CN113691136B - 一种变换电路的控制方法及控制装置 - Google Patents

一种变换电路的控制方法及控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113691136B
CN113691136B CN202110870329.3A CN202110870329A CN113691136B CN 113691136 B CN113691136 B CN 113691136B CN 202110870329 A CN202110870329 A CN 202110870329A CN 113691136 B CN113691136 B CN 113691136B
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
control
control quantity
module
inductor
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.)
Active
Application number
CN202110870329.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113691136A (zh
Inventor
陈文佳
吴庆彬
陈钦鸿
罗春李
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.)
Kehua Data Co Ltd
Zhangzhou Kehua Electric Technology Co Ltd
Original Assignee
Kehua Data Co Ltd
Zhangzhou Kehua Electric Technology Co 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 Kehua Data Co Ltd, Zhangzhou Kehua Electric Technology Co Ltd filed Critical Kehua Data Co Ltd
Priority to CN202110870329.3A priority Critical patent/CN113691136B/zh
Publication of CN113691136A publication Critical patent/CN113691136A/zh
Priority to PCT/CN2022/070968 priority patent/WO2023005159A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113691136B publication Critical patent/CN113691136B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • 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

本发明公开了一种变换电路的控制方法及控制装置,所述控制方法包括:获取变换电路的电参数以及预设的且与电参数对应的预设值;基于该电参数和预设值得到第一控制量;对第一控制量进行比例调节和限幅处理得到第二控制量,对第一控制量进行限幅处理得到第三控制量,并使第二控制量和/或第三控制量跟随所述第一控制量线性变化;采用第二控制量和第三控制量分别控制降压模块和升压模块。所述控制装置与控制方法对应。本发明的控制方法及控制装置,适于防止变换电路的输出电压过压,简化控制复杂度并提高电路的工作稳定性。

Description

一种变换电路的控制方法及控制装置
技术领域
本发明涉及变换电路控制技术领域,尤其涉及一种变换电路的控制方法及控制装置。
背景技术
现有的双电感电流型推挽电路如图1所示,该拓扑的特点是:为了为电感电流提供续流通路,开关管S1和S2的占空比需要有重叠区域,因而开关管S1和S2的占空比大于0.5。通常而言,可采用对输入电流进行闭环控制来使得上述推挽电路可以稳定工作,其中的电流闭环控制环路如图2所示,在负载量足够的情况下,通过该电流闭环,可以使得推挽电路稳定工作。
但是,在负载轻载或输入电压较高的情况下,由于最小占空比已经限制在0.5以上了,使得输出电压最小只能降低至占空比0.5对应的电压值,无法降低至满足控制要求的电压值,从而由于不受控制而被持续抬升,无法稳定在需要的工作点,最终导致输出电压的过压。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中存在的至少一种缺陷或问题,提供一种变换电路的控制方法及控制装置,适于对双电感电流型推挽电路的输出电压进行有效控制,防止输出电压过压,并能够简化控制复杂度,提高电路工作稳定性。
为达成上述目的,本发明的第一方面提供一种变换电路的控制方法,所述电路包括第一开关、第二开关、第三开关和两个电感;所述第一开关适于与所述电感构成降压模块,所述第二开关、第三开关适于与所述两个电感构成升压模块;所述方法包括:获取所述电路的一个或多个电参数,以及预设的且与各电参数对应的一个或多个预设值;其中,所述电参数中至少包括所述电路的实际输出电压值,所述预设值中至少包括与所述实际输出电压值对应的第一电压预设值;基于所获取的电参数和预设值得到第一控制量;对所述第一控制量进行比例调节和限幅处理得到第二控制量,对所述第一控制量进行限幅处理得到第三控制量,并使所述第二控制量和/或第三控制量跟随所述第一控制量线性变化;采用所述第二控制量和第三控制量分别控制所述降压模块和升压模块。
