CN107147293B - 一种前级预稳压的联动调压控制方法、装置及电源 - Google Patents

一种前级预稳压的联动调压控制方法、装置及电源 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种前级预稳压的联动调压控制方法，方法包括：根据接收到的输出端的输出电压，计算输出端的电压变化值；其中，电压变化值具体为电压增加值或电压减少值；根据电压变化值，确定传输信号的脉冲宽度；将PFC级的工作电压调整至与脉冲宽度相对应的电压值，以使LLC的工作频率在预定谐振频率范围内；该方法在工作过程中监测输出电压，随着输出电压的变化来主动调整PFC级的电压，从而使LLC工作在一个最佳工作点，使其在大功率应用场合更安全，稳定；本发明还公开了一种前级预稳压的联动调压控制装置及电源，具有上述有益效果。

Description

一种前级预稳压的联动调压控制方法、装置及电源
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种前级预稳压的联动调压控制方法、装置及电源。
背景技术
LLC(谐振半桥/全桥拓扑线路)因其架构简单，效率高被广泛的推广和利用。但是在实际使用的过程中，其工作频率具有随着输出电压变化而变化的特点，这对于做大功率电源是一个瓶颈，影响了其工作的稳定性和效率。即常规电池充电机、试验电源或类似于此类输出电压变化范围宽(大于50％以上输出电压变化的应用)，因其工作频率已偏离谐振频率点f0很远(即没有工作在最佳工作点)，相关器件的应力都将偏离最佳设计点。所以常规的设计场合很难应用LLC这种电路拓扑。
因此，如何使LLC在工作过程中始终在最佳工作点，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种前级预稳压的联动调压控制方法、装置及电源，能够随着输出电压的变化来主动调整PFC级的电压，从而使LLC工作在一个最佳工作点，使其在大功率应用场合更安全，稳定。
为解决上述技术问题，本发明提供一种前级预稳压的联动调压控制方法，所述方法包括：
根据接收到的输出端的输出电压，计算所述输出端的电压变化值；其中，所述电压变化值具体为电压增加值或电压减少值；
根据所述电压变化值，确定传输信号的脉冲宽度；
将PFC级的工作电压调整至与所述脉冲宽度相对应的电压值，以使LLC的工作频率在预定谐振频率范围内。
可选的，根据接收到的输出端的输出电压，计算所述输出端的电压变化值，包括：
接收电压检测器件发送的所述输出端的当前输出电压；
根据所述当前输出电压以及所述输出端的前一次输出电压，计算所述输出端的电压变化值。
本发明还提供一种前级预稳压的联动调压控制装置，包括：
处理器，用于根据接收到的输出端的输出电压，计算所述输出端的电压变化值；其中，所述电压变化值具体为电压增加值或电压减少值；根据所述电压变化值，确定传输信号的脉冲宽度；
功率因数校正器，用于将PFC级的工作电压调整至与所述脉冲宽度相对应的电压值，以使LLC的工作频率在预定谐振频率范围内。
可选的，所述处理器具体用于接收电压检测器件发送的所述输出端的当前输出电压；根据所述当前输出电压以及所述输出端的前一次输出电压，计算所述输出端的电压变化值。
本发明还提供一种电源，包括如上述任一项所述的前级预稳压的联动调压控制装置。
可选的，本方案还包括：与LLC相连的过载保护电路。
本发明所提供的本发明公开了一种前级预稳压的联动调压控制方法，方法包括：根据接收到的输出端的输出电压，计算输出端的电压变化值；其中，电压变化值具体为电压增加值或电压减少值；根据电压变化值，确定传输信号的脉冲宽度；将PFC级的工作电压调整至与脉冲宽度相对应的电压值，以使LLC的工作频率在预定谐振频率范围内。
可见，该方法中随着输出电压的变化来主动调整PFC级的电压即通过输出端电压变化值确定对应的传输信号的脉冲宽度，再根据传输信号的脉冲宽度确定PFC级的工作电压，从而使LLC工作在一个最佳工作点，使其在大功率应用场合更安全，稳定；本发明还提供了一种前级预稳压的联动调压控制装置及电源，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的前级预稳压的联动调压控制方法的流程图；
图2为本发明实施例所提供的前级预稳压的联动调压控制装置的结构框图；
