一种数字控制的电源变换系统的制作方法

本公开一般涉及开关电源，具体涉及一种数字控制的电源变换系统。

背景技术：

1、近年来，随着是数字技术的发展和应用，基于数字控制的电源变换器逐渐受到关注。这些数字控制的电源变换器通过使用dsp(digtl signl processing，数字信号处理)控制器等数字控制器，实现对电压变换过程的精确控制和调节。与传统的模拟控制方法相比，数字控制技术具有更高的精度、更灵活的控制方式和更强的抗干扰能力，可以实现更高效、更稳定的电压转换。

2、在现有技术中，虽然已经有一些基于数字控制的电源变换器，但大多数的电源变换器的输出端口的电压恒定，不能实现对输出端口电压的调节，导致使用场景单一，不能适配多种环境。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种数字控制的电源变换系统以解决上述问题。

2、本申请提供一种数字控制的电源变换系统，包括：

3、电源变换模块，所述电源变换模块包括三个单元，每个所述单元包括一个滤波电容和一个用于切换单元状态的第一开关管；三个单元分别作为输入单元、调节单元和输出单元，所述输入单元包括第一端口，所述调节单元包括第二端口，所述输出单元包括第三端口；三个单元满足：

4、v1_sam·d1＝v2_sam·d3＝v3_sam·d5

5、其中，v1_sam表示第一电压，v2_sam表示第二电压，v3_sam表示第三电压，d1为所述输入单元中第一开关管的占空比，d3为所述调节单元中第一开关管的占空比，d5为所述输出单元中第一开关管的占空比；所述第一电压为处理后的所述第一端口的实际电压，所述第二电压为处理后的所述第二端口的实际电压，所述第三电压为处理后的所述第三端口的实际电压；

6、控制模块，所述控制模块配置用于：

7、获取所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压；并获取第一参考电压和第二参考电压，所述第一参考电压为所述第二端口的期望电压，所述第二参考电压为所述第三端口的期望电压；

8、判断所述第一电压、第一参考电压和所述第二参考电压两两之间的差值的绝对值均大于设定差值时，确定三者中的最小值；

9、将三者中的最小值所对应单元的第一开关管的占空比调整至设定最大占空比，将其他单元的第一开关管的占空比进行pid调节，以使v2_sam＝v2_ref且v3_sam＝v3_ref，其中v2_ref表示所述第一参考电压，v3_ref表示所述第二参考电压。

10、根据本申请实施例提供的技术方案，每个所述单元还包括一个第二开关管，每个单元的所述第一开关管和所述第二开关管互补开通，所述第一开关管和所述第二开关管为mos管；

11、每个所述单元的所述第一开关管和所述第二开关管均串联在电容的两端，其中，所述输入单元的电容两端为所述第一端口，所述调节单元的电容两端为所述第二端口，所述输出单元的电容两端为所述第三端口。

12、根据本申请实施例提供的技术方案，所述输入单元的所述第一开关管和所述输出单元的所述第一开关管之间串联有第一电感和第二电感。

13、根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制模块还配置用于：

14、判断所述第一电压、所述第一参考电压和所述第二参考电压其中两个的差值绝对值小于所述设定差值，且均小于第三个并与第三个的差值绝对值大于所述设定差值时；

15、判断所述第一电压是否为两个中的其中一个，若是，则将所述第一电压和第三个对应单元的第一开关管的占空比进行pid调节，将两个中的另一个对应单元的第一开关管的占空比调整至第一设定占空比与所述第一电压对应单元的第一开关占空比的差值，以使v2_sam＝v2_ref且v3_sam＝v3_ref；若否，则将除所述第一电压外其他两个对应单元的第一开关管的占空比进行pid调节，将所述第一电压对应单元的第一开关管的占空比调整为第一设定占空比与所述第一参考电压对应单元的第一开关管占空比的差值，以使v2_sam＝v2_ref且v3_sam＝v3_ref。

16、根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制模块还配置用于：

17、判断所述第一电压、所述第一参考电压和所述第二参考电压其中两个的差值绝对值小于所述设定差值，且均大于第三个并于第三个的差值绝对值大于所述设定差值时，确定三者中的最小值；

18、将三者中的最小值对应单元的第一开关管的占空比调整为设定最大占空比，将其他单元的第一开关管的占空比进行pid调节，以使v2_sam＝v2_ref且v3_sam＝v3_ref。

