CN117220479A

CN117220479A - 打嗝控制方法、装置、设备及存储介质

Info

Publication number: CN117220479A
Application number: CN202311112203.5A
Authority: CN
Inventors: 任天一; 徐江涛; 王腾飞
Original assignee: Sungrow Power Supply Co Ltd
Current assignee: Sungrow Power Supply Co Ltd
Priority date: 2023-08-29
Filing date: 2023-08-29
Publication date: 2023-12-12

Abstract

本发明涉及电力电子技术领域，公开了打嗝控制方法、装置、设备及存储介质，用于降低轻载或空载时谐振变换器的输出电压纹波。方法包括：当谐振变换器进入打嗝模式时，获取原始驱动波形；根据原始驱动波形确定打嗝占空比；根据打嗝占空比和预置的开关频率确定目标打嗝频率；通过预置电路基于目标打嗝频率和打嗝占空比生成控制信号；将控制信号和原始驱动波形进行融合，得到目标驱动波形，目标驱动波形用于驱动谐振变换器进行打嗝。

Description

打嗝控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种打嗝控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

常规谐振变换器通过调整开关频率调整电压增益，但是受到电感、变压器等磁件设计难度限制，开关频率范围通常在谐振频率附近，不可能无限制增大或减小。当开关频率达到设计最大值后，如果负载继续减轻，通常会使用打嗝的方法来减少周期内谐振变换器传递的能量，进而保证谐振变换器在轻载或空载下仍能使输出电压稳定在设定值。

现有方案是定义多个控制周期为1个打嗝周期，通过调整一个打嗝周期内工作的控制周期数量，实现对输出电压的调节，但通常1个软件控制周期又对应多个开关周期，因此软件实现方法会存在较大的输出电压纹波。

发明内容

本发明提供了一种打嗝控制方法、装置、设备及存储介质，用于降低轻载或空载时谐振变换器的输出电压纹波。

本发明实施例的第一方面提供一种打嗝控制方法，包括：当谐振变换器进入打嗝模式时，获取原始驱动波形；根据所述原始驱动波形确定打嗝占空比；根据所述打嗝占空比和预置的开关频率确定目标打嗝频率；通过预置电路基于所述目标打嗝频率和所述打嗝占空比生成控制信号；将所述控制信号和所述原始驱动波形进行融合，得到目标驱动波形，所述目标驱动波形用于驱动所述谐振变换器进行打嗝。

本发明实施例的第二方面提供了一种打嗝控制装置，包括：信号获取模块，用于当谐振变换器进入打嗝模式时，获取原始驱动波形；占空比确定模块，用于根据所述原始驱动波形确定打嗝占空比；频率确定模块，用于根据所述打嗝占空比和预置的开关频率确定目标打嗝频率；生成模块，用于通过预置电路基于所述目标打嗝频率和所述打嗝占空比生成控制信号；融合模块，用于将所述控制信号和所述原始驱动波形进行融合，得到目标驱动波形，所述目标驱动波形用于驱动所述谐振变换器进行打嗝。

本发明实施例的第三方面提供了一种打嗝控制设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述打嗝控制设备执行上述第一方面的打嗝控制方法。

本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的打嗝控制方法。

本发明实施例提供的技术方案中，当谐振变换器进入打嗝模式时，获取原始驱动波形；根据原始驱动波形确定打嗝占空比；根据打嗝占空比和预置的开关频率确定目标打嗝频率；通过预置电路基于目标打嗝频率和打嗝占空比生成控制信号；将控制信号和原始驱动波形进行融合，得到目标驱动波形，目标驱动波形用于驱动谐振变换器进行打嗝。本发明实施例，根据原始驱动波形确定打嗝占空比，并计算打嗝占空比对应的目标打嗝频率，通过硬件电路基于打嗝占空比和目标打嗝频率输出控制信号，将控制信号与原始驱动波形进行融合，得到用于驱动所述谐振变换器进行打嗝的目标驱动波形，降低轻载或空载时谐振变换器的输出电压纹波。

