CN113067480A - 一种磁复位控制方法及隔离变换器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及电子电力技术领域，特别涉及一种磁复位控制方法及隔离变换器。本发明实施例提供一种磁复位控制方法及隔离变换器，该方法包括获取在同一个工作周期内励磁开始时刻的第一电流、励磁结束时刻的第二电流、去磁开始时刻的第三电流以及去磁结束时刻的第四电流；根据所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流和所述第四电流，得到电流分量差值；根据所述电流分量差值，得到占空比调节量；根据所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节。该方法通过励磁阶段和去磁阶段的电路分量差值，对励磁信号和去磁信号进行调节，实现磁复位，可见采样和控制方法不仅简单，而且容易实现。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电子电力技术领域，特别涉及一种磁复位控制方法及隔离变换器。
背景技术
近年来电力电子技术得到高速发展，在车载电源、光伏发电、储能、风力发电等应用产品中，随着高频化需求不断增加，为了满足安规与小型化等需求，绝大部分采用高频变压器进行原副边隔离，而变压器的双向励磁都面临磁复位问题。
常见的磁复位控制方法包括：①：峰值电流控制法，利用峰值电流控制方法自带磁复位能力实现磁复位，但该方法控制策略复杂、不易实现且对控制器要求高；②：检测积分电流进行磁复位：通过积分手段对激励电流和去磁电流采样，然后根据差值实现磁复位，采用数字方案实现积分电流采样需消耗大量CPU资源，采用模拟采样则需要增加大惯性滤波，不仅延时较多而且容易造成系统相位余量不足，可见，积分电流采样难以实现。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种磁复位控制方法及隔离变换器，控制方法简单且容易实现。
第一方面，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种磁复位控制方法，应用于隔离变换器中，所述方法包括：
获取在同一个工作周期内励磁开始时刻的第一电流、励磁结束时刻的第二电流、去磁开始时刻的第三电流以及去磁结束时刻的第四电流；
根据所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流和所述第四电流，得到电流分量差值；
根据所述电流分量差值，得到占空比调节量；
根据所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节。
在一些实施例中，所述根据所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节，包括：
获取在所述同一个工作周期内的平均电流；
根据所述平均电流，得到基准占空比；
根据所述基准占空比和所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节。
在一些实施例中，所述根据所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流和所述第四电流，得到电流分量差值，包括：
根据以下公式得到所述电流分量差值：
ΔI＝I2+I3-I1-I4；
其中，ΔI为所述电流分量差值，I1为所述第一电流的电流值大小，I2为所述第二电流的电流值大小，I3为所述第三电流的电流值大小，I4为所述第四电流的电流值大小。
在一些实施例中，所述获取在所述同一个工作周期内的平均电流，包括：
通过以下公式获取所述平均电流对应的时刻t2：
采样t2时刻对应的电流作为所述平均电流；
其中，t1为所述励磁开始时刻，t3为所述励磁结束时刻，t4为所述去磁开始时刻，t5为所述去磁结束时刻，t2为所述获取平均电流的时刻，fs为所述隔离变换器的开关频率。
在一些实施例中，所述根据所述电流分量差值，得到占空比调节量，包括：
对所述电流分量差值进行滤波，得到滤波后的电流分量差值；
根据所述滤波后的电流分量差值，得到所述占空比调节量。
在一些实施例中，所述根据所述滤波后的电流分量差值，得到所述占空比调节量，包括：
采用2p2z算法对所述滤波后的电流分量差值进行处理，得到调节参考信号；
对所述调节参考信号进行限幅，得到调节信号；
根据所述调节信号，得到所述占空比调节量。
在一些实施例中，所述根据所述调节信号，得到所述占空比调节量，包括：
若所述调节信号为第一预设值，则获取所述调节参考信号的第一输出时间；
如果所述第一输出时间超过预设时间，则进行告警；
如果所述第一输出时间不超过预设时间，则根据所述调节信号，得到所述占空比调节量；
若所述调节信号为第二预设值，则获取所述调节参考信号的第二输出时间；
如果所述第二输出时间超过预设时间，则进行告警；
如果所述第二输出时间不超过预设时间，则根据所述调节信号，得到所述占空比调节量；
若所述调节信号不为所述第一预设值、也不为所述第二预设值，则根据所述调节信号，得到所述占空比调节量。
