一种开关电源的控制方法及控制系统与流程

文档序号:32444641发布日期:2022-12-06 23:29阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种开关电源的控制方法,所述开关电源包括一功率因数校正电路,所述功率因素校正电路包含至少一个电解电容,其特征在于,所述方法包括以下步骤:检测所述电解电容的一纹波电压;基于所述电解电容纹波电压控制开关电源的实际输出功率为一输出功率参考值,所述输出功率参考值为一补偿输出功率或者一上限输出功率,所述补偿输出功率通过所述电解电容纹波电压与一参考电压比较后经过补偿环节计算获得,其中,当所述补偿输出功率小于所述上限输出功率时,所述输出功率参考值为所述补偿输出功率;当所述补偿输出功率大于或等于所述上限输出功率时,所述输出功率参考值为所述上限输出功率。2.根据权利要求1所述的开关电源的控制方法,其特征在于,所述对补偿输出功率进行补偿环节计算,进一步包括:所述参考电压包括一第一参考电压及一第二参考电压;当所述电解电容纹波电压大于所述第一参考电压时,控制减小所述补偿输出功率;当所述电解电容纹波电压小于或等于所述第一参考电压且大于或等于所述第二参考电压时,控制保持所述补偿输出功率不变;当所述电解电容纹波电压小于所述第二参考电压时,控制增大所述补偿输出功率;其中,所述第一参考电压小于一第一电压值,所述第二参考电压大于一第二电压值,所述第一参考电压大于或等于所述第二参考电压。3.根据权利要求1所述的开关电源的控制方法,其特征在于,所述对补偿输出功率进行补偿环节计算,进一步包括:所述参考电压包括一第一参考电压及一第二参考电压;所述开关电源的一电解电容电压包含所述电解电容纹波电压;当所述电解电容电压的一峰峰值大于所述第一参考电压时,控制减小所述补偿输出功率,并重复获取所述电解电容电压;当所述电解电容电压的峰峰值小于或等于所述第一参考电压且大于或等于所述第二参考电压时,控制保持所述补偿输出功率不变,并重复获取所述电解电容电压;当所述电解电容电压的峰峰值小于所述第二参考电压时,控制增大所述补偿输出功率,并重复获取所述电解电容电压;其中,所述第一参考电压小于一第一电压值,所述第二参考电压大于一第二电压值,所述第一参考电压大于或等于所述第二参考电压。4.根据权利要求1所述的开关电源的控制方法,其特征在于,所述对补偿输出功率进行补偿环节计算,进一步包括:所述参考电压包括一第一参考电压及一第二参考电压;所述开关电源的一电解电容电压包含所述电解电容纹波电压;当所述电解电容电压的一峰值大于所述第一参考电压时,控制减小所述补偿输出功率,并重复获取所述电解电容电压;当所述电解电容电压的峰值小于或等于所述第一参考电压且大于或等于所述第二参考电压时,控制保持所述补偿输出功率不变,并重复获取所述电解电容电压;
当所述电解电容电压的峰值小于所述第二参考电压时,控制增大所述补偿输出功率,并重复获取所述电解电容电压;其中,所述第一参考电压小于一第一电压值,所述第二参考电压大于一第二电压值,所述第一参考电压大于或等于所述第二参考电压。5.根据权利要求1所述的开关电源的控制方法,其特征在于,所述对补偿输出功率进行补偿环节计算,进一步包括:所述参考电压包括一第一参考电压及一第二参考电压;所述开关电源的一电解电容电压包含所述电解电容纹波电压;当所述电解电容电压的一谷值大于所述第一参考电压时,控制增大所述补偿输出功率,并重复获取所述电解电容电压;当所述电解电容电压的谷值小于或等于所述第一参考电压且大于或等于一第二参考电压时,控制保持所述补偿输出功率不变,并重复获取所述电解电容电压;当所述电解电容电压的谷值小于所述第二参考电压时,控制减小所述补偿输出功率,并重复获取所述电解电容电压;其中,所述第一参考电压小于一第一电压值,所述第二参考电压大于一第二电压值,所述第一参考电压大于或等于所述第二参考电压。6.根据权利要求3至5中任一权利要求所述的开关电源的控制方法,其特征在于,控制所述电解电容电压小于开关电源的一过电压保护值且大于开关电源的一正常工作最低输入电压值,所述电解电容纹波电压小于一纹波电压参数限定值。7.根据权利要求3所述的开关电源的控制方法,其特征在于:所述第二电压值为开关电源满载时所述电解电容在常温环境下的一最大纹波电压;当所述开关电源的一过电压保护值与所述电解电容平均电压之差的两倍大于等于所述纹波电压参数限定值时,所述第一电压值为所述纹波电压参数限定值;当所述开关电源的过电压保护值与所述电解电容平均电压之差的两倍小于所述纹波电压参数限定值时,所述第一电压值为所述开关电源的过电压保护值与所述电解电容平均电压之差的两倍。8.