CN1685615A - 具有两条控制通路的数字控制器 - Google Patents

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Abstract

数字控制器包括两条控制通路，每条具有A/D转换器。两个转换器中的一个与另一个相比具有相当高的采样速度和相当低的分辨率。从而，一个适于处理快响应而另一个适于处理慢响应，并且能够取代成本和功耗都较高的高速高分辨率的A/D转换器。

Description

具有两条控制通路的数字控制器
技术领域
本发明涉及控制器技术，并且特别涉及数字控制器，其中利用两条具有不同数字转换器的控制通路来产生控制信号。
背景技术
因为数字控制器的许多优点例如可编程序性、灵活性、对噪音的抗扰性以及易于集成，它被广泛用于调节例如功率变换器***(例如灯驱动器、电机驱动器、稳压器，等等)的输出。如图1所示，数字控制器10包括模/数(A/D)转换器11用来测量信号V检测，例如功率变换器经调节的输出电压。然后，A/D转换器11的数字输出被发送到反馈补偿单元12(例如，微控制器或可编程逻辑控制器如FPGA或CPLD)来根据基准Vref实现反馈补偿功能，以便稳定反馈回路。信号发生器13产生的输出信号用于控制功率变换器的功率开关从而调节输出电压。
对于大多数的应用，图1所示的***的带宽被A/D转换器11的采样速度限定。对于要求更高分辨率和带宽的***，控制器的功率消耗显著地增加。例如，A/D转换器11增加10倍速将使A/D转换器11的功率消耗增加3-5倍。因此，高速高分辨率的A/D转换器的功率消耗高。
在低成本应用中，不用昂贵的高速高分辨率A/D转换器，而是用高速低分辨率或低速高分辨率的A/D转换器。高速低分辨率的A/D转换器由于高带宽控制能够容易地满足需要的动态响应，但是，它对于***的稳态要求可能会存在问题。另一方面，低速高分辨率A/D转换器可以容易地满足稳态要求，但是对于动态响应可能会有问题。
因此，需要一种新的数字转换器分辨率，其虽然成本和功耗低，但是仍然能够同时满足***的暂态和稳态要求。
发明内容
本发明提供了一种新颖的数字控制器，其中采用两条控制通路替代一条通路。特别地，每条控制通路具有A/D转换器和补偿单元，并且两个A/D转换器具有不同的采样速度和/或分辨率来同时满足动态响应和稳态要求。从而，昂贵的高功率消耗、高速、高分辨率的A/D转换器可以被高速低分辨率A/D转换器和低速高分辨率A/D转换器的组合所替代。
优选地，两个A/D转换器的采样速度基本不同以便将对两条控制通路的控制去耦，并且不互相干扰。两条控制通路检测相同的信号源或不同的数字信号源。
附图说明
上述的和其它的特点和优点将通过参考附图对本发明优选实施例的更详细的描述变得更清楚。其中：
图1是传统的具有一条信号控制通路的数字控制器；
图2是包括两条控制通路的本发明的第一实施例，其中两条通路检测相同的信号源；
图3是包括两条控制通路的本发明的第二实施例，其中两条通路检测两个不同的信号源；
具体实施方式
如图2所示，在本发明中不是使用图1所示的现有技术中的单条控制通路(具有A/D转换器)，而是使用两条控制通路，每条具有A/D转换器。一条通路处理***的快响应，例如动态暂态，同时另一条处理慢响应，例如稳态。
特别地，第一控制通路包括快速的低分辨率(例如6位)A/D转换器11a和高频补偿单元12a，以及第二控制通路包括低速高分辨率(例如10位)A/D转换器11b和低频补偿单元12b。两条通路检测同一信号源V检测，例如，功率变换器的输出电压或电流，并且两条通路使用同一基准Vref。
A/D转换器11a具有快速采样速度以控制快速暂态，而A/D转换器11b具有高分辨率高用来控制稳态。A/D转换器11a和11b都是低功耗和低成本的。两个A/D转换器11a和11b的总功耗是单个的10位快速A/D转换器的一半甚至更小。
与稳态中的功率变换器相比，在暂态中，功率变换器通常具有较低的精确要求，因此低分辨率A/D转换器(例如6位A/D转换器11a)就足以控制动态变化。与具有相同采样速度的高分辨率A/D转换器(例如10位A/D转换器11b)相比，低分辨率A/D转换器11a所要求的采样时钟频率降低了，这导致了低功耗和低成本。
10位A/D转换器11b控制***的稳态。这条通路的带宽并且因此A/D转换器11b的采样速度可以低很多。A/D转换器11b的采样速度可以选择得比6位A/D转换器11a的低10-100倍。
两条通路的输出都被传送到信号发生器13，例如PWM或VCO，以便产生控制信号V控制，V控制将被传送到调节***，例如功率变换器。
优选地，为了将两条通路的控制去耦，其中一条的采样速度或带宽具有比另一条高得多。例如，A/D转换器11a具有的采样速度比A/D转换器11b的快10-100倍。
A/D转换器11a和11b与高速高分辨率的A/D转换器相比，成本和功耗都低得多。因此，与现有技术中使用的昂贵的并且高功耗的单个高速高分辨率的A/D转换器相比，A/D转换器11a和11b的总成本和功耗可以大大地降低。同时，每条控制通路可以具有更简单的控制算法，如果控制由软件实施，这也降低了补偿的计算时间。
两条通路可以具有如图2所示的相同的检测信号源，例如功率变换器的输出电压，或具有例如电压或电流的不同的检测信号源，如图3中所示，两条通路检测不同的信号源V检测1和V检测2，每条分别具有各自的基准Vref1和Vref2。两条通路的输出被传送到信号发生器13来产生控制信号V控制。信号发生器可以是例如回扫电路、补偿电路和升压电路中的PWM或者是例如谐振电路中的VCO。
虽然优选的实施例已经在上面被详细描述了，但是应该认识到，对于本领域技术人员来说可以进行多种变化和改变而不偏离本发明的精神。因此，本发明的范围仅由所附权利要求限定。