在一些实施例中，所述隔离变换器包括副边滤波单元，所述副边滤波单元包括第一电感和第一电容，所述根据所述调节信号，得到所述占空比调节量，包括：
对所述调节信号叠加交流调制，得到所述占空比调节量，所述交流调制的频率满足以下条件：
f1≤f≤fs；
其中，
其中，f为所述交流调制的频率，fs为所述隔离变换器的开关频率，L为所述第一电感，C为所述第一电容。
在一些实施例中，所述对所述调节信号叠加交流调制，得到所述占空比调节量，包括：
通过以下公式对所述调节信号叠加正弦信号调制，得到所述占空比调节量：
f(t)＝|A|*sin(ωt+θ)；
其中，
0≤ω≤π；
f(t)表示所述占空比调节量，A表示所述调节信号，t表示时间，ω表示所述正弦信号的角频率，θ表示所述正弦信号的初始相位。
在一些实施例中，所述励磁信号和所述去磁信号采用移相控制，所述根据所述基准占空比和所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节，包括：
如果所述调节信号等于0，则所述励磁信号和所述去磁信号不变；
如果所述调节信号大于0，则将所述励磁信号的占空比设置为所述基准占空比与所述占空比调节量的和；
如果所述调节信号小于0，则将所述去磁信号的占空比设置为所述基准占空比与所述占空比调节量的和。
在一些实施例中，所述励磁信号和所述去磁信号采用调宽控制，所述根据所述基准占空比和所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节，包括：
如果所述调节信号等于0，则所述励磁信号和所述去磁信号不变；
如果所述调节信号大于0，则将所述去磁信号的占空比设置为所述基准占空比与所述占空比调节量的和；
如果所述调节信号小于0，则将所述励磁信号的占空比设置为所述基准占空比与所述占空比调节量的和。
第二方面，本发明实施例还提供一种隔离变换器，所述隔壁变换器包括原边滤波单元、转换电路、变压器、整流电路、副边滤波单元、电流采集单元以及控制装置；
所述原边滤波单元的第一端连接输入电源，所述原边滤波单元用于对所述输入电源进行滤波；
所述转换电路的一端连接所述原边滤波单元的第二端，所述转换电路的另一端连接所述变压器的原边，所述转换电路用于控制所述变压器的工作状态；
所述整流电路的一端连接所述变压器的副边，所述整流电路的另一段连接副边滤波单元的第一端，所述整流电路用于对输出电流进行整流；
所述副边滤波单元的第二端连接负载，所述副边滤波单元用于对输出电流进行滤波；
所述电流采集单元的一端连接所述原边滤波单元的第二端，所述电流采集单元的另一端还连接所述控制装置，所述电流采集单元用于采集电流；
所述控制装置还分别连接所述转换电路和所述整流电路；
所述控制装置包括：
至少一个处理器，以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理起执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面任意一项所述的方法。
第三方面，本发明实施例还提供一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权第一方面任意一项所述的电流互感器的自动校正方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行如上第一方面任意一项所述的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明实施例提供一种磁复位控制方法及隔离变换器，该方法包括获取在同一个工作周期内励磁开始时刻的第一电流、励磁结束时刻的第二电流、去磁开始时刻的第三电流以及去磁结束时刻的第四电流；根据所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流和所述第四电流，得到电流分量差值；根据所述电流分量差值，得到占空比调节量；根据所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节。该方法通过励磁阶段和去磁阶段的电路分量差值，对励磁信号和去磁信号进行调节，实现磁复位，可见采样和控制方法不仅简单，而且容易实现。
附图说明
一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种隔离变换器的结构框图示意图；
图2是本发明实施例提供的一种隔离变换器的电路结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种隔离变换器的部分电路结构示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种隔离变换器的部分电路结构示意图；
图5是本发明实施例提供的又一种隔离变换器的部分电路结构示意图；
图6是本发明实施例提供的再一种隔离变换器的部分电路结构示意图；
图7是本发明实施例提供的第五种隔离变换器的部分电路结构示意图；
图8是本发明实施例提供的第六种隔离变换器的部分电路结构示意图；
图9是本发明实施例提供的一种控制装置的结构框图示意图；
图10是本发明实施例提供的一种移相调控方式下开关管的驱动信号以及变压器原边电流的示意图；