根据权利要求4所述的开关电源的控制方法,其特征在于:所述第二电压值为所述电解电容平均电压与开关电源满载时电解电容在常温环境下的一最大纹波电压的一半之和;当所述开关电源的一过电压保护值大于等于所述纹波电压参数限定值的一半与电解电容平均电压之和时,所述第一电压值为所述纹波电压参数限定值的一半与所述电解电容平均电压之和;当所述开关电源的过电压保护值小于所述纹波电压参数限定值的一半与电解电容平均电压之和时,所述第一电压值为所述开关电源的过电压保护值。9.根据权利要求5所述的开关电源的控制方法,其特征在于:所述第一电压值为所述电解电容平均电压与开关电源满载时电解电容在常温环境下的一最大纹波电压的一半之差;当所述电解电容平均电压与所述纹波电压参数限定值的一半之差大于等于开关电源的一欠电压保护值时,所述第二电压值为所述电解电容平均电压与所述纹波电压参数限定值的一半之差;当所述电解电容平均电压与所述纹波电压参数限定值的一半之差小于开关电源的欠电压保护值时,所述第二电压值为所述开关电源的欠电压保护值。
10.根据权利要求1所述的开关电源的控制方法,其特征在于,所述上限输出功率为一定值,所述定值为所述开关电源的额定输出功率。11.根据权利要求1所述的开关电源的控制方法,其特征在于,所述上限输出功率为一输出功率值从一功率起始值至开关电源的一额定输出功率逐步增加的函数,所述函数的曲线包括线性增加曲线、台阶增加曲线或非线性增加曲线。12.根据权利要求7至9中任一权利要求所述的开关电源的控制方法,其特征在于,所述第一参考电压及第二参考电压分别为一定值。13.根据权利要求7至9中任一权利要求所述的开关电源的控制方法,其特征在于,所述第一参考电压为一参考电压值从一第一起始值至所述第一电压值逐步增加的函数,所述第二参考电压为一参考电压值从一第二起始值至所述第二电压值逐步增加的函数,所述函数的曲线包括线性增加曲线、台阶增加曲线或非线性增加曲线。14.根据权利要求1所述的开关电源的控制方法,其特征在于,获取开关电源的一实际输出电压,基于所述输出功率参考值和所述实际输出电压获取一输出电流参考值。15.一种开关电源的控制系统,所述开关电源包括一功率因数校正器,所述功率因数校正器包含至少一个电解电容,其特征在于,所述系统包括:检测单元,用以检测所述电解电容的一纹波电压;控制单元,用以基于所述电解电容纹波电压控制开关电源的实际输出功率为一输出功率参考值,使得所述电解电容纹波电压始终处于安全限值以内;其中,所述输出功率参考值为一补偿输出功率或者一上限输出功率,所述补偿输出功率通过所述电解电容纹波电压与一参考电压比较后经过补偿环节计算获得,且当所述补偿输出功率小于所述上限输出功率时,所述输出功率参考值为所述补偿输出功率;当所述补偿输出功率大于或等于所述上限输出功率时,所述输出功率参考值为所述上限输出功率。16.根据权利要求15所述的开关电源的控制系统,其特征在于,所述控制单元包括:电压控制模块:用以在所述开关电源工作过程中输出一参考电压;补偿器:用以将所述电解电容纹波电压与所述参考电压进行比较,并进行补偿环节计算输出一补偿输出功率;功率控制模块,用以在所述开关电源工作过程中输出一上限输出功率;比较器:用以将所述补偿输出功率与所述上限输出功率进行比较,并输出两者之中的较小值作为输出功率参考值。17.根据权利要求16所述的开关电源的控制系统,其特征在于,所述电压控制模块在所述开关电源工作过程中逐步增加所述参考电压,增加方式包括线性增加、台阶增加或非线性增加,或者从零时刻起直接输出一最大参考电压。18.根据权利要求16所述的开关电源的控制系统,其特征在于,所述功率控制模块在所述开关电源工作过程中逐步增加所述上限输出功率,增加方式包括线性增加、台阶增加或非线性增加,或者从零时刻起直接输出一最大上限输出功率。19.根据权利要求15所述的开关电源的控制系统,其特征在于,所述参考电压包括一第一参考电压及一第二参考电压;
当所述电解电容纹波电压大于所述第一参考电压时,控制减小所述补偿输出功率;当所述电解电容纹波电压小于或等于所述第一参考电压且大于或等于所述第二参考电压时,控制保持所述补偿输出功率不变;当所述电解电容纹波电压小于所述第二参考电压时,控制增大所述补偿输出功率;其中,所述第一参考电压小于一第一电压值,所述第二参考电压大于一第二电压值,所述第一参考电压大于或等于所述第二参考电压。20.根据权利要求15所述的开关电源的控制系统,其特征在于,所述参考电压包括一第一参考电压及一第二参考电压;所述开关电源的一电解电容电压包含所述电解电容纹波电压;当所述电解电容电压的一峰峰值大于所述第一参考电压时,控制减小所述补偿输出功率,并重复获取所述电解电容电压;当所述电解电容电压的峰峰值小于或等于所述第一参考电压且大于或等于所述第二参考电压时,控制保持所述补偿输出功率不变,并重复获取所述电解电容电压;当所述电解电容电压的峰峰值小于所述第二参考电压时,控制增大所述补偿输出功率,并重复获取所述电解电容电压;其中,所述第一参考电压小于一第一电压值,所述第二参考电压大于一第二电压值,所述第一参考电压大于或等于所述第二参考电压。