CN116455231A - 模态切换的控制方法、系统、计算机设备及存储介质 - Google Patents

模态切换的控制方法、系统、计算机设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN116455231A
CN116455231A CN202310341224.8A CN202310341224A CN116455231A CN 116455231 A CN116455231 A CN 116455231A CN 202310341224 A CN202310341224 A CN 202310341224A CN 116455231 A CN116455231 A CN 116455231A
Authority
CN
China
Prior art keywords
input voltage
mode
resonant converter
error
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310341224.8A
Other languages
English (en)
Inventor
陈荟宇
马守栋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mornsun Guangzhou Science and Technology Ltd
Original Assignee
Mornsun Guangzhou Science and Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mornsun Guangzhou Science and Technology Ltd filed Critical Mornsun Guangzhou Science and Technology Ltd
Priority to CN202310341224.8A priority Critical patent/CN116455231A/zh
Publication of CN116455231A publication Critical patent/CN116455231A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573Full-bridge at primary side of an isolation transformer
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0025Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/01Resonant DC/DC converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33571Half-bridge at primary side of an isolation transformer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明公开了一种模态切换的控制方法、系统、计算机设备及存储介质,应用于工作模态包括全桥LLC模态和半桥LLC模态的谐振变换器,该控制方法根据谐振变换器的输入电压、输出电压及输出电压,进行控制量的调整,再根据误差量判断,对控制量进行二次调整,再进行环路计算。本发明提出的模态切换控制方法具有更高的实用性与可靠性,不需要增加硬件电路,可直接通过控制器软件编程实现,控制方法灵活性更强,本发明能够提供更宽的输入输出电压范围,能够在模式切换的过程中,具有较短的恢复时间和良好的电压过欠冲,减小了器件应力,使系统具有更好的动态特性。

Description

模态切换的控制方法、系统、计算机设备及存储介质
技术领域
本发明属于电力电子技术领域,尤其涉及一种模态切换的控制方法、系统、计算机设备及存储介质。
背景技术
LLC谐振变换器具有良好的软开关特性,广泛应用于电力电子各个领域,但传统LLC电路增益范围相对较小,为拓宽LLC电路增益范围,业内常用措施之一为在LLC谐振腔内加入钳位支路,组成钳位LLC电路。为进一步提升钳位LLC电路的增益范围或保证宽输入范围的高效率,通过对全桥桥臂管控制,将全桥结构切换为半桥结构,再加上钳位LLC模态,可以组成四种工作模态:根据输入输出电压特性,在高压段输入工作全桥工作模态,根据输出电压高低,全桥工作模态又可以工作在传统LLC的PFM状态和LLC的钳位PWM状态;在低压段输入工作全桥工作模态,根据输出电压高低,半桥工作模态又可以工作在传统LLC的PFM状态和半桥LLC的钳位PWM状态。