图3为本发明实施例所提供的一种具体的电源的结构框图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种前级预稳压的联动调压控制方法、装置及电源，能够随着输出电压的变化来主动调整PFC级的电压，从而使LLC工作在一个最佳工作点，使其在大功率应用场合更安全，稳定。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的前级预稳压的联动调压控制方法的流程图；该方法可以包括：
S100、根据接收到的输出端的输出电压，计算输出端的电压变化值；其中，电压变化值具体为电压增加值或电压减少值；
具体的，由于LLC工作频率具有随着输出电压变化而变化的特点，该特点影响了其工作的稳定性和效率。因此要使得LLC工作频率可以稳定在预定谐振频率范围内(即f0附近)，本实施例中将LLC的输入端电压随着最终输出端的输出电压的变化而变化。因此，该步骤主要是为了监测输出端的输出电压，进而可以根据该输出电压确定输出端的电压变化值(这里的电压变化值可以包括电压升高即电压增加值或电压降低电压减少值)。
本实施例并不限定接收输出端的输出电压的频率，可以是随时对输出端的输出电压进行检测，也可以是定时获取输出端的输出电压。定时的周期可以由用户进行确定和修改。这里的输出端可以是指次级输出端。
进一步，确定电压变化值具体方式可以有用户进行确定，电压变化值为广义变化值，不仅仅理解为增加或降低，还可以理解为升高程度或降低程度。例如将本次检测到的输出端的输出电压(即输出端的当前输出电压)与前一次检测到的输出端的输出电压进行比较，若本次和前一次一样，则电压变化值为0，若本次比前一次大，则电压变化值为电压增加两者的差值，若本次比前一次小，则电压变化值为电压减少两者的差值。或者是将本次检测到的输出端的输出电压(即输出端的当前输出电压)与预定基准电压进行比较，若本次和基准电压一样，则电压变化值为0，若本次比基准电压大，则电压变化值为电压增加两者的差值，若本次比基准电压小，则电压变化值为电压减少两者的差值。或者是根据本次检测到的输出端的输出电压(即输出端的当前输出电压)与前一次检测到的输出端的输出电压，计算电压变化程度值(这里可以将电压变化程度值理解为电压变化值，包括输出电压升高的程度值以及输出电压降低的程度值)，根据该电压变化程度值确定传输信号的脉冲宽度。可选的，根据接收到的输出端的输出电压，计算输出端的电压变化值可以包括：
接收电压检测器件发送的输出端的当前输出电压；
根据当前输出电压以及输出端的前一次输出电压，计算输出端的电压变化值。
S110、根据电压变化值，确定传输信号的脉冲宽度；
具体的，本实施例中电压变化值与传输信号的脉冲宽度具有映射关系，即根据该映射关系可以确定电压变化值对应的传输信号的脉冲宽度。本实施例中并不限定电压变化值与传输信号的脉冲宽度之间具体的映射关系，可以是一一映射关系，也可以是多对一的映射关系。总之可以根据计算得到的电压变化值，确定与之相对应的传输信号的脉冲宽度。
S120、将PFC级的工作电压调整至与脉冲宽度相对应的电压值，以使LLC的工作频率在预定谐振频率范围内。
具体的，本实施例中PFC级的工作电压与传输信号的脉冲宽度具有映射关系，即根据该映射关系可以确定传输信号的脉冲宽度对应的PFC级的工作电压。本实施例中并不限定PFC级的工作电压与传输信号的脉冲宽度之间具体的映射关系，可以是一一映射关系，也可以是多对一的映射关系。总之可以根据脉冲宽度，确定与之相对应的PFC级的工作电压。即该PFC级的工作电压为LLC的输入电压，通过此以使LLC的工作频率在预定谐振频率范围内。
下面以输出电压升高为例对本实施例进行说明(输出电压下降过程类似)：当处理器(例如可以是微处理器MCU)接收到输出端的输出电压升高时，需要调整传输信号的脉冲占空比和PFC级的工作电压，通过这两个数值的调整使得LLC半桥输入电压升高，并根据对应的脉冲频率，使得LLC工作频率上升回到F0左右(即在预定谐振频率范围内)。即当输出端的输出电压升高时，MCU计算得到电压变化值，并确定对应的脉冲宽度即发送PWM到初级侧，运算后调整PFC级的工作电压(HV+)至与脉冲宽度相对应的电压值，使得LLC的谐振频率上升，并最终使得LLC的工作频率在预定谐振频率范围内。实现跟随输出电压对前级高压作联动调压，电源工作频率范围变窄，工作更可靠，效率更高。即通过主动式前段控制，改善第二级功率转换单元的工况，使其在大功率应用场合更安全，稳定。