图11是本发明实施例提供的一种调宽调控方式下开关管的驱动信号以及变压器原边电流示意图；
图12是本发明实施例提供的一种磁复位控制方法的步骤流程示意图；
图13是图12中步骤S30的流程示意图；
图14是图13中步骤S32的流程示意图；
图15是图12中步骤S40的流程示意图；
图16是图15中步骤S43的一种流程示意图；
图17是图15中步骤S43的又一种流程示意图；
图18是本发明实施例提供的一种三环控制结构示意图；
图19是本发明实施例提供的另一种三环控制结构示意图；
图20是本发明实施例提供的一种占空比信号示意图；
图21是本发明实施例提供的一种磁复位控制逻辑示意图；
图22是本发明实施例提供的另一种磁复位控制逻辑示意图；
图23是本发明实施例提供的一种调节信号输出的控制逻辑示意图；
图24是本发明实施例提供的一种隔离变换器的整体控制逻辑示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
目前，在隔离变换器中的变压器的工作过程中，对于变压器磁芯，如果没有每个工作周期都作用的去磁环节，那么剩余磁通的累加可能会导致出现饱和，这样导致开关器件导通时的电流很大，在断开时过电压很高，会导致开关器件的损坏。因而，如何使变压器磁芯在磁通结束后恢复到磁通开始的状态，即如何解决磁复位，是非常重要的。
解决磁复位的问题，其实就是解决隔离变换器的伏秒平衡问题。而伏秒平衡是指：隔离变换器在稳态平衡时，变压器的电感电流在周期起始必定相等，又因为变压器的电感电压等于变压器的电感值与电感电流变化的速率的乘机，那么电感电压在一周期内均值为零。可见，只需要对励磁电流与去磁电流双边沿电流的差值控制，即可实现磁复位控制。
本发明实施例提供一种磁复位控制方法，该方法基于任一周期内隔离变换器的励磁电流与去磁电流双边沿电流的差值，对磁复位进行控制，从磁复位的根本原因出发，即解决伏秒差值的问题，相比于现有技术，能够实现更为精准的磁复位。
本发明实施例提供的磁复位控制方法应用在隔离变换器中。其中，本发明实施例提供一种隔离变换器，请参阅图1，隔壁变换器100包括原边滤波单元10、转换电路20、变压器30、整流电路40、副边滤波单元50、电流采集单元60以及控制装置70。在下面的电路描述中，请一并参阅图1和图2。
原边滤波单元10的第一端用于连接输入电源200，原边滤波单元10用于对输入电源200进行滤波。具体的，原边滤波单元10可以采用原边滤波电容C1。
转换电路20的第一端连接原边滤波单元10的第二端，转换电路20的第二端连接变压器30的原边，转换电路20的第三端连接控制装置70的第一端，转换电路20用于根据控制装置70的控制信号来控制变压器30的工作状态，例如，控制装置70的控制信号为PWM信号，其包括励磁信号和去磁信号，当控制装置70输出励磁信号时，转换电路20处于励磁阶段，当控制装置70输出去磁信号时，转换电路20处于去磁阶段。
具体地，转换电路20可以为第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4以及原边电感L1组成的全桥电路，此时，可以通过配置四个开关管的导通或者断开的顺序，来实现交流与直流的变换。为了方便描述，可以将第一开关管Q1和第三开关管Q3同时导通的阶段定义为励磁阶段，此时作用在变压器30的电压、电流为励磁电压、励磁电流；将第二开关管Q2和第四开关管Q4同时导通的阶段定义为去磁阶段，此时作用在变压器30的电压、电流为去磁电压、去磁电流。在实际应用中，转换电路20可以根据实际需要进行设置或者参照现有技术中的转换电路20结构，进一步请参阅图3，可以在上述全桥电路的基础上省略原边电感，或者，请参阅图4，可以采用由第一开关管Q1和第二开关管Q2构成的半桥电路组合成转换电路20，在实际应用种可自由设置，不需拘泥于本实施例中的限定。
以全桥转换电路为例，进一步地，控制装置70对四个开关管的控制方式可以采用移相调制方式或者是调宽调制方式。当采用移相调制方式时，请参阅图10，此时，在三角波发生器的一个工作周期内，第一开关管Q1与第二开关管Q2组成一组桥臂，第一开关管Q1、第二开关管Q2互补驱动，忽略死区时间则占空比为50％，第三开关管Q3与第四开关管Q4组成一组桥臂，第三开关管Q3、第四开关管Q4互补驱动，忽略死区时间则占空比为50％,第三开关管Q3超前第一开关管Q1的相位为φ，当输出电压下降或者输出电流增加时，减少φ值，当输出电压上升或者输出电流减少时，增加φ值。当采用调宽调制方式时，请参阅图11，在三角波发生器的一个工作周期内，第一开关管Q1和第三开关管Q3的PWM信号同步，第二开关管Q2和第四开关管Q4的PWM信号同步。其中，图9和图10中的I1表示变压器原边电流大小。
整流电路40的第一端连接变压器30的副边，整流电路40的第二端连接副边滤波单元50的第一端，整流电路40的第三端连接控制装置70的第二端，整流电路40用于根据控制装置70的整流信号对输出电流进行整流。在实际应用中，请参阅图2，整流电路40可以为第五开关管Q5和第六开关管Q6组成的半桥电路进行整流，或者，请参阅图4，整流电路40可以为第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8组成的全桥电路进行整流，又或者是现有技术中其他一切合适的整流电路40，在此不做限定。