附图说明

图1为本发明实施例中打嗝控制方法的一个实施例示意图；

图2为本发明实施例中打嗝控制方法的另一个实施例示意图；

图3为本发明实施例中打嗝周期和控制周期的一个示意图；

图4为本发明实施例中打嗝周期和控制周期的另一个示意图；

图5为本发明实施例中打嗝周期和控制周期的另一个示意图；

图6为本发明实施例中打嗝控制装置的一个示意图；

图7为本发明实施例中打嗝控制设备的一个示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种打嗝控制方法、装置、设备及存储介质，用于降低轻载或空载时谐振变换器的输出电压纹波，降低了高打嗝频率时导致的直流偏置。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请参阅图1，本发明实施例提供的打嗝控制方法的一个流程图，具体包括：

101、当谐振变换器进入打嗝模式时，获取原始驱动波形。

原始驱动波形由数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)生成的电压信号，该电压信号为方波信号。

需要说明的是，在打嗝模式下，在打嗝占空比比较高时，在连续多个开关周期谐振变换器都处于工作状态，此时谐振变换器的输出电压Vo增大，在打嗝占空比比较低时，连续多个开关周期谐振变换器都处于封波状态，此时谐振变换器的输出电压Vo减小。

102、根据原始驱动波形确定打嗝占空比。

具体的，确定原始驱动波形的控制周期大小，并计算在控制周期大小内的高电平时长，计算高电平时长与控制周期的比值，得到打嗝占空比。

103、根据打嗝占空比和预置的开关频率确定目标打嗝频率。

根据打嗝占空比的所属占空比区间，然后基于所属占空比区间确定对应的打嗝频率，即目标打嗝频率，其中，占空比区间是基于预置的开关频率生成，例如,可以设置3个占空比区间，分别为[0,0.25),[0.25，0.5]，(0.5,1]。每一个占空比区间对应一个最优的目标打嗝频率。

104、通过预置电路基于目标打嗝频率和打嗝占空比生成控制信号。

需要说明的是，预置电路可以是外部电路，也可以是DSP结构中的一部分，即DSP通过调用内部资源，无需外部硬件电路，即可以生成控制信号。其中，控制信号为方波信号。

105、将控制信号和原始驱动波形进行融合，得到目标驱动波形，目标驱动波形用于驱动谐振变换器进行打嗝。

将控制信号和原始驱动波形进行逻辑运算，并将运算结果确定为驱动谐振变换器进行打嗝的目标驱动波形。

本发明实施例，将软件与硬件结合实现打嗝占空比和打嗝频率的灵活调整，既起到降低输出电压纹波的效果，又减轻了打嗝高频过高、打嗝占空比过小时造成的直流偏置过大的问题。

请参阅图2，本发明实施例提供的打嗝控制方法的另一个流程图，具体包括：

201、当谐振变换器进入打嗝模式时，获取原始驱动波形。

可选的，在步骤201之前，还可以包括：

根据预置的开关频率确定每个控制周期内的开关周期数量，开关周期数量为合数；根据开关周期数量确定最大打嗝周期数量；基于最大打嗝周期数量和开关周期数量进行比例系数的计算，得到第一系数。

例如，以每个控制周期T_ctrl对应8个开关周期T_s为例，那么开关周期数量为8，最大打嗝周期数量为4，那么经过计算，得到的比值为0.5，第一系数为0.5。

例如，以每个控制周期T_ctrl对应9个开关周期T_s为例，那么开关周期数量为9，最大打嗝周期数量为3，那么经过计算，得到的比值为1/3，第一系数为1/3。需要说明的是，控制周期中包含的开关周期数量必须是打嗝周期中包含的开关周期数量的整数倍。

可选的，在基于最大打嗝周期数量和开关周期数量进行比例系数的计算，得到第一系数之后，还包括：

根据预置的开关频率确定每个控制周期内的开关周期数量，开关周期数量为合数；根据开关周期数量确定最小打嗝周期数量；基于最小打嗝周期数量和开关周期数量进行比例系数的计算，得到第二系数。