Claims (20)

1.用于产生控制信号的数字控制器，包括两条控制通路，每条通路具有模/数转换器和反馈补偿单元，其中所述的两个转换器的采样速度不同。
2.如权利要求1的数字控制器，其中所述的两个转换器的分辨率也不同。
3.如权利要求2的数字控制器，其中所述转换器中的一个具有对于快响应来说足够高的采样速度，并且另一个转换器具有对于慢响应来说足够高的分辨率。
4.如权利要求1的数字控制器，其中所述的两个控制通路具有共同的检测信号源。
5.如权利要求4的数字控制器，其中所述的两个控制通路具有共同的基准。
6.如权利要求1的数字控制器，其中所述的两个控制通路具有不同的检测信号源。
7.如权利要求6的数字控制器，其中所述的两个控制通路具有不同的基准。
8.如权利要求1的数字控制器，其中所述转换器中的一个的采样速度至少比另一个转换器快10倍。
9.如权利要求8的数字控制器，其中所述转换器中的一个的采样速度比另一个转换器快100倍。
10.如权利要求1的数字控制器，进一步包括发生器，用于从两个控制通路的输出产生所述的控制信号。
11.用于产生控制信号的数字控制器，包括组合的两条控制通路来产生所述的控制信号，每条控制通路具有模/数转换器和反馈控制单元。
12.如权利要求11的数字控制器，其中所述的两个转换器的采样速度和/或分辨率不同。
13.如权利要求12的数字控制器，其中所述的两个转换器被并行布置成检测公共信号源。
14.如权利要求13的数字控制器，其中所述的两个转换器被布置成分别检测不同的信号源。
15.数字控制的功率变换器，包括数字控制器来产生控制信号，其中所述的数字控制器包括具有第一模/数转换器的第一控制通路和具有第二模数转换器的第二通路，其中，所述的第一转换器的采样速度比第二转换器的高。
16.如权利要求15的数字控制器，其中所述的第一通路被布置来检测动态暂态信号，并且所述的第二通路被布置来检测稳态信号。
17.如权利要求16的数字控制器，其中所述第一转换器的分辨率比所述第二模/数转换器的低。
18.如权利要求16的数字控制器，其中所述两个检测的信号来自同一信号源。
19.如权利要求18的数字控制器，其中所述信号源是所述功率变换器的输出电压或电流。
20.如权利要求15的数字控制器，其中所述第一模/数转换器检测所述功率变换器的输出电压，并且所述第二模/数转换器检测所述功率变换器的输出电流。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106026636A (zh) * 2016-05-31 2016-10-12 中国电子科技集团公司第四十研究所 用于程控直流电源的全数字化控制模块
CN106982060A (zh) * 2016-01-18 2017-07-25 特变电工新疆新能源股份有限公司 一种模拟量采集***