进一步的,所述电参数还包括所述电路的实际输入电流值,所述预设值还包括与所述实际输入电流值对应的第一电流预设值;所述基于所获取的电参数和预设值得到第一控制量包括:将所述实际输出电压值与所述第一电压预设值分别作为反馈量和给定量输入第一闭环控制模块;将所述实际输入电流值和所述第一电流预设值与所述第一闭环控制模块的输出量相乘的值分别作为反馈量和给定量输入第二闭环控制模块;以所述第二闭环控制模块的输出量作为所述第一控制量。
进一步的,定义在得到所述第二控制量的过程中,对所述第一控制量进行比例调节和限幅处理的比例系数为K1、限幅处理范围为A1-A2;定义在得到所述第三控制量的过程中,对所述第一控制量进行限幅处理的限幅处理范围为B1-B2;其中,所述A1和A2分别为0和1;所述B1大于0.5且其与所述K1的乘积为1;所述B2小于1。
进一步的,所述第一开关、第二开关和第三开关均为适于通过PWM信号调制的可控开关;所述第一控制量、第二控制量和第三控制量均为PWM信号;其中,所述第二控制量为用于控制所述第一开关的第一PWM信号;所述第三控制量包括分别用于控制所述第二开关和第三开关的第二PWM信号和第三PWM信号;所述第二PWM信号和第三PWM信号大小相同且相位差为180°。
进一步的,所述变换电路用于将直流的输入电源升压后输出,并包括依次耦合的逆变单元、变压器和整流单元;所述逆变单元包括第一二极管、所述第一开关、第二开关、第三开关以及构成所述两个电感的第一电感和第二电感,并形成第一支路、第二支路和第三支路;所述第一支路包括彼此串接的所述第一开关和第一二极管,所述第一开关连接所述输入电源的正极,所述第一二极管的阳极连接所述输入电源的负极;所述第二支路包括彼此串接的第一电感和第二开关;所述第一电感连接所述第一开关与第一二极管的公共点,所述第二开关连接所述输入电源的负极;所述第三支路包括彼此串接的第二电感和第三开关,所述第二电感连接所述第一开关与第一二极管的公共点,所述第三开关连接所述输入电源的负极;所述变压器的初级绕组连接所述第二开关与第一电感的公共点和所述第三开关与第二电感的公共点;所述整流单元的输入端连接所述变压器的次级绕组,输出端输出直流电能。
为达成上述目的,本发明的第二方面提供一种变换电路的控制装置,所述电路包括第一开关、第二开关、第三开关和两个电感;所述第一开关适于与所述电感构成降压模块,所述第二开关、第三开关适于与所述两个电感构成升压模块;所述装置包括:获取单元,获取所述电路的一个或多个电参数,以及预设的且与各电参数对应的一个或多个预设值;其中,所述电参数中至少包括所述电路的实际输出电压值,所述预设值中至少包括与所述实际输出电压值对应的第一电压预设值;第一生成单元,其基于所获取的电参数和预设值计算得到第一控制量;和第二生成单元,其对所述第一控制量进行比例调节和限幅处理得到用于控制所述降压模块的第二控制量,其还对所述第一控制量进行限幅处理得到用于控制所述升压模块的第三控制量,并使所述第二控制量和/或第三控制量跟随所述第一控制量线性变化。
进一步的,所述获取单元获取的所述电参数还包括所述电路的实际输入电流值,所述获取单元获取的所述预设值还包括与所述实际输入电流值对应的第一电流预设值;所述第一生成单元包括第一闭环控制模块和第二闭环控制模块;所述第一闭环控制模块的反馈量和给定量分别为所述实际输出电压值与所述第一电压预设值,其输出量为一调节系数;所述第二闭环控制模块的反馈量和给定量分别为所述实际输入电流值和所述第一电流预设值与所述调节系数相乘的值,其输出量为所述第一控制量。
进一步的,所述第二生成单元包括第一比例调节模块、第一限幅处理模块和第二限幅处理模块;所述第一比例调节模块和第一限幅处理模块用于对所述第一控制量分别进行比例调节和第一限幅处理并得到所述第二控制量;其中,所述第一比例调节模块的比例系数为K1,所述第一限幅处理模块的限幅范围为0-1;所述第二限幅处理模块用于对所述第一控制量进行第二限幅处理并得到所述第三控制量;其中,所述第二限幅处理模块的限幅范围为B1-B2;所述B1大于0.5且其与所述K1的乘积为1;所述B2小于1。
进一步的,所述第一开关、第二开关和第三开关均为适于通过PWM信号调制的可控开关;所述第一控制量、第二控制量和第三控制量均为PWM信号;其中,所述第二控制量为用于控制所述第一开关的第一PWM信号;所述第三控制量包括分别用于控制所述第二开关和第三开关的第二PWM信号和第三PWM信号;所述第二PWM信号和第三PWM信号大小相同且相位差为180°。
进一步的,所述变换电路用于将直流的输入电源升压后输出,并包括依次耦合的逆变单元、变压器和整流单元;所述逆变单元包括第一二极管、所述第一开关、第二开关、第三开关以及构成所述两个电感的第一电感和第二电感,并形成第一支路、第二支路和第三支路;所述第一支路包括彼此串接的所述第一开关和第一二极管,所述第一开关连接所述输入电源的正极,所述第一二极管的阳极连接所述输入电源的负极;所述第二支路包括彼此串接的第一电感和第二开关;所述第一电感连接所述第一开关与第一二极管的公共点,所述第二开关连接所述输入电源的负极;所述第三支路包括彼此串接的第二电感和第三开关,所述第二电感连接所述第一开关与第一二极管的公共点,所述第三开关连接所述输入电源的负极;所述变压器的初级绕组连接所述第二开关与第一电感的公共点和所述第三开关与第二电感的公共点;所述整流单元的输入端连接所述变压器的次级绕组,输出端输出直流电能。