19、根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制模块还配置用于：

20、判断所述第一电压、所述第一参考电压和所述第二参考电压其中任意两个的差值绝对值均小于所述设定差值时，将所述第一电压对应单元的第一开关管的占空比调整至第二设定占空比，将其他两个单元的第一开关管的占空比进行pid调节，以使v2_sam＝v2_ref且v3_sam＝v3_ref。

21、根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制模块还配置用于：

22、对所述第二端口两端的实际电压进行设定次数的采样，对所述设定次数采样的实际电压求取平均值作为所述第二电压；

23、对所述第三端口两端的实际电压进行所述设定次数的采样，对所述设定次数采样的实际电压求取平均值作为所述第三电压。

24、根据本申请实施例提供的技术方案，所述电源变换模块设有多个，多个所述电源变换模块相互并联；所述控制模块对相邻的两个所述电源变换模块进行控制时控制信号的相位差为360°/n，其中n表示并联的所述电源变换模块个数。

25、根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制模块还配置用于：

26、获取第一总数，所述第一总数为设定的所述电源变换模块的并联个数；

27、获取第二总数，所述第二总数为所述第三电压为零的所述电源变换模块的个数；

28、根据所述第一总数和所述第二总数调整所述控制模块用于对相邻所述电源变换模块进行控制的控制信号的相位差。

29、根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制模块通过差分电路和驱动电路对所述开关管进行驱动。

30、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：电源变换模块由输入单元、调节单元和输出单元组成，调节单元既可作为输入也可作为输出，通过调节输入单元、调节单元和输出单元中第一开关管的占空比，可控制调节模块作为输入或者作为输出，进而可改变输出单元的输出电压，进而使得可适应不同的应用场景；通过设置控制模块，控制模块判断第一端口的实际电压和第二端口、第三端口的期望电压的大小，将三者中最小值对应单元的第一开关管调整至设定最大占空比，对其他两个单元的第一开关管的占空比进行pid调节，实现根据输出端口的期望电压对输出单元的实际电压进行调整，提高电源变换系统的智能性和适配性。

技术特征：

1.一种数字控制的电源变换系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的数字控制的电源变换系统，其特征在于，每个所述单元还包括一个第二开关管，每个单元的所述第一开关管和所述第二开关管互补开通，所述第一开关管和所述第二开关管为mos管；

3.根据权利要求2所述的数字控制的电源变换系统，其特征在于，所述输入单元的所述第一开关管和所述输出单元的所述第一开关管之间串联有第一电感和第二电感。

4.根据权利要求3所述的数字控制的电源变换系统，其特征在于，所述控制模块还配置用于：

5.根据权利要求3所述的数字控制的电源变换系统，其特征在于，所述控制模块还配置用于：

6.根据权利要求3所述的数字控制的电源变换系统，其特征在于，所述控制模块还配置用于：

7.根据权利要求4-6任意一项所述的数字控制的电源变换系统，其特征在于，所述控制模块还配置用于：

8.根据权利要求4-6任意一项所述的数字控制的电源变换系统，其特征在于，所述电源变换模块设有多个，多个所述电源变换模块相互并联；所述控制模块对相邻的两个所述电源变换模块进行控制时控制信号的相位差为360°/n，其中n表示并联的所述电源变换模块个数。

9.根据权利要求8所述的数字控制的电源变换系统，其特征在于，所述控制模块还配置用于：

10.根据权利要求9所述的数字控制的电源变换系统，其特征在于，所述控制模块通过差分电路和驱动电路对所述开关管进行驱动。

技术总结本申请提供一种数字控制的电源变换系统，包括：电源变换模块，包括三个单元，三个单元分别包括滤波电容和一个第一开关管，三个单元分别为输入单元、输出单元和调节单元；输入单元包括第一端口，调节单元包括第二端口，输出单元包括第三端口；控制模块，控制模块配置用于采集第一端口的实际电压、第二端口和第三端口的实际电压和期望电压，判断第一端口的实际电压与第二端口和第三端口的期望电压三者中的最小值，将最小值对应单元的第一开关管的占空比调整为设定最大占空比，对其他两个单元的第一开关管进行PID控制，以使第二端口和第三端口对应的实际电压分别等于对应的期望电压。本申请提供的电源变换系统能实现对输出端口的电压进行调节。技术研发人员：王正,张华,郭杰,范立海,陈金钰,陈霞,刘莹,权文静,隋东旭,刘卫林,宣勃然,毕影娇,刘存,石健宁,刘晓楠,蔡继朝,彭阳,张婧婷,荆佳琦,潘海燕,陈静,李放,王晓辉受保护的技术使用者：国网冀北电力有限公司廊坊供电公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29