CN113346762B - 一种用于双全桥变换器的柔性切换控制电路及控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于双全桥变换器的柔性切换控制电路及控制方法，信号调理模块根据双全桥变换器的输出信号生成调制信号，比较所述调制信号与预设的阈值信号的大小，生成模式选择信号输出至数据选择模块，并计算调制信号与阈值信号的差值，生成控制信号输出至信号发生模块，信号发生模块根据控制信号生成移相控制信号和脉冲宽度调制信号至数据选择模块，数据选择模块根据模式选择信号选择输出移相控制信号或脉冲宽度调制信号至双全桥变换器。在双全桥变换器的输出电压较低时，双全桥功率电路的六管全桥整流电路工作在并联模式，在输出电压较高时，工作在串联模式。本发明使双全桥变换器能够在两种工作模式之间柔性切换，保证了电路工作的稳定可控。

Description

一种用于双全桥变换器的柔性切换控制电路及控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种用于双全桥变换器的柔性切换控制电路及控制方法。
背景技术
直流变换器可以将直流电源转换为不同电压的直流，对于空间用大功率应用场景，通常使用变压器来隔离输入输出功率。传统的隔离型拓扑工作模式相对比较单一，无法适应输入输出电压范围较宽的应用场景，因此在全桥电路的基础上提出了双全桥功率拓扑，其副边电路可根据原边电路的工作模式，在串联输出与并联输出两种模式之间切换。
双全桥功率电路主要有两种工作模式，即副边并联模式和副边串联模式，多模式的实现依靠控制信号在PWM控制信号与移相控制信号切换实现，因此其控制模式较为复杂，往往采用数字控制器实现。但对于空间应用的场景，数字电路容易受到宇宙辐射的影响，因此需使用模拟电路实现该控制逻辑。经研究发现，目前所使用的模拟控制方案一般使用多种控制芯片，通过切换不同芯片的输出实现模式的切换。由于不同芯片存在时钟同步、输出同步等问题，因此信号切换时，其控制信号的输出无法实现柔性切换，切换过程中可能使电路工作在不可控的状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于双全桥变换器的柔性切换控制电路及控制方法，使双全桥变换器能够在两种工作模式之间柔性切换，保证了电路工作的稳定可控。
为了达到上述目的，本发明提供一种用于双全桥变换器的柔性切换控制电路，所述双全桥变换器包含第一全桥电路、第二全桥电路、第一变压器、第二变压器和六管全桥整流电路，所述第一全桥电路和第二全桥电路并联，所述第一全桥电路包含第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，第二全桥电路包含第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管，所述柔性切换控制电路包含：信号调理模块，信号发生模块，以及数据选择模块；
所述信号调理模块根据双全桥变换器的输出信号生成调制信号，比较所述调制信号与预设的阈值信号的大小，生成模式选择信号输出至所述数据选择模块，并计算所述调制信号与所述阈值信号的差值，生成控制信号输出至所述信号发生模块；
所述信号发生模块根据所述信号调理模块输出的控制信号生成移相控制信号和脉冲宽度调制信号至所述数据选择模块；
所述数据选择模块根据所述信号调理模块输出的模式选择信号选择输出移相控制信号或脉冲宽度调制信号至双全桥变换器。
所述信号调理模块包含：PID单元、模式选择单元和运算单元；
所述PID单元输入双全桥变换器的输出信号以及外部输入的电压参考信号，生成调制信号输出至模式选择单元和运算单元；
所述模式选择单元比较所述调制信号与预设的阈值信号的大小，生成模式选择信号输出至所述数据选择模块，如果调制信号大于阈值信号，则模式选择单元输出的模式选择信号为高电平，如果调制信号小于阈值信号，则模式选择单元输出的模式选择信号为低电平；
所述运算单元计算所述阈值信号与所述调制信号的差值的绝对值，生成控制信号输出至所述信号发生模块。
所述模式选择单元采用比较器。
所述运算单元包含一个减法电路和一个绝对值运算电路。
所述信号发生模块包含移相单元和两个与门；
所述移相单元根据所述控制信号的幅值生成第一移相控制信号A、第二移相控制信号B、第三移相控制信号C和第四移相控制信号D；
