一种原边反馈恒流控制系统的制作方法

文档序号:23723613发布日期:2021-01-26 14:15阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种原边反馈恒流控制系统,其特征在于:包括输出反馈模块、电流检测、驱动模块、电流计算模块、误差计算模块、pid模块以及pwm模块,该控制系统与受控的开关电源连接起来构成一个闭环;输出反馈模块用于采集恒流算法所需的基本参数和计算次级电感电流的占空比;输出反馈模块的输入信号包括辅助绕组反馈电压vfb、驱动模块输出主管开关控制信号duty和驱动模块输出辅助管开关控制信号duty_a,输出信号包括去磁时间信号tr值、模式识别信号flag、主管导通时间ton和辅助管单个周期内的导通时间ton_a,输出反馈模块包括一个比较器comp1和一个时间计算模块,比较器comp1的正端与辅助绕组反馈电压vfb相连,比较器comp1的负端接地,用于过零比较,比较器comp1的输出为scomp1,用于模式识别信号flag的判断,通过计算tr值来判断工作模式为dcm模式或ccm模式;电流检测模块的输入是原边采样电阻上的电压vp和pwm模块输出的峰值电压数字量vpp_dig,输出信号是主管导通阶段的原边电流平均值数字量ipav_dig,输出信号输入到电流计算模块;电流计算模块的输入信号是输出反馈模块提供的去磁时间tr、辅助管导通时间ton_a、模式识别信号flag以及电流检测模块提供的ipav_dig;该模块通过状态检测去判断是采用dcm还是ccm计算模型,通过电荷守恒的方式,计算输出电流的模拟量io,将模拟量转化为数字量io_dig作为误差计算模块的输入;所述电流计算模块输出电流io计算式为:dcm模式下的输出电流io表达式为:其中,在开关周期ts内,id
r
(t)代表输出二极管电流与时间的函数,i
lm
(t)代表励磁电流与时间的函数,i
p
(t)代表原边电流与时间的函数,np是变压器的原边匝数,ns是变压器的副边匝数,q1是i
lm
(t)与i
p
(t)的差在t1时刻至励磁电流i
lm
(t)降为零时刻的积分值然后减去流入钳位电容的电量的差值,q3是指i
lm
(t)与i
p
(t)的差在时间上的积分值减去q1的那部分电量;ccm模式下的输出电流io表达式为:其中,在开关周期ts内,q1是i
lm
(t)与i
p
(t)的差值在t1时刻至t3时刻的积分值然后再减去流入钳位电容的电量的差值,t1是主管导通结束时刻,t3是辅助管第一次导通结束时刻;q2是指i
lm
(t)与i
p
(t)的差值在t3时刻至t4时刻的积分值,q3是指流入钳位电容的电量;误差计算模块的输入是电流计算模块输出的电流数字量io_dig和参考电流常量,参考电流常量是根据系统设计指标给定的精确数字常量iref,给定的参考电流常量减去输入的电流数字量io_dig,两者差值即为采样误差,记为e1,输入到pid模块;pwm模块的输入为pid模块的补偿结果vpi,通过pid模块补偿结果vpi计算得到正常控制时开关周期与占空比的信息,得到周期与占空比信息后,pwm模块输出下一个开关周期ts值和原边峰值电流ipeak值给驱动模块,峰值电压数字量vpp_dig给电流检测模块;驱动模块的输入为pwm模块输出的信号ts和ipeak、原边采样电阻上电压vp以及反馈模块输出的主管导通时间ton和辅助管导通时间ton_a,ipeak值限定了原边采样电阻上的最
大电流,即峰值电流,该电流正比于开关管的导通时间,所以ipeak也就限定了开关管的导通时间,所述模块驱动方式为:当主管导通的时候,duyt=1,当vp超过给定的参考值时,duty=0,经过一个死区时间td1,辅助管导通,此时duty_a=1,经过ton_a的时间,辅助管关闭,duty_a=0,再经过t3时间,辅助管再次导通,duty_a=1,导通时间也为ton_a,再经过一个死区时间td2,本次开关周期结束,主管再次导通,开始新的一个开关周期,其中t3大于等于0,t3=ts-2*ton_a-td1-td2,当t3等于0的时候,为传统反激模式;结合上述的输入信号,驱动模块分别输出主管与辅助管的占空比波形,即duty与duty_a,两个占空比信号分别控制两个功率管的栅极,实现对环路的控制;同时duty信号与duty_a信号也是输出反馈模块进行信息处理的输入信号。2.根据权利要求1所述的原边反馈恒流控制系统,其特征在于:对于有源钳位反激变换器,所述电流计算模块输出电流io为:dcm输出电流io为:其中,开关周期ts内,i
pp
是原边电流的峰值,t42是t2与t4的时间间隔,t2是辅助管第一次导通的起始时刻,t4是续流二极管第一次电流降为零的时刻;t75是t5与t7的时间间隔,t5表示辅助管第二次导通的起始时刻,t7是续流二极管再一次关闭的时刻;ccm输出电流io为:其中,开关周期ts内,i
pm
是原边电流最小值,t62是ccm模式下的去磁时间,t86是t8与t6之间的时间间隔,t6是辅助管第二次关闭的起始时刻,t8是辅助管第二次关闭后辅助绕组反馈电压降为0的时刻,t98是t9与t8之间的时间间隔,t9是开关周期结束时刻。
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