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7304586B2 (en) 2004-10-20 2007-12-04 Electro Industries / Gauge Tech On-line web accessed energy meter
US9080894B2 (en) 2004-10-20 2015-07-14 Electro Industries/Gauge Tech Intelligent electronic device for receiving and sending data at high speeds over a network
DE102004051387B4 (de) 2004-10-21 2019-11-07 Tridonic Gmbh & Co Kg Betriebsgerät für Leuchtmittel, aufweisend einen adaptiven A/D-Wandler
US7747733B2 (en) 2004-10-25 2010-06-29 Electro Industries/Gauge Tech Power meter having multiple ethernet ports
US8620608B2 (en) 2005-01-27 2013-12-31 Electro Industries/Gauge Tech Intelligent electronic device and method thereof
US8930153B2 (en) 2005-01-27 2015-01-06 Electro Industries/Gauge Tech Metering device with control functionality and method thereof
US8121801B2 (en) * 2005-01-27 2012-02-21 Electro Industries/Gauge Tech System and method for multi-rate concurrent waveform capture and storage for power quality metering
US8160824B2 (en) 2005-01-27 2012-04-17 Electro Industries/Gauge Tech Intelligent electronic device with enhanced power quality monitoring and communication capabilities
US7916060B2 (en) * 2005-01-27 2011-03-29 Electro Industries/Gauge Tech. Intelligent electronic device having circuitry for noise reduction for analog-to-digital converters
US8190381B2 (en) 2005-01-27 2012-05-29 Electro Industries/Gauge Tech Intelligent electronic device with enhanced power quality monitoring and communications capabilities
US7554310B2 (en) * 2005-03-18 2009-06-30 Power-One, Inc. Digital double-loop output voltage regulation
US7180439B1 (en) * 2006-03-16 2007-02-20 Analog Devices, Inc. Multi-path digital power supply controller
CN101231412B (zh) * 2007-01-26 2011-12-07 群康科技(深圳)有限公司 背光灯管开路及短路保护电路
US8587949B2 (en) 2007-03-27 2013-11-19 Electro Industries/Gauge Tech Electronic meter having user-interface and central processing functionality on a single printed circuit board
US11307227B2 (en) 2007-04-03 2022-04-19 Electro Industries/Gauge Tech High speed digital transient waveform detection system and method for use in an intelligent electronic device
US9989618B2 (en) 2007-04-03 2018-06-05 Electro Industries/Gaugetech Intelligent electronic device with constant calibration capabilities for high accuracy measurements
US20130275066A1 (en) 2007-04-03 2013-10-17 Electro Industries/Gaugetech Digital power metering system
US10845399B2 (en) 2007-04-03 2020-11-24 Electro Industries/Gaugetech System and method for performing data transfers in an intelligent electronic device
US7630082B2 (en) * 2007-04-12 2009-12-08 Honeywell International Inc. Systems and methods for high precision feedback control in closed loop sensors
US7738271B1 (en) 2007-06-08 2010-06-15 Science Applications International Corporation Controlled resonant charge transfer device
JP4977570B2 (ja) * 2007-10-03 2012-07-18 株式会社日立製作所 デジタルキャリブレーション型アナログデジタル変換器及びそれを用いた無線受信回路及び無線送受信回路
US8797202B2 (en) 2008-03-13 2014-08-05 Electro Industries/Gauge Tech Intelligent electronic device having circuitry for highly accurate voltage sensing
CN103092248B (zh) * 2012-12-31 2014-09-17 华为技术有限公司 一种前馈控制方法及装置
US20140274181A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Rosemount Inc. Resource optimization in a field device
WO2017003492A1 (en) 2015-07-02 2017-01-05 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Digital voltage sampling
US9391628B1 (en) * 2015-10-26 2016-07-12 Analog Devices Global Low noise precision input stage for analog-to-digital converters

