一种脉宽调制信号的修正控制方法、装置和开关电源与流程

本申请涉及电源技术领域，更具体地说，涉及一种脉宽调制信号的修正控制方法、装置和开关电源。

背景技术：

开关电源(switchmodepowersupply，简称smps)，又称交换式电源、开关变换器等，是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种。其功能是将一定的输入电压，通过不同形式的拓扑结构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入一般是交流电源、市电或直流电源，而输出端则用于向需要直流电源的设备、例个人电脑供电，也就是说，开关电源用于实现两者之间电压或电流转换。

图1中是一种全桥拓扑的开关电源的示意图，其中包括用于实现整流的4个开关元件k1、k2、k3和k4，每个开关元件在控制信号的控制下导通或者关断，从而实现对交流电源的整流。其中，第一开关元件k1与第三开关元件k3在一组脉宽调制信号drv1的驱动下执行开关动作；同时，第二开关元件与k2与第四开关元件k4在另一组脉宽调制信号drv2的驱动下执行开关动作。

在工作时，drv1与drv2的占空比相同，此时开关电源正常工作。本申请的发明人在实践中发现，当输入电压变化、负载变化或在启机等工况下工作时，drv1与drv2的占空比有可能不相等，也就是说第一开关元件k1与第二开关元件k2的导通时间不同，这会使开关电源两边的伏秒积不相等，从而发生变压器磁偏和变压器饱和，进而导致开关电源无法正常工作。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种脉宽调制信号的修正控制方法、装置和开关电源，用于使第一开关元件的导通时间与第二开关元件的导通时间相同，以避免因两边的伏秒积不相等而导致开关电源无法正常工作。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种脉宽调制信号的修正控制方法，应用于开关电源，所述开关电源的整流电路为全桥拓扑结构，包括第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂，所述第一桥臂和所述第三桥臂的驱动信号为第一脉宽调制信号，所述第二桥臂和所述第四桥臂的驱动信号为第二脉宽调制信号，所述修正控制方法包括步骤：

当所述开关电源运行时，进行计时；

当计时满足预设条件时，控制所述第一脉宽调制信号的第一占空比与所述第二脉宽调制信号的第二占空比相同。

可选的，所述进行计时，包括步骤：

以0为初始值并按预设时长进行累加；

当前计数为1时经过所述预设时长对计数值进行清零。

可选的，所述当计时满足预设条件时，控制所述第一脉宽调制信号的第一占空比与所述第二脉宽调制信号的第二占空比相同，包括步骤：

当所述计数值为0或1时，根据所述第一占空比对所述第二占空比进行修正，以使所述第二占空比与所述第一占空比相同；

或者，当所述计数值为0或1时，根据所述第二占空比对所述第一占空比进行修正，以使所述第一占空比与所述第二占空比相同。

一种脉宽调制信号的修正控制装置，应用于开关电源，所述开关电源的整流电路为全桥拓扑结构，包括第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂，所述第一桥臂和所述第三桥臂的驱动信号为第一脉宽调制信号，所述第二桥臂和所述第四桥臂的驱动信号为第二脉宽调制信号，所述修正控制装置包括：

计时模块，被配置为当所述开关电源运行时，进行计时；

执行模块，被配置为当计时满足预设条件时，控制所述第一脉宽调制信号的第一占空比与所述第二脉宽调制信号的第二占空比相同。

可选的，所述计时模块包括：

累加控制单元，被配置为以0为初始值并按预设时长进行累加；

清零控制单元，被配置为当前计数为1时经过所述预设时长对计数值进行清零。

可选的，所述执行模块包括第一执行单元或第二执行单元，其中：

所述第一执行单元用于当所述计数值为0或1时，根据所述第一占空比对所述第二占空比进行修正，以使所述第二占空比与所述第一占空比相同；

所述第二执行单元用于当所述计数值为0或1时，根据所述第二占空比对所述第一占空比进行修正，以使所述第一占空比与所述第二占空比相同。

一种开关电源，其特征在于，设置有如上所述的修正控制装置。

一种开关电源，包括控制器，其特征在于，所述控制器包括至少一个处理器和与所述处理器连接的存储器，其中：

所述存储器用于存储计算机程序或指令；

所述处理器用于获取并执行所述计算机程序或指令，以使所述控制器执行如上所述的修正控制方法。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种脉宽调制信号的修正控制方法、装置和开关电源，该方法和装置应用于具有全桥拓扑结构整流电路的开关电源，具体方案为当开关电源运行时，进行计时；当计时满足预设条件时，控制第一脉宽调制信号的第一占空比与第二脉宽调制信号的第二占空比相同。通过按一定周期重置各桥臂上的驱动信号，可以第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号的占空比相同，从而使开关电源的第一开关元件和第二开关元件的导通时间相同，也就避免了因两边的伏秒积不相等而导致开关电源无法正常工作的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为一种全桥拓扑的开关电源的示意图；

图2为本身实施例的一种全桥拓扑结构的示意图；

图3为本申请实施例的一种脉宽调制信号的修正控制方法的流程图；

图4为本申请实施例的一种脉宽调制信号的修正控制装置的框图；

图5为本申请实施例的另一种脉宽调制信号的修正控制装置的框图；

图6为本申请实施例的又一种脉宽调制信号的修正控制装置的框图；

图7为本申请实施例的一种控制器的框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图3为本申请实施例的一种脉宽调制信号的修正控制方法的流程图。

本实施例提供的修正控制方法应用于开关电源，具体说来应用于该开关电源的控制器。该开关电源的整流电路为全桥拓扑结构，如图2所示，包括第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂，第一桥臂上设置有第一开关元件k1，第二桥臂上设置有第二开关元件k2，第三桥臂上设置有第三开关元件k3，第四桥臂上设置有第四开关元件k4。本申请中的开关元件为igbt元件、mos元件或其他具有开关作用的元器件。

第一开关元件和第三开关元件利用一组驱动信号进行驱动，其驱动信号为第一脉宽调制信号；第二开关元件和第四开关元件利用另一组驱动信号进行驱动，其驱动信号为第二脉宽调制信号。

如图1所示，该修正控制方法具体包括如下步骤：

s1、在开关电源运行时进行计时。

即在开关电源正常开机以及后续的运行期间，特别是在当输入电压变化、负载变化或在启机等工况下工作时，基于其mcu开辟一个数据空间作为计时器，并按一定规律进行计时，具体来说可以通过如下方式进行计时：

首先，对该计时器置零，并将零作为计时的初始值进行累加，该计时器的计时值可以仅限0、1。计时的单位可以根据实际确定，比如每个开关周期作为一个计时单位。

然后，在计时过程中，在当前计时值为1时，即计时值变为1后经过一个计时单位后对该计时器进行清零，这样该计时器的计时值就在0、1之间循环。

我们将该计时器的计时值为0或1认定为符合预设条件。

s2、控制第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号的占空比相同。

即在满足预设条件时，具体到本实施例则是在计时器的计时值为0或1时将第一脉宽调制信号的占空比与第二脉宽调制信号的占空比调整为相同。

在具体调整时，可以是以第一脉宽调制信号的占空比为标准对第二脉宽调制信号的占空比进行调整，以使第二脉宽调制信号的占空比与第一脉宽调制信号的占空比一致；或者以第二脉宽调制信号的占空比为标准对第一脉宽调制信号的占空比进行调整，以使第一脉宽调制信号的占空比与第二脉宽调制信号的占空比一致。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种脉宽调制信号的修正控制方法，该方法应用于具有全桥拓扑结构整流电路的开关电源，具体方案为当开关电源运行时，进行计时；当计时满足预设条件时，控制第一脉宽调制信号的第一占空比与第二脉宽调制信号的第二占空比相同。通过按一定周期重置各桥臂上的驱动信号，可以第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号的占空比相同，从而使开关电源的第一开关元件和第二开关元件的导通时间相同，也就避免了因两边的伏秒积不相等而导致开关电源无法正常工作的问题。

实施例二

图4为本申请实施例的一种脉宽调制信号的修正控制装置的框图。

本实施例提供的修正控制装置应用于开关电源，具体说来应用于该开关电源的控制器。该开关电源的整流电路为全桥拓扑结构，如图b2所示，包括第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂，第一桥臂上设置有第一开关元件k1，第二桥臂上设置有第二开关元件k2，第三桥臂上设置有第三开关元件k3，第四桥臂上设置有第四开关元件k4。本申请中的开关元件为igbt元件、mos元件或其他具有开关作用的元器件。

第一开关元件和第三开关元件利用一组驱动信号进行驱动，其驱动信号为第一脉宽调制信号；第二开关元件和第四开关元件利用另一组驱动信号进行驱动，其驱动信号为第二脉宽调制信号。

如图2所示，该修正控制装置具体包括计时模块10和执行模块20。

计时模块用于在开关电源运行时进行计时。

即在开关电源正常开机以及后续的运行期间，特别是在当输入电压变化、负载变化或在启机等瞬态工作时，基于其mcu开辟一个数据空间作为计时器，并按一定规律进行计时，该模块包括累加控制单元11和清零控制单元12，具体如图5所示。

累加控制单元用于对该计时器置零，并将零作为计时的初始值进行累加，该计时器的计时值可以仅限0、1。计时的单位可以根据实际确定，比如每个开关周期作为一个计时单位。

清零控制单元用于在计时过程中，在当前计时值为1时，即计时值变为1后经过一个计时单位后对该计时器进行清零，这样该计时器的计时值就在0、1之间循环。

我们将该计时器的计时值为0或1认定为符合预设条件。

执行模块用于控制第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号的占空比相同。

即在满足预设条件时，具体到本实施例则是在计时器的计时值为0或1时将第一脉宽调制信号的占空比与第二脉宽调制信号的占空比调整为相同。该执行模块具体包括第一执行单元21和第二执行单元22，这两个单元并非同时工作，具体如图6所示。

在具体调整时，第一执行单元用于以第一脉宽调制信号的占空比为标准对第二脉宽调制信号的占空比进行调整，以使第二脉宽调制信号的占空比与第一脉宽调制信号的占空比一致；第二执行单元用于以第二脉宽调制信号的占空比为标准对第一脉宽调制信号的占空比进行调整，以使第一脉宽调制信号的占空比与第二脉宽调制信号的占空比一致。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种脉宽调制信号的修正控制装置，该方法应用于具有全桥拓扑结构整流电路的开关电源，具体方案为当开关电源运行时，进行计时；当计时满足预设条件时，控制第一脉宽调制信号的第一占空比与第二脉宽调制信号的第二占空比相同。通过按一定周期重置各桥臂上的驱动信号，可以第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号的占空比相同，从而使开关电源的第一开关元件和第二开关元件的导通时间相同，也就避免了因两边的伏秒积不相等而导致开关电源无法正常工作的问题。

实施例三

本实施例提供了一种开关电源，该开关电源的整流电路为全桥拓扑结构，如图2所示，包括第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂，第一桥臂上设置有第一开关元件k1，第二桥臂上设置有第二开关元件k2，第三桥臂上设置有第三开关元件k3，第四桥臂上设置有第四开关元件k4。本申请中的开关元件为igbt元件、mos元件或其他具有开关作用的元器件。

第一开关元件和第三开关元件利用一组驱动信号进行驱动，其驱动信号为第一脉宽调制信号；第二开关元件和第四开关元件利用另一组驱动信号进行驱动，其驱动信号为第二脉宽调制信号。

该开关电源设置有修正控制装置，该修正控制装置具体包括计时模块和执行模块。

计时模块用于在开关电源运行时进行计时。

即在开关电源正常开机以及后续的运行期间，基于其mcu开辟一个数据空间作为计时器，并按一定规律进行计时，该模块包括累加控制单元和清零控制单元，具体。

累加控制单元用于对该计时器置零，并将零作为计时的初始值进行累加，该计时器的计时值可以仅限0、1。计时的单位可以根据实际确定，比如每个开关周期作为一个计时单位。

清零控制单元用于在计时过程中，在当前计时值为1时，即计时值变为1后经过一个计时单位后对该计时器进行清零，这样该计时器的计时值就在0、1之间循环。

我们将该计时器的计时值为0或1认定为符合预设条件。

执行模块用于控制第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号的占空比相同。

即在满足预设条件时，具体到本实施例则是在计时器的计时值为0或1时将第一脉宽调制信号的占空比与第二脉宽调制信号的占空比调整为相同。该执行模块具体包括第一执行单元和第二执行单元，这两个单元并非同时工作。

在具体调整时，第一执行单元用于以第一脉宽调制信号的占空比为标准对第二脉宽调制信号的占空比进行调整，以使第二脉宽调制信号的占空比与第一脉宽调制信号的占空比一致；第二执行单元用于以第二脉宽调制信号的占空比为标准对第一脉宽调制信号的占空比进行调整，以使第一脉宽调制信号的占空比与第二脉宽调制信号的占空比一致。

该修正控制装置通过按一定周期重置各桥臂上的驱动信号，可以第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号的占空比相同，从而使开关电源的第一开关元件和第二开关元件的导通时间相同，也就避免了因两边的伏秒积不相等而导致开关电源无法正常工作的问题。

实施例四

图7为本申请实施例的一种控制器的框图

本实施例提供了一种开关电源，该开关电源的整流电路为全桥拓扑结构，如图2所示，包括第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂，第一桥臂上设置有第一开关元件k1，第二桥臂上设置有第二开关元件k2，第三桥臂上设置有第三开关元件k3，第四桥臂上设置有第四开关元件k4。本申请中的开关元件为igbt元件、mos元件或其他具有开关作用的元器件。

第一开关元件和第三开关元件利用一组驱动信号进行驱动，其驱动信号为第一脉宽调制信号；第二开关元件和第四开关元件利用另一组驱动信号进行驱动，其驱动信号为第二脉宽调制信号。

该开关电源设置有控制器，如图7所示该控制器设置有至少一个处理器101和存储器102，两者通过数据总线连接103。存储器用于存储计算机程序或指令，处理器用于获取并执行该计算机程序或指令，从而能够使控制器执行下面的控制步骤：

s1、在开关电源运行时进行计时。

即在开关电源正常开机以及后续的运行期间，基于其mcu开辟一个数据空间作为计时器，并按一定规律进行计时，具体来说可以通过如下方式进行计时：

首先，对该计时器置零，并将零作为计时的初始值进行累加，该计时器的计时值可以仅限0、1。计时的单位可以根据实际确定，比如每个开关周期作为一个计时单位。

然后，在计时过程中，在当前计时值为1时，即计时值变为1后经过一个计时单位后对该计时器进行清零，这样该计时器的计时值就在0、1之间循环。

我们将该计时器的计时值为0或1认定为符合预设条件。

s2、控制第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号的占空比相同。

即在满足预设条件时，具体到本实施例则是在计时器的计时值为0或1时将第一脉宽调制信号的占空比与第二脉宽调制信号的占空比调整为相同。

在具体调整时，可以是以第一脉宽调制信号的占空比为标准对第二脉宽调制信号的占空比进行调整，以使第二脉宽调制信号的占空比与第一脉宽调制信号的占空比一致；或者以第二脉宽调制信号的占空比为标准对第一脉宽调制信号的占空比进行调整，以使第一脉宽调制信号的占空比与第二脉宽调制信号的占空比一致。

本方案通过按一定周期重置各桥臂上的驱动信号，可以第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号的占空比相同，从而使开关电源的第一开关元件和第二开关元件的导通时间相同，也就避免了因两边的伏秒积不相等而导致开关电源无法正常工作的问题。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。