通常通过输入设定阈值来确定全半桥切换,对于LLC拓扑增益来说,进行全半桥切换其增益会发生突变,通过传统闭环环路控制方法达到最终稳定状态,会引起较长的恢复时间和较大的输出电压过欠冲,同时会造成较大的开关器件电压应力。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术中至少一种缺陷,鉴于此,提供一种模态切换的控制方法、系统、计算机设备及存储介质,使得谐振变换器在模态切换后能快速达到稳定状态,提高系统的动态性能和可靠性。
本发明采用以下技术方法:
第一方面,提供一种模态切换的控制方法,应用于谐振变换器,所述谐振变换器的工作模态包括全桥LLC模态和半桥LLC模态;
所述控制方法包括:
S100.实时采集输入电压、输出电压和输出电流,执行步骤S200;
S200.判断所述输入电压是否处于设定输入电压范围,若是,则直接执行步骤S400,若否,则切换所述谐振变换器的工作模态,并调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,执行步骤S300,其中,设定的控制量由切换后的工作模态、额定输出电压及输出电流确定;
S300.对当前所述输出电压与对应的设定输出电压进行差值运算,判断得到的差值是否处于设定误差范围内,若是,则直接执行步骤S400,若否,则调整所述设定的控制量,再执行步骤S400;
S400.进行数字闭环环路计算得到稳态的控制量。
优选地,所述设定输入电压范围的最大值为第一设定输入电压,最小值为第二设定输入电压;步骤S200中判断所述输入电压是否处于设定输入电压范围,若是,则直接执行步骤S400,若否,则切换所述谐振变换器的工作模态,并调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,执行步骤S300,具体包括:
S201.判断所述输入电压是否大于所述第一设定输入电压,若是,则切换所述谐振变换器的工作模态为半桥LLC模态,并调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,执行步骤S300,若否,则执行步骤S202;
S202.判断所述输入电压是否小于所述第二设定输入电压,若是,则切换所述谐振变换器的工作模态为全桥LLC模态,并调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,执行步骤S300,若否,则执行步骤S400。
优选地,所述设定误差范围的最大值为第一设定误差值,最小值为第二设定误差值;步骤S300中判断得到的差值是否处于设定误差范围内,若是,则直接执行步骤S400,若否,则调整所述设定的控制量,再执行步骤S400,具体包括:
S301.判断得到的差值是否大于第一设定误差值,若是,则减小所述设定的控制量,若否,则执行步骤S302;
S302.判断得到的差值是否小于第二设定误差值,若是,则增大所述设定的控制量,若否,则执行步骤S400。
优选地,所述谐振变换器包括逆变电路和LLC谐振腔,控制量用于控制所述逆变电路中的开关管和所述LLC谐振腔中的钳位管的开通时间。
优选地,所述控制量为开关管和/或钳位管的工作频率和/或占空比。
第二方面,提供一种模态切换的控制系统,应用于谐振变换器,所述谐振变换器的工作模态包括全桥LLC模态和半桥LLC模态;
所述系统包括:
数据采集模块,用于实时采集输入电压、输出电压和输出电流;
输入电压判断模块,用于判断所述输入电压是否处于设定输入电压范围;
模态及控制量调整模块,用于当所述输入电压判断模块判定输入电压不处于设定输入电压范围时,切换所述谐振变换器的工作模态,并调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,其中,设定的控制量由切换后的工作模态、额定输出电压及输出电流确定;
差值运算模块,用于当模态及控制量调整模块调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,对当前所述输出电压与对应的设定输出电压进行差值运算,得到对应的差值;
误差判断模块,用于判断所述差值是否处于设定误差范围内;
控制量微调模块,用于当所述误差判断模块判定所述差值不处于设定误差范围内时,调整所述设定的控制量;
环路计算模块,用于当所述输入电压判断模块判定输入电压处于设定输入电压范围时,或者,当所述误差判断模块判定所述差值处于设定误差范围内时,或者,在所述控制量微调模块调整所述设定的控制量后,进行数字闭环环路计算得到稳态的控制量。
优选地,所述设定输入电压范围的最大值为第一设定输入电压,最小值为第二设定输入电压;所述输入电压判断模块,用于判断所述输入电压是否处于设定输入电压范围,具体包括:
输入电压判断模块,用于判断所述输入电压是否大于所述第一设定输入电压,或是否小于所述第二设定输入电压,若是,则判定所述输入电压不处于所述设定输入电压范围内,若否,则判定所述输入电压处于所述设定输入电压范围内;
模态及控制量调整模块用于当所述输入电压判断模块判定输入电压不处于设定输入电压范围时,切换所述谐振变换器的工作模态,具体包括:
模态及控制量调整模块,用于当所述输入电压判断模块判定所述输入电压大于所述第一设定输入电压时,切换所述谐振变换器的工作模态为半桥LLC模态,或者,当所述输入电压判断模块判定所述输入电压小于所述第二设定输入电压时,切换所述谐振变换器的工作模态为全桥LLC模态。
优选地,所述设定误差范围的最大值为第一设定误差值,最小值为第二设定误差值;所述误差判断模块用于判断所述差值是否处于设定误差范围内,具体包括:
所述误差判断模块,用于判断所述差值是否大于所述第一设定误差值,或者,是否小于所述第二误差值,若是,则判定所述差值不处于所述设定误差范围内,若否,则判定所述差值处于所述设定误差范围内;
所述控制量微调模块调整所述设定的控制量,具体包括:
当所述误差判断模块判定所述差值大于所述第一设定误差值时,减小所述设定的控制量;
当所述误差判断模块判定所述差值小于所述第二设定误差值时,增大所述设定的控制量。
第三方面,提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述控制方法的步骤。
第四方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述控制方法的步骤。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明通过对输入电压、输出电压和输出电流的采集,确定稳态下控制量与负载信息的关系,在切换过程时,直接对控制量进行修改,减小了传统闭环控制在全半桥模态控制下引起的较大过欠冲问题,减小了开关器件的电压应力,缩短了过欠冲恢复时间,提升系统的动态特性,该控制方法通过软件实现不需要额外硬件成本,在同等性能下,降低了系统成本。
附图说明
图1为本发明所述谐振变换器的结构示意图;
图2为本发明所述模态切换的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式和说明书附图对本发明及其有益效果作进一步详细说明,但是,本发明的具体实施方式并不局限于此。
如图1所示,为适用本方法发明的宽范围多模态的谐振变换器,包括从输入到输出依次连接的逆变电路10、LLC谐振腔20、变压器T和整流网络30,Vin为宽范围谐振变换器的输入电源,R0为变换器的输出负载。
逆变电路10包括开关管S1、开关管S2、开关管S3和开关管S4;LLC谐振腔20包括谐振电感Lr、励磁电感Lm和谐振电容Cr,还增设由开关管S5、开关管S6构成的钳位支路;整流网络30包括同步整流管SR1、SR2和滤波电容C0;逆变电路10的开关管S1或开关管S4与同步整流管SR1有对应关系,逆变电路10的开关管S3或开关管S2与同步整流管SR2有对应关系。
开关管S1的漏极连于开关管S2的漏极和输入电源Vin的正端,开关管S1的源极连于开关管S3的漏极和谐振电容Cr的一端,谐振电容Cr的另一端连于谐振电感Lr的一端和开关管S5的漏极,谐振电感Lr的另一端连于励磁电感Lm的一端和变压器T原边绕组Np的同名端,变压器T原边绕组Np的异名端连于励磁电感Lm的另一端、开关管S2的源极、开关管S4的漏极、开关管S6的漏极,开关管S4的源极连于开关管S3的源极和输入电源Vin的负极,开关管S6的源极连于开关管S5的源极;变压器T的第一副边绕组的同名端连于副边同步整流管SR2的漏极,同步整流管SR2的源极连于同步整流管SR1的源极、滤波电容Co的一端和输出负载Ro的负极,变压器T的第二副边绕组的异名端连于副边同步整流管SR1的漏极,变压器T的第一副边绕组的异名端与变压器T的第二副边绕组的同名端相连,并一起连于滤波电容Co的另一端和输出负载Ro的正极。
第一实施例
宽范围谐振变换器在传统谐振电路的谐振腔增设钳位支路,改单一变频PFM控制为多模态切换控制,具体为:
在输入电压低压段,使其工作在变频PFM模态,此时开关管S5~S6持续关断,通过调节开关管S1~S4的开关频率大小以实现输出电压V0的控制;在输入电压高压段,使其工作在定频PWM模态,此时固定开关管S1~S6的开关频率相等,开关管S1和开关管S5互补导通,开关管S2和开关管S6互补导通,通过调节开关管S1的占空比大小实现输出电压V0的控制。
具体地,上述控制方法由控制方通过软件编程实现,通过对多模态谐振变换器在模态切换条件进行判断并进行控制量修改,以保证变换器模态切换控制的高效可靠。
具体的,对谐振变换器进行模态切换并修改控制量的控制方法包括如下步骤:
S100.实时采集输入电压、输出电压和输出电流,执行步骤S200;
S200.判断所述输入电压是否处于设定输入电压范围,若是,则直接执行步骤S400,若否,则切换所述谐振变换器的工作模态,并调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,执行步骤S300,其中,设定的控制量由切换后的工作模态、额定输出电压及输出电流确定;
具体的,所述设定输入电压范围的最大值为第一设定输入电压,最小值为第二设定输入电压,步骤S200具体包括如下步骤:
S201.判断所述输入电压是否大于所述第一设定输入电压,若是,则切换所述谐振变换器的工作模态为半桥LLC模态,并调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,执行步骤S300,若否,则执行步骤S202;
S202.判断所述输入电压是否小于所述第二设定输入电压,若是,则切换所述谐振变换器的工作模态为全桥LLC模态,并调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,执行步骤S300,若否,则执行步骤S400。
S300.对当前所述输出电压与对应的设定输出电压进行差值运算,判断得到的差值是否处于设定误差范围内,若是,则直接执行步骤S400,若否,则调整所述设定的控制量,再执行步骤S400;
具体的,所述设定误差范围的最大值为第一设定误差值,最小值为第二设定误差值;步骤S300,具体包括:
S301.判断得到的差值是否大于第一设定误差值,若是,则减小所述设定的控制量,若否,则执行步骤S302;
S302.判断得到的差值是否小于第二设定误差值,若是,则增大所述设定的控制量,若否,则执行步骤S400。
S400.进行数字闭环环路计算得到稳态的控制量。
具体的,所述控制量为开关管和/或钳位管的工作频率和/或占空比,具体根据实际需求进行选择,控制量用于控制所述逆变电路中的开关管和所述LLC谐振腔中的钳位管的开通时间。在具体实施过程中,每当控制量调整或数字闭环环路计算稳态的控制量时,实时根据调整后的控制量控制谐振变换器中的开关管和钳位管的导通时间,从而实现输出电压Vo的控制。
该控制方法实施具体实施过程如下:
通过采集输入电压Vin和负载信息(输出电压Vout和输出电流Io),当输入电压Vin大于第一输入设定电压时,此时系统增益已经超过全桥模态下的最小增益,为保证对输出电压Vo的稳定控制,此时谐振变换器需要切换到半桥工作模式。由于全桥切换为半桥存在较大的增益突变,从全桥开关管开通时间的控制量变成半桥稳态开关管开通时间的控制量,采用传统数字闭环控制方法会有较长时间的过欠冲,多模态谐振变换器在对应的第一设定输入电压下,在额定输出电压情况下和负载情况下,对应的开关管控制量具有唯一性和单一性,对于控制系统而言,可以建立开关控制量在半桥状态下的第一设定输入电压及额定输出电压确定情况下,与对应负载的控制关系,并将该控制关系作为系统在该状态下的设定控制量关系,该关系为该状态下稳态参考信息。第一设定输入电压在半桥LLC模态下,在额定输出电压和负载情况下,通过第一设定输入电压在半桥LLC模态对应负载(实际输出电流和额定输出电压)的设定的控制量关系,直接将控制量修改为当前第一设定输入电压在半桥LLC模态对应负载的设定的控制量,减少了模态切换的时间,在控制量修改为当前第一设定输入电压在半桥对应负载的设定的控制量时,开关管和钳位管的导通时间也随即改变,然后根据此时输出电压和设定电压的差值进行误差判断,其中,设定的控制量为第一设定输入电压、实际输出电流和额定输出电压三者对应的唯一的控制量,即第一控制量;根据此时输出电压和设定电压的差值进行误差判断,具体包括:
对当前实际输出电压和设定输出电压进行差值运算,当差值大于所设定的第一误差量,减小所设定的控制量完成第二次修改,开关管和钳位管的导通时间也随即改变,修改后再进行数字闭环环路计算,最终系统达到稳定状态。
对当前实际输出电压和设定输出电压进行差值运算,当差值小于所设定的第二误差量,增大所设定的控制量完成第二次修改,开关管和钳位管的导通时间也随即改变,修改后再进行数字闭环环路计算,最终系统达到稳定状态。
通过采集输入电压Vin和负载信息(输出电压Vout和输出电流Io),当输入Vin小于第二设定电压值,此时系统增益已经超过半桥LLC模态下的最大增益,为保证对输出电压Vo的稳定控制,此时谐振变换器需要切换到全桥工作模式。由于半桥切换为全桥存在较大的增益突变,从半桥开关管开通时间的控制量变成全桥稳态开关管开通时间的控制量,采用数字闭环控制方法会有较长时间的过欠冲。多模态谐振变换器在对应的第二设定输入电压,额定输出电压和负载信息,对应的开关管控制量具有唯一性和单一性,对于控制系统而言,可以建立开关控制量在全桥状态、第二设定输入电压、额定输出电压和对应负载的控制关系,作为系统在该状态下的设定控制量关系,该关系为稳态参考信息。通过第二设定输入电压在全桥LLC模态下,额定输出电压情况下和负载的设定的控制量关系,直接将控制量修改为当前第二设定输入电压在全桥LLC模态对应负载的设定的控制量,减少了模态切换的时间,在控制量修改为当前第二设定输入电压在全桥LLC模态下额定输出电压下,对应负载的设定的控制量时,开关管和钳位管的导通时间也随即改变,然后据据此时输出电压和设定电压的差值进行误差判断,其中,设定的控制量为第二设定输入电压、实际输出电流和额定输出电压三者对应的唯一的控制量,即第二控制量;根据此时输出电压和设定电压的差值进行误差判断,具体包括:
对当前实际输出电压和设定输出电压进行差值运算,当差值大于所设定的第一误差量,减小所设定的控制量完成第二次修改,开关管和钳位管的导通时间也随即改变,修改后再进行数字闭环环路计算,最终系统达到稳定状态。