Figure BDA0003167011560000021
Figure BDA0003167011560000022
其中，
Figure BDA0003167011560000023
是相位，Ts为双全桥变换器中开关管的开关周期，K为选取的比例系数，Vcontrol为控制信号的幅值；
第一与门输出第一脉冲宽度调制信号PWM1，PWM1＝A·C；
第二与门输出第二脉冲宽度调制信号PWM2，PWM2＝B·D；
第一脉冲宽度调制信号PWM1和第二脉冲宽度调制信号PWM2的占空比相同且相位相差半个开关周期。
所述数据选择模块的输入端分别输入所述模式选择信号、第一移相控制信号A、第二移相控制信号B、第三移相控制信号C和第四移相控制信号D、第一脉冲宽度调制信号PWM1和第二脉冲宽度调制信号PWM2，所述数据选择模块输出第一组输出驱动信号QA、第二组输出驱动信号QB、第三组输出驱动信号QC和第四组输出驱动信号QD；
当所述模式选择信号为高电平，所述第一组输出驱动信号QA、第二组输出驱动信号QB、第三组输出驱动信号QC和第四组输出驱动信号QD依次输出第一脉冲宽度调制信号PWM1、第二脉冲宽度调制信号PWM2、第二脉冲宽度调制信号PWM2和第一脉冲宽度调制信号PWM1；
当所述模式选择信号为低电平，所述第一组输出驱动信号QA、第二组输出驱动信号QB、第三组输出驱动信号QC和第四组输出驱动信号QD依次输出第一移相控制信号A、第二移相控制信号B、第三移相控制信号C和第四移相控制信号D。
所述柔性切换控制电路还包含驱动模块；
所述第一驱动模块的输入端连接所述数据选择模块的第一组输出驱动信号QA，所述第一驱动模块的输出端连接所述双全桥变换器中的第一开关管和第四开关管；
所述第二驱动模块的输入端连接所述数据选择模块的第二组输出驱动信号QB，所述第二驱动模块的输出端连接所述双全桥变换器中的第二开关管和第三开关管；
所述第三驱动模块的输入端连接所述数据选择模块的第三组输出驱动信号QC，所述第三驱动模块的输出端连接所述双全桥变换器中的第六开关管和第七开关管；
所述第四驱动模块的输入端连接所述数据选择模块的第四组输出驱动信号QD，所述第四驱动模块的输出端连接所述双全桥变换器中的第五开关管和第八开关管。
所述柔性切换控制电路还包含采样模块，所述采样模块包含电压采样模块和电流采样模块，用于采集双全桥变换器的输出电压和/或输出电流输出至所述信号调理模块。
本发明还提供一种用于双全桥变换器的柔性切换控制方法，当双全桥变换器的输出信号高于参考信号，则生成的调制信号低于阈值信号，则信号调理模块输出低电平的模式选择信号至数据选择模块，数据选择模块依次输出第一移相控制信号A、第二移相控制信号B、第三移相控制信号C和第四移相控制信号D，双全桥变换器的第一变压器的一次侧及第二变压器的一次侧采用移相控制方式，六管全桥整流电路将第一变压器的二次侧以及第二变压器的二次侧串联；
当双全桥变换器的输出信号低于参考信号，则生成的调制信号高于阈值信号，则信号调理模块输出高电平的模式选择信号至数据选择模块，数据选择模块依次输出第一脉冲宽度调制信号PWM1、第二脉冲宽度调制信号PWM2、第二脉冲宽度调制信号PWM2和第一脉冲宽度调制信号PWM1，双全桥变换器的第一变压器的一次侧及第二变压器的一次侧采用PWM控制方式，六管全桥整流电路将第一变压器的二次侧以及第二变压器的二次侧并联。
本发明基于模拟电路实现，并可以根据双全桥变换器输入输出电压的关系，自动控制双全桥变换器工作在PWM模式或者移相模式，并且产生的控制信号占空比能够平滑变化，使双全桥变换器能够在两种工作模式之间柔性切换，保证了电路工作的稳定可控。
附图说明
图1是本发明提供的一种用于双全桥变换器的柔性切换控制电路的电路框图。
图2是图1中的双全桥变换器的电路图。
图3是柔性切换控制电路的驱动信号波形图。
具体实施方式
以下根据图1～图3，具体说明本发明的较佳实施例。
如图1所示，本发明提供一种用于双全桥变换器的柔性切换控制电路，包含：采样模块1、信号调理模块2、信号发生模块3、数据选择模块4、驱动模块5。
所述采样模块1用于采集双全桥变换器6的输出电容电压Uo和输出电感电流Iout的信息。本实施例中，采样模块包含电压采样模块和电流采样模块，其中，电压采样模块使用电阻分压后，使用差分电路输出采样值，电流采样使用霍尔传感器。
