CN113691137A - 提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法 - Google Patents

提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，包括以下步骤：实时监测输入电压，并获取输入电压采样信号；根据所述输入电压采样信号判断电源的输入端是否掉电；若是，调节原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率，以稳定输出电压；在所述原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率达到设定值时，判断增益是否需要继续增加；若是，对所述副边整流线路的开关管进行智能控制。本发明通过副边整流线路的开关管进行智能控制，提高谐振变换器增益，延长输入掉电保持时间，另外还可以提高电源动态性能。

Description

提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法
技术领域
本发明涉及电源的技术领域，更具体地说，涉及一种提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法。
背景技术
目前，对于隔离直流电源的应用，多数采用两级变换的模式，如图1所示。前级，采用交流(AC)到直流(DC)的非隔离变换，典型的如PFC(Power factor correction)整流拓扑；后级，由于高电压的危险性，要采用直流到直流(DC-DC)的隔离变换拓扑，如LLC，移相全桥等典型拓扑。其中，LLC等谐振线路拓扑，采用隔离变压器(N1：N2)和谐振线路，通过调节频率来控制输出电压，原边采用一个半桥或全桥的开关线路加上谐振腔，副边采用二极管整流或者开关管整流(SR)线路。
在变换器正常工作时，输出电流负载突变，变换器应保持稳定的输出电压，以满足系统正常工作。如果变换器对负载突变响应不及时会导致输出电压有较高的过压或欠压，无法满足要求。
在输入交流或者直流电压掉电后，需要靠输入电容来保持输出电压的稳定，然后关断输出，这段时间称为掉电保持时间(T，Hold-up time)，如果输入电压掉电的时间小于T，即在T时间内恢复到正常电压范围，也需要保持输出电压稳定。但是，输入电容的电压在输入掉电后，会随着时间的增长而逐渐减小，需要较高的谐振变换器增益K＝N1*Vo/(N2*Vin)来保持输出的稳定，同时，在输入电压恢复时，电容电压会有较大的突变，从而引起输出电压有较大过压。现有的解决方案是在输入电容后面增加一级Boost电路在拓扑中，使输入电容电压降低时仍然可以保证DC-DC变换器的输入电压稳定，但这种方法增加了变换器的成本，增大体积，降低功率密度。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，包括以下步骤：
实时监测输入电压，并获取输入电压采样信号；
根据所述输入电压采样信号判断电源的输入端是否掉电；
若是，调节原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率，以稳定输出电压；
在所述原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率达到设定值时，判断电源的输入端的电压是否持续下降；
若是，控制所述副边整流线路的开关管超前所述原边开关线路的开关管开通预设角度。
在本发明所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法中，所述控制方法还包括：
实时监测输出电压，并获取输出电压采样信号；
实时监测输入电压，并获取所述输入电压采样信号；
实时监测输入电压，并获取所述输入电压采样信号；
根据所述输出电压采样信号，获得输出电压反馈信号；
根据所述输入电压采样信号，获得输入电压前馈信号；
根据所述输出电流采样信号，获得输出电流前馈信号；
根据所述输出电压反馈信号、所述输入电压前馈信号和所述输出电流前馈信号，调节所述原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率和/或调节所述预设角度。
在本发明所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法中，所述方法还包括：
根据所述输出电压反馈信号、所述输入电压前馈信号和所述输出电流前馈信号，确定所述预设角度和所述开关频率。
在本发明所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法中，所述控制方法还包括：
实时监测输出电压，并获取输出电压采样信号；
实时监测输入电压，并获取所述输入电压采样信号；
根据所述输出电压采样信号，获得输出电压反馈信号；
根据所述输入电压采样信号，获得输入电压前馈信号；
根据所述输出电压反馈信号和所述输入电压前馈信号，调节所述原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率和/或调节所述预设角度。
在本发明所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法中，所述控制方法还包括：
