专利名称：基于纹波的pwm滞环控制方法
技术领域：
本发明涉及一种直流开关电源控制方法，特别涉及一种基于纹波的PWM滞环控制 方法。
背景技术：
随着通信技术的快速发展，直流开关变换器的体积越来越小、效率越来越高、功率 密度越来越大、动态负载性能要求越来越严格。特别是在低压大电流应用场合，如何设计 满足要求的电源是电力电子领域面临的一大挑战。这些挑战都对直流开关变换器的电压 调节模块(Voltage Regulator Module, VRM)提出了更高的要求(I)负载动态响应速度快[2]稳压精度高(3)功率变换效率高。这些给直流变换电路的控制技术提出了新的挑战。传 统型PWM电压控制方法由于其满足稳定性和控制精度的基本要求，而广泛的应用于通信电 源中。但是，这种控制方法在负载发生突变时，由于控制电路中电压误差放大器的补偿电路 带来的延时滞后，不仅造成了其瞬态响应慢，降低了其动态特性。并且，电压误差放大器的 补偿电路在设计和调试时较为复杂。以上这些问题给控制电路的设计带了了很大的困难。
传统型PWM电压控制方法中，使用了三角载波产生电路和运算放大器以及相应的 补偿电路，这些使变换电路的体积增大，难以实现小型化和轻量化；运算放大器的误差特性 严重影响控制电路的性能。使设计者在解决运算放大器的稳定问题时，耗费大量的时间和 人力物力；传统型PWM电压控制方法中调整相位补偿电路是通过误差放大器的增益和频宽 改善负载变动特性，这些设计都是比较复杂的，并不容易做到；传统滞环PWM控制方法中没 有利用电感电流纹波和电容寄生电阻纹波电压的思想引出反馈。使直流变换电路的性能不 能达到最优。发明内容
本发明是针对传统型PWM电压控制方法难以满足输出高速瞬态响应、小型化、轻 量化、低成本、高效率的技术指标的问题，提出了一种基于纹波的PWM滞环控制方法，在负 载扰动时，具有快速瞬态响应特性的新型滞环控制方式。在传统滞环控制的基础上，利用电 感电流和电容寄生电阻电压的纹波思想，提出了新型的滞环控制方式。通过引入电感纹波 电流和电容寄生电阻纹波电压的反馈，使滞环控制的瞬态响应得到了很大的提高，有了更 好的抗负载扰动能力和动态特性。
本发明的技术方案为一种基于纹波的PWM滞环控制方法，输入直流电源正负极 两端接串联的两个MOSFET开关管，驱动器接两个MOSFET开关管控制极，两个MOSFET开关 管串联连接点与直流电源负极间接电感电容滤波电路，负载并在串联的滤波电容和滤波电 容寄生电阻上，输出电压接串联的第一反馈调整电阻和电容，电容电压输入比较器输入一 端，同时经过第二反馈调整电阻接比较器输出端，比较器输出和地之间接上下限阀值大小 调整电阻，上下限阀值大小调整电阻分压值，即滞环比较器阀值电压接比较器输入另一端， 比较器输出接驱动器，通过电阻组成一个反馈旁路对电容进行充放电。
所述反馈旁路为电感输出经电感电流反馈增益， 再经过第三反馈调整电阻到电容，给电容充放电，输出电压
权利要求
1.一种基于纹波的PWM滞环控制方法，输入直流电源(Ki)正负极两端接串联的两个MOSFET开关管，驱动器接两个MOSFET开关管(&、5^)控制极，两个MOSFET开关管(&、5^)串联连接点与直流电源负极间接电感电容(Z、G)滤波电路，负载(怂)并在串联的滤波电容(G)和滤波电容寄生电阻0 ·)上，输出电压(I)接串联的第一反馈调整电阻(怂)和电容(CO，电容(O电压输入比较器输入一端，同时经过第二反馈调整电阻0 )接比较器输出端，比较器输出和地之间接上下限阀值大小调整电阻％，怂)，上下限阀值大小调整电阻％，R2)分压值，即滞环比较器阀值电压(Ki)接比较器输入另一端，比较器输出接驱动器，其特征在于，通过电阻组成一个反馈旁路对电容(O进行充放电。
2.根据权利要求1所述基于纹波的PWM滞环控制方法，其特征在于，所述反馈旁路为电感输出经电感电流反馈增益，再经过第三反馈调整电阻(O到电容(CO，给电容充放电，输出电压
3.根据权利要求1所述基于纹波的PWM滞环控制方法，其特征在于，所述反馈旁路为滤波电容寄生电阻(Mese)的电压输出经过第四反馈调整电阻(O到电容W)，给电容充放电， <v^vi输出电压K = 3， -^V.+^ + Vr-Vu Rf 1 R L H 1111 其中= 7 +尽为第四反馈调整电阻，为第一反馈调整电阻，W为第二 fbll·· 上反馈调整电阻，匕和Vff为滞环比较器阀值电压(低电平，高电平)，V1为输入直流电源电压，Vesr为滤波电容寄生电阻输出电压。
4.根据权利要求1所述基于纹波的PWM滞环控制方法，其特征在于，所述反馈旁路为电感输出经电感电流反馈增益，再经过第三反馈调整电阻(O到电容W)，同时滤波电容寄生电阻(Mese)的电压输出经过第四反馈调整电阻(&)到电容W)，纹波电感电流和电容寄生电阻纹波电压反馈同时对电容(O进行充放电，输出电压 (Wr/ \τ/ VLMSPJ^iW =_fk_ RP J^r，+ -^-Wi + 2 + Vr - Ff, Rf RA R L s其中
全文摘要
本发明涉及一种基于纹波的PWM滞环控制方法，在传统滞环控制的基础上，通过引入电感纹波电流和电容寄生电阻纹波电压的反馈，使滞环控制的瞬态响应得到了很大的提高，有了更好的抗负载扰动能力和动态特性。由于提出的控制方法只需要一个滞环比较器和反馈调节电阻，控制电路的元器件数量大幅减少，成本和体积均得到了较大改善。而且，由于没有使用误差放大器，在消除了补偿电路带来的相位延迟问题的同时，有效提高了控制电路的动态特性。具有输出电压的瞬态响应快，超调量低，收敛时间短的特性。
文档编号H02M3/155GK103036432SQ20121052067
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者赵晋斌, 戴剑丰, 刘永晓 申请人:上海电力学院