[发明专利]用于Buck变换器恒功率负载系统的有源阻尼控制方法及系统

权利要求书

1.一种用于Buck变换器恒功率负载系统的有源阻尼控制方法，其特征在于，包括：

采集Buck变换器的电感电流和电容电压，经电压外环和电流内环控制后输出PWM开关控制信号；

采集Buck变换器的电感电流信号，将Buck变换器的电感电流信号经高通滤波器滤波后，得到电感电流的高频谐波分量；将得到的电感电流的高频谐波分量乘有源阻尼比例系数，得到有源阻尼注入占空比信号；所述有源阻尼比例系数为等效补偿的电感支路电阻与Buck变换器输入电压的比值；其中，等效补偿的电感支路电阻满足条件为：

其中，L为电感；C为滤波电容；R_CPL表示恒功率负载小信号等效电阻；R_L为等效补偿的电感支路电阻；

根据PWM开关控制信号和有源阻尼注入占空比信号得到优化后的Buck变换器开关管的占空比信号。

2.根据权利要求1所述的用于Buck变换器恒功率负载系统的有源阻尼控制方法，其特征在于，所述电压外环控制方法为：

采集Buck变换器的电容电压；

将Buck变换器的电容电压与电压参考值进行比较，得到电压外环的误差信号；

电压外环的误差信号经电压外环的PI补偿器调节后，得到电流内环的电流参考值。

3.根据权利要求2所述的用于Buck变换器恒功率负载系统的有源阻尼控制方法，其特征在于，所述电压外环的PI补偿器的表达式为：

其中，k_vp为电压外环的PI补偿器的比例系数；k_vi为电压外环的PI补偿器的积分系数；G_vpi为电压外环的PI补偿器。

4.根据权利要求2所述的用于Buck变换器恒功率负载系统的有源阻尼控制方法，其特征在于，所述电流内环控制方法为：

采集Buck变换器的电感电流；

将Buck变换器的电感电流与电流内环的电流参考值进行比较，得到电流内环的误差信号；

电流内环的误差信号经过电流内环的PI补偿器调节后，得到PWM开关控制信号。

5.根据权利要求4所述的用于Buck变换器恒功率负载系统的有源阻尼控制方法，其特征在于，所述电流内环的PI补偿器的表达式为：

其中，k_cp为电流内环的PI补偿器的比例系数；k_ci为电流内环的PI补偿器的积分系数；G_cpi为电流内环的PI补偿器。

6.根据权利要求1所述的用于Buck变换器恒功率负载系统的有源阻尼控制方法，其特征在于，所述Buck变换器开关管的占空比信号的计算方法为电流内环PI补偿器输出的控制信号减去有源阻尼注入占空比信号。

7.一种用于Buck变换器恒功率负载系统的有源阻尼控制系统，其特征在于，包括：

信号采集模块，用于采集Buck变换器的电感电流和电容电压；

电压外环控制模块，用于将Buck变换器的电容电压与电压参考值进行比较，得到电压外环的误差信号；电压外环的误差信号经电压外环的PI补偿器调节后，得到电流内环的电流参考值；

电流内环控制模块，用于将Buck变换器的电感电流与电流内环的电流参考值进行比较，得到电流内环的误差信号；电流内环的误差信号经过电流内环的PI补偿器调节后，得到PWM开关控制信号；

补偿模块，用于将Buck变换器的电感电流信号经高通滤波器滤波后，得到电感电流的高频谐波分量；并将得到的电感电流的高频谐波分量乘有源阻尼比例系数，得到有源阻尼注入占空比信号；所述有源阻尼比例系数为等效补偿的电感支路电阻与Buck变换器输入电压的比值；其中，等效补偿的电感支路电阻满足条件为：

其中，L为电感；C为滤波电容；R_CPL表示恒功率负载小信号等效电阻；R_L为等效补偿的电感支路电阻；

计算模块，用于根据PWM开关控制信号和有源阻尼注入占空比信号得到优化后的Buck变换器开关管的占空比信号。