相较于现有技术,本发明的有益效果是:
(1)变换电路包括若干开关和两个电感,第一开关适于与相应的电感构成降压模块,第二开关和第三开关适于与相应的电感构成升压模块,相较于传统的双电感电流型推挽电路,上述改进后的电路由于具有降压模块,可以通过对第一开关进行导通控制来降低整个变换电路的输出电压,从而适于对双电感电流型推挽电路的输出电压进行有效控制,防止输出电压过压,此外还使得变换电路适于实现宽范围调压。
不仅如此,在改进后电路的基础上,本发明的控制方法还具备简化控制复杂度的优势。具体来说,在包含控制逻辑实质不同的两个开关的变换电路中,现有技术通常需要设定多个不同的输入量来得到各开关的控制量。例如,仅针对电压控制来说,通常需要在输入电压值和输出电压值之间设置一个中间电压值,然后利用输入电压值和中间电压值得到其中一个开关的控制量,再利用输出电压值和中间电压值得到另一个开关的控制量。这在本发明既需要实现变换电路的正常工作,还需要防止变换电路的输出电压过压的场景下,会使得控制过程较为复杂。
为此,本发明的控制方法首先获取电路的电参数和对应的预设值,并基于这些电参数和预设值得到一个能反映整体控制需求的第一控制量,其中,电参数至少包括实际输出电压值,预设值至少包括第一电压预设值,可以在所得到的第一控制量中充分地加入防止输出电压过压的控制因素。随后,通过对第一控制量依次进行比例调节和限幅处理得到用于控制降压模块的第二控制量和对第一控制量进行限幅处理得到用于控制升压模块的第三控制量,使得整个电路在全负载段或全输入电压范围内,经处理后得到的第二控制量和第三控制量均跟随第一控制量线性变化,有效防止了由于控制信号的突变导致变换电路出现电流或电压的突变,保证了变换电路在控制过程中的稳定性。
总体来说,本发明的控制方法不仅可以执行各种基本控制策略(如控制输入电流、输入电压或输出电压等电参数保持恒定的基本控制策略)来保证变换电路的正常工作,还可以进一步通过对第一开关进行导通控制来防止变换电路的输出电压过压,且控制过程的复杂度有效降低,稳定性提高。
(2)电参数还包括实际输入电流值,预设值还包括第一电流预设值,从而可以以控制输入电流恒定的基本控制策略来保证变换电路的正常工作,并可以有效防止电路的输出电压过压。
此外,通过配置双闭环控制模块,即第一闭环控制模块和第二闭环控制模块,第一闭环控制模块根据实际输出电压值的反馈给定偏差来输出调节系数,以通过该调节系数对第二闭环控制模块的给定电流值进行修正,使得第二闭环控制模块输出的第一控制量可受实际输出电压值的反馈情况影响,从而可以输出既能满足基本控制策略,又能满足防止输出电压过压的第一控制量。
(3)限幅范围中的B1与比例系数K1的乘积为1,第二控制量随第一控制量线性增大至1前,第三控制量始终被限制在最小限幅值。同时,在第二控制量达到并稳定在1后,第三控制量开始线性增大。换言之,上述配置使得第二控制量与第三控制量随第一控制量的变化曲线同时出现拐点,不会出现降压模块的第一开关与升压模块的第二开关、第三开关同时调节的情况,进一步提高了变换电路在控制过程中的稳定性。
(4)第一开关、第二开关和第三开关均为适于通过PWM信号调制的可控开关,逆变单元包括第一二极管,其与第一开关和相应的电感共同构成了等效的基本Buck电路,从而在传统的双电感电流型推挽电路的基础上形成了新的拓扑,并适于通过上述控制方法防止输出电压过压且便于对其稳定控制使其得以正常工作。
(5)控制装置与前述的控制方法对应,因而具有与控制方法相同的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面对实施例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例,对于本领域的普通技术人员来说,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为现有的双电感电流型推挽电路的结构图;
图2为图1所示电路的一种典型控制环路;
图3为本发明实施例变换电路的结构图;
图4为本发明实施例第一生成单元的控制环路结构图;
图5为本发明实施例第二生成单元的处理过程示意图;
图6为本发明实施例对第一控制量处理后的结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中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的优选实施例,且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例,本领域的普通技术人员在不作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。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中,除非另有明确限定,如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等,都是为了区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中,如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形,意图在于“包含但不限于”。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中,除非另有明确限定,如使用术语“连接”,可以包含直接连接也可以包含间接连接;如使用术语“耦合”,指的是两电气模块在连接后具有特定的电路功能。
