路的输出电压并对应的控制PWM模块输出对应的脉冲信号至调压电路的开关管中以控制开关管的通断。

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种稳压装置，包括调压电路、脉冲调制器、存储器和处理器，调压电路用于调整电压，脉冲调制器用于输出占空比可变的脉冲信号并输入至调压电路的开关管，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如图1至图4任一种稳压控制方法的计算机程序。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，以上实施例仅用以对本申请的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种稳压控制方法，其特征在于，包括：

获取调压电路输出端的输出电压信息；

将输出电压信息与既定的目标电压范围信息进行比较以获取比较结果信息；

获取输入调压电路的开关管的脉冲信号的占空比；

根据比较结果信息判断占空比的第一调节方向信息；

根据第一调节方向信息将脉冲信号的占空比沿着设定的调节步长进行调节；

当输出电压信息落入于既定的目标电压范围信息中时，停止对脉冲信号的占空比的调节。

2.根据权利要求1所述的稳压控制方法，其特征在于，所述调节步长的设定方法包括：

当输出电压信息位于既定的目标电压范围信息之外时，获取输出电压信息与目标电压范围信息之间的差值比例信息；

判断差值比例信息与预设的门限比例信息之间的大小关系；

当差值比例信息大于预设的门限比例信息时，将预设的调节步长设定为服从步长调节函数的第一调节步长；

当差值比例信息小于预设的门限比例信息时，将预设的调节步长设定为第二调节步长，所述步长调节函数中的任意第一调节步长均不小于第二调节步长。

3.根据权利要求2所述的稳压控制方法，其特征在于，当输出电压信息位于目标电压范围信息之外且前一时刻的输出电压信息位于目标电压范围信息之内时，标记当前时刻为突变时刻；

所述步长调节函数的自变量为距离突变时刻时的时刻间隔，因变量为第一调节步长，且所述第一调节步长沿着距离突变时刻时的时刻间隔的推移逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的稳压控制方法，其特征在于，所述步长调节函数满足：

其中，x为距离突变时刻时的时刻间隔，A与突变时刻时预设的步进长度关联，ψ为第二调节步长，ω为预设的数值，λ为第一调节步长。

5.根据权利要求4所述的稳压控制方法，其特征在于，所述突变时刻时预设的步进长度与差值比例信息和预设的门限比例信息之间的差值相关联，其中，所述差值比例信息和预设的门限比例信息之间的差值与突变时刻时预设的步进长度成正比。

6.根据权利要求3所述的稳压控制方法，其特征在于，所述步长调节函数满足：

其中，x为距离突变时刻时的时刻间隔，a为通过差值比例信息和预设的门限比例信息经过运算所得的设定值，b为预设的常数且大于0，ψ为第二调节步长，λ为第一调节步长。

7.根据权利要求3所述的稳压控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

记录于突变时刻时脉冲信号的占空比；

获取第一突变比例信息，所述第一突变比例信息为突变时刻下的差值比例信息；

逐次检测当前时刻下的输出电压信息与前一时刻下的输出电压信息；

比对当前时刻下的输出电压信息与前一时刻下的输出电压信息之间的大小关系以获取第二调节方向信息；

获取当前时刻下的输出电压信息与前一时刻下的输出电压信息之间的间隔比例信息；

若当间隔比例信息大于设定的第二突变比例信息、且第二调节方向信息与第一调节方向信息相反时，则将脉冲信号的占空比调整为突变时刻时脉冲信号的占空比，

其中，所述第一突变比例信息与第二突变比例信息相关联，且所述第二突变比例信息小于所述第一突变比例信息。

8.根据权利要求7所述的稳压控制方法，其特征在于，若第二调节方向信息与第一调节方向信息相同时，将当前时刻更新为突变时刻。

9.一种稳压控制系统，其特征在于，包括，

调压电路，用于调整电压；

脉冲发生器，用于输出脉冲信号并输入至调压电路的开关管；

电压采集模块，用于获取调压电路输出端的输出电压信息；

比较模块，用于将输出电压信息与既定的目标电压范围信息进行比较以获取比较结果信息；

占空比检测模块，用于获取输入调压电路的开关管的脉冲信号的占空比；

调节方向判断模块，用于根据比较结果信息判断占空比的第一调节方向信息；

占空比调节模块，根据第一调节方向信息将脉冲信号的占空比沿着设定的调节步长进行调节；

其中，当输出电压信息落入于既定的目标电压范围信息中时，占空比调节模块停止对脉冲信号的占空比进行调节。

10.一种稳压装置，其特征在于，包括：

调压电路，用于调整电压；

脉冲调制器，用于输出占空比可变的脉冲信号并输入至调压电路的开关管；

存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至8中任一种方法的计算机程序。

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