開關電源中間母線電壓的調節方法及裝置的製作方法

2023-09-22 22:36:30 1

專利名稱：開關電源中間母線電壓的調節方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種開關電源中間母線電壓的調節方法，本發明還涉及一種開關電源
中間母線電壓的調節裝置。
背景技術：
如圖1所示，常用開關電源一般由AC/DC變換器實現輸入交流Vin到直流VPFC的變 換，再通過第二級的DC/DC變換器實現VPrc到V。ut的DC/DC變換。 第二級DC/DC變換器常常採用全橋移相、雙管正激，LLC等電路，在設計的過程中， 通常都將電源額定輸出點設計在最佳工作狀態，但是通常電源都有一定的輸出電壓範圍要 求，當輸出電壓偏離額定輸出電壓時，模塊的工作狀態也會偏離最佳工作狀態，出現惡化， 例如雙管正擊電路，當輸出電壓減少時，DC/DC變換器的開關導通佔空比就要減少，對於 P麗電路，佔空比的減少勢必增加電源損耗，使電源的性能變差。同樣LLC諧振變換器雖然 大部分情況工作在PFM狀態，但是也存在輸出電壓偏離額定工作電壓而導致電源性能變差 的情況，下面以LLC諧振變換器為例進行較詳細的闡述。 LLC諧振變換器作為DC/DC變換器拓撲，與其他如全橋移相、雙管正激，甚至全橋、 半橋硬開關相比，在合理的設計條件下，能夠使輸出範圍更寬，將額定輸出電壓V。自。r^工 作頻率設計為約等於LLC諧振頻率fr，幾乎全負載範圍實現ZVS，副邊整流二極體自然過 零，幾乎沒有反向恢復，正弦電流波形使開關頻率的高次諧波分量很小，由此造成的輻射問 題大大減輕，有利於EMI的設計。但是，當輸出電壓要求在V。ut min < V。utn。 al < V。ut max內可 調時，LLC變換器的工作頻率和工作狀態將會偏離諧振點。 在以往的開關電源中，AC/DC變換器的輸出電壓大都採用固定電壓輸出作為DC/ DC環節的輸入，或者在固定電壓輸出的基礎上，在某個別工作點將AC/DC變換器電壓調高， 這種AC/DC變換器調壓方式，沒有充分發揮DC/DC變換器的最佳工作性能，從而達到提高開 關電源的整體性能的目的。

