CN112886794B - 大功率高频开关电源的控制方法及控制装置 - Google Patents

大功率高频开关电源的控制方法及控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大功率高频开关电源的控制方法及控制装置，所述大功率高频开关电源包括控制模块以及与所述控制模块通信连接的各个相互并联的电源模块，该控制方法包括：获取控制指令；基于所述控制指令生成PWM控制信号，根据所述PWM控制信号将各个所述电源模块当前的工作参数调节到预设的工作参数；通过所述PWM控制信号控制各个所述电源模块，使各个所述电源模块同频率、同脉宽、同步输出信号。如此设置，通过使用相同的PWM控制信号，可以将大功率高频开关电源中的各个并联电源模块调节到与控制模块的开关频率相同、脉冲宽度相同，使得各个并联电源模块以相同的开关频率、相同的脉冲宽度、同步进行工作，在稳压时各个并联电源模块能够均匀输出电流。

Description

大功率高频开关电源的控制方法及控制装置
技术领域
本发明涉及大功率高频开关电源技术领域，具体涉及一种大功率高频开关电源的控制方法及控制装置。
背景技术
在大功率高频开关电源是一种基于高频率，大电流，低电压的直流电源。市场上的大功率高频开关电源一般采用多个电源模块并联的方式，并且通过智能网络进行控制。
目前，在一些电镀、电解、加热等行业需要能够进行稳压控制的大功率高频开关电源，但是大功率高频开关在工作过程中，各并联电源模块由于参数无法做到完全一致，所以大功率高频开关难保证各模块均匀分担负载电流，从而容易造成电流不均衡的问题，使得输出电流波动大，可靠性较低，难以满足市场需要。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中大功率高频开关难保证各模块均匀分担负载电流，从而容易造成电流不均衡的问题，从而提供一种大功率高频开关电源的控制方法及控制装置。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种大功率高频开关电源的控制方法，所述大功率高频开关电源包括控制模块以及与所述控制模块通信连接的各个相互并联的电源模块，该控制方法包括：获取控制指令；基于所述控制指令生成PWM控制信号，根据所述PWM控制信号将各个所述电源模块当前的工作参数调节到预设的工作参数；其中，所述工作参数包括开关频率、脉冲宽度和脉冲起始点；通过所述PWM控制信号控制各个所述电源模块，使各个所述电源模块同频率、同脉宽、同步输出信号。
可选地，在所述获取控制指令之前，包括：获取所述电源模块的控制信号，所述控制信号用于表征所述电源模块的工作参数；当所述电源模块当前的工作参数与预设的工作参数不同时，执行所述获取控制指令的步骤。
可选地，所述根据所述PWM控制信号将各个所述电源模块当前的工作参数调节到预设的工作参数，包括：根据所述PWM控制信号对所述控制信号进行PID调节；通过PID调节将所述电源模块的当前脉冲宽度调节到预设脉冲宽度。
可选地，所述根据所述PWM控制信号对所述控制信号进行PID调节，包括：根据所述PWM控制信号获取预设的PWM信号；将所述预设的PWM信号与所述控制信号进行PID调节。
可选地，所述将所述预设的PWM信号与所述控制信号进行PID调节，包括：根据所述预设的PWM信号与所述控制信号，获取所述预设的PWM信号的脉宽电压以及所述控制信号的脉宽电压；对所述预设的PWM信号的脉宽电压以及所述控制信号的脉宽电压进行PID调节。
本发明实施例还提供了一种大功率高频开关电源的控制装置，所述大功率高频开关电源包括控制模块以及与所述控制模块通信连接的各个相互并联的电源模块，该控制装置包括：第一获取模块，用于获取控制指令；第一处理模块，用于基于所述控制指令生成PWM控制信号，根据所述PWM控制信号将各个所述电源模块当前的工作参数调节到预设的工作参数；其中，所述工作参数包括开关频率、脉冲宽度和脉冲起始点；通过所述PWM控制信号控制各个所述电源模块，使各个所述电源模块同频率、同脉宽、同步输出信号。
可选地，该控制装置包括：第二获取模块，用于获取所述电源模块的控制信号，所述控制信号用于表征所述电源模块的工作参数；第二处理模块，用于当所述电源模块当前的工作参数与预设的工作参数不同时，执行所述获取控制指令的步骤。
可选地，所述第一处理模块包括：控制单元，用于根据所述PWM控制信号对所述控制信号进行PID调节；第一调节单元，用于通过PID调节将所述电源模块的当前脉冲宽度调节到预设脉冲宽度。
可选地，所述控制单元包括：获取单元，用于根据所述PWM控制信号获取预设的PWM信号；第二调节单元，用于将所述预设的PWM信号与所述控制信号进行PID调节。
本发明实施例还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存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述任一实施例所述的控制方法。
