本發明涉及一種基于方波信號占空比提取的開關變換器控制方法及系統，屬于模擬和數模混合集成電路。

背景技術：

1、在電路設計中，電路中方波信號所包含的占空比信息是電路設計的重要信號，在電路功能的實現過程中，這一占空比信息與電路的控制信號具體或成正比、或成反比，又或是成其他數量關系，并且與電路的工作特征、本質存在密切聯系，因此對方波信號中占空比信息進行提取，并對控制信號進行處理更新，用于對電路實際執行的控制。

2、在實際的應用場合中，通常會要求開關變換器工作在不同輸出電壓下，這就對開關變換器能否靈活、便捷、直接的調節輸出電壓提出了較高的要求。對于一般的開關變換器來說，需要通過手動調節開關變換器的外圍電路來實現輸出電壓的調節，這大大增加了操作的困難度，工作效率不高。

技術實現思路

1、本發明所要解決的技術問題是提供一種基于方波信號占空比提取的開關變換器控制方法，以占空比信息提取為設計，同時結合反饋電壓，針對關于開關變換器的控制信號進行優化更新，提高開關變換器的工作效率。

2、本發明為了解決上述技術問題采用以下技術方案：本發明設計了基于方波信號占空比提取的開關變換器控制方法，用于實現目標方波控制信號pwm對開關變換器的控制，執行如下步驟a至步驟c；

3、步驟a.根據開關變換器工作所接入的預設基準電壓vref、以及目標方波控制信號pwm，生成占空比與目標方波控制信號pwm相同，且幅值為基準電壓vref的電壓信號vpwm，并進入步驟b；

4、步驟b.針對電壓信號vpwm進行低通濾波處理，根據電壓信號vpwm所攜帶的占空比信息，將電壓信號vpwm中直流分量轉換成直流電壓信號vpwm_dc，并進入步驟c；

5、步驟c.獲得開關變換器的反饋電壓vfb，并聯系直流電壓信號vpwm_dc，按兩者所對應的預設權值比，執行兩者之間的相加，獲得相加電壓信號，然后獲得相加電壓信號對應預設放大比例下的控制電壓信號vpwm_fb，并發送至開關變換器的控制端，用于針對開關變換器的工作進行控制。

6、作為本發明的一種優選技術方案：所述開關變換器的反饋電壓vfb為開關變換器輸出電壓vout按預設比例分壓獲得。

7、與上述相對應，本發明還要解決的技術問題是提供基于方波信號占空比提取的開關變換器控制方法的系統，以模塊化設計，實現所設計開關變換器控制方法，針對開關變換器的控制，融入占空比信息與反饋電壓分析，提高開關變換器的工作效率。

8、本發明為了解決上述技術問題采用以下技術方案：本發明設計了基于方波信號占空比提取的開關變換器控制方法的系統，包括開關模塊、低通濾波電路模塊、加法與比例運算電路模塊，其中，開關模塊的輸入端用于接收開關變換器工作所接入的預設基準電壓vref、以及目標方波控制信號pwm，執行所述步驟a，生成占空比與目標方波控制信號pwm相同，且幅值為基準電壓vref的電壓信號vpwm，并輸出；

9、開關模塊的輸出端對接低通濾波電路模塊的輸入端，由低通濾波電路模塊接收開關模塊輸出的電壓信號vpwm，并執行所述步驟b，針對電壓信號vpwm進行低通濾波處理，根據電壓信號vpwm所攜帶的占空比信息，將電壓信號vpwm中直流分量轉換成直流電壓信號vpwm_dc，并輸出；

10、低通濾波電路模塊的輸出端對接加法與比例運算電路模塊的輸入端，加法與比例運算電路模塊的輸出端對接開關變換器的控制端，同時的加法與比例運算電路模塊的輸入端對接開關變換器的反饋端，由加法與比例運算電路模塊接收低通濾波電路模塊輸出的直流電壓信號vpwm_dc、以及開關變換器的反饋電壓vfb，執行所述步驟c，按兩者所對應的預設權值比，執行兩者之間的相加，獲得相加電壓信號，然后獲得相加電壓信號對應預設放大比例下的控制電壓信號vpwm_fb，并發送至開關變換器的控制端，針對開關變換器的工作進行控制。