在实际应用中，转换电路20和整流电路40的组合方式可以多样，例如，可以为图2所示的含电感的全桥转换电路与半桥整流电路组合、图3所示的无电感的全桥转换电路与半桥整流电路组合、图4所示的半桥转换电路与全桥整流电路组合、图5所示的半桥转换电路与半桥整流电路组合、图6所示的无电感的全桥转换电路与全桥整流电路组合、图7所示的含电感的全桥转换电路与全桥整流电路的组合，二者组合形式在此不做限定，可自由设置。
副边滤波单元50的第二端连接负载300，副边滤波单元50用于对输出电流进行滤波。具体的，副边滤波单元50可以由第一电感L2和第一电容C2构成，其中，第一电感L2串接在整流电路和负载之间，第一电容C2并接在负载两端。在其中一些实施例中，请参阅图8，副边滤波单元50可以只由第一电容C2构成。
电流采集单元60的一端连接原边滤波单元10的第二端，电流采集单元60的另一端还连接控制装置70的第三端，电流采集单元60用于采集变压器30输入侧的电流至控制装置70。具体的，电流采集单元60可以为电流互感器，该电流互感器扣接于原边滤波单元10与转换电路20之间的任意一点，这样，控制装置70可以通过电流互感器来获取隔离变换器100的输入侧电流Iin。在实际应用中，电流采集单元60也可以为霍尔传感器、电阻或者是其他一切合适的采样器件，在此不做限定。
请参阅图9，所述控制装置70包括：至少一个处理器701，以及，与所述至少一个处理器701通信连接的存储器702，其中，所述存储器702存储有可被所述至少一个处理器701执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器701执行，以使所述至少一个处理器701能够执行下述所述的磁复位控制方法。
图9中以一个处理器701为例。处理器701和存储器702可以通过总线或者其他方式连接，图9中以通过总线连接为例。
存储器702作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器701通过运行存储在存储器702中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行控制装置的各种功能应用以及数据处理，即实现下述任一方法实施例中的磁复位控制方法。
存储器702可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据节目分发装置的使用所创建的数据等。此外，存储器702可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器702可选包括相对于处理器701远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
可选的，请参阅图2，所述隔离变换器还包括输入侧电压采样电路81、输出侧电流采样电路82和输出侧电压采样电路83。例如，输入侧电压采样电路81的一端连接原边滤波单元10的一端，输入侧电压采样电路81的另一端连接控制装置70的第四端，输出侧电流采样电路82的一端连接在整流电路40和副边滤波单元50之间的任意一点，输出侧电流采样电路82的另一端连接控制装置70的第五端，输出侧电压采样电路83的一端连接负载300的一端，输出侧电压采样电路83的另一端连接控制装置70的第六端。输入侧电压采样电路81用于采集隔离变换器的原边输入电压Vin，输出侧电压采样电路83用于采集隔离变换器的副边输出电压Vout，输出侧电流采样电路82用于采集隔离变换器的副边输出电流Iout。
下面结合附图详细描述本发明实施例提供的一种磁复位控制方法，请参阅图12、图18和图21，其中，所述磁复位控制方法可由图1中的控制装置执行，所述磁复位控制方法包括：
步骤S10：获取在同一个工作周期内励磁开始时刻的第一电流、励磁结束时刻的第二电流、去磁开始时刻的第三电流以及去磁结束时刻的第四电流；
具体的，可以通过设置PWM触发电流采集单元，对于一个工作周期内，分别在励磁开始时刻、励磁结束时刻、去磁开始时刻以及去磁结束时刻对电流采集单元进行采样触发，得到励磁电流边沿值的第一电流I1、励磁电流边沿值的第二电流I2、去磁电流边沿值的第三电流I3以及去磁电流边沿值的第四电流I4。例如，结合参阅图2和图10，或者，参阅图2和图11，前述提到可将第一开关管Q1和第三开关管Q3同时导通时为励磁阶段，第二开关管Q2和第四开关管Q4同时导通时为去磁阶段，那么励磁开始时刻t1为第一开关管Q1和第三开关管Q3同时导通的瞬间，励磁结束时刻t3为第一开关管Q1和第三开关管Q3同时断开的瞬间，去磁开始时刻t4为第二开关管Q2和第四开关管Q4同时导通的瞬间，去磁结束时刻t5为第二开关管Q2和第四开关管Q4同时断开的瞬间，通过在这些时刻下触发电流采集单元进行采样，从而得到对应时刻的边沿电流值。在实际应用中，由于励磁阶段和去磁阶段人为定义不同，因此对应时刻无需拘泥于本实施例中的限定。
步骤S20：根据所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流和所述第四电流，得到电流分量差值；