本发明技术方案与现有技术相比，具有如下优点：
1.本发明实施例提供了一种大功率高频开关电源的控制方法，所述大功率高频开关电源包括控制模块以及与所述控制模块通信连接的各个相互并联的电源模块，该控制方法包括：获取控制指令；基于所述控制指令生成PWM控制信号，根据所述PWM控制信号将各个所述电源模块当前的工作参数调节到预设的工作参数；其中，所述工作参数包括开关频率、脉冲宽度和脉冲起始点；通过所述PWM控制信号控制各个所述电源模块，使各个所述电源模块同频率、同脉宽、同步输出信号。
如此设置，通过使用相同的PWM控制信号，可以将大功率高频开关电源中的各个并联电源模块调节到与控制模块的开关频率相同、脉冲宽度相同以及相同的脉冲起始点，使得各个并联电源模块以相同的开关频率、相同的脉冲宽度、同步进行工作，从而在稳压时各个并联电源模块能够均匀输出电流，使得输出电流均衡，波动较小，进而提高了可靠性，满足了市场需要。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通工人来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为大功率高频开关电源的控制方法的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通工人在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在大功率高频开关电源是一种基于高频率，大电流，低电压的直流电源。市场上的大功率高频开关电源一般采用多个电源模块并联的方式，并且通过智能网络进行控制。目前，在一些电镀、电解、加热等行业需要能够进行稳压控制的大功率高频开关电源，但是大功率高频开关在工作过程中，各并联电源模块由于参数无法做到完全一致，所以大功率高频开关难保证各模块均匀分担负载电流，从而容易造成电流不均衡的问题，使得输出电流波动大，可靠性较低，难以满足市场需要。
因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中大功率高频开关难保证各模块均匀分担负载电流，从而容易造成电流不均衡的问题，从而提供一种大功率高频开关电源的控制方法及控制装置。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供了一种大功率高频开关电源的控制方法，所述大功率高频开关电源包括控制模块以及与所述控制模块通信连接的各个相互并联的电源模块，该控制方法包括：
S1.获取控制指令；
在大功率高频开关电源工作过程中，当发现大功率高频开关电源输出的电流不均流，波动较大时，大功率高频开关电源可以根据获取到的输出电流，自动生成控制指令。通过控制指令可以对大功率高频开关电源的各个电源模块进行调节。
当然，控制指令还可以通过外部控制器生成。例如，在大功率高频开关电源工作过程中，当工作人员发现大功率高频开关电源输出的电流不均流，波动较大时，在控制器上按下指定按钮，从而可以手动生成控制指令。
当然，本实施例仅仅是举例说明，并不加以限制，本领域技术人员可以根据实际情况对控制指令的生成方式或者输入方式进行改变，能够起到相同的技术效果即可。
S2.基于所述控制指令生成PWM控制信号，根据所述PWM控制信号将各个所述电源模块当前的工作参数调节到预设的工作参数；其中，所述工作参数包括开关频率、脉冲宽度和脉冲起始点；通过所述PWM控制信号控制各个所述电源模块，使各个所述电源模块同频率、同脉宽、同步输出信号。
在控制模块接收到上述的控制指令之后，自动生成PWM控制信号，PWM控制信号可以控制各个电源模块对其当前开关频率进行调节。控制模块中预先设置有工作参数，其中，工作参数包括开关频率、脉冲宽度和脉冲起始点。该工作参数中的预设开关频率要大于电源模块的当前开关频率。并且通过所述PWM控制信号控制各个电源模块，使各个电源模块同频率、同脉宽、同步输出信号。
由于各个电源模块的开关频率不都相同，所以为了保证各个电源模块的开关频率相同，只能将各个电源模块的开关频率维持在一个较高的开关频率，即预设开关频率。
如此设置，通过使用相同的PWM控制信号，可以将大功率高频开关电源中的各个并联电源模块调节到与控制模块的开关频率相同、脉冲宽度相同以及相同的脉冲起始点，使得各个并联电源模块以相同的开关频率、相同的脉冲宽度、同步进行工作。例如，对于开关频率，可以将大功率高频开关电源中的各个并联电源模块的开关频率调节到与控制模块的预设开关频率相同，使得各个并联电源模块以相同的开关频率进行工作，从而在稳压时各个并联电源模块能够均匀输出电流，使得输出电流均衡，波动较小，进而提高了可靠性，满足了市场需要。
可选地，在本发明的一些实施例中，在步骤S1之前，包括：
S3.获取所述电源模块的控制信号，所述控制信号用于表征所述电源模块的工作参数；