根据所述输出电压反馈信号和所述输入电压前馈信号，确定所述预设角度和所述开关频率。
在本发明所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法中，所述控制方法还包括：
实时监测输出电压，并获取输出电压采样信号；
实时监测输入电压，并获取所述输入电压采样信号；
根据所述输出电压反馈信号和所述输出电流前馈信号，调节所述原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率和/或调节所述预设角度。
在本发明所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法中，所述控制方法还包括：
根据所述输出电压反馈信号和所述输出电流前馈信号，确定所述预设角度和所述开关频率。
在本发明所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法中，所述根据所述输出电压采样信号，获得输出电压反馈信号包括：
将所述输出电压采样信号与参考电压进行比较，获得比较信号；
对所述比较信号进行计算处理，获得所述输出电压反馈信号。
在本发明所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法中，所述将所述输出电压采样信号与参考电压进行比较，获得比较信号包括：
将所述参考电压与所述输出电压采样信号中的电压值作差，获得所述参考电压与所述输出电压采样信号中的电压值的差值；
所述参考电压与所述输出电压采样信号中的电压值的差值为所述比较信号。
在本发明所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法中，所述原边开关线路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；所述副边整流线路包括：第一整流管、第二整流管、第三整流管和第四整流管；
所述控制所述副边整流线路的开关管超前所述原边开关线路的开关管开通预设角度包括：
控制所述第一整流管超前所述第一开关管开通预设角度，控制所述第二整流管超前所述第二开关管开通预设角度，控制所述第三整流管超前所述第三开关管开通预设角度，控制所述第四整流管超前所述第四开关管开通预设角度；
所述第一整流管和所述第四整流管的开/关同步，所述第二整流管和所述第三整流管的开/关同步，所述第一开关管和所述第四开关管的开/关同步，所述第二开关管和所述第三开关管的开/关同步。
在本发明所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法中，所述原边开关线路包括：第一开关管和第二开关管；所述副边整流线路包括：第一整流管和第二整流管；
所述控制所述副边整流线路的开关管超前所述原边开关线路的开关管开通预设角度包括：
控制所述第一整流管超前所述第一开关管开通预设角度，控制所述第二整流管超前所述第二开关管开通预设角度。
在本发明所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法中，所述原边开关线路包括：第一开关管和第二开关管；所述副边整流线路包括：第一整流管、第二整流管、第三整流管和第四整流管；
所述控制所述副边整流线路的开关管超前所述原边开关线路的开关管开通预设角度包括：
控制所述第一整流管超前所述第一开关管开通预设角度，控制所述第二整流管超前所述第二开关管开通预设角度。
在本发明所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法中，所述原边开关线路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；所述副边整流线路包括：第一整流管和第二整流管；
所述控制所述副边整流线路的开关管超前所述原边开关线路的开关管开通预设角度包括：
控制所述第一整流管超前所述第一开关管开通预设角度，控制所述第二整流管超前所述第二开关管开通预设角度；
所述第一开关管和所述第四开关管的开/关同步，所述第二开关管和所述第三开关管的开/关同步。
实施本发明的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，具有以下有益效果：包括以下步骤：实时监测输出电压，根据输出电压反馈信号，通过环路计算调开关管的频率，来稳定输出电压；实时监测输入电压，并获取输入电压采样信号；根据所述输入电压采样信号判断电源的输入端是否掉电；若是，通过控制环路调节原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率，以稳定输出电压；在所述原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率达到设定值时，判断增益是否需要继续增加；若是，控制所述副边整流线路的开关管超前所述原边开关线路的开关管开通预设角度以提高谐振变换器增益。本发明通过控制副边整流线路的开关管比原边电路的开关管提前开通预设角度，提高谐振变换器增益，延长输入掉电保持时间，另外还可以提高电源动态性能。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例提供的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法的流程示意图；