参照图3,本发明实施例先提供一种升压型的变换电路,用于将直流的输入电源升压后输出,并包括依次耦合的逆变单元、变压器和整流单元,从而构成了隔离型的升压拓扑。本实施例中,所述输入电源为直流电源,具体可为各类电池。
所述逆变单元包括第一二极管D1、第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3以及第一电感L1和第二电感L2,并形成第一支路、第二支路和第三支路。所述第一开关S1适于与所述第一电感L1或第二电感L2构成降压模块,所述第二开关S2、第三开关S3适于与上述第一电感L1和第二电感L2构成升压模块。本实施例中,所述第一开关S1、第一二极管D1和第二开关S2均为半导体可控开关,适于通过PWM信号调制,具体可以为MOS管。
具体的,所述第一支路包括彼此串接的所述第一开关S1和第一二极管D1,所述第一开关S1连接所述输入电源的正极,所述第一二极管D1的阳极连接所述输入电源的负极。所述第二支路包括彼此串接的第一电感L1和第二开关S2。所述第一电感L1连接所述第一开关S1与第一二极管D1的公共点,所述第二开关S2连接所述输入电源的负极。所述第三支路包括彼此串接的第二电感L2和第三开关S3,所述第二电感L2连接所述第一开关S1与第一二极管D1的公共点,所述第三开关S3连接所述输入电源的负极。
所述变压器的初级绕组连接所述第二开关S2与第一电感L1的公共点和所述第三开关S3与第二电感L2的公共点。所述整流单元为由四个整流二极管(D2、D3、D4和D5)构成的桥式整流电路,其输入端连接所述变压器的次级绕组,输出端输出经升压后的直流电能。
由于隔离型升压拓扑的工作过程已为现有技术,且并非本发明的重点,故本发明不对其进行详细介绍。但根据上述介绍以及附图可以看出,本发明实施例的变换电路包括若干开关和两个电感,第一开关S1适于与相应的电感构成降压模块(即Buck电路),第二开关S2和第三开关S3适于与相应的电感构成升压模块,相较于传统的双电感电流型推挽电路,上述改进后的电路由于具有降压模块,可以通过对第一开关S1进行导通控制来降低整个变换电路的输出电压,从而适于对双电感电流型推挽电路的输出电压进行有效控制,防止输出电压过压,此外还使得变换电路适于实现宽范围调压。
结合图3-5,基于上述变换电路,本发明实施例还提供一种变换电路的控制方法,包括如下步骤。
获取所述电路的一个或多个电参数,以及预设的且与各电参数对应的一个或多个预设值。其中,所述电参数中至少包括所述电路的实际输出电压值Ubus,所述预设值中至少包括与所述实际输出电压值Ubus对应的第一电压预设值Ubusref。可以理解的,所述电参数包括实际输出电压值、实际输入电压值、实际输出电流值或实际输入电流值。
基于所获取的电参数和预设值得到第一控制量。可以理解的,基于电参数和预设值,通常可以采用将各电参数和预设值分别作为反馈值和给定值输入至对应的闭环控制环路,并将各闭环控制环路对应耦合来得到第一控制量,本实施例的具体方式将在下文详述。
对所述第一控制量依次进行比例调节和第一限幅处理得到第二控制量,对所述第一控制量进行第二限幅处理得到第三控制量,并使所述第二控制量和/或第三控制量跟随所述第一控制量线性变化。本实施例中,所述第一控制量、第二控制量和第三控制量均为PWM信号。其中,所述第一控制量为整体PWM信号D,所述第二控制量为用于控制所述第一开关S1的第一PWM信号DS1,所述第三控制量包括分别用于控制所述第二开关S2和第三开关S3的第二PWM信号DS2和第三PWM信号DS3。所述第二PWM信号DS2和第三PWM信号DS3大小相同且相位差为180°。
采用所述第二控制量和第三控制量分别控制所述降压模块的第一开关S1和升压模块的第二开关S2和第三开关S3。
本实施例中,所述控制方法在改进后电路的基础上具备简化控制复杂度的优势。具体来说,本发明的控制方法首先获取电路的电参数和对应的预设值,并基于这些电参数和预设值得到一个能反映整体控制需求的第一控制量,其中,电参数至少包括实际输出电压值Ubus,预设值至少包括第一电压预设值Ubusref,可以在所得到的第一控制量中充分地加入防止输出电压过压的控制因素。随后,通过对第一控制量依次进行比例调节和限幅处理得到用于控制降压模块的第二控制量和对第一控制量进行限幅处理得到用于控制升压模块的第三控制量,使得整个电路在全负载段或全输入电压范围内,经处理后得到的第二控制量和第三控制量均跟随第一控制量线性变化,有效防止了由于控制信号的突变导致变换电路出现电流或电压的突变,保证了变换电路在控制过程中的稳定性。
总体来说,本发明的控制方法不仅可以执行各种基本控制策略(如控制输入电流、输入电压或输出电压等电参数保持恒定的基本控制策略)来保证变换电路的正常工作,控制手段多样化,还可以进一步通过对第一开关S1进行导通控制来防止变换电路的输出电压过压,且控制过程的复杂度有效降低,稳定性提高。
