[发明专利]配置电压调节器系统的控制器的方法和电压调节器系统

说明书

公开了一种配置用于具有由电感(L)和电容(C)设置的输出滤波器响应的电压调节器系统的控制器的方法和电压调节器系统。方法包括将一个或更多个具有已知接通时间和关断时间的脉冲施加至电压调节器系统，以及响应于一个或更多个具有已知接通时间和关断时间的脉冲对电压调节器系统进行测量。方法还包括基于测量结果来构建电压调节器系统的输出滤波器响应的模型，以及基于输出滤波器响应的模型来设置控制器的一个或更多个控制回路参数。

技术领域

本申请涉及电压调节器，特别地涉及设置电压调节器控制器的控制回路参数。

背景技术

PID(比例-积分-微分)控制器被广泛用于控制电压调节器。许多类型的电压调节器具有由系统的实际或等效有效输出电感(L)和电容(C)设置的输出滤波器响应。输出电容和电感变化会导致电压调节器系统变得不稳定、关机或故障。输出滤波器响应的双极点(double pole)频率是优化电压调节器控制器的控制回路的PID补偿的关键参数，输出滤波器响应的双极点频率是输出电感和电容的函数，如由1/(2π√LC)所给出的。如果例如由于器件变化、器件老化、模块化负载应用等，电压调节器系统的实际输出电感和/或电容从预期值或标称值改变，则双极点频率也发生偏移。按照惯例基于基准(标称)双极点频率设置的初始优化PID控制回路，通常不能针对实际双极点频率的变化进行补偿，因此会导致不期望的系统行为。

对于一些电压调节器系统应用，输出电感和电容可以变化高达+/-22％。这样的LC变化意味着双极点频率可从-18％变化至28％。对于其中用户可以通过插入另外的负载和输出电容来修改调节器负载的模块化负载应用来说，电容和LC变化可能会更大。用于针对双极点频率的大范围变化进行补偿的常规方法包括增加过量的输出电容器，这增加了系统成本并且在上电期间需要超量的充电电流。另一常规方法使用非常保守的PID补偿，使得对于具有比预期更小的电容或更大的电感的系统发生过大的过冲或下冲。因此，存在对改进的输出滤波器响应补偿技术的需要。

发明内容

根据配置用于具有由电感(L)和电容(C)设置的输出滤波器响应的电压调节器系统的控制器的方法的实施方式，该方法包括：将一个或更多个已知接通时间和关断时间的脉冲施加至电压调节器系统；响应于一个或更多个已知接通时间和关断时间的脉冲，对电压调节器系统进行测量；基于所述测量来构建电压调节器系统的输出滤波器响应的模型；以及基于输出滤波器响应的模型来设置控制器的一个或更多个控制回路参数。

根据具有由电感(L)和电容(C)设置的输出滤波器响应的电压调节器系统的实施方式，电压调节器系统包括控制器，该控制器可操作成向电压调节器系统施加一个或更多个已知接通时间和关闭时间的脉冲，响应于一个或更多个已知接通时间和关断时间的脉冲，对电压调节器系统进行测量，基于所述测量来构建电压调节器系统的输出滤波器响应的模型，以及基于输出滤波器响应的模型来设置控制器的一个或更多个控制回路参数。

在阅读下面的具体实施方式后以及在查看附图之后，本领域技术人员将认识到另外的特征和优点。

附图说明

附图中的元素不一定相对于彼此成比例。相似的附图标记表示对应的类似部件。可以组合各种示出的实施方式的特征，除非它们彼此排斥。附图中示出了实施方式，并且在下面的描述中详述了实施方式。

图1示出了具有控制回路参数设置单元的电压调节器的实施方式的框图；

图2示出了用于电压调节器的控制回路参数设置方法的实施方式的流程图；

图3示出了在设置电压调节器的控制回路参数中使用的各种测量；

图4示出了与控制回路参数设置实施方式相关联的各种波形；

图5示出了用于设置电压调节器的控制回路参数的、基于查找表的实施方式的框图。

具体实施方式