电源电压调节方法、整流电源、控制电路
文献发布时间:2023-06-19 19:07:35
技术领域
本申请涉及充电技术领域,特别是涉及一种电源电压调节方法、整流电源、控制电路。
背景技术
随着开关电源和充电技术的发展,出现了各种各样的AC/DC(AlternatingCurrent/Direct Current,交流/直流)整流电源。
目前的AC/DC整流电源多由PFC(Power Factor Correction,功率因数校正)电路和DC/DC(DirectCurrent/Direct Current,直流/直流)电路组成,并基于DC/DC电路的输出电压对PFC电路的输出电压进行调节,从而提高AC/DC整流电源的整体输出转换效率。
然而目前的PFC电路的输出电压调节策略仍存在整体输出效率过低的问题。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高AC/DC整流电源整体输出转换效率的电源电压调节方法、整流电源、控制电路。
第一方面,提供一种电源电压调节方法,应用于整流电源中的控制电路,整流电源包括功率因数校正电路、直流电压转换电路和控制电路,功率因数校正电路的输入端用于接入供电网,功率因数校正电路的输出端与直流电压转换电路的输入端连接,控制电路的输入端与直流电压转换电路的受控端、功率因数校正电路的输入端、功率因数校正电路的输出端连接,控制电路的控制端与功率因数校正电路的受控端连接,该方法包括:
获取加载在直流电压转换电路受控端的第一脉宽调制信号,并确定第一脉宽调制信号的第一占空比;
获取功率因数校正电路的输出电压、输入电流和输入电压;
计算第一占空比和期望占空比的差值;期望占空比为直流电压转换电路的转换效率最高时,加载在直流电压转换电路受控端的脉宽调制信号的占空比;
根据差值,确定参考电压;
根据参考电压和功率因数校正电路的输出电压、输入电流、输入电压,调节第二脉宽调制信号的第二占空比,以调节功率因数校正电路输出的电压;
其中,第二脉宽调制信号为加载在功率因数校正电路受控端的信号。
在其中一个实施例中,根据差值,确定参考电压,包括:
获取预设占空比步进阈值;
在差值大于零且大于预设占空比步进阈值的情况下,上调最新存储的参考电压,并将最新存储的参考电压的上调结果作为参考电压。
在其中一个实施例中,在差值大于零且大于预设占空比步进阈值的情况下,上调最新存储的参考电压,并将最新存储的参考电压的上调结果作为参考电压,包括:
在差值大于零且大于预设占空比步进阈值的情况下,获取最新存储的参考电压和参考电压修正量;
由最新存储的参考电压和参考电压值修正量之和确定参考电压。
在其中一个实施例中,根据差值,确定参考电压,包括:
获取预设占空比步进阈值;
在差值小于零且其绝对值大于预设占空比步进阈值的情况下,下调最新存储的参考电压,并将最新存储的参考电压的下调结果作为参考电压。
在其中一个实施例中,在差值小于零且其绝对值大于预设占空比步进阈值的情况下,下调最新存储的参考电压,并将最新存储的参考电压的下调结果作为参考电压,包括:
在差值小于零且其绝对值大于预设占空比步进阈值的情况下,获取最新存储的参考电压和参考电压修正量;
由最新存储的参考电压和参考电压值修正量之差确定参考电压。
在其中一个实施例中,获取功率因数校正电路的输出电压、输入电流和输入电压的步骤之前,还包括:
采样直流电压转换电路的输出电压;
计算直流电压转换电路的输出电压和预设输出电压的差值的绝对值;
将绝对值与预设电压阈值进行比较;
在绝对值大于预设电压阈值的累计次数大于预设次数的情况下,进入获取功率因数校正电路的输出电压、输入电流和输入电压的步骤。
在其中一个实施例中,该方法还包括:
若绝对值小于预设电压阈值的累计次数小于或等于预设次数,则执行以下步骤,直至绝对值大于预设电压阈值的累计次数大于预设次数:
获取直流电压转换电路的输出电压;
根据直流电压转换电路的输出电压、预设输出电压、直流电压转换电路原边线圈和副边线圈的匝数比和第一占空比,确定参考电压;