图2是本发明提供的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法实施例一的流程示意图；
图3是本发明提供的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法实施例二的流程示意图；
图4是本发明提供的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法实施例三的流程示意图；
图5是本发明提供的直流到直流隔离变换器拓扑欠谐振波形图；
图6、图7、图8和图9为不同架构的LLC谐振DC-DC隔离变换器的结构示意图；
图10是本发明提供的增加输入电压前馈和输出电流前馈的直流到直流变换拓扑的控制图；
图11是本发明提供的增加输入电压前馈的直流到直流变换拓扑的控制图；
图12是本发明提供的增加输出电流前馈的直流到直流变换拓扑的控制图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
为了解决电源输入掉电保持时间短，谐振变换器增益低的问题，本发明提出了一种提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，该控制方法在拓扑方面不需要增加额外线路的基础上，即可提高谐振变换器增益，延长输入掉电保持时间，同时还可以解决在输入电压恢复时引起的输出过压问题，在相同条件下，本发明不需要改变现有硬件电路即可实现。
参考图1，为本发明提供的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法一可选实施例的流程示意图。
具体的，如图1所示，该控制方法包括以下步骤：
步骤S101、实时监测输入电压，并获取输入电压采样信号。
需要说明的是，在电源工作过程中，本发明实施例还同步实时监测输出电压，并根据输出电压反馈信号，通过环路计算原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率，以稳定输出电压。
步骤S102、根据输入电压采样信号判断电源的输入端是否掉电。
步骤S103、若是，调节原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率，以稳定输出电压。
可以理解地，若电源的输入端没有掉电，此时，仍保持实时监测输出电压，并根据输出电压反馈信号通过环路计算原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率，以稳定输出电压。
步骤S104、在原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率达到设定值时，判断增益是否需要继续增加。
步骤S105、若是，控制副边整流线路的开关管超前原边开关线路的开关管开通预设角度。
可以理解地，若在步骤S104中，当原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率达到设定值时，判断出增益不需要继续增加，则可判定电源的输入端的电容电压较稳定，此时，继续保持实时输出电压，并根据输出电压反馈信号通过环路计算原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率，以稳定输出电压。
具体的，本发明实施例中，通过实时监测输入电压，本发明通过调节原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率，以稳定输出电压，从而保持输出电压稳定，当监测到电源的输入端掉电时，输入端的输入电容电压随着时间的增长逐渐减小时，开关频率下降至设定值(该设定值为原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管调节的下限值)时，此时，通过调节开关频率已无法达到保持输出电压稳定的目的，因此，本发明通过控制副边整流线路的开关管超前原边开关线路的开关管开通预设角度，从而达到提高谐振变换器增益的目的，进而延长输入掉电保持时间，同时还可以保证输出电压稳定。
进一步地，在输入掉电过程中，当输入电压恢复时会导致输出电压过压，此时，可通过加入输入电压前馈，以稳定输出电压，避免输出电压过压。具体的，如图2所示，该实施例中，在电源工作过程中，执行以下步骤：
步骤S201、实时监测输出电压，并获取输出电压采样信号。
步骤S202、实时监测输入电压，并获取输入电压采样信号。
步骤S203、实时监测输出电流，并获取输出电流采样信号。
步骤S204、根据输出电压采样信号，获得输出电压反馈信号。
步骤S205、根据输入电压采样信号，获得输入电压前馈信号。
步骤S206、根据输出电流采样信号，获得输出电流前馈信号。
步骤S207、根据输出电压反馈信号、输入电压前馈信号和输出电流前馈信号，调节原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率和/或调节预设角度。