21.根据权利要求15所述的开关电源的控制系统,其特征在于,所述参考电压包括一第一参考电压及一第二参考电压;所述开关电源的一电解电容电压包含所述电解电容纹波电压;当所述电解电容电压的一峰值大于所述第一参考电压时,控制减小所述补偿输出功率,并重复获取所述电解电容电压;当所述电解电容电压的峰值小于或等于所述第一参考电压且大于或等于所述第二参考电压时,控制保持所述补偿输出功率不变,并重复获取所述电解电容电压;当所述电解电容电压的峰值小于所述第二参考电压时,控制增大所述补偿输出功率,并重复获取所述电解电容电压;其中,所述第一参考电压小于一第一电压值,所述第二参考电压大于一第二电压值,所述第一参考电压大于或等于所述第二参考电压。22.根据权利要求15所述的开关电源的控制系统,其特征在于,所述参考电压包括一第一参考电压及一第二参考电压;所述开关电源的一电解电容电压包含所述电解电容纹波电压;当所述电解电容电压的一谷值大于所述第一参考电压时,控制增大所述补偿输出功率,并重复获取所述电解电容电压;当所述电解电容电压的谷值小于或等于所述第一参考电压且大于或等于一第二参考电压时,控制保持所述补偿输出功率不变,并重复获取所述电解电容电压;当所述电解电容电压的谷值小于所述第二参考电压时,控制减小所述补偿输出功率,并重复获取所述电解电容电压;其中,所述第一参考电压小于一第一电压值,所述第二参考电压大于一第二电压值,所述第一参考电压大于或等于所述第二参考电压。
23.根据权利要求20至22中任一权利要求所述的开关电源的控制系统,其特征在于,所述电解电容电压小于开关电源的一过电压保护值且大于开关电源的一正常工作最低输入电压值,所述电解电容纹波电压小于一纹波电压参数限定值。24.根据权利要求20所述的开关电源的控制系统,其特征在于,所述第二电压值为开关电源满载时所述电解电容在常温环境下的一最大纹波电压;当所述开关电源的一过电压保护值与所述电解电容平均电压之差的两倍大于等于所述纹波电压参数限定值时,所述第一电压值为所述纹波电压参数限定值;当所述开关电源的过电压保护值与所述电解电容平均电压之差的两倍小于所述纹波电压参数限定值时,所述第一电压值为所述开关电源的过电压保护值与所述电解电容平均电压之差的两倍。25.根据权利要求21所述的开关电源的控制系统,其特征在于,所述第二电压值为所述电解电容平均电压与开关电源满载时电解电容在常温环境下的一最大纹波电压的一半之和;当所述开关电源的一过电压保护值大于等于所述纹波电压参数限定值的一半与电解电容平均电压之和时,所述第一电压值为所述纹波电压参数限定值的一半与所述电解电容平均电压之和;当所述开关电源的过电压保护值小于所述纹波电压参数限定值的一半与电解电容平均电压之和时,所述第一电压值为所述开关电源的过电压保护值。26.根据权利要求22所述的开关电源的控制系统,其特征在于,所述第一电压值为所述电解电容平均电压与开关电源满载时电解电容在常温环境下的一最大纹波电压的一半之差;当所述电解电容平均电压与所述纹波电压参数限定值的一半之差大于等于开关电源的一欠电压保护值时,所述第二电压值为所述电解电容平均电压与所述纹波电压参数限定值的一半之差;当所述电解电容平均电压与所述纹波电压参数限定值的一半之差小于开关电源的欠电压保护值时,所述第二电压值为所述开关电源的欠电压保护值。27.根据权利要求16所述的开关电源的控制系统,其特征在于,所述补偿器包括p调节器、pi调节器、pid调节器、pir调节器或非线性调节器。28.根据权利要求15所述的开关电源的控制系统,其特征在于,所述控制单元包括:除法器:用以根据所述开关电源的输出功率参考值和一实际输出电压,输出所述开关电源的一参考输出电流值。

技术总结
本申请公开了一种开关电源的控制方法及控制系统,所述开关电源包括一功率因数校正电路,功率因素校正电路包含至少一个电解电容,所述方法包括:检测电解电容的一纹波电压;基于所述电解电容纹波电压控制开关电源的实际输出功率为一输出功率参考值,所述输出功率参考值为一补偿输出功率或者一上限输出功率,所述补偿输出功率通过电解电容纹波电压与一参考电压比较后经过补偿环节计算获得,所述输出功率参考值为补偿输出功率与上限输出功率两者之间的较小值。本发明基于电解电容纹波电压调节开关电源的输出功率,使电解电容纹波电压始终处于安全限值以内,减少了电解电容低温启机工况下所需的预热时间,确保了开关电源的安全运行。全运行。全运行。


技术研发人员:王小磊
受保护的技术使用者:台达电子企业管理(上海)有限公司
技术研发日:2022.09.16
技术公布日:2022/12/5
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