获取功率因数校正电路的输出电压、输入电流和输入电压、参考电压,调节第二脉宽调制信号,以稳定功率因数校正电路的输出电压。
在其中一个实施例中,该方法还包括:
获取直流电压转换电路的输出电压;
计算直流电压转换电路的输出电压和预设输出电压的差值的绝对值;
将绝对值与预设电压阈值进行比较;
在绝对值小于预设电压阈值时,循环执行上述实施例中电源电压调节的方法步骤,直至绝对值大于预设电压阈值。
第二方面,提供一种整流电源,包括功率因数校正电路、直流电压转换电路和控制电路,功率因数校正电路的输入端用于接入供电网,功率因数校正电路的输出端与直流电压转换电路的输入端连接,控制电路的输入端与直流电压转换电路的受控端、功率因数校正电路的输入端、功率因数校正电路的输出端连接,控制电路的控制端与功率因数校正电路的受控端连接,控制电路用于执行上述任一实施例中的电源电压调节方法。
第三方面,提供一种控制电路,包括存储器和处理器,存储器存储有计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述任一实施例中的方法的步骤。
上述电源电压调节方法、整流电源、控制电路,基于功率因数校正电路、直流电压转换电路和控制电路所构成的整流电源,通过控制电路获取加载在直流电压转换电路受控端的第一脉宽调制信号,并确定第一脉宽调制信号的第一占空比,同时获取功率因数校正电路的输出电压、输入电流和输入电压,并计算第一占空比和期望占空比的差值。其中,期望占空比为直流电压转换电路的转换效率最高时,加载在直流电压转换电路受控端的脉宽调制信号的占空比。然后根据差值,确定参考电压,进而根据参考电压和功率因数校正电路的输出电压、输入电流、输入电压,调节第二脉宽调制信号的第二占空比,以调节功率因数校正电路输出的电压。其中,第二脉宽调制信号为加载在功率因数校正电路受控端的信号。基于直流转换电路的第一占空比和期望占空比的比较结果对功率因数校正电路的输出电压进行调节,在保持直流转换电路的第一占空比相对稳定的情况下,提高整流电源的整体输出转换效率。
附图说明
图1为一个实施例中电源电压调节方法的应用环境示意图;
图2为一个实施例中电源电压调节方法的流程示意图;
图3为另一个实施例中电源电压调节方法的流程示意图;
图4为又一个实施例中电源电压调节方法的流程示意图;
图5为再一个实施例中电源电压调节方法的流程示意图;
图6为还一个实施例中电源电压调节方法的流程示意图;
图7为一个实施例中整流电源的结构示意图;
图8a为一个实施例中电源电压调节方法的整体流程示意图;
图8b为图8a的整体流程图中A部分的流程示意图;
图8c为图8a的整体流程图中B部分的流程示意图;
图9为一个实施例中电源电压调节装置的结构框图;
图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的电源电压调节方法,可以应用于如图1所示应用环境中。其中,整流电源包括功率因数校正电路104、直流电压转换电路106和控制电路102,功率因数校正电路104的输入端用于接入供电网100,功率因数校正电路104的输出端与直流电压转换电路106的输入端连接,控制电路102的输入端与直流电压转换电路106的受控端、功率因数校正电路104的输入端、功率因数校正电路104的输出端连接,控制电路102的控制端与功率因数校正电路104的受控端连接,直流电压转换电路106的输出端用于连接负载300,将整流电源的输出电压或电流输入至负载300,为负载300供电。控制电路102通过获取加载在直流电压转换电路106受控端的第一脉宽调制信号,并确定第一脉宽调制信号的第一占空比,进而获取功率因数校正电路104的输出电压、输入电流和输入电压,计算第一占空比和期望占空比的差值;其中,期望占空比为直流电压转换电路106的转换效率最高时,加载在直流电压转换电路106受控端的脉宽调制信号的占空比;然后控制电路102根据差值,确定参考电压;根据参考电压和功率因数校正电路104的输出电压、输入电流、输入电压,调节第二脉宽调制信号的第二占空比,以调节功率因数校正电路104输出的电压;其中,第二脉宽调制信号为加载在功率因数校正电路104受控端的信号。
