CN111082649A - 一种状态跳转式llc闭环缓启动方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种状态跳转式LLC闭环缓启动方法及装置，包括设置状态标志位，并根据所述状态标志位的取值进行缓启动控制；在所述状态标志位为0时，进行缓启动准备工作，并在准备工作完成后将状态标志位置1；进入缓启动状态，开启PWM模块；状态标志位置2，执行缓启动，使电压、PWM周期以及占空比分别进行线性增加，在电压达到目标电压值时，启动停止。本发明在缓启动过程中，使电压、PWM周期和占空比分别进行线性变化控制，实时计算电压误差值，并将该误差值应用PWM的周期调制，形成闭环控制模式，解决了LLC启动后的电压波动问题。同时占空比与PWM周期都进行缓慢调节，降低了LLC开机瞬间的冲击电流，保证稳定启动。
Description
技术领域
本发明涉及电路缓启动技术领域,具体地说是一种状态跳转式LLC闭环缓启动方法及装置。
背景技术
CRPS电源对缓启动时间以及冲击电流有着严格的要求，需要CRPS电源在几十个毫秒内完成12V电压的建立以及较小的冲击电流。缓启动算法的稳定性了决定CRPS电源缓启动过程的指标水平以及整个电源的稳定性。
目前CRPS电源LLC缓启动算法往往采用while循环模式，在循环过程中电压给定由0V逐渐增加至12V，PWM的频率由250K逐渐降低，当12V电压建立起来时，整个缓启动过程结束。在缓启动过程中环路不参与控制，属于开环缓启动。
LLC属于PFM控制模式，当PWM突然发波时，会产生较大的冲击电流，影响开关器件的使用寿命。开环缓启动会导致缓启动结束之后有一定的电压波动，不利于电压的稳定调节。
发明内容
本发明实施例中提供了一种状态跳转式LLC闭环缓启动方法及装置，以解决现有技术中开环缓启动稳定性差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种状态跳转式LLC闭环缓启动方法，所述方法包括以下步骤：
设置状态标志位，并根据所述状态标志位的取值进行缓启动控制；
在第一状态标志位时，进行缓启动准备工作，并在准备工作完成后修改状态标志位为第二状态标志位；
进入缓启动状态，开启PWM模块，并在PWM模块开启完成后修改状态标志位为第三状态标志位；
执行缓启动，使电压、PWM周期以及占空比分别进行线性增加，在电压达到目标电压值时，修改状态标志位为第四状态标志位，启动停止。
进一步地，使PWM周期值进行线性增加受环路影响，具体为：
在缓启动过程中，实时采集输出电压，计算电压误差值，并基于电压误差值计算PWM周期值。
进一步地，所述电压误差值的计算具体为：
Erro＝Vref-Vout,Erro为输出电压误差值，Verf为电压给定值，Vout为电压采样值；
所述PWM周期值的计算具体为：
PTPER＝PTPER+Kp×Erro+Ki×Erro,PTPER为PWM周期值，Kp与Ki为环路PI参数。
进一步地，所述缓启动过程中电压、PWM最大周期以及占空比线性增加的调节幅度分别为：
t＝(目标电压值/电压调节幅度)×系统执行周期，t为缓启动时间；
t1＝(PWM最高周期值-PWM最低周期值)/周期调节幅度，t1为PWM周期值变换时间；
t2＝最大占空比/占空比调节幅度，t2为占空比调节时间；
其中t1<t，t2<t。
进一步地，其特征是，所述缓启动准备工作包括：
关闭PWM模块，中断数据初始化和缓启动电压初始化。
本发明第二方面提供了一种状态跳转式LLC闭环缓启动装置，所述装置包括状态机、缓启动处理模块和缓启动控制模块；
所述状态机通过改变状态标志位的取值，控制缓启动的执行步骤；
所述缓启动控制模块用于在缓启动过程中，分别控制电压、PWM周期以及占空比进行线性增加；
所述缓启动处理模块基于状态机和缓启动控制模块的控制，进行缓启动的准备、执行和停止工作。