其中，步骤S201、步骤S202、步骤S203可同步执行，不分先后顺序。其中，根据输出电压采样信号，获得输出电压反馈信号包括：将输出电压采样信号与参考电压进行比较，获得比较信号；对比较信号进行计算处理，获得输出电压反馈信号。
具体的，将输出电压采样信号与参考电压进行比较，获得比较信号包括：将参考电压与输出电压采样信号中的电压值作差，获得参考电压与输出电压采样信号中的电压值的差值；参考电压与输出电压采样信号中的电压值的差值为比较信号。
该实施例中，通过加入输入电压反馈，可以加快环路对输入电压振动的响应速度，增强输出电压的稳定，当输入电压在掉电一段时间后，当输入电压恢复时，通过加入输入电压前馈，可以加快环路的响应速度，避免输出电压过压保护。进一步地，为了提升输出负载的动态的响应性能，在输出电流突变时，又加入了输出电流反馈，从而更有利于输出电压稳定。
具体的，如图10所示，在电源工作过程中，实时监测输出电压、输入电压和输出电流，并基于输出电压获得输出电压反馈信号，同时根据输入电压获得输入电压前馈信号，以及根据输出电流获得输出电流前馈信号，进而根据所获得的输出电压反馈信号、输入电压前馈信号和输出电流前馈信号确定预设角度和开关频率，当输入掉电后，先调节原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率，当开关频率下降至设定值后，再控制副边整流线路的开关管比原边开关线路的开关管提前开通预设角度，从而达到延长输入掉电保持时间的目的，同时可以提高电源的动态响应性能。可以理解地，本发明实施例的预设角度和开关频率为动态值。其中，该实施例中，设预设角度可通过以下方式获得：
θ＝θ。+θ1+θ2 (1)。
θ1＝(Vin*Kv-bv)，θ2＝(io*ki-bi)。
其中，θ。为输出电压反馈信号，该输出电压反馈信号由运算器将参考电压(Vo_ref)与输出电压采样信号(Vo)作差后，通过控制器转换计算得到。Vin为输入电压采样信号，io为输出电流采样信号。Kv、bv、ki、bi为系数，均为实数。θ1为输入电压前馈信号，θ2为输出电流前馈信号。需要说明的是，本发明实施例中，输入电压前馈信号和输出电流前馈信号包括但不限于线性前馈，也可以是非线性前馈。
一些实施例中，如图3所示，该控制方法还包括：
步骤S301、实时监测输出电压，并获取输出电压采样信号；
步骤S302、实时监测输入电压，并获取输入电压采样信号；
步骤S303、根据输出电压采样信号，获得输出电压反馈信号；
步骤S304、根据输入电压采样信号，获得输入电压前馈信号；
步骤S305、根据输出电压反馈信号和输入电压前馈信号，调节原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率和/或调节预设角度。
步骤S301和步骤S302可同步执行，不分先后顺序。其中，根据输出电压采样信号，获得输出电压反馈信号包括：将输出电压采样信号与参考电压进行比较，获得比较信号；对比较信号进行计算处理，获得输出电压反馈信号。
具体的，将输出电压采样信号与参考电压进行比较，获得比较信号包括：将参考电压与输出电压采样信号中的电压值作差，获得参考电压与输出电压采样信号中的电压值的差值；参考电压与输出电压采样信号中的电压值的差值为比较信号。
该实施例中，通过加入输出电压反馈，用来稳定输出电压，同时，通过加入输入电压前馈，可以加快环路对输入电压动态变化的响应速度，增强输出电压的稳定性。
具体的，如图11所示，在电源工作过程中，实时监测输出电压和输入电压，并基于输出电压获得输出电压反馈信号，同时根据输入电压获得输入电压前馈信号，进而根据所获得的输出电压反馈信号、输入电压前馈信号确定预设角度和/或开关频率；当输入掉电后，先调节原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率，当开关频率下降至设定值后，再控制副边整流线路的开关管比原边开关线路的开关管提前开通预设角度，从而达到延长输入掉电保持时间的目的，同时可以提高电源的动态响应性能。
具体的，该实施例中，设预设角度可通过以下方式获得：
θ＝θ。+θ1 (2)。
θ1＝(Vin*Kv-bv)。
其中，θ。为输出电压反馈信号，该输出电压反馈信号由运算器将参考电压(Vo_ref)与输出电压采样信号(Vo)作差后，通过控制器转换计算得到。Vin为输入电压采样信号。Kv、bv为系数，均为实数。θ1为输入电压前馈信号。需要说明的是，本发明实施例中，输入电压前馈信号包括但不限于线性前馈，也可以是非线性前馈。
一些实施例中，如图4所示，该控制方法还包括：
步骤S401、实时监测输出电压，并获取输出电压采样信号；
步骤S402、实时监测输出电流，并获取输出电流采样信号；
步骤S403、根据输出电压采样信号，获得输出电压反馈信号；
步骤S404、根据输出电流采样信号，获得输出电流前馈信号；
步骤S405、根据输出电压反馈信号和输出电流前馈信号，调节原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率和/或调节预设角度。
步骤S401和步骤S402可同步执行，不分先后顺序。其中，根据输出电压采样信号，获得输出电压反馈信号包括：将输出电压采样信号与参考电压进行比较，获得比较信号；对比较信号进行计算处理，获得输出电压反馈信号。