11、作為本發明的一種優選技術方案：所述開關模塊包括第一開關管s1、第二開關管s2，其中，第一開關管s1的漏極構成開關模塊的第一輸入端，用于接收預設基準電壓vref，第一開關管s1的柵極構成開關模塊的第二輸入端，用于接收目標方波控制信號pwm的反向信號，第一開關管s1的源極與第二開關管s2的漏極相連，且該相連端構成開關模塊的正極輸出端，第二開關管s2的柵極構成開關模塊的第三輸入端，用于接收目標方波控制信號pwm，第二開關管s2的源極接地，并構成開關模塊的負極輸出端。

12、作為本發明的一種優選技術方案：所述低通濾波電路模塊包括自輸入端至輸出端方向依次串聯的至少一組濾波電路，各濾波電路的結構彼此相同，各濾波電路分別均包括電阻r和電容c，各濾波電路的結構中，電阻r的其中一端構成濾波電路的正極輸入端，電阻r的另一端與電容c的其中一端相連，且該相連端構成濾波電路的正極輸出端，電容c的另一端的一側構成濾波電路的負極輸入端，電容c的另一端的另一側構成濾波電路的負極輸出端；各組濾波電路的串聯結構中，相鄰前濾波電路的正極輸出端對接相鄰后濾波電路的正極輸入端，相鄰前濾波電路的負極輸出端對接相鄰后濾波電路的負極輸入端，順序第一個濾波電路的正極輸入端、負極輸入端構成低通濾波電路模塊的正極輸入端、負極輸入端，順序最后一個濾波電路的正極輸出端構成低通濾波電路模塊的輸出端。

13、作為本發明的一種優選技術方案：所述加法與比例運算電路模塊包括運算放大器amp、第一電阻r1、第二電阻r2、第三電阻r3、第四電阻r4，其中，第一電阻r1的其中一端構成加法與比例運算電路模塊的其中一輸入端，用于接收低通濾波電路模塊輸出的直流電壓信號vpwm_dc，第二電阻r2的其中一端構成加法與比例運算電路模塊的另一輸入端，用于接收開關變換器的反饋電壓vfb，第一電阻r1的另一端與第二電阻r2的另一端相連接，且該相連接端對接運算放大器amp的正向輸入端，通過第一電阻r1阻值與第二電阻r2阻值的比，構成反饋電壓vfb與直流電壓信號vpwm_dc所對應的預設權值比，并依據權值比執行反饋電壓vfb與直流電壓信號vpwm_dc之間的相加，獲得相加電壓信號，再由運算放大器amp對相加電壓信號進行放大更新；

14、運算放大器amp的輸出端與第三電阻r3的其中一端相連接，且該相連接端構成加法與比例運算電路模塊的輸出端，第三電阻r3的另一端、運算放大器amp的負向輸入端、第四電阻r4的其中一端三者相連接，第四電阻r4的另一端接地，通過第三電阻r3阻值與第四電阻r4阻值的比，構成預設放大比例，獲得相加電壓信號對應預設放大比例下的控制電壓信號vpwm_fb，并輸出。

15、作為本發明的一種優選技術方案：還包括第一分壓電阻rf1、第二分壓電阻rf2，其中，開關變換器輸出端用于輸出電壓vout的同時，依次串聯第一分壓電阻rf1、第二分壓電阻rf2后接地，第一分壓電阻rf1與第二分壓電阻rf2之間相連接位置構成開關變換器的反饋端，用于輸出反饋電壓vfb至加法與比例運算電路模塊的輸入端。

16、本發明所述基于方波信號占空比提取的開關變換器控制方法及系統，采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

17、(1)本發明所設計基于方波信號占空比提取的開關變換器控制方法，首先提取目標方波控制信號pwm的占空比，并結合開關變換器工作所接入的預設基準電壓vref，生成電壓信號vpwm，再經濾波處理，結合開關變換器的反饋電壓vfb，執行比例相加處理與比例放大處理，進而獲得用于對開關變換器進行控制的控制電壓信號vpwm_fb；并設計相應系統，包括開關模塊、低通濾波電路模塊、加法與比例運算電路模塊，分別用于實現所設計方法的各個步驟，提高開關變換器的工作效率，并且具體設計電路簡潔，易于實際應用，成本低，應用效果明顯。