在一个实施例中,如图2所示,提供了一种电源电压调节方法,以该方法应用于图1中的整流电源的控制电路为例进行说明,该方法包括以下步骤:
S202,获取加载在直流电压转换电路受控端的第一脉宽调制信号,并确定第一脉宽调制信号的第一占空比。
其中,直流电压转换电路为DC/DC电路,进一步地,可以是指移相全桥电路、谐振电路等电路,用于对输入其中的电压进行升压或者降压转换,需要说明的是,其中电路中的电子元件的选型以及具体连接关系,本领域技术人员可以根据需要进行设置,在此不做限定。第一脉宽调制信号是指用于控制直流电压转换电路中的MOS(Metal-Oxide-Semiconductor,金属氧化物半导体)管的导通时间,实现开关稳压电源输出的电信号;而第一占空比即为第一脉宽调制信号中,MOS管导通时间占总脉宽调制信号控制时间的比例。
S204,获取功率因数校正电路的输出电压、输入电流和输入电压。
其中,功率因数校正电路是指将供电网的输出电压进行功率因数校正,并输出母线电压的电路,在一个具体实施例中,功率因数校正电路可以是三相维也纳电路、boost(升压)电路等电路。功率因数校正电路的输出电压是指经过功率因数校正之后输出的母线电压;功率因数校正电路的输入电流时指供电网中输出的三相交流电中的其中一相交流电,例如,三相交流电的三相交流电流分别为A相交流电流、B相交流电流和C相交流电流,则功率因数校正电路的输入电流即为A相交流电流、B相交流电流和C相交流电流中的其中一相。同样,功率因数校正电路的输入电压所表征的意义与功率因数校正电路的输入电流类似,在此不再赘述。
S206,计算第一占空比和期望占空比的差值;期望占空比为直流电压转换电路的转换效率最高时,加载在直流电压转换电路受控端的脉宽调制信号的占空比。
其中,需要说明的是,在实际的直流电压转换电路中,MOS管的导通和关断都会存在一定的损耗,从而导致直流电压转换电路在升压或降压过程中造成能量损耗,造成能量转换效率过低。例如,在负载接入较少的情况下,为保证负载的正常运行避免过压损坏,需在功率因数转换电路的输出电压不变的情况下,降低直流电压转换电路中MOS管的占空比,从而满足负载的电压需求;但是当功率因数转换电路的输出电压过高,强行降低直流电压转换电路中MOS管的占空比来满足负载较低时的电压需求,会导致MOS管的导通和关断损耗增大,降低直流电压转换电路的转换效率。进一步地,在负载接入较多的情况下,为保证负载的正常运行避免电压过低影响设备性能,需在功率因数转换电路的输出电压不变的情况下,增大直流电压转换电路中MOS管的占空比,从而满足负载的电压需求;而当功率因数转换电路的输出电压过低时,会存在无论如何增大直流电压转换电路中MOS管的占空比,仍无法满足负载的电压需求的情况。
期望占空比为直流电压转换电路的转换效率最高时,加载在直流电压转换电路受控端的脉宽调制信号的占空比,即在无论功率因数的输出电压为多少时,都能使直流电压转换电路的转换效率维持在最高水平的一个值,例如,在一个具体实施例中,期望占空比为90%。需要说明的是,期望占空比的选取是依据直流电压转换电路的实际电路结构进行设置的,上述实施例中的期望占空比为90%仅仅作为举例说明,在此不做限定。而第一占空比和期望占空比的差值则是表征第一占空比与期望占空比的偏差。
S208,根据差值,确定参考电压。
其中,参考电压是指功率因数校正电路进行输出电压调节时的目标电压,即基于该参考电压对输出电压进行调节,使功率因数校正电路进行输出电压尽可能达到参考电压。
S210,根据参考电压和功率因数校正电路的输出电压、输入电流、输入电压,调节第二脉宽调制信号的第二占空比,以调节功率因数校正电路输出的电压。
其中,第二脉宽调制信号为加载在功率因数校正电路受控端的信号,用于控制功率因数校正电路中的MOS管的导通时间,进而调节功率因数校正电路输出的电压。