每个电源模块都有各自的控制信号，该控制信号用于表征电源模块的工作参数。控制信号可以是PWM信号。
当然，本实施例仅仅是对电源模块的控制信号进行举例说明，并不加以限制，本领域技术人员可根据实际情况对控制信号的类型进行改变，能够起到相同的技术效果即可。
S4.当所述电源模块当前的工作参数与预设的工作参数不同时，执行所述获取控制指令的步骤。
判断电源模块当前的工作参数与预设的工作参数是否相同；在相同时，保持该状态继续运行；
在所述电源模块当前的工作参数与预设的工作参数不同时，说明大功率高频开关电源输出的电流不均流，波动较大时，大功率高频开关电源可以根据获取到的输出电流，自动生成控制指令。通过控制指令可以对大功率高频开关电源的各个电源模块进行调节。
可选地，在本发明的一些实施例中，步骤S2包括：
S5.根据所述PWM控制信号对所述控制信号进行PID调节；
在控制模块接收到上述的控制指令之后，自动生成PWM控制信号，PWM控制信号可以控制各个电源模块对其当前脉冲宽度进行调节。由于各个电源模块的当前脉冲宽度不都相同，所以为了保证各个电源模块的当前脉冲宽度相同，可以对各个电源模块的控制信号进行PID调节。
当然，本实施例仅仅是对调节方法进行举例说明，对具体PID的调节步骤并不加以限制，本领域技术人员可根据实际情况对控制信号的类型进行改变，能够起到相同的技术效果即可。
S6.通过PID调节将所述电源模块的当前脉冲宽度调节到预设脉冲宽度。
在执行PID调节后，控制模块可以通过PID调节将所有电源模块的当前脉冲宽度都调节到预设脉冲宽度。
如此设置，可以将大功率高频开关电源中的各个并联电源模块的脉冲宽度调节到与控制模块的预设脉冲宽度相同，使得各个并联电源模块以相同的脉冲宽度进行工作，从而在稳压时各个并联电源模块能够均匀输出电流，使得输出电流均衡，波动较小，进而提高了可靠性，满足了市场需要。
可选地，在本发明的一些实施例中，步骤S5包括：
S7.根据所述PWM控制信号获取预设的PWM信号；
在本实施例中，控制信号的类型为PWM信号，所以，可以根据PWM控制信号获取PWM控制信号中预先设置的PWM信号。控制模块的PWM信号与控制信号的PWM信号均可以通过电压脉冲宽度进行表示，从而是通过调节电压来间接调节大功率高频开关电源的整体输出电流。
S8.将所述预设的PWM信号与所述控制信号进行PID调节。
将控制模块的PWM信号与控制控制信号的PWM信号进行比较，例如可以通过脉冲宽度进行比较，然后再通过PID调节方法进行调节。
具体地，步骤S8包括：
S9.根据所述预设的PWM信号与所述控制信号，获取所述预设的PWM信号的脉宽电压以及所述控制信号的脉宽电压；
S10.对所述预设的PWM信号的脉宽电压以及所述控制信号的脉宽电压进行PID调节。
根据预设的PWM信号与控制信号，获取预设的PWM信号的脉宽电压以及控制信号的脉宽电压，对预设的PWM信号的脉宽电压以及控制信号的脉宽电压进行PID调节。从而可以对脉宽电压做同步调节，通过调节电压来间接调节大功率高频开关电源的整体输出电流。
实施例2
本发明实施例还提供了一种大功率高频开关电源的控制装置，所述大功率高频开关电源包括控制模块以及与所述控制模块通信连接的各个相互并联的电源模块，该控制装置包括：
第一获取模块，用于获取控制指令；具体内容请见上述事实例S1部分，在此不再赘述；
第一处理模块，用于基于所述控制指令生成PWM控制信号，根据所述PWM控制信号将各个所述电源模块当前的工作参数调节到预设的工作参数；其中，所述工作参数包括开关频率、脉冲宽度和脉冲起始点；通过所述PWM控制信号控制各个所述电源模块，使各个所述电源模块同频率、同脉宽、同步输出信号；具体内容请见上述事实例S2部分，在此不再赘述；
可选地，该控制装置包括：第二获取模块，用于获取所述电源模块的控制信号，所述控制信号用于表征所述电源模块的工作参数；具体内容请见上述事实例S3部分，在此不再赘述；第二处理模块，用于当所述电源模块当前的工作参数与所述预设的工作参数不同时，执行所述获取控制指令的步骤；具体内容请见上述事实例S4部分，在此不再赘述；
可选地，所述第一处理模块包括：控制单元，用于根据所述PWM控制信号对所述控制信号进行PID调节；具体内容请见上述事实例S5部分，在此不再赘述；第一调节单元，用于通过PID调节将所述电源模块的脉冲宽度调节到预设脉冲宽度；具体内容请见上述事实例S6部分，在此不再赘述；
可选地，所述控制单元包括：获取单元，用于根据所述PWM控制信号获取预设的PWM信号；具体内容请见上述事实例S7部分，在此不再赘述；第二调节单元，用于将所述预设的PWM信号与所述控制信号进行PID调节；具体内容请见上述事实例S8部分，在此不再赘述。
如此设置，通过使用相同的PWM控制信号，可以将大功率高频开关电源中的各个并联电源模块调节到与控制模块的开关频率相同、脉冲宽度相同以及相同的脉冲起始点，使得各个并联电源模块以相同的开关频率、相同的脉冲宽度、同步进行工作，从而在稳压时各个并联电源模块能够均匀输出电流，使得输出电流均衡，波动较小，进而提高了可靠性，满足了市场需要。
