技术特征：1.一种调节滤波电容压差改善开关电源瞬态响应能力的系统，其特征在于，包括：采集控制模块、电平产生模块和电平控制模块；其中：
采集控制模块，负责采集输出电压，并与参考电压比较，根据两者的偏差值得到控制信号，并将控制信号发送给电平控制模块，偏离参考电压越多，需要调节的滤波电容电平数量就越多；
电平产生模块，负责产生多个参考电平，为滤波电容和采集控制模块提供参考电压；
电平控制模块，负责控制滤波电容负端参考电压，接收来自采集控制模块的控制信号，对应地调整输出滤波电容负极单刀双掷开关的状态；
(1)在稳定工作状态时，采集控制模块不断采集开关电源的输出电压vo，并将结果送至电平控制模块，设滤波电容的总数量为n，电平控制模块将的滤波电容的负端参考电压拉至地平面gnd，滤波电容的这种状态记为state1，将剩余的滤波电容的负端参考电压拉至负电压-vref，滤波电容的这种状态记为state2；
(2)当负载突变，包括负载需要的功率增大，此时负载阻值减小，输出电压vo降低，当采集控制模块采集到的输出电压vo低于阈值电压vlow_threshold_1时，将对应控制信号发送到电平控制模块，电平控制模块通过单刀双掷开关将的state2的滤波电容负端参考电压拉至地平面gnd，即的state2的滤波电容变为state1的滤波电容，此时state1的滤波电容的数量为state2的滤波电容的数量为当采集控制模块采集到的输出电压vo继续降低至低于阈值电压vlow_threshold_2时，将对应控制信号发送到电平控制模块，电平控制模块通过单刀双掷开关将剩余的state2的滤波电容负端参考电压拉至地平面gnd，即剩余的state2的滤波电容变为state1的滤波电容，此时state1的滤波电容数量为n,state2的滤波电容数量为0；此时由于滤波电容两端电压差下降，改变状态的滤波电容会快速放电，从而提高输出电压vo；
当负载突变，包括负载需要的功率减小，此时负载阻值增大，输出电压vo升高，当采集控制模块采集到的输出电压vo高于阈值电压vhigh_threshold_1时，将对应控制信号发送到电平控制模块，电平控制模块通过单刀双掷开关将的state1的滤波电容负端参考电压拉至-vref，即的state1的滤波电容变为state2的滤波电容，此时state2的滤波电容的数量为state1的滤波电容的数量为当采集控制模块采集到的输出电压vo继续上升至高于阈值电压vhigh_threshold_2时，将对应控制信号发送到电平控制模块，电平控制模块通过单刀双掷开关将剩余的state1的滤波电容负端参考电压拉至-vref，即剩余的state1的滤波电容变为state2的滤波电容，此时state2的滤波电容数量为n,state1的滤波电容数量为0。此时由于滤波电容两端电压差上升，改变状态的滤波电容会快速充电，从而降低输出电压vo；
(3)当负载和输出电压vo再次稳定之后，将步骤(2)中调整过状态的滤波电容调回到(1)中稳定工作的状态，从而应对下次的负载突变；由于大量滤波电容一起切换状态会导致输出电压vo波动，需要每隔一定时间间隔逐个切换，减小对输出电压vo的影响。
2.根据权利要求1所述的调节滤波电容压差改善开关电源瞬态响应能力的系统，其特征在于：所述阈值电压根据开关电源输出电压稳定性要求来确定，开关电源的理想输出电压为vstandard，实际输出电压vo与理想输出电压vstandard差值占vstandard最大百分比为μ，即要求输出电压控制在(1±μ％)vstandard内，则阈值电压取值如下：vlow_threshold_1＝(1-0.4μ％)vstandard，vlow_threshold_2＝(1-0.8μ％)vstandard，vhigh_threshold_1＝(1+0.4μ％)vstandard，vhigh_threshold_2＝(1+0.8μ％)vstandard，滤波电容负参考电压值-vref＝-3*vstandard。
3.一种调节滤波电容压差改善开关电源瞬态响应能力的方法，其特征在于，所述方法通过调节滤波电容的电压差实现，实现方法如下：
(1)在稳定工作状态时，采集开关电源的输出电压vo，设滤波电容的总数量为n，将的滤波电容的负端参考电压拉至地平面gnd，滤波电容的这种状态记为state1，将剩余的滤波电容的负端参考电压拉至负电压-vref，滤波电容的这种状态记为state2；
(2)当负载突变，包括负载需要的功率增大，此时负载阻值减小，输出电压vo降低，当输出电压vo低于设定阈值电压vlow_threshold_1时，通过单刀双掷开关将的state2的滤波电容负端参考电压拉至地平面gnd，即的state2的滤波电容变为state1的滤波电容，此时state1的滤波电容的数量为state2的滤波电容的数量为当输出电压vo继续降低至低于阈值电压vlow_threshold_2时，通过单刀双掷开关将剩余的state2的滤波电容负端参考电压拉至地平面gnd，即剩余的state2的滤波电容变为state1的滤波电容，此时state1的滤波电容数量为n,state2的滤波电容数量为0；此时由于滤波电容两端电压差下降，改变状态的滤波电容会快速放电，从而提高输出电压vo；
当负载突变，包括负载需要的功率减小，此时负载阻值增大，输出电压vo升高，当采集到的输出电压vo高于阈值电压vhigh_threshold_1时，通过单刀双掷开关将的state1的滤波电容负端参考电压拉至-vref，即的state1的滤波电容变为state2的滤波电容，此时state2的滤波电容的数量为state1的滤波电容的数量为当输出电压vo继续上升至高于设定阈值电压vhigh_threshold_2时，通过单刀双掷开关将剩余的state1的滤波电容负端参考电压拉至-vref，即剩余的state1的滤波电容变为state2的滤波电容，此时state2的滤波电容数量为n,state1的滤波电容数量为0，此时由于滤波电容两端电压差上升，改变状态的滤波电容会快速充电，从而降低输出电压vo；
(3)当负载和输出电压vo再次稳定之后，将步骤(2)中调整过状态的滤波电容调回到步骤(1)中稳定工作的状态，从而应对下次的负载突变；大量滤波电容一起切换状态会导致输出电压vo波动，需要每隔一定时间间隔逐个切换，减小对输出电压vo的影响。
技术总结本发明涉及一种调节滤波电容压差改善开关电源瞬态响应能力的系统及方法，包括：采集控制模块，电平产生模块，电平控制模块；不断检测开关电源的输出电压，并将输出电压与参考值比较，当输出电压低于参考电压时，通过控制电路，减小滤波电容的电压差，使滤波电容快速放电，提高输出电压；当输出电压高于参考电压时，通过控制电路，增大滤波电容的电压差，使滤波电容快速充电，降低输出电压；本发明通过调节滤波电容电压，提高开关电源的瞬态响应能力，最终提升开关电源输出电压的稳定性。
技术研发人员：周万鑫;宋克柱;吴传
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：2021.04.21
技术公布日：2021.07.30