具体的，将输出电压采样信号与参考电压进行比较，获得比较信号包括：将参考电压与输出电压采样信号中的电压值作差，获得参考电压与输出电压采样信号中的电压值的差值；参考电压与输出电压采样信号中的电压值的差值为比较信号。
该实施例中，通过加入输出电压反馈，用来稳定输出电压，同时，通过加入输出电流前馈，可以在输出电流突变时，更有利于输出电压稳定，增强输出电压的稳定性。
具体的，如图12所示，在电源工作过程中，实时监测输出电压和输出电流，并基于输出电压获得输出电压反馈信号，同时根据输出电流获得输出电流前馈信号，进而根据所获得的输出电压反馈信号和输出电流前馈信号确定预设角度和/或开关频率；当输入掉电后，先调节原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率，当开关频率下降至设定值后，再控制副边整流电流的开关管比原边电路的开关管提前开通预设角度，从而达到延长输入掉电保持时间的目的，同时可以提高电源的动态响应性能。
具体的，该实施例中，设预设角度可通过以下方式获得：
θ＝θ。+θ2 (3)。
θ2＝(io*ki-bi)。
其中，θ。为输出电压反馈信号，该输出电压反馈信号由运算器将参考电压(Vo_ref)与输出电压采样信号(Vo)作差后，通过控制器转换计算得到。Vin为输入电压采样信号，io为输出电流采样信号。ki、bi为系数，均为实数。θ2为输出电压反馈信号。需要说明的是，本发明实施例中输出电流前馈信号包括但不限于线性反馈，也可以是非线性反馈。
可以理解地，本发明实施例的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法可以适用于DC-DC变换器，该DC-DC变换器为一种LLC谐振DC-DC隔离变换器。原边可以为全桥LLC谐振DC-DC变换器，也可以为半桥LLC谐振DC-DC变换器，同样地，副边也可以是半桥或者全桥，二者的组合方式如图6、图7、图8和图9所示。
如图6所示，原边开关线路包括：第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3和第四开关管S4；副边整流线路包括：第一整流管SR1、第二整流管SR2、第三整流管SR3和第四整流管SR4。
控制副边整流线路的开关管超前原边开关线路的开关管开通预设角度包括：控制第一整流管SR1超前第一开关管S1开通预设角度，控制第二整流管SR2超前第二开关管S2开通预设角度，控制第三整流管SR3超前第三开关管S3开通预设角度，控制第四整流管SR4超前第四开关管S4开通预设角度。其中，第一整流管SR1和第四整流管SR4的开/关同步，第二整流管SR2和第三整流管SR3的开/关同步，第一开关管S1和第四开关管S4的开/关同步，第二开关管S2和第三开关管S3的开/关同步。即第一整流管SR1和第四整流管SR4是同时开或者同时关的，第二整流管SR2和第三整流管SR3是同时开或者同时关的，第一开关管S1和第四开关管S4是同时开或者同时关的，第二开关管S2和第三开关管S3是同时开或者同时关的。
如图6所示，当拓扑工作在欠谐振时，如果需要进一步提高谐振变换器增益，可固定原边开关管的频率，通过提前开通对应的整流管实现。具体的，当输入掉电后，先调节第一开关管S2、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第一整流管SR1、第二整流管SR2、第三整流管SR3和第四整流管SR4的开关频率，当第一开关管S2、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第一整流管SR1、第二整流管SR2、第三整流管SR3和第四整流管SR4的开关频率下降至设定值时，输入电容的电压仍持续下降，则此时，控制第二整流管SR2提前于第二开关管S2开通，第三整流管SR3提前于第三开关管S3开通，第一整流管SR1提前于第一开关管S1开通以及第四整流管SR4提前于第四开关管S4开通，其中，所提前开通的预设角度均为θ。需要说明的是在进行开关管的开关频率调节时，预设角度为0；当调节预设角度不为零时，固定开关管的开关频率不变。其中，第一整流管SR1和第四整流管SR4的开/关同步，第二整流管SR2和第三整流管SR3的开/关同步，第一开关管S1和第四开关管S4的开/关同步，第二开关管S2和第三开关管S3的开/关同步。即第一整流管SR1和第四整流管SR4是同时开或者同时关的，第二整流管SR2和第三整流管SR3是同时开或者同时关的，第一开关管S1和第四开关管S4是同时开或者同时关的，第二开关管S2和第三开关管S3是同时开或者同时关的。
如图7所示，原边开关线路包括：第一开关管S1和第二开关管S2；副边整流线路包括：第一整流管SR1和第二整流管SR2。
控制副边整流线路的开关管超前原边开关线路的开关管开通预设角度包括：控制第一整流管SR1提前第一开关管S1开通预设角度；控制第二整流管SR2提前第二开关管S2开通预设角度。
如图7所示，当拓扑工作在欠谐振且开关频率低到一定值时，如果需要进一步提高谐振变换器增益，可固定原边开关管的频率，通过提前开通对应的整流管实现。具体的，当输入掉电后，先调节第一整流管SR1、第一开关管S1、第二整流管SR2、第二整流管S2的开关频率，当第一整流管SR1、第一开关管S1、第二整流管SR2、第二整流管S2的开关频率下降至设定值时，输入电容的电压仍持续下降，则此时，控制第一整流管SR1提前于第一开关管S1开通，第二整流管SR2提前于第二开关管S2开通，其中，所提前开通的预设角度均为θ。