所述信号调理模块2包含：PID单元201、模式选择单元202和运算单元203；所述PID单元201(比例积分差分电路)用于接收采样模块1的输出以及外部输入的电压参考信号，并输出调制信号给模式选择单元202和运算单元203；所述模式选择单元202用于接收PID单元201输出的调制信号，并根据调制信号的大小判断电路的工作模式，并输出模式选择信号给数据选择模块4，具体来说，在本实施例中，所述的模式选择单元202包含一个比较电路，通过设定阈值信号，如果调制信号大于阈值信号，则模式选择信号输出高电平，如果调制信号小于阈值信号，则模式选择信号输出低电平；所述运算单元203用于接收PID单元201输出的调制信号，经过数值运算后，输出控制信号给信号发生模块3中的移相单元301；进一步，所述运算单元203包含：一个减法电路，其后级联一个绝对值运算电路，用于计算所述阈值信号与所述调制信号的差值的绝对值。
所述信号发生模块3包含移相单元301和两个与门；所述移相单元301用于接收来自所述信号调理模块2中的运算单元203输出的控制信号，并根据控制信号的幅值输出相应相位的一组移相控制信号A、B、C、D，具体来说，根据输入控制信号的幅值大小，输出相位变化的A、B、C、D四个信号，其中，A、B信号相位差为半个周期，C、D信号相位差为半个周期，A、C信号之间相位差的大小由运算单元203的输出决定，即，
Figure BDA0003167011560000051
Figure BDA0003167011560000052
其中，
Figure BDA0003167011560000053
是相位，Ts为双全桥变换器中开关管的开关周期，
Figure BDA0003167011560000054
K为选取的比例系数，Vcontrol为运算单元203输出的控制信号的幅值；所述两个与门用于接收移相控制信号，并进行逻辑与计算后，所述第一与门302输出一组脉冲宽度调制信号PWM1，所述第二与门303输出另一组脉冲宽度调制信号PWM2，其中，PWM1＝A·C，PWM2＝B·D。
所述数据选择模块4(本实施例中采用基于芯片CD4019实现)的输入端分别输入四组输入驱动信号和模式选择单元202输出的模式选择信号，所述的四组驱动信号中的每组驱动信号都包含两路信号，其中，第一组输入驱动信号中包含第一脉冲宽度调制信号PWM1和第一移相控制信号A，第二组输入驱动信号中包含第二脉冲宽度调制信号PWM2和第二移相控制信号B，第三组输入驱动信号中包含第一脉冲宽度调制信号PWM1和第三移相控制信号C，第四组输入驱动信号中包含第二脉冲宽度调制信号PWM2和第四移相控制信号D，所述数据选择模块4输出四组驱动信号，第一组输出驱动信号QA、第二组输出驱动信号QB、第三组输出驱动信号QC和第四组输出驱动信号QD，所述数据选择模块4根据模式选择信号的电平变化，输出每组驱动信号中的某一路信号，当模式选择信号为低电平时，四组输出驱动信号QA、QB、QC、QD可依次输出移相控制信号A、B、C、D信号，当模式选择信号为高电平时，四组输出驱动信号QA、QB、QC、QD可依次输出脉冲宽度调制信号PWM1、PWM2、PWM2、PWM1信号。
所述驱动模块5的输入端连接所述数据选择模块4的每一路输出信号，输出端连接所述双全桥变换器6中的开关管，所述驱动模块5用于实现驱动信号的放大。本实施例中，所述驱动模块的实现方式很多，不限于UCC21521，IR2110，图腾柱等等。
如图2所示，所述双全桥变换器6的输入端连接电压源u1，双全桥变换器6的输出端连接负载R；所述双全桥变换器6具体包含：第一全桥电路601、第二全桥电路602、第一变压器T1、第二变压器T2和六管全桥整流电路603，其中，第一全桥电路601和第二全桥电路602并联，第一全桥电路601中包含开关管S1～S4，第一开关管S1输入第一组输出驱动信号QA，第二开关管S2输入第二组输出驱动信号QB，第三开关管S3输入第二组输出驱动信号QB，第四开关管S4输入第一组输出驱动信号QA，第二全桥电路602中包含开关管S5～S8，第五开关管S5输入第四组输出驱动信号QD，第六开关管S6输入第三组输出驱动信号QC，第七开关管S7输入第三组输出驱动信号QC，第八开关管S8输入第四组输出驱动信号QD，第一变压器T1的一次侧与第一全桥电路601连接，第二变压器T2的一次侧与第二全桥电路602连接，第一变压器T1的二次侧和第二变压器T2的二次侧均与六管全桥整流电路603连接；当第一变压器T1的一次侧及第二变压器T2的一次侧采用移相控制方式，六管全桥整流电路603将第一变压器T1的二次侧以及第二变压器T2的二次侧串联；当第一变压器T1的一次侧及第二变压器T2的一次侧采用PWM控制方式，六管全桥整流电路603将第一变压器T1的二次侧及第二变压器T2的二次侧并联。
