[发明专利]一种可变结构与参数自整定的宽范围输出功率变换器

说明书

本发明公开了一种可变结构与参数自整定的宽范围输出功率变换器，包括主功率电路、采样电路、驱动电路和DSP控制单模块，其特征在于：主功率电路还包括一个电感L1、四个开关管Q1～Q4，输入电容CIN与输出电容COUT，驱动电路连接有差分电路，驱动电路和差分电路组成VCC辅助源供电，主动率电路连接有信号调理电路，DSP输出PWM信号。本发明采用了变结构控制，根据输出电压调整模块间的连接结构，当所需输出电压较高时，可通过模块间的输出串联显著提高输出电压，而当所需输出电压较低时，可将各模块交错并联，从而增大占空比可调范围，提高输出精度并减小纹波。

技术领域

本发明涉及变换器领域，特别涉及一种可变结构与参数自整定的宽范围输出功率变换器。

背景技术

对于现有的变换器，当输入电压可调范围有限，而输出要求宽范围可调时，就会遇到有时要升压，而有时要降压的情况。传统的升降压变换器若采用脉宽调节方式，虽然能实现升降压，但是其占空比变化范围过大，导致系统的效率难以优化。而且在低压范围，由于占空比过小，难以实现精确调节。目前常见的解决办法通常有：采用脉宽调节和频率调节相结合的方式，在低压时降低开关频率，来增大调节范围；采用具有恒定导通时间，而开关频率不同的双频率控制脉冲组合的方式，使占空比不会过大或过小；在传统的降压电路前加前置调节电路，或者采用两级式调节的方式，来增大调节范围，另外随着信息技术的快速发展，电源系统数字化也成为发展趋势，以完成通信，遥测遥控，复杂控制方式或多重保护逻辑。且随着变换器开关管的增多，开关模态和调制方式的复杂，和模块串并联式重构的需求，数字控制更易于实现且实现更为优异的控制效果。

对于传统的模拟电源，若采用双频率控制，或在低压时降低开关频率来增大调节范围等方法，都改变了电路的频率，着将必然导致控制器参数难以优化，当采用多套参数时，又存在环路竞争与嵌套问题，控制难以平滑切换，并存在控制器不受控状态；若采用在传统的降压电路前加前置调节电路，或者采用级联的方式，这虽然可以提高其电压调节增益，但这将大大降低变换器效率，并增加了系统的复杂度，且当输出电压和负载电流在大范围变化时，系统存在多个稳态工作点，这将导致固定输入输出的直流变换器设计方法难以适用，给系统控制环路设计带来困难。为了保证系统全局的稳定性，一般需在稳定条件的最恶劣情况进行参数设计，如此大大限制了系统的控制带宽，影响系统的动态特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可变结构与参数自整定的宽范围输出功率变换器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可变结构与参数自整定的宽范围输出功率变换器，包括主功率电路、采样电路、驱动电路和DSP控制单模块，其特征在于：所述主功率电路还包括一个电感L1、四个开关管Q1～Q4，输入电容CIN与输出电容COUT，所述驱动电路连接有差分电路，所述驱动电路和差分电路组成VCC辅助源供电，所述主动率电路连接有信号调理电路，所述DSP输出PWM信号。

优选的，所述主功率电路设有VIN和VOUT，VIN和VOUT分别为输入电压和输出电压。

优选的，所述差分电路可由PWM信号输入。

优选的，所述DSP控制单模块有n个模块需要并联时，将这n路PWM信号的相位依次错开360°/n。

优选的，所述DSP控制单模块与多模块连接，各个模块的输入端并联，输出端连接矩阵选择电路。

优选的，所述DSP控制单模块统一控制矩阵选择电路，且根据输出电压改变模块间的连接结构，并使用钳位开关技术实现软开关。