一种数字电源控制电路的制作方法

本发明涉及电源变换器，尤其涉及一种数字电源控制电路。

背景技术：

1、在电源变换器中，输出电压与输入电压存在一定的线性关系。当输入电压变化时，输出电压随之相应改变。为了使输出电压保持稳定，一般要采集电压输出量进行反馈闭环控制。但是由于电源开关频率较高，且电路存在电感、电容等延时元件，使得反馈电压的变化滞后于输入电压的变化，系统的反应与调节比较迟缓，容易造成较大的瞬态偏离。

2、当前主流的控制方案根据控制对象不同分为有电流模式和电压模式，但电流模式需要两个反馈环路、占空比大于50％的连续模式下需要斜坡补偿、对电流噪声敏感等；而电压模式由于环路控制中不涉及输入电压变换，输入电压并没有参与反馈环路的闭环控制，因而应对输入电压的变换响应慢。

技术实现思路

1、本发明提供了一种数字电源控制电路，以解决现有技术中无法抑制输出电压纹波、输入电压的变换响应慢的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种数字电源控制电路，包括：相互连接的变换器模块和数字控制模块；所述数字控制模块包括依次连接的adc单元、环路计算单元、前馈计算单元、pwm限幅单元和pwm发生单元；

3、所述变换器模块，用于向所述数字控制模块发送电源变换器的输入电压和输出电压；

4、所述adc单元，用于接收所述变换器模块所发送的输入电压和输出电压，并将所述输入电压和所述输出电压转换成数字输入电压和数字输出电压；

5、所述环路计算单元，用于接收所述数字输出电压和预设输出电压基准值，并根据所述数字输出电压和预设输出电压基准值进行数字环路处理，得到第一pwm控制信号；

6、所述前馈计算单元，用于接收所述数字输入电压和预设输入电压基准值，并根据所述数字输入电压和预设输入电压基准值进行除法运算，得到第二pwm控制信号；

7、所述pwm限幅单元，用于接收并根据所述第一pwm控制信号、第二pwm控制信号和预设pwm信号周期进行限幅处理，得到pwm调控信号；

8、所述pwm发生单元，用于接收所述pwm调控信号，并根据所述pwm调控信号生成pwm信号，从而将所述pwm信号输出至所述变换器模块中，以使所述变换器模块输出波纹抑制后的输出电压。

9、作为优选方案，所述环路计算单元，用于接收所述数字输出电压和预设输出电压基准值，并根据所述数字输出电压和预设输出电压基准值进行数字环路处理，得到第一pwm控制信号，具体包括：

10、通过零阶保持器，对所述数字输出电压进行采样；

11、接收所输入的预设输出电压基准值，并将所采样的数字输出电压和所述预设输出电压基准值进行差值计算，得到误差信号；

12、根据所述误差信号进行数字环路处理，以使得根据所述误差信号进行包括三个零点和三个极点的补偿器模型的构建，并将所构建的补偿器模型转换为离散模型，从而将所述误差信号作为模型的输入，处理得到第一pwm控制信号。

13、作为优选方案，所述前馈计算单元，用于接收所述数字输入电压和预设输入电压基准值，并根据所述数字输入电压和预设输入电压基准值进行除法运算，得到第二pwm控制信号，具体包括：

14、通过零阶保持器，对所述数字输入电压进行采样；

15、接收所输入的预设输入电压基准值，并将所采样的数字输入电压和所述预设输入电压基准值进行除法运算，以使得通过将所述作为被除数，将所采样的数字输入电压作为除数，得到第二pwm控制信号。

16、作为优选方案，所述pwm限幅单元，用于接收并根据所述第一pwm控制信号、第二pwm控制信号和预设pwm信号周期进行限幅处理，得到pwm调控信号，具体包括：

17、接收所述环路计算单元输出的第一pwm控制信号和所述前馈计算单元输出的第二pwm控制信号，并将所述第一pwm控制信号和所述第二pwm控制信号进行加法运算，得到pwm控制加法信号；

18、接收预设pwm信号周期，并根据所述pwm控制加法信号和所述预设pwm信号周期进行限幅处理，得到pwm调控信号。

19、作为优选方案，所述pwm发生单元，用于接收所述pwm调控信号，并根据所述pwm调控信号生成pwm信号，从而将所述pwm信号输出至所述变换器模块中，以使所述变换器模块输出波纹抑制后的输出电压，具体包括：

20、接收所述pwm调控信号，并根据所述pwm调控信号，生成第一pwm信号和第二pwm信号；其中，所述pwm信号包括第一pwm信号和第二pwm信号；

21、将所述第一pwm信号输出至所述变换器模块中对应的电压输入单元，将所述第二pwm信号输出至所述变换器模块中对应的电压输出单元，以使得所述变换器模块通过所输入的第一pwm信号和第二pwm信号，分别对所述变换器模块中的输入电压和输出电压进行前馈控制，从而所述变换器模块输出波纹抑制后的输出电压；其中，所述变换器模块包括电压输入单元和电压输出单元。

22、作为优选方案，所述变换器模块包括电压输入单元和电压输出单元；所述电压输入单元和电压输出单元连接；

23、所述电压输入单元的输入端还与所述数字控制模块中输出第一pwm信号的第一输出端连接，所述电压输入单元的输出端还与所述数字控制模块中接收输入电压的第一输入端连接；

24、所述电压输出单元的输入端还与所述数字控制模块中输入第二pwm信号的第二输出端连接，所述电压输出单元的输出端还与所述数字控制模块中接收输出电压的第二输入端连接。

25、作为优选方案，所述电压输入单元，包括：交流信号输入端、整流器、第一电容、第一选择器、输入电压端和第一mos管；

26、所述整流器的输入端接入所述交流信号输入端，所述整流器的正极输出端与所述第一电容的第一端、所述第一选择器的正极端、所述输入电压端和所述第一mos管的漏极连接，所述整流器的负极输出端、所述第一电容的第二端、所述第一选择器的负极端均接地；

27、所述第一mos管的栅极与所述数字控制模块中输出第一pwm信号的第一输出端连接，所述第一选择器的输出端与所述数字控制模块中接收输入电压的第一输入端连接。

28、作为优选方案，所述电压输出单元，包括：输出电压端、漏源电压端、第二选择器、电感、第二电容、电阻和第二mos管；

29、所述第二选择器的正极端均与所述输出电压端、所述电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述电感的第一端连接，所述第二选择器的负极端、所述电阻的第二端、所述第二电容的第二端和所述第二mos管的源极均接地；

30、所述第二mos管的漏极均与所述电感的第二端和所述漏源电压端连接，所述第二mos管的栅极与所述数字控制模块中输出第二pwm信号的第二输出端连接，所述第二选择器的输出端与所述数字控制模块中接收输出电压的第二输入端连接。

31、作为优选方案，所述第一mos管的源极和所述第二mos管的漏极连接。

32、相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

33、本发明的技术方案通过相互连接的变换器模块和数字控制模块，以及数字控制模块中依次连接的adc单元、环路计算单元、前馈计算单元、pwm限幅单元和pwm发生单元，能够对变换器模块所发送的输入电压和输出电压分别进行环路计算和前馈计算，从而将分别得到的计算结果用于pwm限幅和pwm信号的生成，并反馈至变换器模块中对输入电压和输出电压进行控制，进而确保了以使变换器模块能够输出波纹抑制后的输出电压，同时实现了数字控制器中的输入电压和输出电压的前馈功能，从而提高了输入电压的变换响应，也提高了变换器的性能。