进一步的,本实施例中,所述电参数还包括所述电路的实际输入电流值Ibat,所述预设值还包括与所述实际输入电流值Ibat对应的第一电流预设值Ibatref,从而可以以控制输入电流恒定的基本控制策略来保证变换电路的正常工作,并可以有效防止电路的输出电压过压。可以理解的是,在其他实施例中,将实际输入电流值Ibat替换成输入电压或输出电压等其他电参数,以形成其他不同的基本控制策略仍是可行的。
优选的,所述基于所获取的电参数和预设值得到第一控制量包括如下步骤。
将所述实际输出电压值Ubus与所述第一电压预设值Ubusref分别作为反馈量和给定量输入第一闭环控制模块,所述第一闭环控制模块的输出量为一调节系数X。
将所述实际输入电流值Ibat和所述第一电流预设值Ibatref与所述第一闭环控制模块的输出量,即与所述调节系数X相乘的值分别作为反馈量和给定量输入第二闭环控制模块。
以所述第二闭环控制模块的输出量作为所述第一控制量,即所述整体PWM信号D。
因而,通过配置双闭环控制模块,即第一闭环控制模块和第二闭环控制模块,第一闭环控制模块根据实际输出电压值Ubus的反馈给定偏差来输出调节系数X,以通过该调节系数X对第二闭环控制模块的给定电流值进行修正,使得第二闭环控制模块输出的第一控制量可受实际输出电压值Ubus的反馈情况影响,从而可以输出既能满足基本控制策略,又能满足防止输出电压过压的第一控制量。
具体的,对于所述的比例调节和限幅处理,本发明实施例还具有如下配置:定义在得到所述第二控制量的过程中,对所述第一控制量依次进行比例调节和限幅处理的比例系数为K1、限幅处理范围为A1-A2。定义在得到所述第三控制量的过程中,对所述第一控制量进行限幅处理的限幅处理范围为B1-B2。其中,所述A1和A2分别为0和1,所述B1大于0.5且其与所述K1的乘积为1,所述B2小于1。本实施例中,所述比例系数K1为1/0.52,所述B1为0.52。
参照图6,本实施例中,限幅范围中的B1与比例系数K1的乘积为1,第二控制量随第一控制量线性增大至1前,第三控制量始终被限制在最小限幅值。同时,在第二控制量达到并稳定在1后,第三控制量开始线性增大。换言之,上述配置使得第二控制量与第三控制量随第一控制量的变化曲线同时出现拐点,不会出现降压模块的第一开关S1与升压模块的第二开关S2、第三开关S3同时调节的情况,进一步提高了变换电路在控制过程中的稳定性。
对应的,本发明实施例还提供与所述控制方法对应的控制装置,其同样用于控制前述的变换电路,并包括获取单元、第一生成单元和第二生成单元。
所述获取单元用于获取所述电路的一个或多个电参数,以及预设的且与各电参数对应的一个或多个预设值。其中,所述电参数中至少包括所述电路的实际输出电压值Ubus,所述预设值中至少包括与所述实际输出电压值Ubus对应的第一电压预设值Ubusref。
所述第一生成单元基于所获取的电参数和预设值计算得到第一控制量。
所述第二生成单元对所述第一控制量依次进行比例调节和第一限幅处理得到用于控制所述降压模块的第二控制量,其还对所述第一控制量进行第二限幅处理得到用于控制所述升压模块的第三控制量,并使所述第二控制量和/或第三控制量跟随所述第一控制量线性变化。本实施例中,所述第一控制量、第二控制量和第三控制量均为PWM信号。其中,所述第一控制量为整体PWM信号D,所述第二控制量为用于控制所述第一开关S1的第一PWM信号DS1,所述第三控制量包括分别用于控制所述第二开关S2和第三开关S3的第二PWM信号DS2和第三PWM信号DS3。所述第二PWM信号DS2和第三PWM信号DS3大小相同且相位差为180°。
具体的,所述获取单元获取的所述电参数还包括所述电路的实际输入电流值Ibat,所述获取单元获取的所述预设值还包括与所述实际输入电流值Ibat对应的第一电流预设值Ibatref。所述第一生成单元包括第一闭环控制模块和第二闭环控制模块。所述第一闭环控制模块的反馈量和给定量分别为所述实际输出电压值Ubus与所述第一电压预设值Ubusref,其输出量为一调节系数X。所述第二闭环控制模块的反馈量和给定量分别为所述实际输入电流值Ibat和所述第一电流预设值Ibatref与所述调节系数X相乘的值,其输出量为所述第一控制量,即所述整体PWM信号D。
进一步的,所述第二生成单元包括第一比例调节模块、第一限幅处理模块和第二限幅处理模块。所述第一比例调节模块用于对所述第一控制量进行比例调节,所述第一限幅处理模块用于对经所述比例调节的第一控制量再进行第一限幅处理并得到所述第二控制量。其中,所述第一比例调节模块的比例系数为K1,所述第一限幅处理模块的限幅范围为0-1。所述第二限幅处理模块用于对所述第一控制量进行第二限幅处理并得到所述第三控制量。其中,所述第二限幅处理模块的限幅范围为B1-B2;所述B1大于0.5且其与所述K1的乘积为1;所述B2小于1。
可以看出,本实施例变换电路的控制装置具有与上述控制方法对应的物质结构,因而具有与控制方法相同的优势,本实施例不再进行赘述。
上述说明书和实施例的描述,用于解释本发明保护范围,但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示,本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术,通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变换电路的控制方法,其特征在于:所述电路包括第一开关、第二开关、第三开关和两个电感;所述第一开关适于与所述电感构成降压模块,所述第二开关、第三开关适于与所述两个电感构成升压模块;
