[发明专利]一种电压、电流准定频控制装置及方法

说明书

本发明公开了一种电压、电流准定频控制装置，包括电压检测电路、电流检测电路、误差放大器、第一比较器、第二比较器、与门、触发器以及驱动电路，电压检测电路与误差放大器连接；电流检测电路与第一比较器的输入端连接；误差放大器的输出端与第一比较器、第二比较器的输入端连接；预设误差信号基准值与第二比较器的输入端连接；第二比较器的输出端和时钟信号与与门的输入端连接；与门和第一比较器的输出端与触发器相连；触发器输出端与驱动电路连接。还公开了一种控制方法。本发明具有输出电压纹波小，负载瞬态响应速度快，开关频率变化范围小，稳定性和抗干扰能力强等优点；适用于多种拓扑结构的开关变换器。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体的说，是一种电压、电流准定频控制装置及方法。

背景技术

工业中，开关变换器常采用脉冲宽度调制或脉冲频率调制技术实现对输出功率的控制。脉冲宽度调制技术通过调整控制脉冲的宽度以实现对输出电压的控制，是一种恒定频率的控制方法，具有反馈控制环路设计简单的优点，但存在轻载效率低、动态响应速度慢、电磁干扰严重等缺点；脉冲频率调制技术因具有输入瞬态响应速度和负载瞬态响应速度快，轻载效率高等优异性能在工业界得到广泛应用，其控制思想是：通过改变控制脉冲的频率实现对输出电压的控制，因此其开关频率会随着输入电压或负载的改变而变化，导致频率变化范围宽，使得电磁干扰滤波器的设计难度增加。根据控制量的类型，脉冲频率调制技术可以分为：电压型脉冲频率调制、电流型脉冲频率调制、电荷型脉冲频率调制和磁通型脉冲频率调制四种。这四种脉冲频率调制技术中，电压型脉冲频率调制的瞬态响应速度最快，但其稳定性受输出电容等效串联电阻的影响，当输出电容等效串联电阻为零或较低时，变换器存在低频振荡等不稳定现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电压、电流准定频控制装置及方法，用于解决现有技术中电压型脉冲频率调制技术存在的开关频率变化范围宽、输出电容等效串联电阻影响其稳定性的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种电压、电流准定频控制装置，包括电压检测电路VS、电流检测电路IS、误差放大器EA、第一比较器CMP1、第二比较器CMP2、与门AND、触发器RS以及驱动电路DR，电压检测电路VS、电流检测电路IS和驱动电路DR分别与变换器的电压输出端、变换器的电流输出端、变换器的开关管连接，电压检测电路VS与误差放大器EA连接；电流检测电路IS与第一比较器CMP1的输入端连接；误差放大器EA的输出端与第一比较器CMP1的输入端、第二比较器CMP2的输入端连接；预设误差信号基准值V_m与第二比较器CMP2的输入端连接；第二比较器CMP2的输出端和时钟信号clk与与门AND的输入端连接；与门AND的输出端和第一比较器CMP1的输出端分别与触发器RS的S端和R端相连；触发器RS的输出端与驱动电路DR连接。

一种电压、电流准定频控制方法，包括电压、电流准定频控制装置，在每个周期的开始时刻，电压检测电路VS、电流检测电路IS检测变换器的输出电压V_o和电感电流i_L，输出电压V_o与参考电压V_ref1经过误差放大器EA产生电压控制信号V_c，电压控制信号V_c与电感电流i_L经过第一比较器CMP1生成信号RR，电压控制信号V_c与预设误差信号基准值V_m经过第二比较器CMP2生成脉冲选择信号f_c，脉冲选择信号f_c与时钟信号clk经过与门AND生成信号SS，信号SS和信号RR经过RS触发器生成变换器开关管的脉冲控制信号V_p，用于控制变换器开关管的导通和关断。其中，预设误差信号基准值V_m为直接设定的误差放大器输出信号的峰值或谷值。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：