【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及dc-dc变换器领域，具体是一种半桥dc-dc变换器及环路快速响应控制方法。
技术介绍
1、电力电子设备常会受环境或电力系统内其他设备影响，导致其输入端电压产生瞬间剧烈波动，这将极大的影响dc-dc变换器的性能和输出，输出的不稳定即过冲/过低会导致后端设备的损坏或关机。因此需要抑制输入电压的瞬变对输出电压的影响，防止输出端电压大幅度过冲或欠冲。
2、数字控制方案虽具有控制电路简单、调试方便等优点，但是环路响应速度较慢，在负载突变的应用环境下可能会导致输出失控。譬如在雷达等脉冲载环境，输出电流在极短时间微秒内会大幅度上升，若环路响应不及时将极可能损坏变换器或导致变换器性能下降。传统的pi环路调节器根据输入误差值，选择pi调节参数在一定程度上可以实现环路的快速调节，但对于上述应用情形，安全隐患依然存在。
技术实现思路
1、对于现有技术中存在的上述的问题，本专利技术的目的在于提供一种半桥dc-dc变换器及环路快速响应控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种半桥dc-dc变换器，包括输出电压环、输出电流环、输入电压前馈模块、输出电流过冲快速响应模块和外设模块；所述输出电压环与输出电流环建立并联的环路结构，输出电压环和输出电流环内部都设有pi调节器，输出电压环的pi调节器的输入端与输入电压给定值voutref、输入电压反馈值vosense连接，输出电流环内部都设有的pi调节器的输入
4、输入电压前馈模块的输入端与输入电压采样vinsense连接，输入电压前馈模块的输出为根据输入电压采样vinsense的瞬态变化快速调整的环路输出值；
5、输出电流过冲快速响应模块的输入端与输出电流环内部都设有的pi调节器的输入端连接；输出电流过冲快速响应模块的输出为根据输出电流环输入侧的输入电流给定值ioutref、输入电流反馈值iosense的差值快速调整环路输出值；
6、输出电压环和输出电流环的环路输出初值、输入电压前馈模块的环路输出值、输出电流过冲快速响应模块的环路输出值为环路输出终值，环路输出终值与外设模块的输入端连接，外设模块的输出端输出四路mos管驱动信号，用于完成输出端电压和输出端电流的快速调节。
7、作为本专利技术进一步的方案：所述外设模块为dsp外设模块dpwm单元。
8、一种半桥dc-dc变换器的环路快速响应控制方法，包括以下步骤：
9、s1、获取到当前输出端电压和输出端电流adc采样数据vosense、iosense后，输出电压环和输出电流环的pi调节器根据预设给定值voutref、ioutref和反馈值vosense、iosense adc采样值的偏差值errorvo、errorio进行离散传递函数为的计算，然后限幅计算结果，得到各自环路输出值；其中当输出电流预设给定值ioutref大于输出电流反馈值iosens，即在正常限流值范围内，输出电流环为限流模式，输出电压环为主要工作环路；当输出电流预设给定值ioutref小于输出电流反馈值iosense时，输出电流环为恒流模式，输出电流环为主要工作环；
10、s2、判断输入电压当前采样值vinsensenow与上次采样值vinsensepre的差值δvin是否大于预设阈值δvinref，如果是，表明输入电压发生了瞬态的剧烈变化，先转为s3，进入输入电压前馈控制模块，然后再转为s4；如果否，直接转为s4；
11、s3、输入电压前馈模块根据公式gvin＝kc+kf×δvin计算得到增益值gvin；增益值gvin直接与环路输出初值相乘，相乘的结果调整开管脉冲占空比大小，实现环路对输入电压瞬态剧烈变化的快速响应；
12、s4、进一步判输出电流环电流给定值ioutref与输出电流反馈值iosense的偏差值errorio是否大于设定阈值errorioset，如果是，表明输出电流在极短时间即微秒内存在大幅度过冲，转为s5，进入输出电流过冲快速响应模块；如果否，表明输出电流不处于过冲情形，环路输出值保持不变，避免影响正常的环路调节；
13、s5、输出电流过冲快速响应模块将系数ks与环路输出初值直接相乘，使开关管脉冲占空比大小等比例减小，在较短时间内限制输出电流；直接调节控制环路输出值，跳过输出电流环环路计算，响应速度更快，在快速抑制电流过冲。
14、作为本专利技术进一步的方案：所述步骤s1中离散传递函数的kp为pi控制环节中的比例系数，ki为pi控制环节中的积分系数。
15、作为本专利技术进一步的方案：所述步骤步骤s1中kp和ki为非线性值，通过偏差值errorvo、errorio，经过limit模块进行调整，偏差值越大选择的kp和ki系数越大。
16、作为本专利技术进一步的方案：所述步骤步骤s1的输出电压环与输出电流环为并联的竞争模式，比较两个环路的计算结果，取较小者作为数字控制半桥dc-dc变换器控制环路输出初值。