具体的，根据以下公式得到所述电流分量差值：
ΔI＝I2+I3-I1-I4；
其中，ΔI为所述电流分量差值，I1为所述第一电流的电流值大小，I2为所述第二电流的电流值大小，I3为所述第三电流的电流值大小，I4为所述第四电流的电流值大小。
由于
与伏秒平衡原理，则电压分量差值ΔV＝L1*(I2-I1)-L1*(I4-I3)，其中，L1为隔离变换器变压器的原边励磁电感值，另外，隔离变换器的开关频率很高，因此可近似认为在一个开关周期内L1值不变且不为0，因而为了实现磁复位的目的，那么只需要对电流分量差值，即ΔI＝(I2-I1)-(I4-I3)＝I2+I3-I1-I4进行控制即可到达磁复位的效果。
步骤S30：根据所述电流分量差值，得到占空比调节量；
由于第一电流和第二电流为励磁阶段的电流边沿值，第三电流和第四电流为去磁阶段的电流边沿值，这样，根据这四个电流边沿值通过磁复位环采样计算得到的电流分量差值容易受到一些噪声干扰影响。为了避免产生震荡、以及能使磁复位输出的结果更为平滑，在其中一些实施例中，请参阅图13和图21，在磁复位环中对采样计算得到电流分量差值进行滤波，所述步骤S30包括：
步骤S31：对所述电流分量差值进行滤波，得到滤波后的电流分量差值；
步骤S32：根据所述滤波后的电流分量差值，得到所述占空比调节量。
具体的，可以对电流分量差值进行低通滤波处理，例如，采用一阶低通滤波对电流分量差值进行降噪处理，那么低通滤波带宽应满足以下关系：
fs≤f2≤f3；
其中，f2为所述低通滤波带宽，fs为隔离变换器的开关频率，L2为变压器漏感，C2为变压器与PCB走线的寄生电容的电容值，通过这样的方式对电流分量进行滤波，可以使最终得到的占空比调节量更为平滑，避免电路发生震荡。在实际应用中，也可以采用高阶滤波器对电流分量差值进行滤波处理，在此不需拘泥于本实施例中的限定。
进一步地，在其中一些实施例中，请结合参阅图14和图18、或者结合参阅图14和图19，所述步骤S32包括：
步骤S321：采用2p2z算法对所述滤波后的电流分量差值进行处理，得到调节参考信号；
步骤S322：对所述调节参考信号进行限幅，得到调节信号；
步骤S323：根据所述调节信号，得到所述占空比调节量。
在图18和图19中，Bloop为调节参考信号，Bloopout为调节信号，具体的，通过2p2z算法对电流分量差值进行计算后，可限定调节参考信号为占空比的±5％，限幅后得到调节信号，在实际应用中，限幅的上下限可根据实际功率情况进行设置，在此不做限定。
进一步地，为了平滑磁复位输出结果，降低系统噪声，在其中一些实施例中，可以对调节信号Bloopout叠加交流调制，得到所述占空比调节量。例如，所述隔离变换器包括副边滤波单元，所述副边滤波单元包括第一电感和第一电容，那么所述交流调制的频率满足以下条件：
f1≤f≤fs；
其中，
f为所述交流调制的频率，fs为所述隔离变换器的开关频率，L为所述第一电感的电感值，C为所述第一电容的电容值。
可选的，可对调节信号Bloopout叠加正弦信号调制得到占空比调节量，即占空比调节量为：
f(t)＝|A|*sin(ωt+θ)；
其中，
0≤ω≤π；
f(t)表示所述占空比调节量，A表示调节信号Bloopout，t表示时间，ω表示正弦信号的角频率，θ表示正弦信号的初始相位。通过对调节信号叠加正弦调制可以降低谐波分量、平滑输出结果。在实际应用中，也可以叠加三角波、方波等含高次谐波分量的波形、或者其他一切合适的波形，在此不需拘泥于本实施例中的限定。
根据驱动电路与线路阻抗的特点，变压器伏秒一般不存在很大的不平衡情况，为了使系统更为安全可靠，在其中一些实施例中，所述步骤S322还包括对调节信号进行判断，当调节信号满足预设规则时，才输出占空比调节量，具体的，结合参阅图23，所述预设规则为：
若所述调节信号Bloopout为第一预设值，则获取所述调节参考信号Bloop的第一输出时间；
如果所述第一输出时间超过预设时间，则进行告警；
如果所述第一输出时间不超过预设时间，则执行调节信号Bloopout输出，即根据所述调节信号，得到所述占空比调节量；
若所述调节信号Bloopout为第二预设值，则获取所述调节参考信号Bloop的第二输出时间；
如果所述第二输出时间超过预设时间，则进行告警；
如果所述第二输出时间不超过预设时间，则执行调节信号Bloopout输出，即根据所述调节信号，得到所述占空比调节量；
若所述调节信号不为所述第一预设值、也不为所述第二预设值，则根据所述调节信号，得到所述占空比调节量。
具体的，请继续参阅图23，第一预设值可以为5％，第二预设值可以为-5％，预设时间可以为3分钟，通过上述预设规则，当调节信号连续3分钟输出为5％或者-5％时，则执行正限幅关机告警或者负限幅关机告警，从而保护电路，使该系统安全可靠。
步骤S40：根据所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节。
具体的，对于转换电路采用移相调控方式的隔离变换器，当调节信号大于0时，则减少励磁信号的励磁时间，当调节信号小于0时，则减少去磁信号的去磁时间，当调节信号等于0时，则不改变励磁信号和去磁信号。对于转换电路采用调宽调控方式的隔离变换器，当调节信号大于0时，则减少去磁信号的去磁时间，当调节信号小于0时，则减少励磁信号的励磁时间，当调节信号等于0时，则不改变励磁信号和去磁信号。
在本发明实施例提供的磁复位控制方法中，通过对电流分量差值进行处理计算得到磁复位环的输出结果，解决伏秒差值问题，实现磁复位，磁复位的精度高。
进一步地，要调整励磁信号的励磁时间和去磁信号的去磁时间，可以通过调整励磁信号的占空比和去磁信号的占空比来实现目的。在其中一些实施例中，请参阅图15，所述步骤S40包括：
S41：获取在所述同一个工作周期内的平均电流；
S42：根据所述平均电流，得到基准占空比；
S43：根据所述基准占空比和所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节。
具体的，通过以下公式获取所述平均电流对应的时刻t2：
采样t2时刻对应的电流作为所述平均电流；
其中，t1为所述励磁开始时刻，t3为所述励磁结束时刻，t4为所述去磁开始时刻，t5为所述去磁结束时刻，t2为所述获取平均电流的时刻，fs为所述隔离变换器的开关频率。
为了降低磁复位的校准灵敏度、以及避免采样环节的干扰，在实际应用中，第一电流的采样时刻可以在t1和t2之间，第二电流的采样时刻可以在t2和t3之间，但是第一电流的采样时刻和第二电流的采样时刻越靠近t2，磁复位效果与灵敏度越差。
接着，在获取得到平均电流后，可以根据现有的平均电流环和电压环结合计算得出基准占空比。
例如，请参阅图18，可以先计算出励磁阶段与去磁阶段的时间占空比为D＝(t3-t1)/(t4-t1)，将上述获取的平均电流与变压器的匝比、所述时间占空比进行乘积，得到输出侧平均电流Iavg；然后，获取隔离变换器的输出电压Vsample，与实际设定的电压参考值Vset进行比较，得到电压偏差；接着，采用2p2z算法对电压偏差进行计算得到电压参考信号，结合功率情况对电压参考信号进行限幅，得到电压信号V_limit；再然后，将输出侧平均电流Iavg和电压信号V_limit做差，得到电流误差；再接着，采用2p2z算法对电流误差进行计算、并根据功率情况进行限幅，限幅输出后的结果I_limit为基准占空比。
又如，请参阅图19，也可以在得到输出侧平均电流以及电压参考信号后，先将输出侧平均电流Iavg与设定的电流参考值Iset做差，得到电流误差；然后，再采用2p2z算法对电流误差进行计算、并进行限幅得到电流参考信号；同时，对电压参考信号进行限幅得到限幅后的电压参考信号；接着，比较电流参考信号和限幅后的电压参考信号，取最小值为基准占空比。
最后，再将计算出的基准占空比和经过磁复位环计算出的结构相加得到最终的磁复位控制结果，进而控制隔离变换器的励磁时间和去磁时间，磁复位环和电流内环并联，共同实现对隔离变换器的磁复位控制与电流控制,消除恒压恒流控制过程中产生的磁偏差，达到磁复位的效果。
具体可参见图20，在a阶段的n个pwm信号均为基准占空比信号D1+δ，在b阶段的n个pwm为基准占空比信号与磁复位结果求和后的信号，其中，磁复位结果为叠加正弦调制后的占空比调节量，可见，在b阶段中的占空比信号中包含直流分量、高频交流分量和中频磁复位分量，对比a阶段中的占空比信号，可以看出基准占空比在与磁复位结果求和后，可以使占空比减少，当作用于励磁信号或者去磁信号后，可以对应减少励磁时间或者去磁时间，最终可实现磁复位的效果。
在其中一些实施例中，所述励磁信号和所述去磁信号采用移相控制，请参阅图16，所述步骤S43包括：
步骤S431：如果所述调节信号等于0，则所述励磁信号和所述去磁信号不变；
步骤S432：如果所述调节信号大于0，则将所述励磁信号的占空比设置为所述基准占空比与所述占空比调节量的和；
步骤S433：如果所述调节信号小于0，则将所述去磁信号的占空比设置为所述基准占空比与所述占空比调节量的和。
具体的，请参阅图21，当调节信号Bloopout等于0时，则磁复位输出为0，无需对隔离变换器执行磁复位控制，那么可将第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4的占空比保持不变；当调节信号Bloopout大于0时，则需要减少励磁时间，那么可以调整第一开关管Q1或第三开关管Q3的占空比，例如将第一开关管Q1或第三开关管Q3的占空比设为所述基准占空比与所述占空比调节量的和；当调节信号Bloopout小于0时，则需要减少去磁时间，那么可以调整第二开关管Q2或第四开关管Q4的占空比，例如将第二开关管Q2或第四开关管Q4的占空比设为所述基准占空比与所述占空比调节量的和。
在其他一些实施例中，所述励磁信号和所述去磁信号采用调宽控制，请参阅图17，所述步骤S43包括：
步骤S434：如果所述调节信号等于0，则所述励磁信号和所述去磁信号不变；
步骤S435：如果所述调节信号大于0，则将所述去磁信号的占空比设置为所述基准占空比与所述占空比调节量的和；
步骤S436：如果所述调节信号小于0，则将所述励磁信号的占空比设置为所述基准占空比与所述占空比调节量的和。
具体的，请参阅图22，当调节信号Bloopout等于0时，则磁复位输出为0，无需对隔离变换器执行磁复位控制，那么可将第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4的占空比保持不变；当调节信号Bloopout大于0时，则需要减少去磁时间，那么可以调整第二开关管Q2或第四开关管Q4的占空比，例如将第二开关管Q2或第四开关管Q4的占空比设为所述基准占空比与所述占空比调节量的和；当调节信号Bloopout小于0时，则需要减少励磁时间，那么可以调整第一开关管Q1或第三开关管Q3的占空比，例如将第一开关管Q1或第三开关管Q3的占空比设为所述基准占空比与所述占空比调节量的和。
综上可见通过开关管的调控方式不同，根据调节信号来判断对励磁信号还是去磁信号做调控，最终将励磁信号或者是去磁信号的占空比设置为基准占空比与占空比调节量的和，最终实现磁复位。
在其他一些实施例中，也可以通过调整开关管的相位来实现磁复位效果。例如，在采用调宽调控方式的开关管中，当调节信号大于0时，可以保持第四开关管的占空比信号不变，减少第四开关管对第二开关管的相位，从而减少去磁时间，当调节信号小于0时，可以保持第三开关管的占空比信号不变，减少第三开关管对第一开关管的相位，从而减少励磁时间。综上，在实现磁复位的过程中，可以对应的通过调整励磁信号或去磁信号来调整励磁时间或去磁时间，或者可以通过调整开关管之间的相位来调整励磁时间或去磁时间，在实际应用中可自由设置，无需拘泥本实施例中的限定。
进一步地，为了节省时间，可以先进行对隔离变换器判断是否需要及进行磁复位调制，在其中一些实施例中，请参阅图24，所述磁复位控制方法还包括：通过电流采集单元获取输入电流Iin、通过输入侧电压采样电路获取输入电压Vin、通过输出侧电流获取输出电流Iout和输出侧电压采样电路获取输出电压Vout；接着，通过输入电流Iin和输入电压Vin计算输入功率，通过输出电流Iout和输出电压Vout计算输出功率，判断变压器是否满足伏秒平衡，如平衡，则不需要进行磁复位控制，直接进行常规的调宽或移相控制；如不平衡，则进行磁复位控制，在常规的调宽或移相控制方式上、对占空比叠加磁复位计算的结果。
综上，在本发明实施例提供的磁复位控制方法中，通过对励磁阶段与去磁阶段的边沿值进行采样，即可实现磁复位，相比于现有技术，无需在电路中额外增加硬件，并且采样方法简单，控制流程也简单，并且磁复位精度高。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图12至图17的方法步骤，实现图1或图2中的控制装置的功能。
本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的磁复位控制方法，例如，执行以上描述的图12至图17的方法步骤，实现图1或图2中的控制装置的功能。
本发明实施例提供一种磁复位控制方法及隔离变换器，该方法包括获取在同一个工作周期内励磁开始时刻的第一电流、励磁结束时刻的第二电流、去磁开始时刻的第三电流以及去磁结束时刻的第四电流；根据所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流和所述第四电流，得到电流分量差值；根据所述电流分量差值，得到占空比调节量；根据所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节。该方法通过励磁阶段和去磁阶段的电路分量差值，对励磁信号和去磁信号进行调节，实现磁复位，可见采样和控制方法不仅简单，而且容易实现。
需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用至少一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (13)
1.一种磁复位控制方法，应用于隔离变换器中，其特征在于，所述方法包括：
获取在同一个工作周期内励磁开始时刻的第一电流、励磁结束时刻的第二电流、去磁开始时刻的第三电流以及去磁结束时刻的第四电流；
根据所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流和所述第四电流，得到电流分量差值；
根据所述电流分量差值，得到占空比调节量；
根据所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节。
2.根据权利要求1所述的磁复位控制方法，其特征在于，所述根据所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节，包括：
获取在所述同一个工作周期内的平均电流；
根据所述平均电流，得到基准占空比；
根据所述基准占空比和所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节。
3.根据权利要求2所述的磁复位控制方法，其特征在于，所述根据所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流和所述第四电流，得到电流分量差值，包括：
根据以下公式得到所述电流分量差值：
ΔI＝I2+I3-I1-I4；
其中，ΔI为所述电流分量差值，I1为所述第一电流的电流值大小，I2为所述第二电流的电流值大小，I3为所述第三电流的电流值大小，I4为所述第四电流的电流值大小。
