CN107592001A - 一种输入自适应控制的方法和装置 - Google Patents

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
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Abstract

本发明提供一种输入自适应控制的方法,包括,检测输入信息;识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号;向功率因素校正PFC变换单元传输所述控制信号,以控制所述PFC变换单元处于与所述输入信息对应的导通状态或者开关状态,其中所述开关状态表示每隔一个预设时间执行一个开关动作。本发明实施例可以保证面积和成本基本不变的情况下,实现不同输入下的最优效率。

Description

一种输入自适应控制的方法和装置
技术领域
本发明涉及电子技术领域,特别涉及一种输入自适应控制的方法和装置。
背景技术
单输入接口的交流电源兼容高压直流输入,不仅可以应用在交流(AlternatingCurrent,AC)供电的机房设备中,也可以应用在高压直流(High Voltage Direct Current,HVDC)输入机房中,拓展了交流电源的应用范围。
针对上述需求,可以分别针对AC输入和HVDC输入,在电源内部设计两者变换方案,AC输入下采用隔离AC/DC变换,HVDC输入下采用隔离DC/DC变换实现,从而实现不同制式下的最优效率,但这种方案面积大,成本高。
交流电源兼容高压直流输入,虽然拓展了交流电源的应用范围,但在保证面积和成本不变的情况下,难以实现不同输入下的最优效率问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种输入自适应控制的方法和装置,解决了在面积和成本基本不变的情况下,实现多种输入下最优效率的问题。
为了达到上述目的,本发明实施例提供一种输入自适应控制的方法,包括:
检测输入信息;
识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号;
向功率因素校正(Power Factor Correction,PFC)变换单元传输所述控制信号,以控制所述PFC变换单元处于与所述输入信息对应的导通状态或者开关状态,其中所述开关状态表示每隔一个预设时间执行一个开关动作。
本发明实施例还提供一种输入自适应控制的装置,包括:
采样模块,检测输入信息;
控制模块,识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号;
PFC变换模块,向功率因素校正PFC变换单元传输所述控制信号,以控制所述PFC变换单元处于与所述输入信息对应的导通状态或者开关状态,其中所述开关状态表示每隔一个预设时间执行一个开关动作。
本发明实施例还提供一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有计算机可执行的一个或多个程序,所述一个或多个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行如上述提供的一种输入自适应控制的方法。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:
检测输入信息;识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号;向功率因素校正PFC变换单元传输所述控制信号,以控制所述PFC变换单元处于与所述输入信息对应的导通状态或者开关状态,其中开关状态表示每隔一个预设时间执行一个开关动作。这样可以保证面积和成本基本不变的情况下,实现不同输入下的最优效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种应用电源的功能结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种输入自适应控制的方法的流程示意图;
图3是本发明实施例提供的另一种应用电源的电路示意图;
图4是本发明实施例提供的另一种应用电源的电路示意图;
图5是本发明实施例提供的另一种应用电源的电路示意图;
图6是本发明实施例提供的另一种应用电源的电路示意图;
图7是本发明实施例提供的另一种应用电源的电路示意图;
图8是本发明实施例提供的一种输入自适应控制的装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示,本发明实施例应用电源包括:
输入接口、防护滤波、输入整流、PFC变换单元、DC/DC变换、采样单元和控制单元。
如图2所示,本发明实施例提供一种输入自适应控制的方法,包括:
S201、检测输入信息。
S202、识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号。
S203、向功率因素校正PFC变换单元传输所述控制信号,以控制所述PFC变换单元处于与所述输入信息对应的导通状态或者开关状态,其中所述开关状态表示每隔一个预设时间执行一个开关动作。
