[发明专利]一种数字开关电源系统的自适应调节方法

说明书

本发明提供一种数字开关电源系统的自适应调节方法，该方法中的数字开关电源系统包括由通信回路连接的前级数字电源和后级数字电源，前级数字电源和后级数字电源分别读取并解算初始化的特征预设值并互相传输，获得所有的特征预设值后，前级数字电源和后级数字电源分别运算得到数字开关电源系统的系统特征值，根据该系统特征值，前级数字电源和后数字电源调节自己的特征预设值分别得到新特征值，根据该新特征值，前级数字电源和后级数字电源调节自己的相关参数，实现系统的自适应调节。本发明能够在保证系统稳定工作的前提下，摒弃数字电源级间的补偿器，降低了系统成本和复杂度，提高了系统的可扩展性。

技术领域

本发明涉及电力电子尤其是数字开关电源技术领域，具体涉及一种数字开关电源系统的自适应调节方法。

背景技术

当今电源市场占有率较大的是模拟开关电源。随着智能化设备技术的革新、物联网时代的到来，开关电源也逐步发展为具有数字化功能的产品。真正意义的数字电源，其实现方式以DSP和专用数电源字芯片为主，数字电源优点有：集成度高、适应性强、外部器件少、自诊断、EMI兼容能力强、在线可编程、优秀的系统管理和可靠性。

无论模拟电源还是数字电源，在大功率多电压等级的用电场合，均需要多种类电源并联提供功率，或者级联提供不同电压。这时候电源系统由于阻抗匹配导致的稳定性问题凸显出来。一般电源的控制系统结构、组成器件类似，由于效率和功率分配的影响，前级数字电源的功率要大一些，开关器件的容量越大，其Q_g越大，开关频率不会太高，系统的穿越频率f_c1较低；而后级数字电源功率较小，可以在更高频率下工作，因而穿越频率f_c2要高于前级数字电源的穿越频率f_c1。

实际上，前级数字电源将高于f_c2的干扰衰减以后，输入至后级数字电源，后级数字电源会将频率在f_c1～f_c2之间的干扰放大，干扰作用增强，表现为：系统串联以后，系统在f_c2处的相角裕度减小，当干扰幅值超过一定程度或相角偏移超过系统的稳定裕度以后，在后级电源输出端会观察到电源系统稳定性下降的现象。以图1所示两级电源系统为例，即每级电源的相角裕度为45°左右，但级联使用时会出现系统不稳定的情况。为解决这种问题，现有阶段的技术方案中，可行性较高的有两种：首先是使用定制的电源，将电源的相角裕度增加，每级的相角裕度在75°左右，级联后系统的相角裕度约为45°，但这种方案的电源在单独使用的时候会出现输出性能下降、超调过大的现象；另一个方案是在系统级联电源之间增加一个补偿器，分为无源补偿器(静态)和有源补偿器(动态)，补偿器价格昂贵，提高了提高系统的成本和复杂度，而且该方法没有从根本上解决系统的稳定裕度的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种数字开关电源系统的自适应调节方法，能够在保证系统稳定工作的前提下，摒弃数字电源级间的补偿器，降低系统成本和复杂度，提高系统的可扩展性。

为实现上述目的，本发明提供了一种数字开关电源系统的自适应调节方法，包括以下步骤：

(1)前级数字电源和后级数字电源分别读取并解算初始化的特征预设值；

(2)前级数字电源和后级数字电源将所述特征预设值互相传输；

(3)获取全部的特征预设值后，前级数字电源和后级数字电源分别运算得出数字开关电源系统的系统特征值；

(4)根据所述系统特征值，前级数字电源和后级数字电源调节自己的特征预设值，分别得到新特征值；

(5)根据所述新特征值，前级数字电源和后级数字电源调节自己的相关参数，实现系统的自适应调节。

进一步地，在步骤(1)之前还包括如下步骤：上电后，前级数字电源和后级数字电源进行状态自检，自检异常则直接关机，自检正常，进行步骤(1)。