例如，以每个控制周期T_ctrl对应8个开关周期T_s为例，那么开关周期数量为8，最小打嗝周期数量为2，那么经过计算，得到的比值为0.25，第一系数为0.25。

202、根据原始驱动波形确定打嗝占空比。

步骤201-202与步骤101-102类似，具体此处不再赘述。

203、判断打嗝占空比是否大于或等于第一阈值。

其中，第一阈值的取值可以根据实际情况进行设置，此处不做限定。

204、若打嗝占空比大于或等于第一阈值，则将预置的开关频率乘以第一系数，得到目标打嗝频率。

当打嗝占空比大于或等于第一阈值时，表示打嗝占空比比较高，需要将打嗝频率限制在一定范围内。例如，如图3所示，以每个控制周期T_ctrl对应8个开关周期T_s为例，当打嗝占空比D_brust大于0.5时，此时设置打嗝频率f_brust为0.5倍的开关频率f_s，此时，第一系数为0.5，f_brust＝0.5*f_s，即1个控制周期T_ctrl对应4个目标打嗝周期T_brust，使有效驱动均分在整段控制周期内，可显著降低输出电压纹波V_o。

205、若打嗝占空比小于第一阈值，则判断打嗝占空比是否大于或等于第二阈值，第二阈值小于第一阈值。

当打嗝占空比小于第一阈值时，需要进一步判断是否大于第二阈值。其中，第二阈值的取值需要比第一阈值小，且大于0。

206、若打嗝占空比大于或等于第二阈值，则将预置的开关频率乘以第二系数，得到目标打嗝频率。

例如，如图4所示，以每个控制周期T_ctrl对应8个开关周期T_s为例，当打嗝占空比D_brust大于0.25且小于0.5时，此时设置打嗝频率f_brust为0.25倍的开关频率f_s，此时，第二系数为0.25，f_brust＝0.25*f_s，即1个控制周期T_ctrl对应2个目标打嗝周期T_brust，使有效驱动均分为两份，并均匀分布在整段控制周期内，可显著降低输出电压纹波V_o。

207、若打嗝占空比小于第二阈值，则将预置的开关频率乘以第三系数，得到目标打嗝频率。

例如，如图5所示，以每个控制周期T_ctrl对应8个开关周期T_s为例，当打嗝占空比D_brust小于0.25时，此时设置打嗝频率f_brust为0.125倍的开关频率f_s，此时，第三系数为0.125，f_brust＝0.125*f_s，即1个控制周期T_ctrl对应1个目标打嗝周期T_brust，此时控制频率等于目标打嗝频率，即使打嗝占空比D_brust继续减小，打嗝频率f_brust也无需再减小了。

可选的，步骤205-207可以替换为如下步骤：

若打嗝占空比小于第一阈值，则将预置的开关频率乘以第四系数，得到目标打嗝频率。

其中，第四系数可以根据实际需要进行设置，例如，可以设置为0.25，这样，不管打嗝频率如何减小，都是按照1个控制周期T_ctrl对应2个目标打嗝周期T_brust进行控制。