具体地,需要说明的是,控制电路可以包括电压环环路、电流环环路、电流参考信号确定模块和三角波调制器。其中,电压环环路的输入端与功率因数校正电路的输出端连接,电压环环路的输出端与电流参考信号确定模块的输入端连接,电流参考信号确定模块的输入端还用于连接供电网,电流参考信号确定模块的输出端与电流环环路的输入端连接,电流环环路的输入端还用于连接供电网,电流环环路的输出端与三角波调制器的输入端连接,三角波调制器的输出端与功率因数校正电路连接。
在获取参考电压和功率因数校正电路的输出电压、输入电流、输入电压后,将参考电压和功率因数校正电路的输出电压输入至控制电路中的电压环环路,得到电压环输出结果,并将该结果和功率因数校正电路的输入电流输入至电流参考信号确定模块得到电流参考信号,然后电流环环路基于电流参考信号和功率因数校正电路的输入电流得到功率因数校正电路中控制MOS管通断所对应的脉宽调制信号的占空比,将该占空比输入至三角波调制器,三角波调制器基于上述占空比得到用于驱动功率因数校正电路的MOS管的驱动电信号,进而调节功率因数校正电路的输出电压。
上述实施例中,基于功率因数校正电路、直流电压转换电路和控制电路所构成的整流电源,通过控制电路获取加载在直流电压转换电路受控端的第一脉宽调制信号,并确定第一脉宽调制信号的第一占空比,同时获取功率因数校正电路的输出电压、输入电流和输入电压,并计算第一占空比和期望占空比的差值。其中,期望占空比为直流电压转换电路的转换效率最高时,加载在直流电压转换电路受控端的脉宽调制信号的占空比。然后根据差值,确定参考电压,进而根据参考电压和功率因数校正电路的输出电压、输入电流、输入电压,调节第二脉宽调制信号的第二占空比,以调节功率因数校正电路输出的电压。其中,第二脉宽调制信号为加载在功率因数校正电路受控端的信号。基于直流转换电路的第一占空比和期望占空比的比较结果对功率因数校正电路的输出电压进行调节,在保持直流转换电路的第一占空比相对稳定的情况下,提高整流电源的整体输出转换效率,并避免了由于功率因数校正电路的输出电压过低导致整流电源输出能力不足的问题。
在一个实施例中,根据差值,确定参考电压,包括:
S302,获取预设占空比步进阈值。
其中,预设占空比步进阈值为步进计算器中的一个标准阈值,用于衡量第一占空比和期望占空比的偏差情况,例如可以设置预设占空比步进阈值为1%,而在第一占空比和期望占空比的差值为2%时,则说明第一占空比和期望占空比的偏差超出了预设范围,需要对第一占空比进行调整。但由于上述实施例中可知,第一占空比在功率因数校正电路的输出电压调节过程中是不变的,所以上述偏差情况反映的是需要对影响功率因数校正电路的输出电压调节的参考电压进行调节。需要说明的是,预设占空比步进阈值可以根据电源电压的调节精度进行设置,在此不做限定。
S304,在差值大于零且大于预设占空比步进阈值的情况下,上调最新存储的参考电压,并将最新存储的参考电压的上调结果作为参考电压。
其中,最新存储的参考电压可以是指控制电路在进行电源电压初始调节过程中的输入的初始化参考电压,也可以是指在调节过程中,上一次的调节后更新到存储器中的参考电压。
上述实施例中,基于预设占空比步进阈值与第一占空比和期望占空比的差值的比较情况,在差值大于零且大于预设占空比步进阈值的情况下,对最新存储的参考电压进行上调,从而确定参考电压,进而基于该参考电压调节功率因数校正电路输出的电压,使调节精度更高。
在一个实施例中,在差值大于零且大于预设占空比步进阈值的情况下,上调最新存储的参考电压,并将最新存储的参考电压的上调结果作为参考电压,包括:
S306,在差值大于零且大于预设占空比步进阈值的情况下,获取最新存储的参考电压和参考电压修正量;
S308,由最新存储的参考电压和参考电压值修正量之和确定参考电压。
其中,参考电压修正量是指用于修正参考电压的一个数值,即在参考电压不符合电源电压调节要求的情况下对其进行修正。其具体设置数值可根据实际精度要求进行设置,且该数据可直接存储于存储器中,在控制电路对参考电压的确定过程中可直接获取。
