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一种SIDO Buck开关变换器及数字控制方法 

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申请/专利权人:南京理工大学

摘要:本发明公开了一种SIDOBuck开关变换器及数字控制方法。该变换器包括采样模块、AD转换模块、误差计算模块、PID控制模块、CCB换序控制模块、PWM模块以及门级驱动逻辑电路。方法为:采样模块将模拟信号转换成离散信号,然后由AD转换模块转换成数字信号,输入至误差计算模块;PID模块根据误差值,确定新开关周期的占空比值;PWM模块根据占空比值输出PWM信号,驱动电路确定开关管的通断,实现输出电压值的调节;CCB换序控制模块判断是否进入换序控制,并在输入电压发生变化时,通过调节输入功率使得系统回归到稳态。本发明减少了开关变换器两条支路的交叉干扰,提高了开关变换器的动态响应,改善了系统的稳态性能。

主权项:1.一种SIDOBuck开关变换器,其特征在于,包括采样模块、AD转换模块、误差计算模块、PID控制模块、CCB换序控制模块、门级驱动逻辑电路以及PWM模块,其中:所述采样模块,用于将输出信号从连续时间域上的模拟信号,转换成离散时间域上的离散信号;所述AD转换模块,用于将采样模块采集到的离散信号转换成数字信号,输入至误差计算模块;所述误差计算模块,接收数字信号,计算共模参考电压与共模输出电压的差,以及差模参考电压与差模输出电压的差,得出当前的误差,传输至PID控制模块;所述PID控制模块,包括差模PID控制单元、共模PID控制单元,用于根据输出电压误差值,得到下一开关周期的占空比值,确定开关管的通断;所述CCB换序控制模块,当输入电压发生变化时,系统启用CCB换序控制模块,通过增加输入功率或者减少输入功率,让系统回归到稳态;所述PWM模块,根据所述PID控制模块、所述CCB换序控制模块的输出,输出相应的PWM信号;所述门级驱动逻辑电路,根据PWM信号驱动拓扑结构中开关管的通断状态,来调节输出电压值;步骤6所述的当输入电压发生变化时,系统进入CCB换序控制模块,此时主开关管Si,1支路开关管S1,2支路开关管S2的导通时间及先后顺序发生改变;在CCB换序控制模块中,根据输入电压突变前后采样的电感电流iL和两条支路的负载电流io1、io2计算出换序持续时间TC,以及换序期间1支路开关管S1的导通占空比D1和2支路开关管S2的导通占空比D2;在整个换序期间,当输入电压发生正的阶跃时,将主开关管Si设置为断开状态,从而达到减少输入功率的效果,反之,当输入电压发生负的阶跃时,将主开关管Si设置为导通状态,从而达到增加输入功率的效果,具体如下:换序期间,主开关管Si、1支路开关管S1、2支路开关管S2的导通时间全部发生改变;支路开关管的导通占空比D1、D2和换序时间Tc根据支路的电容充放电平衡以及采样的负载电流计算得到,公式为:ivnew-Iv=-Vo2L*Tcio1*D2=0.5*D1*ivnew-io1+ivnew-io1+D1*Ts*Vin-Vo1L其中ivnew是输入电压发生变化以后的电感谷值电流,L为电感,Ts为开关周期,Vin为输入电压,Vo1为1支路输出电压,Vo2为2支路输出电压。

全文数据:

权利要求:

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