在本发明实施例中,上述S201-S203步骤可以由图1所示的电源中的控制单元来实现,或者上述步骤S201可以是控制单元通过采集单元来实现,步骤S202和S203由控制单元直接来实现。
本发明实施例中,所述检测输入信息,还可以包括:
检测输入电压信号的电压制式和电压幅值。本实施例中,通过对电压信号的电压制式和电压幅值的识别,来生成相对应的控制信号,并控制上述PFC变换单元。
本发明实施例中,所述识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号,还可以包括:
识别所述输入电压信号的电压制式和电压幅值;
若所述输入电压信号为交流,则生成控制所述PFC变换单元工作在开关状态的控制信号;
若所述输入电压信号为高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在导通状态的控制信号。
本发明实施例中,所述识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号,还可以包括:
识别所述输入电压信号的电压制式和电压幅值;
若所述输入电压信号为交流或者幅值较低的高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在开关状态的控制信号;
若所述输入电压信号为幅值较高的高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在导通状态的控制信号。
本实施例中,通过检查判断电压的输入电压信息,并根据不同输入控制PFC变换单元工作在开关状态或者导通状态。在AC输入或幅值较低的高压直流输入时,控制PFC变换单元工作在开关状态;在高压直流输入或幅值较高的高压直流输入时,控制PFC变换单元工作在导通状态,提高了高压直流输入或幅值较高的高压直流输入下的效率。本发明通过改进控制方案,就可以实现多种输入下的最优效率。
下面通过一些优选的实施方案分别说明如下。
如图3所示,本发明实施例提供的另一种应用电源,包括:
PFC变换的拓扑结构包括输入电感L1、开关管Q1、二极管D1和输出电容C1。
采样单元,用于检测输入信息,包括电压制式和电压幅值等。
控制单元,用于识别上述输入信息,并生成与上述输入信息对应的控制信号。
在该应用电源中,当输入为AC时,Q1工作在开关状态,此处开关状态表示Q1在脉冲宽度调制或者脉冲频率调制的控制下工作;当输入为高压直流时,Q1截止,D1导通工作。
在该应用电源中,当输入为AC或输入幅值较低的高压直流时,Q1工作在开关状态,此处开关状态表示Q1在脉冲宽度调制或者脉冲频率调制的控制下工作;当输入为幅值较高的高压直流时,Q1截止,D1导通工作。
所述开关管,可以是一个或两个开关器件组成的,所述开关器件可以是以下一种:三极管、金属氧化物半导体场效晶体管(Metal Oxide Semiconductor Transistor,MOS管)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、氧化镓(GalliumNitride,GAN)、碳化硅(Silicon Carbide,SIC)等功率半导体器件。
如图4所示,本发明实施例提供的另一种应用电源,包括:
PFC变换的拓扑结构包括输入电感L1、开关管Q1、开关管Q2和输出电容C1。
采样单元,用于检测输入信息,包括电压制式和电压幅值等。
控制单元,用于识别上述输入信息,并生成与上述输入信息对应的控制信号。
在该应用电源中,当输入为AC时,Q1、Q2工作在开关状态,此处开关状态表示Q1、Q2在脉冲宽度调制或者脉冲频率调制的控制下工作;当输入为高压直流时,Q1截止、Q2导通工作。
在该应用电源中,当输入为AC或幅值较低的高压直流时,Q1、Q2工作在开关状态,此处开关状态表示Q1、Q2在脉冲宽度调制或者脉冲频率调制的控制下工作;当输入为幅值较高的高压直流时,Q1截止,Q2导通工作。
所述开关管,可以是一个或两个开关器件组成的,所述开关器件可以是以下一种:三极管、MOS管、IGBT、GAN、SIC等功率半导体器件。
如图5所示,本发明实施例提供的另一种应用电源,包括:
PFC变换的拓扑结构包括输入电感L1、开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4和输出电容C1。
采样单元,用于检测输入信息,包括电压制式和电压幅值等。
控制单元,用于识别上述输入信息,并生成与上述输入信息对应的控制信号。
在该应用电源中,当输入为AC时,Q1、Q2、Q3、Q4工作在开关状态,此处开关状态表示Q1、Q2、Q3、Q4在脉冲宽度调制或者脉冲频率调制的控制下工作;当输入为高压直流时,Q1、Q4截止,Q2、Q3导通工作(当输入高压直流反向时,Q2、Q3截止,Q1、Q4导通工作)。
所述控制方法还包括:当输入为AC或幅值较低的高压直流时,Q1、Q2、Q3、Q4工作在开关状态,此处开关状态表示Q1、Q2、Q3、Q4在脉冲宽度调制或者脉冲频率调制的控制下工作;当输入为幅值较高的高压直流时,Q1、Q4截止,Q2、Q3导通工作(当输入高压直流反向时,Q2、Q3截止,Q1、Q4导通工作)。
所述开关管,可以是一个或两个开关器件组成的,所述开关器件可以是以下一种:三极管、MOS管、IGBT、GAN、SIC等功率半导体器件。
