本发明涉及一种变换器的控制电路，尤其涉及一种应用于开关电源的非线性电流控制器，属于新能源供电系统中的电力变换器控制领域。
背景技术：
1、开关电源以其体积小、效率高等优点得到广泛应用及发展，开关变换器广泛应用于小型的便携式设备中，为了将更多多功能的片上系统应用集成到这些设备中，开关变换器应该在较大且频繁变化的负载电流的情况下提供调节电压。但是，如果变换器的瞬态响应较慢，则会产生较大的输出电压欠调/超调或较长的稳定时间，导致系统可靠性降低或噪声敏感电路的信噪比性能下降。
2、这些问题可以通过设计合适的控制器来解决，相较于电压模式线性控制器，本发明提出的非线性控制器不受带宽的限制，从而使系统得到良好的动态响应特性。相较于峰值电流控制器，本发明提出的非线性控制器结合单周期控制，并且在电压外环加入了输出电流的平均信号，加快了系统的响应速度。并且所提控制器不需要斜坡补偿，不需要担心次谐波振荡的问题，有较宽的占空比调制范围。但非线性控制器也存在一定的缺点，如非线性控制器对开关误差校正能力有限，系统存在稳态误差，频率不固定等。而本控制器实现负载瞬态的快速调节的同时，还能解决非线性控制存在的部分问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种应用于开关电源的非线性电流控制器，不仅有抗输入扰动能力强的优点，且因为不受系统带宽的限制，还具有十分快速的负载瞬态响应。
2、实现本发明目的的技术解决方案为：一种应用于开关电源的非线性电流控制器其特征在于：包括主功率电路、非线性控制电路其中：
3、所述主功率电路包括直流电压源vin、主动开关管q、被动开关管p和电感l、输出滤波电容co、负载rl，其中：直流电压源vin的正极与主动开关管q连接，主动开关管q的源极与被动开关管p的漏极和电感l的一端连接，电感l的另一端分别输出滤波电容co的阳极连接和负载rl连接，直流电压源vin的负极和被动开关管p的源极和输出滤波电容co的阴极和负载rl的另一端均连接到参考地。
4、所述非线性控制电路，包括第一采样增益h、第二采样增益k1、第三采样增益k2、第一加法器sum1、第二加法器sum2、第三加法器sum3、第四加法器sum4，补偿环节g(s)、可复位积分器、比较器cmp、rs触发器、时钟发生器clk、反相器。第一采样增益h的输入端与主功率电路中的输出电压vo连接。第一加法器sum1的输入端分别连接第一采样增益h的输出端以及参考电压vref，第一加法器sum1的输出端与补偿环节g(s)输入端连接。第二加法器sum2的输入端分别连接补偿环节g(s)的输出端以及输出采样电流io，第二加法器sum2的输出端经第三采样增益k2后接入第四加法器sum4的一端。第二采样增益k1的输入端与主功率电路中的输出电压vo连接，第三加法器的输入端分别连接第二采样增益k1的输出端以及可复位积分器的输出端，第三加法器sum3的输出端与第四加法器sum4另一端连接。可复位积分器的反相端和同相端分别连接第二采样增益k1的输出端和参考地。比较器cmp的反相端和同相端分别连接第四加法器sum4的输出端以及主功率电路的电感电流il。rs触发器的r端与s端分别连接比较器cmp的输出端与时钟发生器clk，rs触发器的q’端与可复位积分器的复位开关s1连接，rs触发器的q端与主功率电路中的主动开关管q的栅极连接以及经过反相器与被动开关管p的栅极连接。
5、根据本发明的改进，还提出一种应用于开关电源的非线性电流控制器控制方法，包括：
6、主功率电路中的输出电压vo经第一采样增益h环节后与输出基准电压vref进行求差，得到误差电压ve。误差电压ve经过补偿环节后得到补偿信号vs，补偿电压vs与主功率电路中输出电流io求和后得到信号vj。信号vj经过第三采样增益k2环节后得到信号vc，而在另一侧，输出电压vo经过第二采样增益k1环节后得到可复位积分器输入信号vrc，输入信号vrc经过可复位积分器后输出电压积分信号vint。将可复位积分器输入信号vrc与可复位积分器输出电压积分信号vim求差后与信号vc相加，相加后的信号经过比较器与电感电流信号il作比较。当两者相等时，比较器cmp的输出信号变为高电平，使rs触发器复位。在开关周期开始时，时钟发生器给rs触发器s端发送时钟脉冲，使其q端输出高电平，将主功率电路中的主动开关管(q)开通。而比较器输出端与rs触发器的r端连接，当比较器输出端为高电平时，rs触发器的q端输出低电平，将主功率电路中的主动开关管(q)关断，同时rs触发器的q’端输出高电平，使可复位积分器的复位开关s1闭合，将电压积分信号vint复位为0，直至周期结束。时钟发生器clk发出下一个时钟脉冲，重复上述步骤。所述非线性电流控制器中，利用可复位积分器得到电感电流的纹波信号，再与外环信号相加后与电感电流信号相比较而得出控制信号。
7、本发明益处：本发明提出的非线性控制器对负载电流和电感电流进行双采样，其中电压外环包含负载电流信息，可显著加快负载变化时系统瞬态响应性能。具有良好的鲁棒性，较好的抑制制电源扰动和较强的抗负载扰动能力。相比于传统的电流控制法，本发明提出的控制器不受带宽的限制，不需斜坡补偿即可抑制次谐波振荡，所提出的控制方法可应用于各种直流开关电源变换器。
1.一种应用于开关电源的非线性电流控制器其特征在于：包括主功率电路(1)、非线性控制电路(2)其中：
2.一种基于权利要求1的应用于开关电源的非线性电流控制器的控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种应用于开关电源的非线性电流控制器控制方法，其特征在于，所述峰值电流结合单周期控制电路(2)中比较器的输入信号为加入平均电流的单周期信号，并且采用峰值电流控制的思想进行控制，所述控制平衡表达式为il＝io/2+δi/2，其特征在于当电感电流达到峰值时，实现控制。