本发明还提供一种用于双全桥变换器的柔性切换控制方法，在双全桥变换器的输出电压较低时，双全桥功率电路的六管全桥整流电路工作在并联模式，在输出电压较高时，双全桥功率电路的六管全桥整流电路工作在串联模式。
如图3所示，当双全桥变换器中的六管全桥整流电路工作在并联模式时，双全桥变换器的驱动信号工作在PWM模式，第一组输出驱动信号QA与第三组输出驱动信号QC相同，输出的都是第一脉冲宽度调制信号PWM1，第二组输出驱动信号QB与第四组输出驱动信号QD信号相同，输出的都是第二脉冲宽度调制信号PWM2，第一脉冲宽度调制信号PWM1和第二脉冲宽度调制信号PWM2的占空比相同且相位相差半个周期。
当双全桥变换器中的六管全桥整流电路工作在串联模式时，双全桥变换器的驱动信号工作在移相模式，第一组输出驱动信号QA输出第一移相控制信号A，第二组输出驱动信号QB输出第二移相控制信号B，第三组输出驱动信号QC输出第三移相控制信号C，第四组输出驱动信号QD输出第四移相控制信号D，其中，A、B信号相位相差半个周期，C、D信号相位相差半个周期，A、C信号之间相位差的大小由运算单元的输出决定。
当双全桥变换器稳定工作时，输出电容C上的电压Uo与输出电感L上的电流Iout具有稳定的平均值，输出的电容电压Uo和电感电流Iout经采样模块采样后，进入PID单元，PID单元中具有电流内环和电压外环，均采用PID控制方式，最后输出一调制信号。当输出电容电压Uo大于参考电压值时，PID单元输出的调制信号幅值下降，当输出电容电压Uo小于参考电压值时，PID单元输出的调制信号幅值上升。同理，PID单元还可以比较输出的电感电流Iout，所述PID单元拥有两级PID运算，第一级输入为Uo采样值与参考值，第二级的输入为Iout采样值与第一级的输出值。令模式选择单元接收输入值的最大值为Vd，当PID单元输出的调制信号的幅值大于Vd时，模式选择单元输出高电平，当PID单元输出的调制信号的幅值小于Vd时，模式选择单元输出低电平。所述运算单元输入PID单元输出的调制信号，输出控制信号，即，Vout＝|Vd-Vin|，其中，Vout是输出的控制信号，Vin是输入的调制信号，Vd是模式选择单元能接受的幅值最大值。移相单元根据输入控制信号的幅值大小，输出相位变化的A、B、C、D四个信号，其中A、B信号相位相差半个周期，C、D信号相位相差半个周期，A、C之间相位差的大小由运算单元的输出决定。在本实施例中，可认为控制信号的幅值从0逐渐增大到Vd时，A、C信号之间的相位差从0逐渐增大到180°，同理控制信号的幅值从Vd逐渐减小到0。
本发明的有益效果在于：基于模拟电路实现，并可以根据双全桥变换器输入输出电压的关系，自动控制双全桥变换器工作在PWM模式或者移相模式，并且产生的控制信号占空比能够平滑变化，使双全桥变换器能够在两种工作模式之间柔性切换，保证了电路工作的稳定可控。
需要说明的是，在本发明的实施例中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实施例，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种用于双全桥变换器的柔性切换控制电路，所述双全桥变换器包含第一全桥电路、第二全桥电路、第一变压器、第二变压器和六管全桥整流电路，所述第一全桥电路和第二全桥电路并联，所述第一全桥电路包含第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，第二全桥电路包含第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管，其特征在于，所述柔性切换控制电路包含：信号调理模块，信号发生模块，以及数据选择模块；