实施例3
本发明实施例还提供一种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指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行任一项所述的控制方法。
其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(HardDisk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通工人来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种大功率高频开关电源的控制方法，其特征在于，所述大功率高频开关电源包括控制模块以及与所述控制模块通信连接的各个相互并联的电源模块，该控制方法包括：
根据获取到的输出电流，自动生成控制指令；或，所述控制指令通过外部控制器生成；
获取所述控制指令；
基于所述控制指令生成PWM控制信号，根据所述PWM控制信号将各个所述电源模块当前的工作参数调节到预设的工作参数；其中，所述工作参数包括开关频率、脉冲宽度和脉冲起始点；
通过所述PWM控制信号控制各个所述电源模块，使各个所述电源模块同频率、同脉宽、同步输出信号；
所述工作参数中预设的开关频率大于所述电源模块当前的开关频率，将各个电源模块当前的开关频率维持在一个预设的开关频率，使各个电源模块当前的开关频率相同；
所述根据所述PWM控制信号将各个所述电源模块当前的工作参数调节到预设的工作参数，包括：根据所述PWM控制信号对所述控制信号进行PID调节；通过PID调节将所述电源模块的当前脉冲宽度调节到预设脉冲宽度；
所述根据所述PWM控制信号对所述控制信号进行PID调节，包括：根据所述PWM控制信号获取预设的PWM信号；将所述预设的PWM信号与所述控制信号进行PID调节；
所述将所述预设的PWM信号与所述控制信号进行PID调节，包括：根据所述预设的PWM信号与所述控制信号，获取所述预设的PWM信号的脉宽电压以及所述控制信号的脉宽电压；对所述预设的PWM信号的脉宽电压以及所述控制信号控制的脉宽电压进行PID调节。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述获取控制指令之前，包括：
获取所述电源模块的控制信号，所述控制信号用于表征所述电源模块的工作参数；
当所述电源模块当前的工作参数与预设的工作参数不同时，执行所述获取控制指令的步骤。
3.一种大功率高频开关电源的控制装置，其特征在于，执行权利要求1所述的一种大功率高频开关电源的控制方法，所述大功率高频开关电源包括控制模块以及与所述控制模块通信连接的各个相互并联的电源模块，该控制装置包括：
第一获取模块，用于根据获取到的输出电流，自动生成控制指令；或，所述控制指令通过外部控制器生成；获取所述控制指令；
第一处理模块，用于基于所述控制指令生成PWM控制信号，根据所述PWM控制信号将各个所述电源模块当前的工作参数调节到预设的工作参数；其中，所述工作参数包括开关频率、脉冲宽度和脉冲起始点；通过所述PWM控制信号控制各个所述电源模块，使各个所述电源模块同频率、同脉宽、同步输出信号；
所述工作参数中预设的开关频率大于所述电源模块当前的开关频率，将各个电源模块当前的开关频率维持在一个预设的开关频率，使各个电源模块当前的开关频率相同；
所述第一处理模块包括：控制单元，用于根据所述PWM控制信号对所述控制信号进行PID调节；第一调节单元，用于通过PID调节将所述电源模块的当前脉冲宽度调节到预设脉冲宽度；
所述控制单元包括：获取单元，用于根据所述PWM控制信号获取预设的PWM信号；第二调节单元，用于将所述预设的PWM信号与所述控制信号进行PID调节；
所述将所述预设的PWM信号与所述控制信号进行PID调节，包括：根据所述预设的PWM信号与所述控制信号，获取所述预设的PWM信号的脉宽电压以及所述控制信号的脉宽电压；对所述预设的PWM信号的脉宽电压以及所述控制信号控制的脉宽电压进行PID调节。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，包括：
第二获取模块，用于获取所述电源模块的控制信号，所述控制信号用于表征所述电源模块的工作参数；
第二处理模块，用于当所述电源模块当前的工作参数与预设的工作参数不同时，执行所述获取控制指令的步骤。
5.一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计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-2任一项所述的控制方法。
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