进一步地，所述缓启动控制模块还包括闭环控制单元，所述闭环控制单元用于实时采集输出电压，计算电压误差值，并基于电压误差值计算PWM周期值。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，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：
本发明在缓启动过程中，使电压、PWM周期和占空比分别进行线性变化控制，且在缓启动过程中，实时计算电压误差值，并将该误差值应用到缓启动过程中的PWM周期调制，形成闭环控制模式，解决了LLC启动后的电压波动问题。同时在缓启动过程中，占空比与PWM周期都是缓慢调节，降低了LLC开机瞬间的冲击电流，保证稳定启动。
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，对于本领域普通技术人员而言，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的附图。
图1是本发明所述方法的流程示意图；
图2是本发明所述方法实施例的流程示意图；
图3是本发明所述装置的结构示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
本发明提出一种状态跳转式LLC闭环缓启动方法，LLC的缓启动过程由不同的状态机进行控制，每种状态下均执行不同的程序指令，避免了程序的多次执行；缓启动过程中电压给定由0V逐渐增加至12V，PWM周期值线性增加，占空比由0逐渐增加至最大占空比，当电压给定值达到12V时，退出缓启动。
如图1、2所示，本发明状态跳转式LLC闭环缓启动方法具体包括以下步骤：
S1,设置状态标志位，并根据所述状态标志位的取值进行缓启动控制；
S2,在第一状态标志位时，进行缓启动准备工作，并在准备工作完成后修改状态标志位为第二状态标志位；
S3,进入缓启动状态，开启PWM模块，并在PWM模块开启完成后修改状态标志位为第三状态标志位；
S4,执行缓启动，使电压、PWM周期以及占空比分别进行线性增加，在电压达到目标电压值时，修改状态标志位为第四状态标志位，启动停止。
本实施例中取值为0，取值为1.取值为2，的取值为3。
步骤S1中，本实施例中用到的第一状态标志位、第二状态标志位、第三状态标志位和第四状态标志位的取值依次为0、1、2和3，在状态标志位softStartflag＝0时进行缓启动准备，并在准备完后，将softStartflag置1，在softStartflag＝1时进入缓启动状态，并在完成后将softStartflag置2，在softStartflag＝2时，执行缓启动过程，在电压达到目标电压后，将softStartflag置3，完成启动过程。在整个启动过程中通过判断softStartflag的取值，执行对应的操作。在判断softStartflag不等于2时，继续判断softStartflag是否等于3，若是，则停止启动过程，若否，则提示出错。
步骤S2中，当系统LLC开机条件建立时，softStartflag标志位置0，系统判断softStartflag标志位置0，进入缓启动准备状态，执行OffDcPwm(关闭PWM模块)、Isr_init(中断数据初始化)和VoltRefSoft(缓启动电压初始化)的操作。执行完后，oftStartflag标志位置1。
步骤S3中，进入缓启动状态，执行OnDcPwm，开启PWM模块)。
步骤S4中，步骤S3执行完后，softStartflag标志位置2，进入缓启动执行状态，电压给定由0线性增加至目标值，PWM周期值线性增加，占空比线性增加。
缓启动过程中电压、PWM最大周期以及占空比线性增加的调节幅度分别为：
t＝(目标电压值/电压调节幅度)×系统执行周期，t为缓启动时间；
t1＝(PWM最高周期值-PWM最低周期值)/周期调节幅度，t1为PWM周期值变换时间；
t2＝最大占空比/占空比调节幅度，t2为占空比调节时间；
其中t1<t，t2<t。
缓启动时间t由目标电压值及电路缓启动要求决定，系统执行周期由启动装置决定。PWM的最高周期值和最低周期值由缓启动电路决定，最大占空比受PWM周期影响。以上系统执行周期、PWM的最高周期值、PWM最低周期值和最大占空比均可求。