如图8所示，原边开关线路包括：第一开关管S1和第二开关管S2；副边整流线路包括：第一整流管SR1、第二整流管SR2、第三整流管SR3和第四整流管SR4。
控制副边整流线路的开关管超前原边开关线路的开关管开通预设角度包括：控制第一整流管SR1超前第一开关管S1开通预设角度，控制第二整流管SR2超前第二开关管S2开通预设角度。
如图8所示，当拓扑工作在欠谐振且开关频率低到一定值时，如果需要进一步提高谐振变换器增益，可固定原边开关管的频率，通过提前开通对应的整流管实现。具体的，当输入掉电后，先调节第一整流管SR1、第二整流管SR2、第三整流管SR3、第四整流管SR4、第一开关管S1和第二开关管S2的开关频率，当第一整流管SR1、第二整流管SR2、第三整流管SR3、第四整流管SR4、第一开关管S1和第二开关管S2的开关频率降低到设定值时，输入电容的电压仍持续下降，则此时，控制第一整流管SR1提前于第一开关管S1开通，第二整流管SR2提前于第二开关管S2开通，其中，所提前开通的预设角度均为θ。
如图9所示，原边开关线路包括：第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3和第四开关管S4；副边整流线路包括：第一整流管SR1和第二整流管SR2。
控制副边整流线路的开关管超前原边开关线路的开关管开通预设角度包括：控制第一整流管SR1超前第一开关管S1开通预设角度，控制第二整流管SR2超前第二开关管S2开通预设角度。
如图9所示，当拓扑工作在欠谐振时，如果需要进一步提高环路增益，可固定原边开关管的频率，通过提前开通对应的整流管实现。具体的，当输入掉电后，先调节第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第一整流管SR1和第二整流管SR2的开关频率，当第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第一整流管SR1和第二整流管SR2的开关频率下降至设定值时，输入电容的电压仍持续下降，则此时，控制第一整流管SR1提前于第一开关管S1开通，第二整流管SR2提前于第二开关管S2开通，其中，所提前开通的预设角度均为θ。其中，第一开关管S1和第四开关管S4的开/关同步，第二开关管S2和第三开关管S3的开/关同步。第一开关管S1和第四开关管S4是同时开或者同时关的，第二开关管S2和第三开关管S3是同时开或者同时关的。
具体的，如图5所示，通过控制副边整流管提前于原边开关管开通预设角度，可以达到提高谐振变换器增益的目的。
当输入电压在保持时间T内恢复到正常电压时，会在输入电容上有较大的电压突变，导致输出电压的波动，本发明通过采样输入电压并加入控制中进行反馈控制，再调节谐振控制器的θ角度或原边的开关频率，达到稳定输出电压的效果。可选的，本发明实施例中，图10-图12中的控制器包括但不限于一个或者两个，N个极点M个零点的补偿。
本发明实施例可以增大谐振变换器的最大增益，同时又不需要改变谐振器的谐振电感，激励电感，谐振电容参数，同样的，本发明实施例提供的控制方法还可以用于宽输出电压范围的情况，在输入电压稳定的情况下，可以提高输出电压的范围，实现宽的输出电压范围。
另外，本发明实施例同时采样输入电压或输出电流做前馈来控制预设角度和开关频率，在输入从掉电到恢复(ride through)的时候或者输出负载突变时，能很好的稳定输出电压，提高电源的动态特性。
本说明书中各个实施例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部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
实时监测输入电压，并获取输入电压采样信号；
根据所述输入电压采样信号判断电源的输入端是否掉电；
若是，调节原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率，以稳定输出电压；
在所述原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率达到设定值时，判断增益是否需要继续增加；
若是，控制所述副边整流线路的开关管超前所述原边开关线路的开关管开通预设角度。
2.根据权利要求1所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
实时监测输出电压，并获取输出电压采样信号；
实时监测输入电压，并获取所述输入电压采样信号；
实时监测输入电压，并获取所述输入电压采样信号；
根据所述输出电压采样信号，获得输出电压反馈信号；
根据所述输入电压采样信号，获得输入电压前馈信号；
根据所述输出电流采样信号，获得输出电流前馈信号；
根据所述输出电压反馈信号、所述输入电压前馈信号和所述输出电流前馈信号，调节所述原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率和/或调节所述预设角度。
3.根据权利要求2所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述输出电压反馈信号、所述输入电压前馈信号和所述输出电流前馈信号，确定所述预设角度和所述开关频率。