如图6所示,本发明实施例提供的另一种应用电源,包括:
PFC变换的拓扑结构包括输入电感L1、开关管Q1、二极管D1、D2和输出电容C1。
采样单元,用于检测输入信息,包括电压制式和电压幅值等。
控制单元,用于识别上述输入信息,并生成与上述输入信息对应的控制信号。
在该应用电源中,当输入为AC时,Q1工作在开关状态,此处开关状态表示Q1在脉冲宽度调制或者脉冲频率调制的控制下工作;当输入为高压直流时,Q1截止,D1、D2导通工作。
在该应用电源中,当输入为AC或输入幅值较低的高压直流时,Q1工作在开关状态,此处开关状态表示Q1在脉冲宽度调制或者脉冲频率调制的控制下工作;当输入为幅值较高的高压直流时,Q1截止,D1、D2导通工作。
所述开关管,可以是一个或两个开关器件组成的,所述开关器件可以是以下一种:三极管、MOS管、IGBT、GAN、SIC等功率半导体器件。
所述二极管D2,也可以配置在图4或图5等电路中,该二极管也可以采用整流桥替代。
如图7所示,本发明实施例提供的另一种应用电源,包括:
PFC变换的拓扑结构包括两个拓扑并联,拓扑一包括输入电感L1、开关管Q1、二极管D1和输出电容C1;拓扑二包括电感L2、开关管Q2、二极管D2和输出电容C2。
采样单元,用于检测输入信息,包括电压制式和电压幅值等。
控制单元,用于识别上述输入信息,并生成与上述输入信息对应的控制信号。
在该应用电源中,当输入为AC时,Q1、Q2工作在开关状态,此处开关状态表示Q1、Q2在脉冲宽度调制或者脉冲频率调制的控制下工作;当输入为高压直流时,Q1、Q2截止,D1、D2导通工作。
在该应用电源中,当输入为AC或输入幅值较低的高压直流时,Q1、Q2工作在开关状态,此处开关状态表示Q1、Q2在脉冲宽度调制或者脉冲频率调制的控制下工作;当输入为幅值较高的高压直流时,Q1、Q2截止,D1、D2导通工作。
所述开关管,可以是一个或两个开关器件组成的,所述开关器件可以是以下一种:三极管、MOS管、IGBT、GAN、SIC等功率半导体器件。
所述并联拓扑的数量,也可以是三个或三个以上;并联的拓扑电路,也可以是图4、图5或图6等电路拓扑。
本发明实施例中,在所述生成与所述输入信息对应的控制信号之前,所述方法还可以包括:
获取所述输入信息与控制信号的映射关系;
所述生成与所述输入信息对应的控制信号,包括:
根据所述映射关系生成与所述输入信息对应的控制信号。
本实施例中,通过将上述输入信息与上述控制信号预设对应的映射关系,在识别上述输入信息后,可以快速的找到与之对应的控制信号,并发出上述控制信号,提升传输效率。
如图8所示,本发明实施例提供一种输入自适应控制的装置80,包括:
采样模块81,检测输入信息;
控制模块82,识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号;
PFC变换模块83,向功率因素校正PFC变换单元传输所述控制信号,以控制所述PFC变换单元处于与所述输入信息对应的导通状态或者开关状态,其中所述开关状态表示每隔一个预设时间执行一个开关动作。
可选的,所述采样模块81还用于检测输入电压信号的电压制式和电压幅值。
可选的,所述控制模块82还用于:
识别所述输入电压信号的电压制式和电压幅值;
若所述输入电压信号为交流,则生成控制所述PFC变换单元工作在开关状态的控制信号;
若所述输入电压信号为高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在导通状态的控制信号。
可选的,所述控制模块82还用于:
识别所述输入电压信号的电压制式和电压幅值;
若所述输入电压信号为交流或者幅值较低的高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在开关状态的控制信号;
若所述输入电压信号为幅值较高的高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在导通状态的控制信号。
可选的,所述控制模块82还用于:
获取所述输入信息与控制信号的映射关系;
所述生成与所述输入信息对应的控制信号,包括:
根据所述映射关系生成与所述输入信息对应的控制信号。
装置能够实现图1至图7的方法实施例中的各个过程,以及能达到相同的有益效果,为避免重复,这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法的全部或者部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成,所述的程序可以存储于一计算机可读取介质中,该程序在执行时,包括以下步骤:
检测输入信息;
识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号;
向功率因素校正PFC变换单元传输所述控制信号,以控制所述PFC变换单元处于与所述输入信息对应的导通状态或者开关状态,其中所述开关状态表示每隔一个预设时间执行一个开关动作。
可选的,所述检测输入信息,包括:
检测输入电压信号的电压制式和电压幅值。
可选的,所述识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号,包括:
识别所述输入电压信号的电压制式和电压幅值;