对当前实际输出电压和设定电压进行差值运算,当差值小于于所设定的第二误差量,增大所设定的控制量完成第二次修改,开关管和钳位管的导通时间也随即改变,修改后再进行数字闭环环路计算,最终系统达到稳定状态。
具体的,在具体实施过程中,数字闭环环路计算为,采集输出电压和系统内部参考作比较,得到误差量,再根据误差量采用常见的PI算法,也可以选择PID算法,得到对应的开关管控制量,详细的计算过程在此不再赘述。
第二实施例
在本实施例中,提供一种模态切换的控制系统,应用于谐振变换器,所述谐振变换器的工作模态包括全桥LLC模态和半桥LLC模态;
所述系统包括:
数据采集模块,用于实时采集输入电压、输出电压和输出电流;
输入电压判断模块,用于判断所述输入电压是否处于设定输入电压范围;
模态及控制量调整模块,用于当所述输入电压判断模块判定输入电压不处于设定输入电压范围时,切换所述谐振变换器的工作模态,并调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,其中,设定的控制量由切换后的工作模态、额定输出电压及输出电流确定;
差值运算模块,用于当模态及控制量调整模块调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,对当前所述输出电压与对应的设定输出电压进行差值运算,得到对应的差值;
误差判断模块,用于判断所述差值是否处于设定误差范围内;
控制量微调模块,用于当所述误差判断模块判定所述差值不处于设定误差范围内时,调整所述设定的控制量;
环路计算模块,用于当所述输入电压判断模块判定输入电压处于设定输入电压范围时,或者,当所述误差判断模块判定所述差值处于设定误差范围内时,或者,在所述控制量微调模块调整所述设定的控制量后,进行数字闭环环路计算得到稳态的控制量。
在本实施例中,所述设定输入电压范围的最大值为第一设定输入电压,最小值为第二设定输入电压;所述输入电压判断模块,用于判断所述输入电压是否处于设定输入电压范围,具体包括:
输入电压判断模块,用于判断所述输入电压是否大于所述第一设定输入电压,或是否小于所述第二设定输入电压,若是,则判定所述输入电压不处于所述设定输入电压范围内,若否,则判定所述输入电压处于所述设定输入电压范围内;
模态及控制量调整模块用于当所述输入电压判断模块判定输入电压不处于设定输入电压范围时,切换所述谐振变换器的工作模态,具体包括:
模态及控制量调整模块,用于当所述输入电压判断模块判定所述输入电压大于所述第一设定输入电压时,切换所述谐振变换器的工作模态为半桥LLC模态,或者,当所述输入电压判断模块判定所述输入电压小于所述第二设定输入电压时,切换所述谐振变换器的工作模态为全桥LLC模态。
在本实施例中,所述设定误差范围的最大值为第一设定误差值,最小值为第二设定误差值;所述误差判断模块用于判断所述差值是否处于设定误差范围内,具体包括:
所述误差判断模块,用于判断所述差值是否大于所述第一设定误差值,或者,是否小于所述第二误差值,若是,则判定所述差值不处于所述设定误差范围内,若否,则判定所述差值处于所述设定误差范围内;
所述控制量微调模块调整所述设定的控制量,具体包括:
当所述误差判断模块判定所述差值大于所述第一设定误差值时,减小所述设定的控制量;
当所述误差判断模块判定所述差值小于所述第二设定误差值时,增大所述设定的控制量。
具体的,所述控制量为开关管和/或钳位管的工作频率和/或占空比,所述谐振变换器包括逆变电路和LLC谐振腔,控制量用于控制所述逆变电路中的开关管和所述LLC谐振腔中的钳位管的开通时间。
本实施例所述控制系统的工作原理与第一实施例相同,在此不再赘述。
第三实施例
在本实施例中,提供一种计算机设备,该计算机设备可以是终端,该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力,存储器包括非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境,通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信,无线方式可以通过WiFi、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现第一实施例所述的一种模态切换的控制方法。
第四实施例
在本实施例中,提供一种计算机设备可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现第一实施例所述的一种模态切换的控制方法。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种模态切换的控制方法,应用于谐振变换器,所述谐振变换器的工作模态包括全桥LLC模态和半桥LLC模态;
其特征在于,所述控制方法包括:
S100.实时采集输入电压、输出电压和输出电流,执行步骤S200;
