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专利号: 2014104868687
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种数字DC-DC开关电源的设计方法,其特征在于:具体包括以下步骤,步骤一:建立降压转换器模型,得出降压转换器的小信号传输函数Gvd(s),然后直接经过s-z转换得出降压转换器的离散模型的转移函数,根据输入电压Vg和输出电压确定降压变压器的电感L和电容C,并且由降压转换器的固定结构得出它的在连续时间模型的传输函数为:其中,

R为负载电阻,Resr为电感的附加电阻,s为s因数;

步骤二:通过s-z的映射即可得出降压转换器的离散时间传输函数,根据对输出电压的要求,如建立时间Tr,过冲量Mp,和阻尼系数ξ,得出整个闭环系统的二阶传输函数H(z)为:zp为闭环系统的极点, 为闭环极点的共轭复数;

步骤三:在离散时间闭环系统中,反馈调节的表达式:

B为常数,G(z)为降压转换器的离散时间传输函数,D(z)为补偿器的离散时间传输函数,假设补偿器为PID型的,而PID的表达式为:由于H和H(z)是对同一个闭环系统的传输函数的不同表达形式;所以,为了使补偿后的闭环回路表现出H(z)的特性,就要保证H表达式的极点和H(z)的极点相同,由此得出补偿器的参数kp,ki,kd,即可求得补偿器的离散时间传输函数。

2.一种数字DC-DC开关电源,包括电源模块U1、电感、分压电阻、电容、运算放大器U2、数字补偿器U4、A/D转换模块U3、比较器U6和计数器U5;所述的电源模块型号为Si4724;

其特征在于:所述的电源模块U1的Sync脚与5V电源输出端相连,D1脚接1.8V电压,S1脚与电感L的一端连接,电感L的另一端与电容C的一端、分压电阻R1的一端连接并作为电源输出端口,电容C的另一端与电源模块S2脚、D2脚连接并接地,分压电阻R1的另一端与运算放大器U2的正向输入端连接;运算放大器U2的反向输入端接0.48V电压,输出端与A/D转换模块U3的输入端Vin连接,8位输出脚B1-B8与数字补偿器U4的8位输入引脚A1-A8连接,数字补偿器U4的8位输出引脚C1-C8与比较器U6的8位输入引脚F1-F8连接,计数器U5的8位输出引脚D1-D8与比较器U6的8位输入引脚E1-E8连接,计数器U5的U/D脚接时钟信号,比较器U6的Duty脚与电源模块U1的Vin脚连接,A/D转换模块U3的GND脚、计数器U5的GND脚、数字补偿器U4的GND脚和比较器U6的GND脚接地。