PWM周期值的线性增加受环路影响，具体为：
在缓启动过程中，实时采集输出电压，计算电压误差值，并基于电压误差值计算PWM周期值。
电压误差值的计算具体为：
Erro＝Vref-Vout,Erro为输出电压误差值，Verf为电压给定值，Vout为电压采样值；
所述PWM周期值的计算具体为：
PTPER＝PTPER+Kp×Erro+Ki×Erro,PTPER为PWM周期值，Kp与Ki为环路PI参数。
其中，当PTPER>＝PWM最大周期值时，PTPER＝PWM最大周期值,保证了缓启动的正常工作。
缓启动过程中进行输出电压采样、误差计算，最终的PWM频率(上述计算了PWM周期)由环路计算得出，实现闭环缓启动，解决了LLC启动后的电压波动问题。
如图3所示，本发明一种状态跳转式LLC闭环缓启动装置包括状态机1、缓启动处理模块3和缓启动控制模块2；
状态机1通过改变状态标志位的取值，控制缓启动的执行步骤。缓启动控制模块2用于在缓启动过程中，分别控制电压、PWM周期以及占空比进行线性增加；缓启动处理模块3基于状态机和缓启动控制模块的控制，进行缓启动的准备、执行和停止工作。
缓启动控制模块2还包括闭环控制单元，闭环控制单元用于实时采集输出电压，计算电压误差值，并基于电压误差值计算PWM周期值。
以上所述只是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种状态跳转式LLC闭环缓启动方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：
设置状态标志位，并根据所述状态标志位的取值进行缓启动控制；
在第一状态标志位时，进行缓启动准备工作，并在准备工作完成后修改状态标志位为第二状态标志位；
进入缓启动状态，开启PWM模块，并在PWM模块开启完成后修改状态标志位为第三状态标志位；
执行缓启动，使电压、PWM周期以及占空比分别进行线性增加，在电压达到目标电压值时，修改状态标志位为第四状态标志位，启动停止。
2.根据权利要求1所述的状态跳转式LLC闭环缓启动方法，其特征是，使PWM周期值进行线性增加受环路影响，具体为：
在缓启动过程中，实时采集输出电压，计算电压误差值，并基于电压误差值计算PWM周期值。
3.根据权利要求2所述的状态跳转式LLC闭环缓启动方法，其特征是，所述电压误差值的计算具体为：
Erro＝Vref-Vout,Erro为输出电压误差值，Verf为电压给定值，Vout为电压采样值；
所述PWM周期值的计算具体为：
PTPER＝PTPER+Kp×Erro+Ki×Erro,PTPER为PWM周期值，Kp与Ki为环路PI参数。
4.根据权利要求3所述的状态跳转式LLC闭环缓启动方法，其特征是，所述缓启动过程中电压、PWM最大周期以及占空比线性增加的调节幅度分别为：
t＝(目标电压值/电压调节幅度)×系统执行周期，t为缓启动时间；
t1＝(PWM最高周期值-PWM最低周期值)/周期调节幅度，t1为PWM周期值变换时间；
t2＝最大占空比/占空比调节幅度，t2为占空比调节时间；
其中t1<t，t2<t。
5.根据权利要求1-4任一项所述的状态跳转式LLC闭环缓启动方法，其特征是，所述缓启动准备工作包括：
关闭PWM模块，中断数据初始化和缓启动电压初始化。
6.一种状态跳转式LLC闭环缓启动装置，其特征是，所述装置包括状态机、缓启动处理模块和缓启动控制模块；
所述状态机通过改变状态标志位的取值，控制缓启动的执行步骤；
所述缓启动控制模块用于在缓启动过程中，分别控制电压、PWM周期以及占空比进行线性增加；
所述缓启动处理模块基于状态机和缓启动控制模块的控制，进行缓启动的准备、执行和停止工作。
7.根据权利要求6所述的状态跳转式LLC闭环缓启动装置，其特征是，所述缓启动控制模块还包括闭环控制单元，所述闭环控制单元用于实时采集输出电压，计算电压误差值，并基于电压误差值计算PWM周期值。
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