CN110350795A - 一种控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种控制电路，LLC谐振转换器、驱动单元、DSP单元和电源单元；所述DSP单元连接所述驱动单元，所述驱动单元连接所述LLC谐振转换器，所述电源单元分别连接所述LLC谐振转换器、所述驱动单元、所述DSP单元。本发明实施例具有输入电压适应范围宽、效率高、工作温升小、可靠性高等优势，可按实际使用需求灵活地组成不同功率等级的高可靠车载电源转换单元，使得车载供电系统简单以及降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及新型高效能源转换技术领域，特别是涉及一种控制电路。
背景技术
新能源电动汽车是伴随着当今世界越来越严重的能源问题和环境问题的产生而产生的。随着全球能源危机的不断加深，石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧，各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向，电动汽车具有高效、节能、低噪声、零排放等特点，因此发展电动汽车将是解决这二个技术难点的最佳途径。
而目前输入电压适应范围较窄、且效率低、易导致工作温升高、可靠性低，且车载供电设备具有复杂的工况，以及成本较高。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种控制电路。
为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种控制电路，包括：
LLC谐振转换器、驱动单元、DSP单元和电源单元；所述DSP单元连接所述驱动单元，所述驱动单元连接所述LLC谐振转换器，所述电源单元分别连接所述LLC谐振转换器、所述驱动单元、所述DSP单元；
进一步地，所述DSP单元用于获取所述LLC谐振转换器的输入电信息，以及根据所述输入电信息生成脉冲宽度调制PWM信号；
进一步地，所述驱动单元用于采用所述PWM信号控制所述LLC谐振转换器的工作状态；
进一步地，还包括采集单元和传输单元；所述输入电信息由所述电单元输出至所述LLC谐振转换器；
进一步地，所述采集单元用于采集所述电源单元发送至所述LLC谐振转换器的输入电信息；
进一步地，所述传输单元用于将所述采集单元采集到的输入电信息传输至所述DSP单元；
进一步地，所述输入电信息包括输入电流值和输入电压值；
进一步地，还包括与所述LLC谐振转换器连接的同步整流单元，以及与所述同步整理单元连接的滤波单元；
进一步地，所述LLC谐振转换器用于根据所述输入电信息生成初始输出电信息；
进一步地，所述同步整流单元用于对所述初始输出电信息进行同步整流，生成整流电信息；
进一步地，所述滤波单元用于对所述整流电信息进行滤波处理，生成目标输出电信息；
进一步地，所述同步整流单元连接所述驱动单元；
进一步地，所述同步整流单元用于获取MOS管导通与关断信号；
进一步地，所述驱动单元根据所述MOS管导通与关断信号进行驱动；
进一步地，还包括反馈信号单元；
进一步地，所述反馈信号单元用于对所述与目标输出电信息的电流和电压进行采样，获得电压反馈信号和电流反馈信号；
进一步地，还包括反馈计算单元；
进一步地，所述反馈计算单元用于采用所述电压反馈信号和电流反馈信号进行PID计算，将PID计算结果传输至所述DSP单元；
进一步地，所述DSP单元用于根据所述PID计算结果调整所述PWM信号；
进一步地，还包括检测单元；
进一步地，所述检测单元用于采集温度信息，将所述温度信息传输至所述DSP单元；
进一步地，所述DSP模块用于根据所述温度信息调整所述PWM信号；
进一步地，还包括CAN通信单元；
进一步地，所述CAN通信单元用于与上位机进行通信；
进一步地，所述上位机将获取的数字信号通过CAN通信单元传输至所述DSP单元；
进一步地，所述DSP单元内还设有嵌入式比较单元；
进一步地，所述比较单元用于将所述DSP单元从所述LLC谐振转换器中获取的输入电信息与一个基准电压进行比较，所述比较单元包括过零电压比较器、电压比较器、窗口比较器和滞回比较器中的任意一种。
本发明实施例包括以下优点：具有输入电压适应范围宽、效率高、工作温升小、可靠性高等优势，可按实际使用需求灵活地组成不同功率等级的高可靠车载电源转换单元，使得车载供电系统简单以及降低成本。
附图说明
图1是本发明的一种控制电路实施例的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1，示出了本发明的一种控制电路实施例的结构框图，具体可以包括：
LLC谐振转换器、驱动单元、DSP单元和电源单元；所述DSP单元连接所述驱动单元，所述驱动单元连接所述LLC谐振转换器，所述电源单元分别连接所述LLC谐振转换器、所述驱动单元、所述DSP单元；所述电源单元通过VBUS接入所述LLC谐振转换器。
所述DSP单元用于获取所述LLC谐振转换器的输入电信息，以及根据所述输入电信息生成脉冲宽度调制PWM信号；所述驱动单元用于采用所述PWM信号控制所述LLC谐振转换器的工作状态。
还包括采集单元和传输单元；所述输入电信息由所述电单元输出至所述LLC谐振转换器；所述采集单元用于采集所述电源单元发送至所述LLC谐振转换器的输入电信息；所述传输单元用于将所述采集单元采集到的输入电信息传输至所述DSP单元；所述输入电信息包括输入电流值和输入电压值。
还包括与所述LLC谐振转换器连接的同步整流单元，以及与所述同步整理单元连接的滤波单元；所述LLC谐振转换器用于根据所述输入电信息生成初始输出电信息；所述同步整流单元用于对所述初始输出电信息进行同步整流，生成整流电信息；所述滤波单元用于对所述整流电信息进行滤波处理，生成目标输出电信息。
所述同步整流单元连接所述驱动单元；所述同步整流单元用于获取MOS管导通与关断信号；所述驱动单元根据所述MOS管导通与关断信号进行驱动。
