[发明专利]一种适用于提高级联变换器系统稳定性的控制电路

权利要求书

1.一种适用于提高级联DC-DC变换器系统稳定性的控制电路，其特征在于：所述控制电路包括前后两级电源模块、前后两个电压控制模块以及交流扰动小信号采样模块；所述前后两级电源模块均采用Buck变换器，前级Buck变换器包括开关电源、开关管Q_F、二级管D_F、电感L_F以及电感等效串联电阻r_LF、电容C_F以及电容等效串联电阻r_CF，后级变换器包括开关管Q_S、二级管D_S、电感L_S以及电感等效串联电阻r_LS、电容C_S以及电容等效串联电阻r_CS；所述前后两级变换器的电压控制模块均包括输出电压采样单元、电压补偿单元和比较器；所述交流扰动小信号采样模块由差分放大器组成，所述差分放大器同相输入端通过电阻与直流参考信号相连，反相输入端与通过电阻与CR串联低通滤波网络相连；

其中，所述交流扰动小信号模块包括第一运算放大器、电阻R₄、R₅、R₆、R₇、R₈和电容C₄，所述第一运算放大器的同相输入端与电阻R₆、R₈的一端相连，电阻R₆、R₈的另一端分别接直流参考信号V_ref和地，所述第一运算放大器的反相输入端连接电阻R₅，电阻R₅的另一端连接电阻R₄和电容C₄，电阻R₄和电容C₄的另一端分别连接输出电压和地，所述第一运算放大器的输出端与反相输入端之间设有电阻R₇。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述前后两级变换器电压控制模块相同，区别在于控制参数不同，输出分别连接开关管Q_F、Q_S的栅极，且相互独立。

3.根据权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于：所述前后两个Buck变换器组成级联系统，所述开关管Q_F的漏极接开关电源V_in正极，所述开关管Q_F的源极接二极管D_F的阴极以及电感L_F的一端，所述开关管Q_S的漏极接电容C_F的一端，所述开关管Q_S的源极接二极管D_S的阴极以及电感L_S的一端。

4.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于：所述电压补偿单元为type III补偿器，包括第二运算放大器、电阻R₁、R₂、R₃，电容C₁、C₂、C₃，所述第二运算放大器的同相输入端连接交流扰动小信号采样模块的输出，所述第二运算放大器的反相输入端与电阻R₁和电容C₂相连接，电阻R₂与电容C₁串联后与电阻R₁并联，并设置在所述第二运算放大器的反相输入端和电压采样单元输出之间，电阻R₃和电容C₂串联后与电容C₃并联设置在所述第二运算放大器反相输入端和输出端之间。

5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于：所述电压采样单元由采样电阻R_a、R_b分压组成，前后级采样电阻大小取决于其所需输出电压稳定值。

6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述交流扰动小信号模块中的电阻R₄的取值为零时，所述电压补偿单元运算放大器的同相输入端与直流参考信号V_ref相连，此时电压控制回路等效于传统的电压控制方法。