208、通过预置电路基于目标打嗝频率和打嗝占空比生成控制信号。

209、将控制信号和原始驱动波形进行融合，得到目标驱动波形，目标驱动波形用于驱动谐振变换器进行打嗝。

具体的，将控制信号和原始驱动波形确定为融合单元的输入信号；将融合单元的输出信号确定为目标驱动波形。

例如，将控制信号和原始驱动波形作为逻辑与门的输入信号，并将逻辑与门的输出信号确定为驱动谐振变换器进行打嗝的目标驱动波形。

上面对本发明实施例中打嗝控制方法进行了描述，下面对本发明实施例中打嗝控制装置进行描述，请参阅图6，本发明实施例中打嗝控制装置的一个实施例包括：

信号获取模块601，用于当谐振变换器进入打嗝模式时，获取原始驱动波形；

占空比确定模块602，用于根据所述原始驱动波形确定打嗝占空比；

频率确定模块603，用于根据所述打嗝占空比和预置的开关频率确定目标打嗝频率；

生成模块604，用于通过预置电路基于所述目标打嗝频率和所述打嗝占空比生成控制信号；

融合模块605，用于将所述控制信号和所述原始驱动波形进行融合，得到目标驱动波形，所述目标驱动波形用于驱动所述谐振变换器进行打嗝。

在一种可行的实施方式中，频率确定模块603包括：

第一判断单元6031，用于判断所述打嗝占空比是否大于或等于第一阈值；

第一乘积单元6032，用于若所述打嗝占空比大于或等于第一阈值，则将所述预置的开关频率乘以第一系数，得到目标打嗝频率。

在一种可行的实施方式中，频率确定模块603还包括：

第二判断单元6033，用于若所述打嗝占空比小于第一阈值，则判断所述打嗝占空比是否大于或等于第二阈值，所述第二阈值小于所述第一阈值；

第二乘积单元6034，用于若所述打嗝占空比大于或等于第二阈值，则将所述预置的开关频率乘以第二系数，得到目标打嗝频率。

在一种可行的实施方式中，频率确定模块603还包括：

第三乘积单元6035，用于若所述打嗝占空比小于第二阈值，则将所述预置的开关频率乘以第三系数，得到目标打嗝频率。

在一种可行的实施方式中，融合模块605具体还用于：

将所述控制信号和所述原始驱动波形确定为融合单元的输入信号；

将所述融合单元的输出信号确定为目标驱动波形。

在一种可行的实施方式中，打嗝控制装置还包括：

第一确定模块606，用于根据预置的开关频率确定每个控制周期内的开关周期数量，所述开关周期数量为合数；

第二确定模块607，用于根据所述开关周期数量确定最大打嗝周期数量；

计算模块608，用于基于所述最大打嗝周期数量和所述开关周期数量进行比例系数的计算，得到第一系数。

在一种可行的实施方式中，打嗝控制装置还包括：

第一确定模块606，还用于根据预置的开关频率确定每个控制周期内的开关周期数量，所述开关周期数量为合数；

第二确定模块607，还用于根据所述开关周期数量确定最小打嗝周期数量；

计算模块608，还用于基于所述最小打嗝周期数量和所述开关周期数量进行比例系数的计算，得到第二系数。

图7是本发明实施例提供的一种打嗝控制设备的结构示意图，该打嗝控制设备700可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(centralprocessing units，CPU)710和存储器720，一个或一个以上存储应用程序733或数据732的存储介质730(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器720和存储介质730可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质730的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对打嗝控制设备700中的一系列指令操作。更进一步地，处理器710可以设置为与存储介质730通信，在打嗝控制设备700上执行存储介质730中的一系列指令操作。其中，处理器可以包括但不限于数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)。

打嗝控制设备700还可以包括一个或一个以上电源740，一个或一个以上有线或无线网络接口750，一个或一个以上输入输出接口760，和/或，一个或一个以上操作系统731，例如Windows Serve，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等等。本领域技术人员可以理解，图7示出的打嗝控制设备结构并不构成对打嗝控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行打嗝控制方法的步骤，步骤具体包括：

当谐振变换器进入打嗝模式时，获取原始驱动波形；根据原始驱动波形确定打嗝占空比；根据打嗝占空比和预置的开关频率确定目标打嗝频率；通过预置电路基于目标打嗝频率和打嗝占空比生成控制信号；将控制信号和原始驱动波形进行融合，得到目标驱动波形，目标驱动波形用于驱动谐振变换器进行打嗝。本发明实施例，将软件与硬件结合实现打嗝占空比和打嗝频率的灵活调整，既起到降低输出电压纹波的效果，又减轻了打嗝高频过高、打嗝占空比过小时造成的直流偏置过大的问题。

上述根据打嗝占空比和预置的开关频率确定目标打嗝频率，包括：判断打嗝占空比是否大于或等于第一阈值；若打嗝占空比大于或等于第一阈值，则将预置的开关频率乘以第一系数，得到目标打嗝频率。

上述在判断打嗝占空比是否大于或等于第一阈值之后，还包括：若打嗝占空比小于第一阈值，则判断打嗝占空比是否大于或等于第二阈值，第二阈值小于第一阈值；若打嗝占空比大于或等于第二阈值，则将预置的开关频率乘以第二系数，得到目标打嗝频率。