若所述输入电压信号为交流,则生成控制所述PFC变换单元工作在开关状态的控制信号;
若所述输入电压信号为高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在导通状态的控制信号。
可选的,所述识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号,包括:
识别所述输入电压信号的电压制式和电压幅值;
若所述输入电压信号为交流或者幅值较低的高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在开关状态的控制信号;
若所述输入电压信号为幅值较高的高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在导通状态的控制信号。
可选的,在所述生成与所述输入信息对应的控制信号之前,所述方法还包括:
获取所述输入信息与控制信号的映射关系;
所述生成与所述输入信息对应的控制信号,包括:
根据所述映射关系生成与所述输入信息对应的控制信号。
所述的存储介质,如只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM)、磁碟或者光盘等。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种输入自适应控制的方法,其特征在于,包括:
检测输入信息;
识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号;
向功率因素校正PFC变换单元传输所述控制信号,以控制所述PFC变换单元处于与所述输入信息对应的导通状态或者开关状态,其中所述开关状态表示每隔一个预设时间执行一个开关动作。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述检测输入信息,包括:
检测输入电压信号的电压制式和电压幅值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号,包括:
识别所述输入电压信号的电压制式和电压幅值;
若所述输入电压信号为交流,则生成控制所述PFC变换单元工作在开关状态的控制信号;
若所述输入电压信号为高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在导通状态的控制信号。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号,包括:
识别所述输入电压信号的电压制式和电压幅值;
若所述输入电压信号为交流或者幅值较低的高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在开关状态的控制信号;
若所述输入电压信号为幅值较高的高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在导通状态的控制信号。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在所述生成与所述输入信息对应的控制信号之前,所述方法还包括:
获取所述输入信息与控制信号的映射关系;
所述生成与所述输入信息对应的控制信号,包括:
根据所述映射关系生成与所述输入信息对应的控制信号。
6.一种输入自适应控制的装置,其特征在于,包括:
采样模块,检测输入信息;
控制模块,识别所述输入信息,并生成与所述输入信息对应的控制信号;
PFC变换模块,向功率因素校正PFC变换单元传输所述控制信号,以控制所述PFC变换单元处于与所述输入信息对应的导通状态或者开关状态,其中所述开关状态表示每隔一个预设时间执行一个开关动作。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述采样模块还用于检测输入电压信号的电压制式和电压幅值。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述控制模块还用于:
识别所述输入电压信号的电压制式和电压幅值;
若所述输入电压信号为交流,则生成控制所述PFC变换单元工作在开关状态的控制信号;
若所述输入电压信号为高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在导通状态的控制信号。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述控制模块还用于:
识别所述输入电压信号的电压制式和电压幅值;
若所述输入电压信号为交流或者幅值较低的高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在开关状态的控制信号;
若所述输入电压信号为幅值较高的高压直流,则生成控制所述PFC变换单元工作在导通状态的控制信号。
10.根据权利要求6或7所述的装置,其特征在于,所述控制模块还用于:
获取所述输入信息与控制信号的映射关系;
所述生成与所述输入信息对应的控制信号,包括:
根据所述映射关系生成与所述输入信息对应的控制信号。
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