下面举例说明本实施例，根据输出电压升高程度来调整功率因数级(即初级侧)的输出电压，可以是一个等比的对应关系(例如输出电压最高时，DUTY＝1最低时，DUTY＝0)，当DUTY＝1时PFC级的工作电压调整到425V，DUTY＝0时PFC级的工作电压调整到370V。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的前级预稳压的联动调压控制方法，根据次级输出电压升高程度来调整传输信号的脉冲宽度，原边根据检测到的脉冲宽度值，来调整PFC级的工作电压(HV+)，LLC级的谐振频率则自动调到最佳工作点f0附近。即能够随着输出电压的变化来主动调整PFC级的电压，从而使LLC工作在一个最佳工作点，使其在大功率应用场合更安全，稳定。
下面对本发明实施例提供的前级预稳压的联动调压控制装置及电源进行介绍，下文描述的前级预稳压的联动调压控制装置及电源与上文描述的前级预稳压的联动调压控制方法可相互对应参照。
请参考图2，图2为本发明实施例所提供的前级预稳压的联动调压控制装置的结构框图；该装置可以包括：
处理器100，用于根据接收到的输出端的输出电压，计算输出端的电压变化值；其中，电压变化值具体为电压增加值或电压减少值；根据电压变化值，确定传输信号的脉冲宽度；
功率因数校正器200，用于将PFC级的工作电压调整至与脉冲宽度相对应的电压值，以使LLC的工作频率在预定谐振频率范围内。
具体的，这里的处理器100具体可以是微处理器MCU，这里的功率因数校正器200具体可以是RECTIFIERS&PFC(整流功率因数校正电路)。
基于上述实施例，处理器100具体用于接收电压检测器件发送的输出端的当前输出电压；根据当前输出电压以及输出端的前一次输出电压，计算输出端的电压变化值。
本发明实施例还提供一种电源，包括上述任意实施例所述的前级预稳压的联动调压控制装置。
基于上述实施例，该电源还可以包括：与LLC相连的过载保护电路。
下面请参考图3，给出了一种电源的具体结构框图。其中，交流检测电路用于交流线路电压检测，在交流线路电压过低或过高时都关闭输出，防止损坏器件及电路，从而提高系统的可靠性。该具体例子中对于电源的保护电路还包括ACTIVE INRUSH CURRENTLIMITING(浪涌电流限制电路)、OLP(过载保护电路)、OVP(过压保护电路)。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的电源，实现跟随输出电压对前级高压作联动调压，电源工作频率范围变窄，工作更可靠，效率更高。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的前级预稳压的联动调压控制方法、装置及电源进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种前级预稳压的联动调压控制方法，其特征在于，所述方法包括：
根据接收到的输出端的输出电压，计算所述输出端的电压变化值；其中，所述电压变化值具体为电压升高程度或电压降低程度；所述输出端为次级输出端；
根据所述电压变化值，确定传输信号的脉冲宽度；其中所述电压变化值与所述传输信号的脉冲宽度具有映射关系；
将PFC级的工作电压调整至与所述脉冲宽度相对应的电压值，以使LLC的工作频率在预定谐振频率范围内。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据接收到的输出端的输出电压，计算所述输出端的电压变化值，包括：
接收电压检测器件发送的所述输出端的当前输出电压；
根据所述当前输出电压以及所述输出端的前一次输出电压，计算所述输出端的电压变化值。
3.一种前级预稳压的联动调压控制装置，其特征在于，包括：
处理器，用于根据接收到的输出端的输出电压，计算所述输出端的电压变化值；其中，所述电压变化值具体为电压升高程度或电压降低程度；所述输出端为次级输出端；根据所述电压变化值，确定传输信号的脉冲宽度；其中所述电压变化值与所述传输信号的脉冲宽度具有映射关系；
功率因数校正器，用于将PFC级的工作电压调整至与所述脉冲宽度相对应的电压值，以使LLC的工作频率在预定谐振频率范围内。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理器具体用于接收电压检测器件发送的所述输出端的当前输出电压；根据所述当前输出电压以及所述输出端的前一次输出电压，计算所述输出端的电压变化值。
5.一种电源，其特征在于，包括如权利要求3或4所述的前级预稳压的联动调压控制装置。
6.根据权利要求5所述的电源，其特征在于，还包括：与LLC相连的过载保护电路。
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