17、作为本专利技术进一步的方案：所述步骤s3中的系数kc为0.5-0.7，kf为非线性值，通过δvin调整，δvin越大kf越大，δvin较小时kf为0。
18、作为本专利技术进一步的方案：所述步骤s5中系数ks经计算范围为0.5-0.8，数值越小则响应速度越快。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
20、本专利技术通过设置由输出电压闭环、输出电流闭环、输入电压前馈模块、输出电流过冲快速响应模块和外设模块组成的数字控制隔离型半桥dc-dc变换器环路控制结构，在并联环路控制结构中增加输入电压前馈和输出电流过冲快速响应控制模块，直接调节隔离型半桥dc-dc变换器驱动脉冲的控制量，动态响应速度快，可以有效抑制输入电压剧烈波动引起的输出电压过冲和输出端电流极短时间即微秒内大幅过冲，提高环路响应的同时也保证了系统稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种半桥DC-DC变换器，其特征在于，包括输出电压环、输出电流环、输入电压前馈模块、输出电流过冲快速响应模块和外设模块；所述输出电压环与输出电流环建立并联的环路结构，输出电压环和输出电流环内部都设有PI调节器，输出电压环的PI调节器的输入端与输入电压给定值VoutRef、输入电压反馈值VoSense连接，输出电流环内部都设有的PI调节器的输入端与输入电流给定值IoutRef、输入电流反馈值IoSense连接，输出电压环和输出电流环的PI调节器的输出端输出的较小值为环路输出初值；
2.根据权利要求1所述的一种半桥DC-DC变换器，其特征在于，所述外设模块为DSP外设模块DPWM单元。
3.权利要求1-2任意一项所述的一种半桥DC-DC变换器的环路快速响应控制方法，其特征在于，其方法步骤如下：S1、获取到当前输出端电压和输出端电流ADC采样数据VoSense、IoSense后，输出电压环和输出电流环的PI调节器根据预设给定值VoutRef、IoutRef和反馈值VoSense、IoSense ADC采样值的偏差值ErrorVo、ErrorIo进行离散传递函
4.根据权利要求3所述的一种半桥DC-DC变换器及环路快速响应控制方法，其特征在于，所述步骤S1中离散传递函数的Kp为PI控制环节中的比例系数，Ki为PI控制环节中的积分系数。
5.根据权利要求4所述的一种半桥DC-DC变换器及环路快速响应控制方法，其特征在于，所述步骤步骤S1中Kp和Ki为非线性值，通过偏差值ErrorVo、ErrorIo，经过Limit模块进行调整，偏差值越大选择的Kp和Ki系数越大。
6.根据权利要求5所述的一种半桥DC-DC变换器及环路快速响应控制方法，其特征在于，所述步骤步骤S1的输出电压环与输出电流环为并联的竞争模式，比较两个环路的计算结果，取较小者作为数字控制半桥DC-DC变换器控制环路输出初值。
7.根据权利要求6所述的一种半桥DC-DC变换器及环路快速响应控制方法，其特征在于，所述步骤S3中的系数Kc为0.5-0.7，Kf为非线性值，通过ΔVin调整，ΔVin越大Kf越大，ΔVin较小时Kf为0。
8.根据权利要求7所述的一种半桥DC-DC变换器及环路快速响应控制方法，其特征在于，所述步骤S5中系数Ks经计算范围为0.5-0.8，数值越小则响应速度越快。
...【技术特征摘要】
1.一种半桥dc-dc变换器，其特征在于，包括输出电压环、输出电流环、输入电压前馈模块、输出电流过冲快速响应模块和外设模块；所述输出电压环与输出电流环建立并联的环路结构，输出电压环和输出电流环内部都设有pi调节器，输出电压环的pi调节器的输入端与输入电压给定值voutref、输入电压反馈值vosense连接，输出电流环内部都设有的pi调节器的输入端与输入电流给定值ioutref、输入电流反馈值iosense连接，输出电压环和输出电流环的pi调节器的输出端输出的较小值为环路输出初值；
2.根据权利要求1所述的一种半桥dc-dc变换器，其特征在于，所述外设模块为dsp外设模块dpwm单元。
3.权利要求1-2任意一项所述的一种半桥dc-dc变换器的环路快速响应控制方法，其特征在于，其方法步骤如下：s1、获取到当前输出端电压和输出端电流adc采样数据vosense、iosense后，输出电压环和输出电流环的pi调节器根据预设给定值voutref、ioutref和反馈值vosense、iosense adc采样值的偏差值errorvo、errorio进行离散传递函数为的计算，然后限幅计算结果，得到各自环路输出值；其中当输出电流预设给定值ioutref大于输出电流反馈值iosens，即在正常限流值范围内，输出电流环为限流模式，输出电压环为主要工作环路...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢进朝，曹明秀，桂在毅，王磊，庞猛，左敏，
申请(专利权)人：合肥华耀电子工业有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。