CN101295926B - 无电解电容的磁集成Vcc电源模块控制方法 - Google Patents
无电解电容的磁集成Vcc电源模块控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101295926B CN101295926B CN2008100736433A CN200810073643A CN101295926B CN 101295926 B CN101295926 B CN 101295926B CN 2008100736433 A CN2008100736433 A CN 2008100736433A CN 200810073643 A CN200810073643 A CN 200810073643A CN 101295926 B CN101295926 B CN 101295926B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- high frequency
- control method
- cuk
- ripple
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 32
- 230000010354 integration Effects 0.000 title 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000007665 sagging Methods 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
一种无电解电容的磁集成Vcc电源模块的控制方法，它是用高频方波脉冲控制电力电子开关的“通”和“断”，实现多相高频CUK开关电源DC-DC变换的控制。本发明的有益效果是，采用本技术方案的VCC电源模块，因为不使用可靠性最差的电解电容元件，使本模块可靠性大幅度提升，并由于应用高速单片机及磁集成技术，使本模块的性价比，超越传统有电解电容的VCC模块。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源领域，特别涉及一种无电解电容的低压电源模块的控制方法。
背景技术
低压直流电源模块，除在电子电路中，作为单片机、集成电路(IC)的工作电源Vcc之外，还可以直接成为产品，例如电动工具充电器、电动车充电器、大型蓄电池充电器等等。用硅钢片小型变压器，把50Hz工频交流电压降压，经整流和滤波之后，输出小功率直流电源。由于工频变压器的体积不能做得太小，难以做成令人满意的小模块，尤其是须滤平整流后的工频纹波(半波50Hz，全波100Hz)，须用大电容量电解电容器，可靠性更差。用高频开关电源，用高频磁芯做的高频电子变压器，比相同功率的工频变压器的重量和体积大幅度减轻及缩小，但是，传统的Vcc电源仍然使用铝电解电容或钽电解电容，于是，电解电容的不可靠性，制约了低压直流电源模块的可靠性。
所有的电解电容产品外壳，都开了一个十字凹痕或K字形凹痕，就是生产厂家对电解电容产品可能爆炸的预估性，一旦电解质高温沸腾(民品85℃、工业品105℃、特殊用途125℃)产生气化时，允许电解电容气化物从凹痕处爆炸。不但可能产生电解质化学污染，而且电解质对电容的金属极板的电化学作用，使其寿命有限(一般小于0.3万小时，高价优质长寿命电解电容也难保证超过1万小时)。另外，电解电容的体积较大，也不利于做成轻薄短小的电源模块。
发明内容
本发明的目的是提供一种无电解电容磁集成Vcc电源模块的控制方法。该方法制造的电源模块不使用电解电容，可以避免电解质化学污染，提高低压直流电源模块的可靠性，可以做成轻薄短小的低压开关电源模块。
本发明通过以下技术方案解决上述无电解电容低压直流电源模块控制方法的技术问题：
采用单片机软件方法，产生多相高频方波脉冲群，用多组不同相位的高频方波脉冲，分别控制多相位电力电子开关的“通”(ON)和“断”(OFF)，实现多相高频CUK开关电源DC-DC变换器的控制。其控制方式及步骤为：
各相CUK变换器每次“通”(ON)或“断”(OFF)，均给予输出端输送一个有源微分电能，用单片机实现对这些高频有源微分电能的高速调控，用以代替传统用无源电解电容贮存电荷抑平直流纹波的方法。
当输入电源Vac波动下浮时，或者输出电流增大，均使输出电压V0下浮，看作谷值纹波增大时，单片机负反馈数码系统迅即增加CUK相数、增大脉宽、提高频率，即用增加有源微分电能的有源电力电子学方法，来填平下陷的谷值纹波。
反之，当输入电源Vac波动上浮时，或者输出电流减小，均使输出电压V0上浮，看作峰值纹波增大时，单片机负反馈数码系统迅即减少CUK相数、减小脉宽、降低频率，即用减少有源微分电能的有源电力电子学方法，来削平上涨的峰值纹波。
本发明的有益效果是，采用本技术方案的VCC电源模块，因为不使用可靠性最差的电解电容元件，使本模块可靠性大幅度提升，并由于应用高速单片机及磁集成技术，使本模块的性价比，超越传统有电解电容的VCC模块。
附图说明
图1是无电解电容的磁集成Vcc电源模块拓扑示意图。
图2是无电解电容的磁集成Vcc电源模块控制方法示意图。
具体实施方式
结合图1，具体说明本发明的实施方式如下：
从电解电容在传统有电解电容Vcc模块之中的功能看，电解电容的主要作用，是把电力峰值+Δu0的电荷，贮存于电解电容之中，称为“充电“。然后，在电力下陷低谷-Δu0时，释放贮存电荷，称为“放电”；电解电容用“充电“来吸收峰值纹波，又用“放电”来填平谷值纹波，起着平滑直流电压纹波的作用。
一般无源等效替代方法，是用非电解质的交流长寿命电容一微法，来替代有电解质的短寿命电解电容一微法，这种等效替代方法，是实现无电解电容最基本的，但是消极的策略之一，治标不治本，带来成本增加，体积增大，实用性差。
电解电容是一个固定电容量，其贮存电荷能量有限，其抑平输出纹波的能力也是有限的。如图1所示，本发明采用多相高频CUK开关电源的方法，并利用磁集成技术，用有源微分电能调控手段，来抑平输出纹波的能力是可大可小，灵活可控的。用单片机高速调控高频多相CUK开关电源的方法，可以不用电解电容，而能够实现与有电解电容相似或更优良的纹波系数。
并且，由于磁集成TR的线圈之间互感耦合作用，有利于抑平纹波。
本发明提供更积极的方法是：用单片机高速控制数码技术，用软件方法产生多相高频方波脉冲群，分别控制多相电力电子开关的“通”(ON)或“断”(OFF)，进行CUK变换，由于串联电感(La1或Lb1或Lc1)的作用，使每相的电子开关均实现“零电流接通”(ZCT)，又由于电容(Ca或Cb或Cc)经二极管(Da或Db或Dc)与电力电子开关并联的作用，使每相的电力电子开关均实现“零电压断开”(ZVT)，所以开关损耗极小。又由于开关频率较高，所以，电感及电容量均较小。还由于TR磁集成的感应耦合，使一部分纹波得以抵消。又由于三相高频开关输出的三倍频作用，输出端电容C0的纹波得以抵消。再由于三相高频开关输出的三倍频作用，输出端电容C0的纹波频率是电力电子开关频率的三倍，所以C0电容量不必太大，都可以实现有足够低的纹波效果。
Claims (2)
1. 一种无电解电容的磁集成Vcc电源模块的控制方法，其特征在于用高频方波脉冲控制电力电子开关的“通”和“断”，实现多相高频CUK开关电源DC-DC变换，其控制方法步骤为，
当输出电压V0波动下浮时，增加CUK相数，增大脉宽、提高频率，填平下陷的谷值纹波；
当输出电压V0波动上浮时，减少CUK相数，减小脉宽、降低频率，削平上涨的峰值纹波；
所述控制方法为采用多相高频方波脉冲分别控制多相电力电子开关，进行多相高频有源微分电能增减的有源电力电子方法，取代传统电解电容充放电抑平纹波。
2. 如权利要求1所述的一种无电解电容的磁集成Vcc电源模块的控制方法，其特征在于用单片机高速调控高频多相CUK开关电源，对高频有源微分电能的高速调控。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100736433A CN101295926B (zh) | 2008-06-26 | 2008-06-26 | 无电解电容的磁集成Vcc电源模块控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100736433A CN101295926B (zh) | 2008-06-26 | 2008-06-26 | 无电解电容的磁集成Vcc电源模块控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101295926A CN101295926A (zh) | 2008-10-29 |
| CN101295926B true CN101295926B (zh) | 2011-01-05 |
Family
ID=40066007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100736433A Expired - Fee Related CN101295926B (zh) | 2008-06-26 | 2008-06-26 | 无电解电容的磁集成Vcc电源模块控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101295926B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109005618A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-14 | 江苏大学 | 一种基于双向cuk电路的无电解电容LED驱动电源及其切换方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105529929B (zh) * | 2016-01-26 | 2018-04-06 | 成都芯源系统有限公司 | 多相变换器及用于多相变换器的自动相位调整电路和方法 |
-
2008
- 2008-06-26 CN CN2008100736433A patent/CN101295926B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109005618A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-14 | 江苏大学 | 一种基于双向cuk电路的无电解电容LED驱动电源及其切换方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101295926A (zh) | 2008-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100416997C (zh) | 一种高功率因数高频直流电源 | |
| CN101180787A (zh) | 双向电池功率变换器 | |
| CN108471232A (zh) | 双整流桥式单级功率因素校正电源电路 | |
| CN103219877A (zh) | 一种电容放电电路及变换器 | |
| CN103944397A (zh) | Boost型隔离DC/DC变换器及其控制方法 | |
| CN111725993B (zh) | 一种高效Sepic软开关变换器及其控制方法 | |
| CN103117650B (zh) | 一种准z源逆变器 | |
| CN102739033A (zh) | 交错并联三相pfc电路 | |
| CN201766508U (zh) | 单相单级全桥隔离型功率因数校正变换器 | |
| CN201663566U (zh) | 高输出指标的风光互补发电装置 | |
| Pellitteri et al. | Analysis and design of bi-directional DC-DC converters for ultracapacitors management in EVs | |
| Mira et al. | Review of high efficiency bidirectional dc-dc topologies with high voltage gain | |
| CN109068444A (zh) | 一种单级非隔离型填谷式无电解电容led驱动电源及切换方法 | |
| Zhang et al. | Inherently non-pulsating input current DC-DC converter for battery storage systems | |
| CN101295926B (zh) | 无电解电容的磁集成Vcc电源模块控制方法 | |
| CN109672332A (zh) | 一种单管高增益零纹波dc-dc变换器 | |
| CN201312262Y (zh) | 一种具有较高转换效率的高频开关电源 | |
| CN205847086U (zh) | 一种开关电容型高增益准z源dc‑dc变换器 | |
| CN201230277Y (zh) | 无电解电容的磁集成Vcc电源模块 | |
| CN203775029U (zh) | 一种应用于储能系统的多重化直/直变换器 | |
| CN216252245U (zh) | 一种插电式电动汽车多功能充电器 | |
| CN109450279A (zh) | 三级型交直流电力电子变压器直流母线电容预充电方法 | |
| CN105576971B (zh) | 输入、输出电流均连续的三电平Buck变换器 | |
| CN105099272B (zh) | 一种用于压电-电磁复合式俘能器的能量采集电路 | |
| CN204967611U (zh) | 一种复合型高效功率因数校正电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Guangdong Kailesi Optoelectronics Technology Co., Ltd. Assignor: Shen Limeng Contract record no.: 2011440000991 Denomination of invention: Magnetic integration Vcc power module control method without electrochemical capacitor Granted publication date: 20110105 License type: Exclusive License Open date: 20081029 Record date: 20110913 |
|
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: NANNING CHANGMENG ELECTRONIC TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SHEN LIMENG Effective date: 20120712 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20120712 Address after: 530004, the Guangxi Zhuang Autonomous Region, Nanning Science Park, East Fourth Road, No. 3 production, scientific research building, Room 501 Patentee after: Nanning Changmeng Electronic Technology Co.,Ltd. Address before: 530004 the Guangxi Zhuang Autonomous Region XiXiangTang Nanning University Road No. 100 Patentee before: Shen Limeng |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110105 Termination date: 20180626 |