上述在判断打嗝占空比是否大于或等于第二阈值之后，还包括：若打嗝占空比小于第二阈值，则将预置的开关频率乘以第三系数，得到目标打嗝频率。

上述将控制信号和原始驱动波形进行融合，得到目标驱动波形，包括：将控制信号和原始驱动波形确定为融合单元的输入信号；将融合单元的输出信号确定为目标驱动波形。

上述在获取原始驱动波形之前，还包括：根据预置的开关频率确定每个控制周期内的开关周期数量，开关周期数量为合数；根据开关周期数量确定最大打嗝周期数量；基于最大打嗝周期数量和开关周期数量进行比例系数的计算，得到第一系数。

上述在基于最大打嗝周期数量和开关周期数量进行比例系数的计算，得到第一系数之后，还包括：根据预置的开关频率确定每个控制周期内的开关周期数量，开关周期数量为合数；根据开关周期数量确定最小打嗝周期数量；基于最小打嗝周期数量和开关周期数量进行比例系数的计算，得到第二系数。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种打嗝控制方法，其特征在于，包括：

当谐振变换器进入打嗝模式时，获取原始驱动波形；

根据所述原始驱动波形确定打嗝占空比；

根据所述打嗝占空比和预置的开关频率确定目标打嗝频率；

通过预置电路基于所述目标打嗝频率和所述打嗝占空比生成控制信号；

将所述控制信号和所述原始驱动波形进行融合，得到目标驱动波形，所述目标驱动波形用于驱动所述谐振变换器进行打嗝。

2.根据权利要求1所述的打嗝控制方法，其特征在于，所述根据所述打嗝占空比和预置的开关频率确定目标打嗝频率，包括：

判断所述打嗝占空比是否大于或等于第一阈值；

若所述打嗝占空比大于或等于第一阈值，则将所述预置的开关频率乘以第一系数，得到目标打嗝频率。

3.根据权利要求2所述的打嗝控制方法，其特征在于，在所述判断所述打嗝占空比是否大于或等于第一阈值之后，还包括：

若所述打嗝占空比小于第一阈值，则判断所述打嗝占空比是否大于或等于第二阈值，所述第二阈值小于所述第一阈值；

若所述打嗝占空比大于或等于第二阈值，则将所述预置的开关频率乘以第二系数，得到目标打嗝频率。

4.根据权利要求3所述的打嗝控制方法，其特征在于，在所述判断所述打嗝占空比是否大于或等于第二阈值之后，还包括：

若所述打嗝占空比小于第二阈值，则将所述预置的开关频率乘以第三系数，得到目标打嗝频率。

5.根据权利要求1所述的打嗝控制方法，其特征在于，所述将所述控制信号和所述原始驱动波形进行融合，得到目标驱动波形，包括：

将所述融合单元的输出信号确定为目标驱动波形。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的打嗝控制方法，其特征在于，在所述获取原始驱动波形之前，还包括：

根据预置的开关频率确定每个控制周期内的开关周期数量，所述开关周期数量为合数；

根据所述开关周期数量确定最大打嗝周期数量；

基于所述最大打嗝周期数量和所述开关周期数量进行比例系数的计算，得到第一系数。

7.根据权利要求6所述的打嗝控制方法，其特征在于，在所述基于所述最大打嗝周期数量和所述开关周期数量进行比例系数的计算，得到第一系数之后，还包括：

根据所述开关周期数量确定最小打嗝周期数量；

基于所述最小打嗝周期数量和所述开关周期数量进行比例系数的计算，得到第二系数。

8.一种打嗝控制装置，其特征在于，包括：

信号获取模块，用于当谐振变换器进入打嗝模式时，获取原始驱动波形；

占空比确定模块，用于根据所述原始驱动波形确定打嗝占空比；

频率确定模块，用于根据所述打嗝占空比和预置的开关频率确定目标打嗝频率；

生成模块，用于通过预置电路基于所述目标打嗝频率和所述打嗝占空比生成控制信号；

融合模块，用于将所述控制信号和所述原始驱动波形进行融合，得到目标驱动波形，所述目标驱动波形用于驱动所述谐振变换器进行打嗝。

9.一种打嗝控制设备，其特征在于，所述打嗝控制设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；

所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述打嗝控制设备执行如权利要求1-7中任意一项所述的打嗝控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有指令，当所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述的打嗝控制方法。