上述实施例中,在差值大于零且大于预设占空比步进阈值的情况下,对最新存储的参考电压和参考电压修正量作和计算,进而上调最新存储的参考电压的数值,从而确定参考电压,即得到更准确的参考电压数值,提高功率因数校正电路输出的电压的调节准确性。
在其中一个实施例中,根据差值,确定参考电压,包括:
S302,获取预设占空比步进阈值;
S310,在差值小于零且其绝对值大于预设占空比步进阈值的情况下,下调最新存储的参考电压,并将最新存储的参考电压的下调结果作为参考电压。
该实施例中,预设占空比步进阈值所表征的意义与上述实施例中的类似,且其根据差值,确定参考电压的步骤也与上述实施例类似,在此不再赘述。
上述实施例中,基于预设占空比步进阈值与第一占空比和期望占空比的差值的比较情况,在差值小于零且其绝对值大于预设占空比步进阈值的情况下,对最新存储的参考电压进行下调,从而确定参考电压,进而基于该参考电压调节功率因数校正电路输出的电压,使调节精度更高。
在一个实施例中,在差值小于零且其绝对值大于预设占空比步进阈值的情况下,下调最新存储的参考电压,并将最新存储的参考电压的下调结果作为参考电压,包括:
S312,在差值小于零且其绝对值大于预设占空比步进阈值的情况下,获取最新存储的参考电压和参考电压修正量;
S314,由最新存储的参考电压和参考电压值修正量之差确定参考电压。
该实施例中,参考电压值修正量所表征的意义与上述实施例中的类似,且其参考电压的确定过程也与上述实施例类似,具体过程可参考上述实施例,在此不再赘述。
上述实施例中,在差值小于零且其绝对值大于预设占空比步进阈值的情况下,对最新存储的参考电压和参考电压修正量作差计算,进而下调最新存储的参考电压的数值,从而确定参考电压,即得到更准确的参考电压数值,提高功率因数校正电路输出的电压的调节准确性。
在一个实施例中,获取功率因数校正电路的输出电压、输入电流和输入电压的步骤之前,还包括:
S402,采样直流电压转换电路的输出电压;
其中,直流电压转换电路的输出电压是指经过直流电压转换电路进过降压或者升压处理之后的输出的电压,用于为负载供电。
S404,计算直流电压转换电路的输出电压和预设输出电压的差值的绝对值;
其中,预设输出电压是指直流电压转换电路的理想输出电压,用于表征直流电压转换电路在预设的输入数据下,不计损耗时输出的理想输出电压。进一步地,该预设输出电压可以根据负载接入的多少进行设置,在此不做限定。
S406,将绝对值与预设电压阈值进行比较;
其中,预设电压阈值是用于衡量输出电压是否在理想输出电压目标范围内的一个预设数值。例如,在直流电压转换电路的输出电压和预设输出电压的差值的绝对值大于或小于预设电压阈值的情况下,判定输出电压不在上述目标范围内,需要说明的是,预设电压阈值同样可以根据实际精度要求进行设置。
S408,在绝对值大于预设电压阈值的累计次数大于预设次数的情况下,进入获取功率因数校正电路的输出电压、输入电流和输入电压的步骤。
其中,累计次数的统计是用于表征直流电压转换电路的输出电压是否稳定,即在对直流电压转换电路的输出电压的多次采样过程中,输出电压在理想输出电压目标范围内的次数大于预设次数则说明直流电压转换电路的输出电压是稳定的。
上述实施例中,通过对输出电压是否在理想输出电压目标范围内的次数进行统计,进而判定直流电压转换电路的输出电压是否稳定,并在输出电压稳定后进行电源电压的调节,从而保证调节的有效性和准确性。
在一个实施例中,该方法还包括:
S502,若绝对值小于预设电压阈值的累计次数小于或等于预设次数,则执行以下步骤,直至绝对值大于预设电压阈值的累计次数大于预设次数。
其中,从上述实施例中可知,绝对值小于预设电压阈值的累计次数小于或等于预设次数是指直流电压转换电路的输出电压处于不稳定的状态,此时需要先对直流电压转换电路的输出电压进行调节,在保证上述输出电压稳定的前提下才进行电源电压调节,即在绝对值大于预设电压阈值的累计次数大于预设次数的情况下才开始电源电压调节。
S504,获取直流电压转换电路的输出电压;
S506,根据直流电压转换电路的输出电压、预设输出电压、直流电压转换电路原边线圈和副边线圈的匝数比和第一占空比,确定参考电压;
其中,直流电压转换电路的输出电压、预设输出电压和第一占空比所表征的意义可参照上述实施例中的描述,在此不再赘述。直流电压转换电路原边线圈和副边线圈的匝数比所表征的意义是本领域技术人员所熟知,在此不再赘述。
具体地,在获取上述数据之后,通过以下公式(1)确定参考电压:
V
其中,V
S508,获取功率因数校正电路的输出电压、输入电流和输入电压、参考电压,调节第二脉宽调制信号,以稳定功率因数校正电路的输出电压。
具体地,该实施例中,第二脉宽调制信号的所表征的意义可参考上述实施例中的描述,且第二脉宽调制信号的调节以及功率因数校正电路的输出电压的调节过程已经也可参照上述实施例中的描述,在此不再赘述。
上述实施例中,在直流电压转换电路的输出电压处于不稳定的状况下,先对该输出电压进行调节,在输出电压稳定的情况下才进行电源电压的调节,保证电源电压调节的有效性和准确性。
在其中一个实施例中,该方法还包括:
S602,获取直流电压转换电路的输出电压;
S604,计算直流电压转换电路的输出电压和预设输出电压的差值的绝对值;
S606,将绝对值与预设电压阈值进行比较;
S608,在绝对值小于预设电压阈值时,循环执行上述实施例中的电源电压调节的方法步骤,直至绝对值大于预设电压阈值。
其中,该实施例中参数的描述可参照上述实施例中的描述,在此不再赘述。具体地,基于上述电源电压调节方法对功率因数校正电路的输出电压进行调节后,对直流电压转换电路的输出电压进行监测,并将监测结果反馈给控制电路,在绝对值小于预设电压阈值时,循环执行上述实施例中的电源电压调节的方法步骤,直至绝对值大于预设电压阈值,从而使电源电压调节更准确。
为了更详细地描述本申请的方案,下面结合整流电源的具体电路结构和软件程序实现逻辑进行描述。如图7以及图8a-图8c所示。
下面以三相交流电中的a相为例介绍图7中控制环路,ua、ub、uc为市电三相输入电压,其中ua为a相输入电压,Ucomp为电压环环路计算环节,Icomp为电流环环路计算环节,其中有二极管标识的菱形环节为整流环节,其中中有锯齿波标识的环节为锯齿波调制环节。STEP为步进限幅环节,其作用为在输入大于预设占空比步进阈值时输出为一正常数,而在小于于预设占空比步进时输出为一负常数,其他时候输出为零。Hs1为输入电压采样系数,经采样和整流得到输入电压信号|ua|。Hs为输入电流采样系数,ia为输入电流,经采样和整流得到|ia|。D为直流电压转换电路传给PFC电路主控芯片的DC-DC移相全桥电路占空比,Dref为最高效率点占空比,(Dref-D)为步进限幅环节STEP的输入,以Vref与步进限幅环节STEP的输出的差作为电压环Ucomp的参考电压。Vbus为输出电压,Kv为输出电压采样系数。输出电压采样结果与Vref作为电压环Ucomp输入。电压环Ucomp输出结果与输入电压信号|ua|相乘得到输入电流参考信号。输入电流参考信号与输入电流采样|ia|经电流环Icomp运算输出PFC占空比PIout,PIout值经过三角波调制形成驱动PFC电路MOS管的PWM信号。
具体地,如图8a-图8c所示,具体实现逻辑如下:
(1):流程开始;
(2):初始化变量,将变量参考电压Vref、DC/DC电路的输出电压Vout、DC/DC电路的预设输出电压Vset、PFC电路的输出电压Vbus、累积次数Tcount、PWM值全部清零;
(3):按已设定的采样频率f,采样当前PFC电路的输入电压Va、输入电流Ia、母线电压Vbus(即FPC电路的输出电压),DC/DC电路的输出电压Vout;
(4):判断DC/DC电路的输出电压是否已经达到预设输出电压并保持稳定一段时间,如果是则切入根据DC-DC电路占空比动态调节FPC电路的输出电压的电源电压调节方式,如果不是则保持线性母线调压方式,即基于上述实施例的公式(1)进行调节;
(5):按调压公式(1)根据DC/DC电路的预设输出电压Vout,占空比理论值Dth,直流电压转换电路原边线圈和副边线圈的匝数比Np/Ns,直流电压转换电路的输出电压Vd,计算参考电压Vref;
(6)、(9):比较Vref与允许的母线电压最大值Vmax,如Vref大于Vmax,则Vref取为Vmax;
(7)、(10):比较Vref与允许的母线电压最小值Vmin,如Vref小于Vmin,则Vref取为Vmin;
(8):Vref值经电压环和电流环计算得PFC中MOS管的占空比PWM值,PWM值经调制形成开关管的驱动PWM信号;
(11)-(12):Vset与Vout之差小于常量Verr(即预设电压阈值)时,计数Tcount值加一用于记录输出电压保持稳定的时间,否则Tcount不变。
(13):读取DC-DC电路的占空比(即第一占空比),上一拍母线电压Vbus和上一拍参考电压Vref。采样输入电压ua,采样输入电流ia;
(14)-(18):计算DC-DC占空比与最高效率点处占空比(即期望占空比)的差值,若该差值为正且大于预设占空比步进阈值Dset,则Vref在上一拍的Vref上增加参考电压修正量Vdelta,若该差值为负且其绝对值大于Dset,则Vref在上一拍Vref上减小参考电压修正量Vdelta;
(19):母线电压参考值Vref与母线电压Vbus为电压环输入,电压环输出为Vo;
(20):电压环输出Vo乘输入电压采样的绝对值|ua|得到输入电流参考信号;
(21):输入电流参考信号与输入电流采样的绝对值|ia|为电流环输入,电流环输出为PFC中MOS管的占空比值PWM;
(22):占空比值经过三角波调制形成PFC的MOS管驱动信号;
(23):当输出电压设置值与输出电压采样之差的绝对值不大于Verr,控制电路继续循环执行根据DC-DC占空比进行母线电压调压的方式;
(24):当输出电压设置值与输出电压采样值大于Verr时,Tcount清零,模块切换为根据上述公式(1)进行电源电压调节的方式;
(25):流程结束(由于模块关机等原因)
上述实施例中,通过检测DC/DC电路占空比与最高效率点占空比之差,对PFC电路的输出电压进行动态调控,从而保持DC-DC占空比稳定,实现整个整流电源在宽输入和输出电压范围内的效率提升并避免输出能力不足的问题。进一步地,在整流电源开机稳定运行后才切入上述调节方式,保证了调节的准确性和有效性。
应该理解的是,虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的电源电压调节方法的电源电压调节装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似,故下面所提供的一个或多个电源电压调节装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于电源电压调节方法的限定,在此不再赘述。
在一个实施例中,如图9所示,提供了一种电源电压调节装置,包括:
占空比确定模块902,用于获取加载在直流电压转换电路受控端的第一脉宽调制信号,并确定第一脉宽调制信号的第一占空比;
数据获取模块904,用于获取功率因数校正电路的输出电压、输入电流和输入电压;
差值计算模块906,用于计算第一占空比和期望占空比的差值;期望占空比为直流电压转换电路的转换效率最高时,加载在直流电压转换电路受控端的脉宽调制信号的占空比;
第一参考电压确定模块908,用于根据差值,确定参考电压;
调节模块910,用于根据参考电压和功率因数校正电路的输出电压、输入电流、输入电压,调节第二脉宽调制信号的第二占空比,以调节功率因数校正电路输出的电压;
其中,第二脉宽调制信号为加载在功率因数校正电路受控端的信号。
在一个实施例中,上述第一参考电压确定模块908,包括:
占空比步进阈值获取单元,用于获取预设占空比步进阈值;
第一调节单元,用于在差值大于零且大于预设占空比步进阈值的情况下,上调最新存储的参考电压,并将最新存储的参考电压的上调结果作为参考电压。
在一个实施例中,上述第一调节单元包括:
第一数据获取单元,用于在差值大于零且大于预设占空比步进阈值的情况下,获取最新存储的参考电压和参考电压修正量;
第一参考电压确定单元,用于由最新存储的参考电压和参考电压值修正量之和确定参考电压。
在一个实施例中,上述第一参考电压确定模块908还包括:
占空比步进阈值获取单元,用于获取预设占空比步进阈值;
第二调节单元,用于在差值小于零且其绝对值大于预设占空比步进阈值的情况下,下调最新存储的参考电压,并将最新存储的参考电压的下调结果作为参考电压。
在一个实施例中,上述第二调节单元包括:
第二数据获取单元,用于在差值小于零且其绝对值大于预设占空比步进阈值的情况下,获取最新存储的参考电压和参考电压修正量;
第二参考电压确定单元,用于由最新存储的参考电压和参考电压值修正量之差确定参考电压。
在一个实施例中,上述电源电压调节装置还包括:
采样模块,用于采样直流电压转换电路的输出电压;
绝对值计算模块,用于计算直流电压转换电路的输出电压和预设输出电压的差值的绝对值;
比较模块,用于将绝对值与预设电压阈值进行比较;
第一执行模块,用于在绝对值大于预设电压阈值的累计次数大于预设次数的情况下,进入获取功率因数校正电路的输出电压、输入电流和输入电压的步骤。
在一个实施例中,上述电源电压调节装置还包括:
第二执行模块,用于在绝对值小于预设电压阈值的累计次数小于或等于预设次数,则执行以下步骤,直至绝对值大于预设电压阈值的累计次数大于预设次数:
输出电压获取模块,用于获取直流电压转换电路的输出电压;
第二参考电压确定模块,用于根据直流电压转换电路的输出电压、预设输出电压、直流电压转换电路原边线圈和副边线圈的匝数比和第一占空比,确定参考电压;
稳压模块,用于获取功率因数校正电路的输出电压、输入电流和输入电压、参考电压,调节第二脉宽调制信号,以稳定功率因数校正电路的输出电压。
在一个实施例中,上述电源电压调节装置还包括:
输出电压获取模块,用于获取直流电压转换电路的输出电压;
绝对值计算模块,用于计算直流电压转换电路的输出电压和预设输出电压的差值的绝对值;
比较模块,用于将绝对值与预设电压阈值进行比较;
第三执行模块,用于在绝对值小于预设电压阈值时,循环执行上述实施例中电源电压调节的方法步骤,直至绝对值大于预设电压阈值。
上述电源电压调节装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是服务器,其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为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。该计算机设备的数据库用于存储电源电压调节数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电源电压调节方法。
本领域技术人员可以理解,图10中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种控制电路,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory,FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory,PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(Static Random AccessMemory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory,DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等,不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等,不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
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