[發(fā)明專利]一種電源輕載間歇輸出全數(shù)字控制方法和控制系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112436732B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚文華;張昊東;申宏偉;張春雷;戴藝凱;萬志華;王建軍;張錦
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天發(fā)射技術(shù)研究所
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/14;H02M1/32
• 代理公司: 北京天方智力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11719
• 代理人: 路遠

本發(fā)明提供了一種電源輕載間歇輸出全數(shù)字控制方法和系統(tǒng)，解決現(xiàn)有電源的輸出效率和輸出紋波無法得到優(yōu)化和控制的技術(shù)問題。方法包括：根據(jù)諧振電源的輸出電流幅值判斷電源負載狀態(tài)，根據(jù)負載狀態(tài)由連續(xù)輸出向間歇輸出切換；在間歇輸出中根據(jù)輸出電壓幅值開始間歇輸出；根據(jù)諧振電源的輸入輸出狀態(tài)形成間歇輸出波形的頻率和相位；通過確定數(shù)量脈沖形成間歇輸出波形；根據(jù)負載狀態(tài)或相鄰間歇輸出波形間的阻塞狀態(tài)由間歇輸出向連續(xù)輸出切換。對于半橋諧振電源和全橋諧振電源輕載間歇輸出時調(diào)頻、調(diào)頻+移相控制過程中間歇脈沖數(shù)量、開關(guān)頻率以及脈沖相位差的準確控制，優(yōu)化電源輕載效率，滿足電源能量輸出控制精度，控制電源輸出紋波。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電源控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電源輕載間歇輸出全數(shù)字控制方法和控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，LLC諧振式軟開關(guān)電源因其高轉(zhuǎn)換效率被廣泛應(yīng)用在電源變換領(lǐng)域。全橋LLC諧振式軟開關(guān)電源不僅可以工作在純調(diào)頻模式，也可以工作在調(diào)頻+移相模式。然而LLC諧振式軟開關(guān)電源的一個主要問題是輕載調(diào)節(jié)較為困難。首先，輕載調(diào)節(jié)需要將開關(guān)頻率升至高頻，因而顯著降低了輕載轉(zhuǎn)換效率；其次，由于主回路寄生參數(shù)的存在，在有些情況下電源增益曲線單調(diào)性在高頻會發(fā)生逆轉(zhuǎn)，從而使電源失去輕載調(diào)節(jié)能力。因此，在輕載過程中對通常采用間歇控制，開關(guān)脈沖是斷續(xù)的，以間歇性工作的方式向輸出傳遞能量。但是，傳統(tǒng)的間歇輸出方法如圖1所示，使用環(huán)路控制參量來控制PWM驅(qū)動信號的有無。具體的，通過對輸出電壓或電流進行采樣，結(jié)合電源環(huán)路的參數(shù)模型進行計算形成環(huán)路控制當前參量x，對當前參量x進行閾值判斷當小于閾值下限x_min時停止PWM輸出，當大于閾值上限x_min+hys時開啟PWM輸出，當處于閾值范圍內(nèi)時保持狀態(tài)。這種自然間歇輸出的方法帶來的問題主要有如下幾點：

1.自然間歇輸出時的開關(guān)頻率會受環(huán)路控制計算影響而變化，無法最優(yōu)化；

2.自然間歇時輸出的起停是根據(jù)運算得出的環(huán)路控制量來進行控制的，因此存在一定的延時，導(dǎo)致間歇輸出脈沖過多，從而造成輸出紋波過高。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明實施例提供一種電源輕載間歇輸出全數(shù)字控制方法和控制系統(tǒng)，解決現(xiàn)有自然間歇控制過程無法準確控制間歇脈沖的開關(guān)頻率以及間歇脈沖數(shù)量，使得電源的輸出效率和輸出紋波無法得到優(yōu)化和控制的技術(shù)問題。

本發(fā)明實施例的電源輕載間歇輸出全數(shù)字控制方法，包括：

根據(jù)諧振電源的輸出電流幅值判斷電源負載狀態(tài)，根據(jù)負載狀態(tài)由連續(xù)輸出模式向間歇輸出模式切換；

在所述間歇輸出模式中根據(jù)輸出電壓幅值開始間歇輸出；

根據(jù)所述諧振電源的輸入輸出狀態(tài)形成間歇輸出波形的頻率和相位；

通過確定數(shù)量脈沖形成所述間歇輸出波形；

根據(jù)所述所述負載狀態(tài)或相鄰間歇輸出波形間的阻塞狀態(tài)由所述間歇輸出模式向所述連續(xù)輸出模式切換。

本發(fā)明實施例的電源輕載間歇輸出全數(shù)字控制系統(tǒng)，包括：

存儲器，用于存儲如上述的電源輕載間歇輸出全數(shù)字控制方法處理過程中的程序代碼；

處理器，用于執(zhí)行上述實施例的電源輕載間歇輸出全數(shù)字控制方法處理過程中的程序代碼。

本發(fā)明實施例的電源輕載間歇輸出全數(shù)字控制系統(tǒng)，包括：

間歇模式切換裝置，用于根據(jù)諧振電源的輸出電流幅值判斷電源負載狀態(tài)，根據(jù)負載狀態(tài)由連續(xù)輸出模式向間歇輸出模式切換；

間歇輸出形成裝置，用于在所述間歇輸出模式中根據(jù)輸出電壓幅值開始間歇輸出；

間歇輸出控制裝置，用于根據(jù)所述諧振電源的輸入輸出狀態(tài)形成間歇輸出波形的頻率和相位；