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55131802A (en) * 1979-03-30 1980-10-14 Mitsubishi Electric Corp Digital controller
JPS55131801A (en) * 1979-03-30 1980-10-14 Mitsubishi Electric Corp Digital controller
JPS601939A (ja) * 1983-06-17 1985-01-08 Hitachi Ltd Ｐｃｍ伝送システム
JPS63214618A (ja) * 1987-03-03 1988-09-07 Yamaha Corp デジタル・フェイズ・ロックド・ル−プ
JPH01131918A (ja) * 1987-11-17 1989-05-24 Hitachi Ltd Ａｄ変換器
JPH0270185A (ja) * 1988-09-06 1990-03-09 Mitsubishi Electric Corp 画像記録再生装置
US5287555A (en) * 1991-07-22 1994-02-15 Motorola, Inc. Power control circuitry for a TDMA radio frequency transmitter
US5198748A (en) * 1991-10-28 1993-03-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Frequency measurement receiver with bandwidth improvement through synchronized phase shifted sampling
US5225889A (en) * 1991-12-11 1993-07-06 Fritze Keith R Laser gyro dither drive
JP2827792B2 (ja) * 1993-01-29 1998-11-25 サンケン電気株式会社 帰還制御装置及び制御方法
JP2639332B2 (ja) * 1993-12-21 1997-08-13 日本電気株式会社 復調装置
US5633811A (en) * 1994-12-09 1997-05-27 Computational Systems, Inc. Hand held data collector and analyzer system
US5930745A (en) * 1997-04-09 1999-07-27 Fluke Corporation Front-end architecture for a measurement instrument
JPH10336487A (ja) * 1997-06-02 1998-12-18 Sony Corp アナログ／ディジタル変換回路
WO1999050678A2 (de) * 1998-03-31 1999-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und anordnung zur verarbeitung mindestens eines analogen, mehrere frequenzbereiche umfassenden signals
US6445317B2 (en) * 1998-11-20 2002-09-03 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Adaptively calibrating analog-to-digital conversion
US6414612B1 (en) * 2000-09-14 2002-07-02 Scientific-Atlanta, Inc. Enhanced bandwidth digitizer using multiple analog-to digital converters and self calibration
US6600438B2 (en) * 2001-10-18 2003-07-29 Agilent Technologies, Inc. Broadband IF conversion using two ADCs
US6522282B1 (en) * 2001-11-07 2003-02-18 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Estimation of timing offsets in parallel A/D converters

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106982060A (zh) * 2016-01-18 2017-07-25 特变电工新疆新能源股份有限公司 一种模拟量采集***
CN106026636A (zh) * 2016-05-31 2016-10-12 中国电子科技集团公司第四十研究所 用于程控直流电源的全数字化控制模块

Also Published As

Publication number Publication date
US6674379B1 (en) 2004-01-06
AU2003260905A1 (en) 2004-04-19
JP2006501715A (ja) 2006-01-12
KR20050061493A (ko) 2005-06-22
WO2004030218A1 (en) 2004-04-08
EP1550220A1 (en) 2005-07-06

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