4.根据权利要求1所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
实时监测输出电压，并获取输出电压采样信号；
实时监测输入电压，并获取所述输入电压采样信号；
根据所述输出电压采样信号，获得输出电压反馈信号；
根据所述输入电压采样信号，获得输入电压前馈信号；
根据所述输出电压反馈信号和所述输入电压前馈信号，调节所述原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率和/或调节所述预设角度。
5.根据权利要求4所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
根据所述输出电压反馈信号和所述输入电压前馈信号，确定所述预设角度和所述开关频率。
6.根据权利要求1所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
实时监测输出电压，并获取输出电压采样信号；
实时监测输入电压，并获取所述输入电压采样信号；
根据所述输出电压反馈信号和所述输出电流前馈信号，调节所述原边开关线路的开关管和副边整流线路的开关管的开关频率和/或调节所述预设角度。
7.根据权利要求6所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
根据所述输出电压反馈信号和所述输出电流前馈信号，确定所述预设角度和所述开关频率。
8.根据权利要求2-7任一项所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，其特征在于，所述根据所述输出电压采样信号，获得输出电压反馈信号包括：
将所述输出电压采样信号与参考电压进行比较，获得比较信号；
对所述比较信号进行计算处理，获得所述输出电压反馈信号。
9.根据权利要求8所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，其特征在于，所述将所述输出电压采样信号与参考电压进行比较，获得比较信号包括：
将所述参考电压与所述输出电压采样信号中的电压值作差，获得所述参考电压与所述输出电压采样信号中的电压值的差值；
所述参考电压与所述输出电压采样信号中的电压值的差值为所述比较信号。
10.根据权利要求1所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，其特征在于，所述原边开关线路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；所述副边整流线路包括：第一整流管、第二整流管、第三整流管和第四整流管；
所述控制所述副边整流线路的开关管超前所述原边开关线路的开关管开通预设角度包括：
控制所述第一整流管超前所述第一开关管开通预设角度，控制所述第二整流管超前所述第二开关管开通预设角度，控制所述第三整流管超前所述第三开关管开通预设角度，控制所述第四整流管超前所述第四开关管开通预设角度；
所述第一整流管和所述第四整流管的开/关同步，所述第二整流管和所述第三整流管的开/关同步，所述第一开关管和所述第四开关管的开/关同步，所述第二开关管和所述第三开关管的开/关同步。
11.根据权利要求1所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，其特征在于，所述原边开关线路包括：第一开关管和第二开关管；所述副边整流线路包括：第一整流管和第二整流管；
所述控制所述副边整流线路的开关管超前所述原边开关线路的开关管开通预设角度包括：
控制所述第一整流管超前所述第一开关管开通预设角度，控制所述第二整流管超前所述第二开关管开通预设角度。
12.根据权利要求1所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，其特征在于，所述原边开关线路包括：第一开关管和第二开关管；所述副边整流线路包括：第一整流管、第二整流管、第三整流管和第四整流管；
所述控制所述副边整流线路的开关管超前所述原边开关线路的开关管开通预设角度包括：
控制所述第一整流管超前所述第一开关管开通预设角度，控制所述第二整流管超前所述第二开关管开通预设角度；
所述第一整流管和所述第四整流管的开/关同步，所述第二整流管和所述第三整流管的开/关同步。
13.根据权利要求1所述的提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法，其特征在于，所述原边开关线路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；所述副边整流线路包括：第一整流管和第二整流管；
所述控制所述副边整流线路的开关管超前所述原边开关线路的开关管开通预设角度包括：
控制所述第一整流管超前所述第一开关管开通预设角度，控制所述第二整流管超前所述第二开关管开通预设角度；
所述第一开关管和所述第四开关管的开/关同步，所述第二开关管和所述第三开关管的开/关同步。
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