还包括反馈信号单元；所述反馈信号单元用于对所述与目标输出电信息的电流和电压进行采样，获得电压反馈信号和电流反馈信号；还包括反馈计算单元；所述反馈计算单元用于采用所述电压反馈信号和电流反馈信号进行PID计算，将PID计算结果传输至所述DSP单元；所述DSP单元用于根据所述PID计算结果调整所述PWM信号；所述PID计算具体是在过程控制中，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器(亦称PID调节器)是应用最为广泛的一种自动控制器；可以对输入加一个前置滤波器，使得进入控制算法的给定值不突变，而是有一定惯性延迟的缓变量。
还包括检测单元；所述检测单元用于采集温度信息，将所述温度信息传输至所述DSP单元；所述DSP模块用于根据所述温度信息调整所述PWM信号。
还包括CAN通信单元；所述CAN通信单元用于与上位机进行通信；所述上位机将获取的数字信号通过CAN通信单元传输至所述DSP单元。
所述DSP单元内还还设有嵌入式比较单元；所述比较单元用于将所述DSP单元从所述LLC谐振转换器中获取的输入电信息与一个基准电压进行比较，所述比较单元包括过零电压比较器、电压比较器、窗口比较器和滞回比较器中的任意一种。
所述DSP单元作为控制单元，负责产生所述LLC谐振变换器的所述PWM信号，进行驱动，并对所述LLC谐振变换器的电压、电流信号进行采集转换，完成对整个系统进行控制和保护。
本发明的实施例中优选的采用32位中央处理器，作为后级DC-DC变换器的控制核心，相较于传统的LLC控制PWM芯片，集成了模拟和数字PWM控制器的所有优点，在系统启动时功率所述LLC谐振变换器的驱动所述PWM信号可以使用很高频率而且很小的占空比开始逐渐加大，这样可以降低启动时的电流应力，可靠性得以提高，变压器的副边及次级边的同步整流驱动信号亦可同步实现。
所述DSP单元内的所述比较单元将会在系统出现短路、过载、过电压、低电压等情况时提供可编程保护；在控制软件中，软启动、停止功能可以避免出现浪涌电流，并降低有效噪声，可编程软瞬态选项可限制转换速率，而系统则维持规定的标准输出电压水平；利用综合占空比和频率控制对增益进行调节，可以实现更平滑的启动过程，并且不会产生过冲或者强浪涌电流；让系统空载或者轻载时在突发模式下运行，这样做可以提高轻负载效率。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种控制电路，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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种控制电路，其特征在于，包括：LLC谐振转换器、驱动单元、DSP单元和电源单元；所述DSP单元连接所述驱动单元，所述驱动单元连接所述LLC谐振转换器，所述电源单元分别连接所述LLC谐振转换器、所述驱动单元、所述DSP单元；
所述DSP单元用于获取所述LLC谐振转换器的输入电信息，以及根据所述输入电信息生成脉冲宽度调制PWM信号；
所述驱动单元用于采用所述PWM信号控制所述LLC谐振转换器的工作状态。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括采集单元和传输单元；所述输入电信息由所述电单元输出至所述LLC谐振转换器；
所述采集单元用于采集所述电源单元发送至所述LLC谐振转换器的输入电信息；
所述传输单元用于将所述采集单元采集到的输入电信息传输至所述DSP单元。
3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述输入电信息包括输入电流值和输入电压值。
4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括与所述LLC谐振转换器连接的同步整流单元，以及与所述同步整理单元连接的滤波单元；
所述LLC谐振转换器用于根据所述输入电信息生成初始输出电信息；
所述同步整流单元用于对所述初始输出电信息进行同步整流，生成整流电信息；
所述滤波单元用于对所述整流电信息进行滤波处理，生成目标输出电信息。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述同步整流单元连接所述驱动单元；
所述同步整流单元用于获取MOS管导通与关断信号；
所述驱动单元根据所述MOS管导通与关断信号进行驱动。
6.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，还包括反馈信号单元；
所述反馈信号单元用于对所述与目标输出电信息的电流和电压进行采样，获得电压反馈信号和电流反馈信号。
7.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，还包括反馈计算单元；
所述反馈计算单元用于采用所述电压反馈信号和电流反馈信号进行PID计算，将PID计算结果传输至所述DSP单元；
所述DSP单元用于根据所述PID计算结果调整所述PWM信号。
8.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括检测单元；
所述检测单元用于采集温度信息，将所述温度信息传输至所述DSP单元；
所述DSP模块用于根据所述温度信息调整所述PWM信号。
9.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括CAN通信单元；
所述CAN通信单元用于与上位机进行通信；
所述上位机将获取的数字信号通过CAN通信单元传输至所述DSP单元。
10.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述DSP单元内还设有嵌入式比较单元；
所述比较单元用于将所述DSP单元从所述LLC谐振转换器中获取的输入电信息与一个基准电压进行比较；
所述比较单元包括过零电压比较器、电压比较器、窗口比较器和滞回比较器中的任意一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191018 |