所述方法包括:
获取所述电路的一个或多个电参数,以及预设的且与各电参数对应的一个或多个预设值;其中,所述电参数中至少包括所述电路的实际输出电压值,所述预设值中至少包括与所述实际输出电压值对应的第一电压预设值;
基于所获取的电参数和预设值得到第一控制量;
对所述第一控制量进行比例调节和限幅处理得到第二控制量,对所述第一控制量进行限幅处理得到第三控制量,并使所述第二控制量和/或第三控制量跟随所述第一控制量线性变化;
采用所述第二控制量和第三控制量分别控制所述降压模块和升压模块。
2.如权利要求1所述的一种变换电路的控制方法,其特征在于:所述电参数还包括所述电路的实际输入电流值,所述预设值还包括与所述实际输入电流值对应的第一电流预设值;
所述基于所获取的电参数和预设值得到第一控制量包括:
将所述实际输出电压值与所述第一电压预设值分别作为反馈量和给定量输入第一闭环控制模块;
将所述实际输入电流值和所述第一电流预设值与所述第一闭环控制模块的输出量相乘的值分别作为反馈量和给定量输入第二闭环控制模块;
以所述第二闭环控制模块的输出量作为所述第一控制量。
3.如权利要求1所述的一种变换电路的控制方法,其特征在于:
定义在得到所述第二控制量的过程中,对所述第一控制量进行比例调节和限幅处理的比例系数为K1、限幅处理范围为A1-A2;定义在得到所述第三控制量的过程中,对所述第一控制量进行限幅处理的限幅处理范围为B1-B2;
其中,所述A1和A2分别为0和1;所述B1大于0.5且其与所述K1的乘积为1;所述B2小于1。
4.如权利要求1-3中任一项所述的一种变换电路的控制方法,其特征在于:所述第一开关、第二开关和第三开关均为适于通过PWM信号调制的可控开关;
所述第一控制量、第二控制量和第三控制量均为PWM信号;
其中,所述第二控制量为用于控制所述第一开关的第一PWM信号;所述第三控制量包括分别用于控制所述第二开关和第三开关的第二PWM信号和第三PWM信号;
所述第二PWM信号和第三PWM信号大小相同且相位差为180°。
5.如权利要求4所述的一种变换电路的控制方法,其特征在于,所述变换电路用于将直流的输入电源升压后输出,并包括依次耦合的逆变单元、变压器和整流单元;
所述逆变单元包括第一二极管、所述第一开关、第二开关、第三开关以及构成所述两个电感的第一电感和第二电感,并形成第一支路、第二支路和第三支路;所述第一支路包括彼此串接的所述第一开关和第一二极管,所述第一开关连接所述输入电源的正极,所述第一二极管的阳极连接所述输入电源的负极;所述第二支路包括彼此串接的第一电感和第二开关;所述第一电感连接所述第一开关与第一二极管的公共点,所述第二开关连接所述输入电源的负极;所述第三支路包括彼此串接的第二电感和第三开关,所述第二电感连接所述第一开关与第一二极管的公共点,所述第三开关连接所述输入电源的负极;
所述变压器的初级绕组连接所述第二开关与第一电感的公共点和所述第三开关与第二电感的公共点;
所述整流单元的输入端连接所述变压器的次级绕组,输出端输出直流电能。
6.一种变换电路的控制装置,其特征在于:所述电路包括第一开关、第二开关、第三开关和两个电感;所述第一开关适于与所述电感构成降压模块,所述第二开关、第三开关适于与所述两个电感构成升压模块;
所述装置包括:
获取单元,获取所述电路的一个或多个电参数,以及预设的且与各电参数对应的一个或多个预设值;其中,所述电参数中至少包括所述电路的实际输出电压值,所述预设值中至少包括与所述实际输出电压值对应的第一电压预设值;
第一生成单元,其基于所获取的电参数和预设值计算得到第一控制量;和
第二生成单元,其对所述第一控制量进行比例调节和限幅处理得到用于控制所述降压模块的第二控制量,其还对所述第一控制量进行限幅处理得到用于控制所述升压模块的第三控制量,并使所述第二控制量和/或第三控制量跟随所述第一控制量线性变化。
7.如权利要求6所述的一种变换电路的控制装置,其特征在于:所述获取单元获取的所述电参数还包括所述电路的实际输入电流值,所述获取单元获取的所述预设值还包括与所述实际输入电流值对应的第一电流预设值;
所述第一生成单元包括第一闭环控制模块和第二闭环控制模块;
所述第一闭环控制模块的反馈量和给定量分别为所述实际输出电压值与所述第一电压预设值,其输出量为一调节系数;
所述第二闭环控制模块的反馈量和给定量分别为所述实际输入电流值和所述第一电流预设值与所述调节系数相乘的值,其输出量为所述第一控制量。
8.如权利要求6所述的一种变换电路的控制装置,其特征在于:所述第二生成单元包括第一比例调节模块、第一限幅处理模块和第二限幅处理模块;
所述第一比例调节模块和第一限幅处理模块用于对所述第一控制量分别进行比例调节和第一限幅处理并得到所述第二控制量;其中,所述第一比例调节模块的比例系数为K1,所述第一限幅处理模块的限幅范围为0-1;
所述第二限幅处理模块用于对所述第一控制量进行第二限幅处理并得到所述第三控制量;其中,所述第二限幅处理模块的限幅范围为B1-B2;所述B1大于0.5且其与所述K1的乘积为1;所述B2小于1。
9.如权利要求6-8中任一项所述的一种变换电路的控制装置,其特征在于:所述第一开关、第二开关和第三开关均为适于通过PWM信号调制的可控开关;
所述第一控制量、第二控制量和第三控制量均为PWM信号;
其中,所述第二控制量为用于控制所述第一开关的第一PWM信号;所述第三控制量包括分别用于控制所述第二开关和第三开关的第二PWM信号和第三PWM信号;