S200.判断所述输入电压是否处于设定输入电压范围,若是,则直接执行步骤S400,若否,则切换所述谐振变换器的工作模态,并调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,执行步骤S300,其中,设定的控制量由切换后的工作模态、额定输出电压及输出电流确定;
S300.对当前所述输出电压与对应的设定输出电压进行差值运算,判断得到的差值是否处于设定误差范围内,若是,则直接执行步骤S400,若否,则调整所述设定的控制量,再执行步骤S400;
S400.进行数字闭环环路计算得到稳态的控制量。
2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述设定输入电压范围的最大值为第一设定输入电压,最小值为第二设定输入电压;步骤S200中判断所述输入电压是否处于设定输入电压范围,若是,则直接执行步骤S400,若否,则切换所述谐振变换器的工作模态,并调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,执行步骤S300,具体包括:
S201.判断所述输入电压是否大于所述第一设定输入电压,若是,则切换所述谐振变换器的工作模态为半桥LLC模态,并调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,执行步骤S300,若否,则执行步骤S202;
S202.判断所述输入电压是否小于所述第二设定输入电压,若是,则切换所述谐振变换器的工作模态为全桥LLC模态,并调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,执行步骤S300,若否,则执行步骤S400。
3.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述设定误差范围的最大值为第一设定误差值,最小值为第二设定误差值;步骤S300中判断得到的差值是否处于设定误差范围内,若是,则直接执行步骤S400,若否,则调整所述设定的控制量,再执行步骤S400,具体包括:
S301.判断得到的差值是否大于第一设定误差值,若是,则减小所述设定的控制量,若否,则执行步骤S302;
S302.判断得到的差值是否小于第二设定误差值,若是,则增大所述设定的控制量,若否,则执行步骤S400。
4.根据权利要求1-3任一项所述的控制方法,其特征在于,所述谐振变换器包括逆变电路和LLC谐振腔,控制量用于控制所述逆变电路中的开关管和所述LLC谐振腔中的钳位管的开通时间。
5.根据权利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述控制量为开关管和/或钳位管的工作频率和/或占空比。
6.一种模态切换的控制系统,应用于谐振变换器,所述谐振变换器的工作模态包括全桥LLC模态和半桥LLC模态;
其特征在于,所述系统包括:
数据采集模块,用于实时采集输入电压、输出电压和输出电流;
输入电压判断模块,用于判断所述输入电压是否处于设定输入电压范围;
模态及控制量调整模块,用于当所述输入电压判断模块判定输入电压不处于设定输入电压范围时,切换所述谐振变换器的工作模态,并调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,其中,设定的控制量由切换后的工作模态、额定输出电压及输出电流确定;
差值运算模块,用于当模态及控制量调整模块调整所述谐振变换器的控制量为设定的控制量,对当前所述输出电压与对应的设定输出电压进行差值运算,得到对应的差值;
误差判断模块,用于判断所述差值是否处于设定误差范围内;
控制量微调模块,用于当所述误差判断模块判定所述差值不处于设定误差范围内时,调整所述设定的控制量;
环路计算模块,用于当所述输入电压判断模块判定输入电压处于设定输入电压范围时,或者,当所述误差判断模块判定所述差值处于设定误差范围内时,或者,在所述控制量微调模块调整所述设定的控制量后,进行数字闭环环路计算得到稳态的控制量。
7.根据权利要求6所述的控制系统,其特征在于,所述设定输入电压范围的最大值为第一设定输入电压,最小值为第二设定输入电压;所述输入电压判断模块,用于判断所述输入电压是否处于设定输入电压范围,具体包括:
输入电压判断模块,用于判断所述输入电压是否大于所述第一设定输入电压,或是否小于所述第二设定输入电压,若是,则判定所述输入电压不处于所述设定输入电压范围内,若否,则判定所述输入电压处于所述设定输入电压范围内;
模态及控制量调整模块用于当所述输入电压判断模块判定输入电压不处于设定输入电压范围时,切换所述谐振变换器的工作模态,具体包括:
模态及控制量调整模块,用于当所述输入电压判断模块判定所述输入电压大于所述第一设定输入电压时,切换所述谐振变换器的工作模态为半桥LLC模态,或者,当所述输入电压判断模块判定所述输入电压小于所述第二设定输入电压时,切换所述谐振变换器的工作模态为全桥LLC模态。