4.根据权利要求2或3所述的磁复位控制方法，其特征在于，所述获取在所述同一个工作周期内的平均电流，包括：
通过以下公式获取所述平均电流对应的时刻t2：
采样t2时刻对应的电流作为所述平均电流；
其中，t1为所述励磁开始时刻，t3为所述励磁结束时刻，t4为所述去磁开始时刻，t5为所述去磁结束时刻，t2为所述获取平均电流的时刻，fs为所述隔离变换器的开关频率。
5.根据权利要求2或3所述的磁复位控制方法，其特征在于，所述根据所述电流分量差值，得到占空比调节量，包括：
对所述电流分量差值进行滤波，得到滤波后的电流分量差值；
根据所述滤波后的电流分量差值，得到所述占空比调节量。
6.根据权利要求5所述的磁复位控制方法，其特征在于，所述根据所述滤波后的电流分量差值，得到所述占空比调节量，包括：
采用2p2z算法对所述滤波后的电流分量差值进行处理，得到调节参考信号；
对所述调节参考信号进行限幅，得到调节信号；
根据所述调节信号，得到所述占空比调节量。
7.根据权利要求6所述的磁复位控制方法，其特征在于，所述根据所述调节信号，得到所述占空比调节量，包括：
若所述调节信号为第一预设值，则获取所述调节参考信号的第一输出时间；
如果所述第一输出时间超过预设时间，则进行告警；
如果所述第一输出时间不超过预设时间，则根据所述调节信号，得到所述占空比调节量；
若所述调节信号为第二预设值，则获取所述调节参考信号的第二输出时间；
如果所述第二输出时间超过预设时间，则进行告警；
如果所述第二输出时间不超过预设时间，则根据所述调节信号，得到所述占空比调节量；
若所述调节信号不为所述第一预设值、也不为所述第二预设值，则根据所述调节信号，得到所述占空比调节量。
8.根据权利要求6所述的磁复位控制方法，其特征在于，所述隔离变换器包括副边滤波单元，所述副边滤波单元包括第一电感和第一电容，所述根据所述调节信号，得到所述占空比调节量，包括：
对所述调节信号叠加交流调制，得到所述占空比调节量，所述交流调制的频率满足以下条件：
f1≤f≤fs；
其中，
其中，f为所述交流调制的频率，fs为所述隔离变换器的开关频率，L为所述第一电感，C为所述第一电容。
9.根据权利要求8所述的磁复位控制方法，其特征在于，所述对所述调节信号叠加交流调制，得到所述占空比调节量，包括：
通过以下公式对所述调节信号叠加正弦信号调制，得到所述占空比调节量：
f(t)＝|A|*sin(ωt+θ)；
其中，
0≤ω≤π；
f(t)表示所述占空比调节量，A表示所述调节信号，t表示时间，ω表示所述正弦信号的角频率，θ表示所述正弦信号的初始相位。
10.根据权利要求9所述的磁复位控制方法，其特征在于，所述励磁信号和所述去磁信号采用移相控制，所述根据所述基准占空比和所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节，包括：
如果所述调节信号等于0，则所述励磁信号和所述去磁信号不变；
如果所述调节信号大于0，则将所述励磁信号的占空比设置为所述基准占空比与所述占空比调节量的和；
如果所述调节信号小于0，则将所述去磁信号的占空比设置为所述基准占空比与所述占空比调节量的和。
11.根据权利要求9所述的磁复位控制方法，其特征在于，所述励磁信号和所述去磁信号采用调宽控制，所述根据所述基准占空比和所述占空比调节量，对所述隔离变换器的励磁信号和去磁信号进行调节，包括：
如果所述调节信号等于0，则所述励磁信号和所述去磁信号不变；
如果所述调节信号大于0，则将所述去磁信号的占空比设置为所述基准占空比与所述占空比调节量的和；
如果所述调节信号小于0，则将所述励磁信号的占空比设置为所述基准占空比与所述占空比调节量的和。
12.一种隔离变换器，其特征在于，所述隔壁变换器包括原边滤波单元、转换电路、变压器、整流电路、副边滤波单元、电流采集单元以及控制装置；
所述原边滤波单元的第一端连接输入电源，所述原边滤波单元用于对所述输入电源进行滤波；
所述转换电路的一端连接所述原边滤波单元的第二端，所述转换电路的另一端连接所述变压器的原边，所述转换电路用于控制所述变压器的工作状态；
所述整流电路的一端连接所述变压器的副边，所述整流电路的另一段连接副边滤波单元的第一端，所述整流电路用于对输出电流进行整流；
所述副边滤波单元的第二端连接负载，所述副边滤波单元用于对输出电流进行滤波；
所述电流采集单元的一端连接所述原边滤波单元的第二端，所述电流采集单元的另一端还连接所述控制装置，所述电流采集单元用于采集电流；
所述控制装置还分别连接所述转换电路和所述整流电路；
所述控制装置包括：
至少一个处理器，以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理起执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-11任一项所述的方法。
13.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1-11任意一项所述的电流互感器的自动校正方法。
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