所述第二PWM信号和第三PWM信号大小相同且相位差为180°。
10.如权利要求9所述的一种变换电路的控制装置,其特征在于:所述变换电路用于将直流的输入电源升压后输出,并包括依次耦合的逆变单元、变压器和整流单元;
所述逆变单元包括第一二极管、所述第一开关、第二开关、第三开关以及构成所述两个电感的第一电感和第二电感,并形成第一支路、第二支路和第三支路;所述第一支路包括彼此串接的所述第一开关和第一二极管,所述第一开关连接所述输入电源的正极,所述第一二极管的阳极连接所述输入电源的负极;所述第二支路包括彼此串接的第一电感和第二开关;所述第一电感连接所述第一开关与第一二极管的公共点,所述第二开关连接所述输入电源的负极;所述第三支路包括彼此串接的第二电感和第三开关,所述第二电感连接所述第一开关与第一二极管的公共点,所述第三开关连接所述输入电源的负极;
所述变压器的初级绕组连接所述第二开关与第一电感的公共点和所述第三开关与第二电感的公共点;
所述整流单元的输入端连接所述变压器的次级绕组,输出端输出直流电能。
CN202110870329.3A 2021-07-30 2021-07-30 一种变换电路的控制方法及控制装置 Active CN113691136B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110870329.3A CN113691136B (zh) 2021-07-30 2021-07-30 一种变换电路的控制方法及控制装置
PCT/CN2022/070968 WO2023005159A1 (zh) 2021-07-30 2022-01-10 一种变换电路的控制方法及控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110870329.3A CN113691136B (zh) 2021-07-30 2021-07-30 一种变换电路的控制方法及控制装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113691136A CN113691136A (zh) 2021-11-23
CN113691136B true CN113691136B (zh) 2022-08-09

Family

ID=78578344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110870329.3A Active CN113691136B (zh) 2021-07-30 2021-07-30 一种变换电路的控制方法及控制装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN113691136B (zh)
WO (1) WO2023005159A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113691136B (zh) * 2021-07-30 2022-08-09 科华数据股份有限公司 一种变换电路的控制方法及控制装置
CN114285278B (zh) * 2021-12-27 2024-03-19 厦门科华数能科技有限公司 变换器的控制方法及控制装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6906930B2 (en) * 2003-06-26 2005-06-14 Delta Electronics, Inc. Structure and method for an isolated boost converter
CN100446395C (zh) * 2007-04-28 2008-12-24 电子科技大学 具有电压纹波检测电路的稳压开关电源
CN104617777B (zh) * 2015-02-02 2017-02-22 重庆大学 高增益低开关电压应力交错并联boost变换器和工作方法
MY181704A (en) * 2016-02-05 2021-01-04 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd Charge method, adapter and mobile terminal
CN106787775B (zh) * 2016-12-30 2019-08-13 深圳市崧盛电子股份有限公司 一种双向直流转换器及其控制方法
US10811987B2 (en) * 2017-03-31 2020-10-20 Schneider Electric It Corporation Bi-directional DC-DC converter with load and source synchronized power control
CN112054686B (zh) * 2020-08-17 2022-09-02 漳州科华技术有限责任公司 一种基于变换器电路的控制方法及相关装置
CN113014098B (zh) * 2021-04-09 2022-05-17 哈尔滨工业大学(威海) 用于交错并联型双向dc/dc变换器的模糊自整定pid控制算法
CN113691136B (zh) * 2021-07-30 2022-08-09 科华数据股份有限公司 一种变换电路的控制方法及控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113691136A (zh) 2021-11-23
