CN110739841B - 一种适用于并机方式的软启动方法 - Google Patents

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    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters

Abstract

本发明公开了一种适用于并机方式的软启动方法，包括：定义软启动标志位并置位；定义软启动占空比；所述软启动占空比根据当前时刻的输入电压、输出电压和功率拓扑方式确定初值；当并机系统的同步信号有效时，将软启动占空比以设定的占空比步长进行累加；定义环路占空比，并采用环路补偿函数进行环路计算；当实际输出电压大于等于输出电压参考值时，退出软启动过程，并清零软启动标志位；将环路积分器清零后重新赋值为当前时刻的软启动占空比；将当前时刻的环路占空比作为并机系统的占空比输出，系统进入正常控制模式。本发明可以避免输出电压在启动过程中产生较大的倒灌电流；同时在软启动过程中过渡过程快速平滑，不存在输出电压的超调。

Description

一种适用于并机方式的软启动方法
技术领域
本发明涉及开关电源模块并机技术领域，尤其是一种适用于并机方式的软启动方法。
背景技术
为了加大电源功率的输出,在实际应用中常常需要将开关电源模块进行并联输出。而对于现有的开关数字电源模块,启动过程较多采用的是给定电压递增的方式来实现软启动。如果电源模块不带ORING，若在输出电压带电情况下进行启动，即便是将给定电压设置为当前输出电压，因为环路响应需要时间，也势必会在启动过程中产生较大的倒灌电流，严重情况下，甚至会对模块造成损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种适用于并机方式的软启动方法，避免输出电压在启动过程中产生较大的倒灌电流，并且过渡过程快速平滑，无超调。
本发明提供的一种适用于并机方式的软启动方法，包括如下步骤：
步骤1，定义软启动标志位Soft_Start_Flag，并机系统在初始化时软启动标志位Soft_Start_Flag置位；
步骤2，定义软启动占空比Soft_Duty；所述软启动占空比Soft_Duty根据当前时刻的输入电压、输出电压和功率拓扑方式确定初值；
步骤3，当并机系统的同步信号有效时，将软启动占空比Soft_Duty以设定的占空比步长进行累加；
步骤4，定义环路占空比Loop_Duty，并采用环路补偿函数进行环路计算；
步骤5，当实际输出电压大于等于输出电压参考值时，退出软启动过程，并清零软启动标志位Soft_Start_Flag；同时，将环路积分器清零后重新赋值为当前时刻的软启动占空比Soft_Duty；
步骤6，退出软启动过程后，将当前时刻的环路占空比Loop_Duty作为并机系统的占空比输出，系统进入正常控制模式。
进一步地，步骤2中所述软启动占空比Soft_Duty的初值以如下表达式表示：
Soft_Duty＝f(Vin,Vout)；
其中，Vin为当前时刻的输入电压，Vout为当前时刻的输出电压；f(Vin,Vout)表示占空比的计算公式，根据所采用的功率拓扑方式确定。
进一步地，步骤3中软启动占空比Soft_Duty以设定的占空比步长进行累加的表达式如下：
Soft_Duty＝Soft_Duty+Duty_Step；
其中，Duty_Step为占空比步长。
进一步地，步骤3中软启动占空比Soft_Duty具有最大值限制。
进一步地，步骤3中软启动占空比Soft_Duty的最大值限制为并机系统允许输出的最大占空比Duty_Max。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的软启动方法可以避免输出电压在启动过程中产生较大的倒灌电流，使启动过程安全可靠；同时在软启动过程中过渡过程快速平滑，不存在输出电压的超调。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的适用于并机方式的软启动方法的流程框图。
图2为常规方法退出软启动过程的波形图。
图3为本发明退出软启动过程的波形图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明的实施例提供一种适用于并机方式的软启动方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤1，定义软启动标志位Soft_Start_Flag，并机系统在初始化时软启动标志位Soft_Start_Flag置位；
步骤2，定义软启动占空比Soft_Duty；所述软启动占空比Soft_Duty根据当前时刻的输入电压、输出电压和功率拓扑方式确定初值；
在本实施例中，所述软启动占空比Soft_Duty的初值以如下表达式表示：
Soft_Duty＝f(Vin,Vout)；
其中，Vin为当前时刻的输入电压，Vout为当前时刻的输出电压；f(Vin,Vout)表示占空比的计算公式，根据所采用的功率拓扑方式确定。也就是说，根据所采用的功率拓扑方式不同，计算公式随之不同，例如BUCK拓扑，其表达式为f(Vin,Vout)＝Vout/Vin。在实际应用中，若计算公式较为复杂且不方便计算时,也可采用试验的方式获取试验数据，利用查表的方式获取初始值。因为给出的为占空比，则可以使输出电压立即建立，快速支撑输出电压。
步骤3，当并机系统的同步信号有效时，将软启动占空比Soft_Duty以设定的占空比步长进行累加；
在本实施例中，软启动占空比Soft_Duty以设定的占空比步长进行累加的表达式如下：
Soft_Duty＝Soft_Duty+Duty_Step；
其中，Duty_Step为占空比步长，其值与软启动时间相关，可根据实际需求进行设定。
另外，软启动占空比Soft_Duty具有最大值限制。作为优选，软启动占空比Soft_Duty的最大值限制为并机系统允许输出的最大占空比Duty_Max。在软启动过程中，并机系统的占空比由软启动占空比Soft_Duty给出，在同步信号的共同作用下，可以保证并机模块的电压上升是一致的。
步骤4，定义环路占空比Loop_Duty，并采用环路补偿函数进行环路计算。
在本实施例中，环路补偿函数可以是经典的PID补偿函数、多零点多极点补偿函数，或者其他环路补偿函数。在软启动过程中，由于输出电压的参考值大于实际输出电压(反馈至)，所述环路积分器将很快饱和，且环路占空比Loop_Duty很快达到并机系统允许输出的最大占空比Duty_Max。
步骤5，当实际输出电压大于等于输出电压参考值时，退出软启动过程，并清零软启动标志位Soft_Start_Flag；同时，将环路积分器清零后重新赋值为当前时刻的软启动占空比Soft_Duty。
如图2所示，常规方法在退出软启动时,未对环路积分器进行清零及重赋值处理情况下的启动波形，可以明显看出,启动过程中超调比较严重；这是因为环路此前一直在计算，环路积分器当前处于饱和状态，在常规方法中，环路在退积分饱和时，实际输出电压需要大于输出电压参考值，才能将积分饱和退出，这样势必会造成输出电压的超调。
如图3所示，本发明在软启动退出时,对积分器进行清零及重新赋值时的启动波形,可以看出,启动过程平滑无超调；这是因为本发明将环路积分器清零后重新赋值为当前时刻的软启动占空比Soft_Duty，这样就平滑地切换进行环路控制，因为当前时刻实际输出电压和输出电压参考值接近，所述不会产生超调。
步骤6，退出软启动过程后，将当前时刻的环路占空比Loop_Duty作为并机系统的占空比输出，系统进入正常控制模式。
综上，本发明的软启动方法可以避免输出电压在启动过程中产生较大的倒灌电流，使启动过程安全可靠；同时在软启动过程中过渡过程快速平滑，不存在输出电压的超调。

Claims (5)

1.一种适用于并机方式的软启动方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，定义软启动标志位Soft_Start_Flag，并机系统在初始化时软启动标志位Soft_Start_Flag置位；
步骤2，定义软启动占空比Soft_Duty；所述软启动占空比Soft_Duty根据当前时刻的输入电压、输出电压和功率拓扑方式确定初值；
步骤3，当并机系统的同步信号有效时，将软启动占空比Soft_Duty以设定的占空比步长进行累加；
步骤4，定义环路占空比Loop_Duty，并采用环路补偿函数进行环路计算；
步骤5，当实际输出电压大于等于输出电压参考值时，退出软启动过程，并清零软启动标志位Soft_Start_Flag；同时，将环路积分器清零后重新赋值为当前时刻的软启动占空比Soft_Duty；
步骤6，退出软启动过程后，将当前时刻的环路占空比Loop_Duty作为并机系统的占空比输出，系统进入正常控制模式。
2.根据权利要求1所述的适用于并机方式的软启动方法，其特征在于，步骤2中所述软启动占空比Soft_Duty的初值以如下表达式表示：
Soft_Duty＝f(Vin,Vout)；
其中，Vin为当前时刻的输入电压，Vout为当前时刻的输出电压；
f(Vin,Vout)表示占空比的计算公式，根据所采用的功率拓扑方式确定。
3.根据权利要求1所述的适用于并机方式的软启动方法，其特征在于，步骤3中软启动占空比Soft_Duty以设定的占空比步长进行累加的表达式如下：
Soft_Duty＝Soft_Duty+Duty_Step；
其中，Duty_Step为占空比步长。
4.根据权利要求1所述的适用于并机方式的软启动方法，其特征在于，步骤3中软启动占空比Soft_Duty具有最大值限制。
5.根据权利要求4所述的适用于并机方式的软启动方法，其特征在于，步骤3中软启动占空比Soft_Duty的最大值限制为并机系统允许输出的最大占空比Duty_Max。
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