[发明专利]用于开关电源稳压控制的全数字脉冲调节方法

摘要

本发明是一种用于开关电源稳压控制的全数字脉冲调节方法。它用实测法和变量替换法得出了所选不同源电压U1、U2、……UN下输出电压采集值FB与稳压调节脉冲频率Freq的关系曲线和FB与稳压调节脉冲占空比Ratio的关系曲线。在稳压控制中，根据实时侦测的源电压值Ux和输出电压采集值FBx，可在上述关系曲线中查出稳压调节脉冲PWM的Freq值和Ratio值，再根据这两个参数实时产生相应稳压调节脉冲PWM，从而完成稳压调节脉冲的频率和占空比的调节。本发明可使稳压控制环路工作稳定，消除因控制环路元件老化和温度漂移产生的控制误差，控制精度高。

主权项

1、一种用于开关电源稳压控制的全数字脉冲调节方法，其步骤如下：(1)设：FB为开关电源输出端电压的采集值，Freq为稳压调节脉冲PWM的频率，Ratio为稳压调节脉冲PWM的占空比，R为负载；(2)、以R为变量测量不同源电压下的FB与R的关系曲线：在源电压U1～UN范围内从小到大依次选择多个不同的源电压值U1、U2、……UN，分别测量所选各源电压值U1、U2、……UN下FB与R关系曲线，所述某源电压下的FB与R关系曲线的测量采用分段法，即设R的值在0～Rx之间内变化，并将0～Rx范围从小到大依次分成多个区间，实测每个区间头、尾两个R值所对应的FB值，然后用直线连接各区间头、尾两个FB实测点，即得出FB与R的关系曲线，在得出FB与R的关系曲线的同时，也得到各区间内的一条FB测量直线，根据各区间的FB测量直线，分别求出某源电压UN下各区间的FB直线方程FB_UN＝K_nR+a_n，式中Kn为第n区间FB测量直线的斜率，an为第n区间FB测量直线的常数；(3)、以负载R为变量测量所选各源电压下的Freq与R的关系曲线：选择与(2)相同的多个源电压值U1、U2、……UN，分别测量所选各源电压下Freq与R的关系曲线，某源电压下的Freq与R的关系曲线的测量采用与(2)步相同的分段法，即选择同样的R区间，采用相同的首、尾值测量和直线连接方法，得出Freq与R的关系曲线，在得出FB与R关系曲线的同时，也得到各区间内的一条Freq测量直线，采用与(2)步相同的计算，求出某源电压UN下的各区间Freq测量直线的方程Freq_UN＝M_nR+b_n，式中Mn第n区间Freq测量直线的斜率，bn为第n区间Freq测量直线的常数；(4)、以负载R为变量测量所选各源电压下的Ratio与R的关系曲线：采用与(3)步相同的方法分别测量所选各源电压下的Ratio与R的关系曲线，在得出某源电压下Ratio与R的关系曲线的同时，采用与3步相同的方法求出某源电压UN下的各区间Ratio测量直线的方程Ratio_UN＝N_nR+c_n，式中Nn为第n区间Ratio测量直线的斜率，cn为第n区间Ratio测量直线的常数。(5)、求出所选各源电压下以FB为变量的Freq与FB的关系曲线：A、将(2)步得到的在某源电压下各区间FB测量直线的方程FB_UN＝K_nR+a_n变换成R=FBUN-anKn,]]>再将该R式代入(3)步在对应源电压下得到的各区间Freq测量直线方程Freq_UN＝M_nR+b_n，得出在该源电压下以FB为变量的各区间Freq测量直线的方程为：Freq_UN＝H_nFB+s_n，式中Hn为第n区间Freq测量直线的斜率，sn为第n区间的Freq测量直线常数；B、将(2)步对应源电压下测量得到的各区间头、尾两个FB值分别代入方程Freq_UN＝H_nFB+s_n，求出各FB值所对应的Freq值，根据各FB值和求出的与其对应的Freq值绘出该源电压下的Freq与FB的关系曲线；C、重复上述A、B两步的操作，绘出各源电压下所有的Freq与FB的关系曲线；(6)、采用与(5)步相同的方法，根据(2)、(4)步得出的所选某源电压下各区间FB测量直线的方程FB_UN＝K_nR+a_n和各区间Ratio测量直线方程Ratio_Un＝N_nR+c_n，变换成所选某源电压下以FB为变量的Ratio测量直线方程为Ratio_UN＝Z_nFB+v_n，将2步所选对应源电压下测出的FB值分别代入该方程Ratio_UN＝Z_nFB+v_n，求出所选该源电压下各FB值所对应的Ratio值，再根据FB值和求出的与其对应的Ratio值，绘出所选该源电压下的Ratio与FB的关系曲线，如此操作，绘出各源电压下所有的Freq与FB的关系曲线；(7)、根据实际侦测的源电压值Ux和输出电压采集值FBx，用查寻法确定稳压调节脉冲PWM的Freq值：根据实际侦测的源电压值Ux，在(5)步所得的众多Freq与FB的关系曲线中找到与源电压值Ux相等的Freq与FB的关系曲线，如果没有，则需在(2)步所得到众多曲线中找到与源电压Ux近似相等的FB与R关系曲线，然后将该关系曲线平移至Ux值的位置上，则该曲线即作为源电压为Ux下的FB与R关系曲线，然后读出各区间头、尾两点的FB值，将该众多FB值代入(5)步所得的与Ux近似值下的各区间Freq测量直线方程Freq_Un＝H_nFB+s_n，并计算出各FB值对应的Freq值，即可绘出源电压Ux下Freq与FB的关系曲线，然后再根据实际侦测的FBx值，在直接找到的或重新绘出源电压Ux下的Freq与FB关系曲线中查出对应的Freq值；(8)、根据实际侦测的源电压值Ux和FB值，用与(7)步相同方法，在(6)步所得的众多Ratio与FB的关系曲线中找到源电压与Ux相等或与Ux近似相等的Ratio与FB关系曲线，再根据实际侦测的FBx值，在所找到的曲线中查出对应的Ratio值；(9)、将(7)、(8)两步所得到的Freq和Ratio值送入PWM产生单元，则PWM产生单元根据该Freq和Ratio值输出相应的调节脉冲PWM。