WO2023005159A1 (zh) 2023-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhou et al. A constant frequency ZVS control system for the four-switch buck–boost DC–DC converter with reduced inductor current
CN101674016B (zh) 电源供应装置及均流控制方法
US8861236B2 (en) Switching power supply with self-optimizing efficiency
CN113691136B (zh) 一种变换电路的控制方法及控制装置
US20140369090A1 (en) Inverter apparatus
Kim et al. An enhanced control algorithm for improving the light-load efficiency of noninverting synchronous buck–boost converters
US20190379271A1 (en) Multi-input single-output dc-dc converter, control circuit and control method thereof
CN108768175B (zh) 一种多相交错并联dc-dc变换器装置
Bianchin et al. High-power-factor rectifier using the modified SEPIC converter operating in discontinuous conduction mode
CN112865532B (zh) 一种四开关升降压变换器的控制电路
Liu et al. Impedance network impact on the controller design of the QZSI for PV applications
Suresh et al. Fault analysis and clearance in FL-APC DC–AC converter
CN113691135B (zh) 变换电路的控制方法及终端设备
Ma et al. Improved asynchronous voltage regulation strategy of non-inverting Buck-Boost converter for renewable energy integration
Antony et al. An overview of bootstrap converter for grid connected wind energy conversion system
CN113690894B (zh) 电压调节电路及调压装置
Kanaan et al. Power factor correction with a modified Sheppard–Taylor topology operating in discontinuous capacitor voltage mode and low output voltage
Anwar et al. Generalized hybrid feedforward control of pulse width modulated switching converters
EP2421134A1 (en) Current-fed quadratic buck converter
Singh et al. Design and control of two stage battery charger for low voltage electric vehicle using high gain buck-boost PFC AC-DC converter
Javed et al. Duty Ratio Calculation for Digitally Feed Forward Controlled Parallel Connected Buck-Boost PFC
Georgious et al. Switching Schemes of the bidirectional buck-boost converter for energy storage system
Siddharthan et al. Design and Analysis of Interleaved buck-boost Converter for household appliances
Raj et al. Fuzzy logic based master-slave controller for paralleling DC-DC converters in LED applications
Sosa et al. Controller for a reduced output current ripple DC-DC buck converter

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant