[发明专利]一种电源轻载间歇输出全数字控制方法和控制系统

说明书

本发明提供了一种电源轻载间歇输出全数字控制方法和系统，解决现有电源的输出效率和输出纹波无法得到优化和控制的技术问题。方法包括：根据谐振电源的输出电流幅值判断电源负载状态，根据负载状态由连续输出向间歇输出切换；在间歇输出中根据输出电压幅值开始间歇输出；根据谐振电源的输入输出状态形成间歇输出波形的频率和相位；通过确定数量脉冲形成间歇输出波形；根据负载状态或相邻间歇输出波形间的阻塞状态由间歇输出向连续输出切换。对于半桥谐振电源和全桥谐振电源轻载间歇输出时调频、调频+移相控制过程中间歇脉冲数量、开关频率以及脉冲相位差的准确控制，优化电源轻载效率，满足电源能量输出控制精度，控制电源输出纹波。

技术领域

本发明涉及电源控制技术领域，具体涉及一种电源轻载间歇输出全数字控制方法和控制系统。

背景技术

现有技术中，LLC谐振式软开关电源因其高转换效率被广泛应用在电源变换领域。全桥LLC谐振式软开关电源不仅可以工作在纯调频模式，也可以工作在调频+移相模式。然而LLC谐振式软开关电源的一个主要问题是轻载调节较为困难。首先，轻载调节需要将开关频率升至高频，因而显著降低了轻载转换效率；其次，由于主回路寄生参数的存在，在有些情况下电源增益曲线单调性在高频会发生逆转，从而使电源失去轻载调节能力。因此，在轻载过程中对通常采用间歇控制，开关脉冲是断续的，以间歇性工作的方式向输出传递能量。但是，传统的间歇输出方法如图1所示，使用环路控制参量来控制PWM驱动信号的有无。具体的，通过对输出电压或电流进行采样，结合电源环路的参数模型进行计算形成环路控制当前参量x，对当前参量x进行阈值判断当小于阈值下限x_min时停止PWM输出，当大于阈值上限x_min+hys时开启PWM输出，当处于阈值范围内时保持状态。这种自然间歇输出的方法带来的问题主要有如下几点：

1.自然间歇输出时的开关频率会受环路控制计算影响而变化，无法最优化；

2.自然间歇时输出的起停是根据运算得出的环路控制量来进行控制的，因此存在一定的延时，导致间歇输出脉冲过多，从而造成输出纹波过高。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供一种电源轻载间歇输出全数字控制方法和控制系统，解决现有自然间歇控制过程无法准确控制间歇脉冲的开关频率以及间歇脉冲数量，使得电源的输出效率和输出纹波无法得到优化和控制的技术问题。

本发明实施例的电源轻载间歇输出全数字控制方法，包括：

根据谐振电源的输出电流幅值判断电源负载状态，根据负载状态由连续输出模式向间歇输出模式切换；

在所述间歇输出模式中根据输出电压幅值开始间歇输出；

根据所述谐振电源的输入输出状态形成间歇输出波形的频率和相位；

通过确定数量脉冲形成所述间歇输出波形；

根据所述所述负载状态或相邻间歇输出波形间的阻塞状态由所述间歇输出模式向所述连续输出模式切换。

本发明实施例的电源轻载间歇输出全数字控制系统，包括：

存储器，用于存储如上述的电源轻载间歇输出全数字控制方法处理过程中的程序代码；

处理器，用于执行上述实施例的电源轻载间歇输出全数字控制方法处理过程中的程序代码。

本发明实施例的电源轻载间歇输出全数字控制系统，包括：

间歇模式切换装置，用于根据谐振电源的输出电流幅值判断电源负载状态，根据负载状态由连续输出模式向间歇输出模式切换；

间歇输出形成装置，用于在所述间歇输出模式中根据输出电压幅值开始间歇输出；

间歇输出控制装置，用于根据所述谐振电源的输入输出状态形成间歇输出波形的频率和相位；