所述信号调理模块根据双全桥变换器的输出信号生成调制信号，比较所述调制信号与预设的阈值信号的大小，生成模式选择信号输出至所述数据选择模块，并计算所述调制信号与所述阈值信号的差值，生成控制信号输出至所述信号发生模块；
所述信号发生模块根据所述信号调理模块输出的控制信号生成移相控制信号和脉冲宽度调制信号至所述数据选择模块；
所述数据选择模块根据所述信号调理模块输出的模式选择信号选择输出移相控制信号或脉冲宽度调制信号至双全桥变换器。
2.如权利要求1所述的用于双全桥变换器的柔性切换控制电路，其特征在于，所述信号调理模块包含：PID单元、模式选择单元和运算单元；
所述PID单元输入双全桥变换器的输出信号以及外部输入的电压参考信号，生成调制信号输出至模式选择单元和运算单元；
所述模式选择单元比较所述调制信号与预设的阈值信号的大小，生成模式选择信号输出至所述数据选择模块，如果调制信号大于阈值信号，则模式选择单元输出的模式选择信号为高电平，如果调制信号小于阈值信号，则模式选择单元输出的模式选择信号为低电平；
所述运算单元计算所述阈值信号与所述调制信号的差值的绝对值，生成控制信号输出至所述信号发生模块。
3.如权利要求2所述的用于双全桥变换器的柔性切换控制电路，其特征在于，所述模式选择单元采用比较器。
4.如权利要求2所述的用于双全桥变换器的柔性切换控制电路，其特征在于，所述运算单元包含一个减法电路和一个绝对值运算电路。
5.如权利要求2所述的用于双全桥变换器的柔性切换控制电路，其特征在于，所述信号发生模块包含移相单元和两个与门；
所述移相单元根据所述控制信号的幅值生成第一移相控制信号A、第二移相控制信号B、第三移相控制信号C和第四移相控制信号D；
Figure FDA0003818563180000021
Figure FDA0003818563180000022
其中，
Figure FDA0003818563180000023
是相位，Ts为双全桥变换器中开关管的开关周期，K为选取的比例系数，Vcontrol为控制信号的幅值；
第一与门输出第一脉冲宽度调制信号PWM1，PWM1＝A·C；
第二与门输出第二脉冲宽度调制信号PWM2，PWM2＝B·D；
第一脉冲宽度调制信号PWM1和第二脉冲宽度调制信号PWM2的占空比相同且相位相差半个开关周期。
6.如权利要求5所述的用于双全桥变换器的柔性切换控制电路，其特征在于，所述数据选择模块的输入端分别输入所述模式选择信号、第一移相控制信号A、第二移相控制信号B、第三移相控制信号C和第四移相控制信号D、第一脉冲宽度调制信号PWM1和第二脉冲宽度调制信号PWM2，所述数据选择模块输出第一组输出驱动信号QA、第二组输出驱动信号QB、第三组输出驱动信号QC和第四组输出驱动信号QD；
当所述模式选择信号为高电平，所述第一组输出驱动信号QA、第二组输出驱动信号QB、第三组输出驱动信号QC和第四组输出驱动信号QD依次输出第一脉冲宽度调制信号PWM1、第二脉冲宽度调制信号PWM2、第二脉冲宽度调制信号PWM2和第一脉冲宽度调制信号PWM1；
当所述模式选择信号为低电平，所述第一组输出驱动信号QA、第二组输出驱动信号QB、第三组输出驱动信号QC和第四组输出驱动信号QD依次输出第一移相控制信号A、第二移相控制信号B、第三移相控制信号C和第四移相控制信号D。
7.如权利要求6所述的用于双全桥变换器的柔性切换控制电路，其特征在于，所述柔性切换控制电路还包含驱动模块，所述驱动模块包含第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块和第四驱动模块；
所述第一驱动模块的输入端连接所述数据选择模块的第一组输出驱动信号QA，所述第一驱动模块的输出端连接所述双全桥变换器中的第一开关管和第四开关管；
所述第二驱动模块的输入端连接所述数据选择模块的第二组输出驱动信号QB，所述第二驱动模块的输出端连接所述双全桥变换器中的第二开关管和第三开关管；
所述第三驱动模块的输入端连接所述数据选择模块的第三组输出驱动信号QC，所述第三驱动模块的输出端连接所述双全桥变换器中的第六开关管和第七开关管；
所述第四驱动模块的输入端连接所述数据选择模块的第四组输出驱动信号QD，所述第四驱动模块的输出端连接所述双全桥变换器中的第五开关管和第八开关管。