8.根据权利要求6所述的控制系统,其特征在于,所述设定误差范围的最大值为第一设定误差值,最小值为第二设定误差值;所述误差判断模块用于判断所述差值是否处于设定误差范围内,具体包括:
所述误差判断模块,用于判断所述差值是否大于所述第一设定误差值,或者,是否小于所述第二误差值,若是,则判定所述差值不处于所述设定误差范围内,若否,则判定所述差值处于所述设定误差范围内;
所述控制量微调模块调整所述设定的控制量,具体包括:
当所述误差判断模块判定所述差值大于所述第一设定误差值时,减小所述设定的控制量;
当所述误差判断模块判定所述差值小于所述第二设定误差值时,增大所述设定的控制量。
9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
CN202310341224.8A 2023-03-31 2023-03-31 模态切换的控制方法、系统、计算机设备及存储介质 Pending CN116455231A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310341224.8A CN116455231A (zh) 2023-03-31 2023-03-31 模态切换的控制方法、系统、计算机设备及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310341224.8A CN116455231A (zh) 2023-03-31 2023-03-31 模态切换的控制方法、系统、计算机设备及存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116455231A true CN116455231A (zh) 2023-07-18

Family

ID=87134918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310341224.8A Pending CN116455231A (zh) 2023-03-31 2023-03-31 模态切换的控制方法、系统、计算机设备及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116455231A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10587201B1 (en) Method for controlling smooth switching of operation direction of bidirectional resonant CLLC circuit
JP5807658B2 (ja) 電力変換装置及び電力変換方法
US11569731B2 (en) Control method for an AC-DC conversion circuit
JP2013021861A (ja) 電源装置及びその制御方法
CN115378257B (zh) 四开关Buck-Boost变换器的控制系统及方法
JP5136093B2 (ja) Dc−dcコンバータの制御装置
CN110401337B (zh) 一种移相全桥变换器及其软启动方法与装置
CN112994190B (zh) 一种光伏充电模块的控制方法及其控制装置
CN112803740B (zh) 混合型输入串联输出并联直流变压器的软启动方法及系统
CN112087140B (zh) 一种多模式自动切换的两级谐振dc-dc转换器
CN114189166A (zh) 轻载控制电路、方法及谐振变换器
CN111130358B (zh) 一种具有宽输出电压的双有源桥直流变换器的参数算法
CN116613993A (zh) 一种谐振变换器的控制方法、电路及谐振变换器
CN115360892B (zh) 一种应用于dc-dc变换器的低纹波控制方法
CN116455231A (zh) 模态切换的控制方法、系统、计算机设备及存储介质
CN110994986A (zh) 一种电源控制方法
CN114204819B (zh) 一种开机控制方法、系统、计算机设备及存储介质
CN113691137A (zh) 提高电源动态性能和延长输入掉电保持时间的控制方法
CN115118161A (zh) 三电平双向变换器中点电压平衡控制方法和装置
CN111614256B (zh) 一种非隔离dcdc谐振变换控制电路及控制方法
CN113690894A (zh) 电压调节电路及调压装置
CN113541487A (zh) 一种级联稳压正弦谐振的高压电源
WO2021110172A1 (zh) 功率变换器的bus电压均衡调节方法、功率变换器、存储介质及电子装置
CN116015072B (zh) 一种宽范围变换器的控制方法
CN110112906B (zh) 一种参数确定方法、装置、存储介质及开关电源

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination