[发明专利]占空比补偿及抑制占空比丢失的控制电路及工作方法

说明书

本发明公开了占空比补偿及抑制占空比丢失的控制电路及工作方法，涉及电力电子领域，能够补偿占空比畸变，并减小占空比丢失,减少输出波形的畸变。本发明包括：利用理想状态下开关管S_g的漏源极电压与积分器的积分结果的固定关系确定实际等效占空比，并利用单稳态触发器缩短积分结果的复位时间，使补偿电路能够对开关管漏源极电压下降期间的电压畸变进行补偿，实现畸变占空比的补偿；当单周期控制发生占空比丢失时，引入一个带延时的时钟信号，利用异或逻辑判断直接对积分结果进行复位，实现当前开关周期占空比最大限度的补偿，并补偿了下一个开关周期的占空比丢失。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及了占空比补偿及抑制占空比丢失的控制电路及工作方法。

背景技术

随着时代的发展，电力电子变换器对效率、体积、重量不断提出高的需求。提高电力电子变换器的频率可以有效地减小磁性元器件的体积和重量，提高变换器的功率密度，因而高频化成为开关变换器设计的重要指标。

实现开关电路的高频化对于改善开关电路的输出电压，输入电流波形以及滤波器的优化设计都具有重大意义，是开关电路未来的发展趋势。但在实际电路中，由于开关器件的非理想性，以及电路死区时间的存在，使得在实际开关电路中，当开关频率过高时，开关时刻的电压发生畸变，开关管的等效占空比缺失，最终导致输出电压波形畸变。同时当开关频率越高，占空比畸变对输出波形的影响越大。

为了能够补偿畸变的电压波形，提高输出电压质量，传统的电压补偿方案通过多次采样得到电感电流均值，然后根据电感电流的大小和正负判断正确的占空比丢失模式，并选择相应的公式推导需要补偿的占空比来弥补或者舍弃多余的占空比。

但随着开关周期的缩短，控制周期也同样减小，没有足够的时间来进行波形的采样、判断及计算，往往在数个开关周期才能进行一次占空比补偿，导致补偿的效果不佳。

综上,现有技术中缺乏一种通用性的控制补偿电路,补偿畸变的占空比,避免输出波形的畸变。

发明内容

本发明提供了占空比补偿及抑制占空比丢失的控制电路及工作方法，在不进行电感电流采样以及占空比畸变类型判断的情况下，补偿占空比并减小单周期控制下的占空比丢失，减小输出波形的畸变程度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：占空比补偿及抑制占空比丢失的控制电路,包括：占空比提取模块、基准计算与输出模块、积分器、比较器、RS触发器、信号处理器、单稳态触发器、异或逻辑门、复位芯片。

受控制的功率电路中，开关管S_g的漏源极电压输入积分器，积分器连接比较器，比较器连接RS触发器，RS触发器的Q端与端连接并控制功率电路中开关管S_g的开通与关断。

变换器的控制器输出的PWM波形输入占空比提取模块，占空比提取模块、基准计算与输出模块、比较器依次连接。占空比提取模块采样PWM波形的上升下降沿，获得一个开关周期内的占空比D，计算并产生比较器的基准v_ref。

信号处理器连接RS触发器及异或逻辑门，为RS触发器提供时钟信号，并产生一个具有延时的时钟信号作为异或逻辑门的一个输入信号。

具有延时的时钟信号与RS触发器的端共同接入异或门，异或门的输出连接单稳态触发器，单稳态触发器连接复位芯片，复位芯片连接到积分器。

进一步的，积分器的积分输出为：

其中，v_int为积分输出，T_off为开关管S_g实际关断时间，k为所述积分器的积分系数，v_a为开关管S_g的漏源极实际电压。

进一步的，比较器的基准为：