8.如权利要求7所述的用于双全桥变换器的柔性切换控制电路，其特征在于，所述柔性切换控制电路还包含采样模块，所述采样模块包含电压采样模块和电流采样模块，用于采集双全桥变换器的输出电压和/或输出电流输出至所述信号调理模块。
9.一种利用如权利要求1-8中任意一项所述的用于双全桥变换器的柔性切换控制电路实现的柔性切换控制方法，其特征在于，当双全桥变换器的输出信号高于参考信号，则生成的调制信号低于阈值信号，信号调理模块输出低电平的模式选择信号至数据选择模块，数据选择模块依次输出第一移相控制信号A、第二移相控制信号B、第三移相控制信号C和第四移相控制信号D，双全桥变换器的第一变压器的一次侧及第二变压器的一次侧采用移相控制方式，六管全桥整流电路将第一变压器的二次侧以及第二变压器的二次侧串联；
当双全桥变换器的输出信号低于参考信号，则生成的调制信号高于阈值信号，信号调理模块输出高电平的模式选择信号至数据选择模块，数据选择模块依次输出第一脉冲宽度调制信号PWM1、第二脉冲宽度调制信号PWM2、第二脉冲宽度调制信号PWM2和第一脉冲宽度调制信号PWM1，双全桥变换器的第一变压器的一次侧及第二变压器的一次侧采用PWM控制方式，六管全桥整流电路将第一变压器的二次侧以及第二变压器的二次侧并联。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114189157B (zh) * 2021-10-26 2024-05-03 上海空间电源研究所 一种基于双全桥变换器的分段pid控制电路及方法
CN117240125B (zh) * 2023-11-15 2024-04-05 深圳市恒运昌真空技术股份有限公司 电源功率控制电路、控制方法、射频电源及电源系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104201900A (zh) * 2014-09-18 2014-12-10 南京航空航天大学 一种谐振变换器及其控制方法
CN106655783A (zh) * 2016-10-26 2017-05-10 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 一种数字电源控制电路及方法
CN110855155A (zh) * 2019-12-04 2020-02-28 兰州交通大学 一种基于模型预测控制的屏栅电源控制方法
CN112448587A (zh) * 2020-11-16 2021-03-05 上海空间电源研究所 基于隔离式宽范围高压柔性直流组合变换器的控制电路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9118259B2 (en) * 2007-12-03 2015-08-25 Texas Instruments Incorporated Phase-shifted dual-bridge DC/DC converter with wide-range ZVS and zero circulating current
TWI695573B (zh) * 2019-10-02 2020-06-01 群光電能科技股份有限公司 電源轉換裝置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104201900A (zh) * 2014-09-18 2014-12-10 南京航空航天大学 一种谐振变换器及其控制方法
CN106655783A (zh) * 2016-10-26 2017-05-10 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 一种数字电源控制电路及方法
CN110855155A (zh) * 2019-12-04 2020-02-28 兰州交通大学 一种基于模型预测控制的屏栅电源控制方法
CN112448587A (zh) * 2020-11-16 2021-03-05 上海空间电源研究所 基于隔离式宽范围高压柔性直流组合变换器的控制电路

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