發明內容
本發明所要解決的技術問題就是為了克服以上的不足，提出了一種開關電源中間 母線電壓的調節方法及裝置，能改善開關電源的整體性能。
本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決 —種開關電源中間母線電壓的調節方法，所述開關電源包含DC/DC變換器和AC/ DC變換器，所述調節方法包括如下步驟第一步檢測開關電源的輸出電壓V。ut ;第二步根 據DC/DC變換器的直流增益公式和開關電源的輸出電壓V。ut獲取電壓VpFc ;第三步如果VpK min《VPFC《VPFC隨，VPFC值不變；如果VPFC VpFC隨，使
VPFC = VPFC max ;其中VPFC min是AC/DC變換器允許的最小輸出電壓，VPFCmax是AC/DC變換器允許 的最大輸出電壓。 還包括第四步檢測開關電源的交流電壓峰值Vin，如果f^c 2 V^; + AF . VpFC不變；否則使^W^V^"士AF.其中AV是i:
所述第二步中，所述直流增益公式為M
誤差，AV > 0。
r "
/(/s ， D)，其中f s為DC/DC變換器
屍FC
開關管工作頻率，D為DC/DC變換器開關管導通佔空比。所述DC/DC變換器為LLC變換器；針對半橋LLC變換器，所述第二步中所述直
0.5
流增益公式為
1 +
1 —
l、2 、L
1 A、2
針對全橋LLC變換器，所述
直流增益公式為
從
1 +
乙
1 —
,A丫
g巾
屍0
LLC變換器的輸出阻抗，N為LLC變換器的變壓器原副邊匝比，k為LLC變換器的諧振電 路諧振電感感量，Lm為LLC變換器的變壓器勵磁電感感量，&為LLC諧振頻率，fs取值為 1. 5*fSnOTal中某一值，fSnOTal為開關電源額定輸出時LLC變換器開關管工作頻
0. 5*f,
Snornml
率，P。為開關電源的輸出功率，Cr為LLC變換器的諧振電路諧振電容容
所述DC/DC變換器為雙管正擊電路或移相全橋變換器，其直流增益公式為
F 一 "'"=^ ，其中N為DC/DC變換器的原副邊的匝比，D取值為0. 8*Dn。rmal 1. 2*D
normal
屍fC
中某一值，所述Dn。r^為開關電源額定輸出時DC/DC變換器的開關管導通佔空比。 所述第二步中具體為根據DC/DC變換器直流增益公式的擬合曲線及開關電源的 輸出電壓v。ut獲取電壓VPFC。 —種開關電源中間母線電壓的調節裝置，所述開關電源包含AC/DC變換器和DC/ DC變換器，所述調節裝置包括如下單元開關電源的輸出電壓檢測單元用於檢測開關電 源的輸出電壓V。ut ;VPFe電壓獲取單元用於根據DC/DC變換器的直流增益公式和開關電源
的輸出電壓V。ut獲取電壓VPrc ;第一調節單元用於調節Vp^，所述調節單元的調節方法為 如果VPFC min《VPFC《VPFC隨，VPFC值不變；如果VPFC VPFC max,使VPFC = VPFC max ;其中VPFC min是AC/DC變換器允許的最小輸出電壓，VPFC_是AC/DC變換 器允許的最大輸出電壓。 所述的開關電源中間母線電壓的調節裝置還包括第二調節單元用於檢測開
關電源的交流電壓峰值Vin並做如下調節如果^Wc^V^^+AK，V^不變；否則使
=V^;±Ar ，其中AV是測量誤差，AV>0。
屍FC
所述直流增益公式為M
=/(/s，Z))，其中fs為DC/DC變換器開關管工作頻
屍k:
率，D為DC/DC變換器開關管導通佔空比。 所述DC/DC變換器為LLC變換器；針對半橋LLC變換器，所述直流增益公式為
5formula see original document page 6
針對全橋LLC變換器，所述直流增益公式為
formula see original document page 6
輸出阻抗，N為LLC變換器的變壓器原副邊匝比，Lr為LLC變換器的諧振電路諧振電感感 量，Lm為LLC變換器的變壓器勵磁電感感量，&為LLC諧振頻率，fs取值為0. 5*fSnOTmal 1. 5*fSn。Mal中某一值，fSnOTal為開關電源額定輸出時LLC變換器開關管工作頻率，P。為開關 電源的輸出功率，&為LLC變換器的諧振電路諧振電容容量。所述DC/DC變換器為雙管正擊電路或移相全橋變換器，其直流增益公式為
屍/c
]7
，其中N為DC/DC變換器的原副邊的匝比，D取值為0. 8*D:
normal
1. 2*D
normal
中某一值，所述Dn。r^為開關電源額定輸出時DC/DC變換器的開關管導通佔空比。 所述VPrc電壓獲取單元是根據DC/DC變換器直流增益公式的擬合曲線及開關電源 的輸出電壓V。ut獲取電壓VPFC。 本發明與現有技術對比的有益效果是本發明根據輸出電壓調節中間母線電壓， 使開關電源的DC/DC變換器最大限度工作在最佳工作點附近，減少DC/DC變換器的工作頻 率或者佔空比調節範圍，從而改善開關電源的性能。本發明的還考慮輸入電壓的影響，保證 電壓調節可以實現。


圖1常用開關電源的結構框圖； 圖2是對稱半橋LLC變換器基本結構電路圖； 圖3是變換器額定工作電壓為54V的LLC變換器在額定電壓54V時的諧振電流波 形； 圖4是變換器額定工作電壓為54V的LLC變換器在低壓42V時的諧振電流波形； 圖5是本發明具體實施方式
的流程示意圖； 圖6是AC/DC變換器調壓曲線VPFC/V。ut在第一種情況下的示意圖； 圖7是AC/DC變換器調壓曲線VPrc/V。ut在第二種情況下的示意圖； 圖8是AC/DC變換器調壓曲線VPFC/V。ut在第三種情況下的示意圖； 圖9是AC/DC變換器調壓曲線VPFC/V。ut在第四種情況下的示意圖； 圖10是AC/DC變換器電壓和輸入電壓的關係示意圖。
具體實施例方式
下面通過具體的實施方式並結合附圖對本發明做進一步詳細說明。 如圖2所示，以半橋LLC變換器為例，其近似直流增益公式如下式(1)所示
60.5
(1)
+ 2—
乂 y;
對於全橋LLC變換器，其近似直流增益公式如下式(2)所示 F , 1
(2)
、2 其中込—=
"屍
^為LLC變換器的輸出阻抗，N為LLC變換器的變壓器原副
8"H
邊匝比，k為LLC變換器的諧振電路諧振電感感量，Lm為LLC變換器的變壓器勵磁電感感 量，&為LLC諧振頻率，fs為變換器開關管工作頻率。 當LLC變換器的諧振電路的器件參數確定時，其直流增益公式就只有工作頻率fs 一個變量，LLC的諧振電路的增益公式就可以簡化為^ = fJfS)。 從公式(1)， (2)可以看到，當要求的輸出電壓升高時，需要降低工作頻率，而要求 的輸出電壓降低時，需要提高工作頻率。由於頻率的變化，變換器器件應力，例如諧振電感 k的電流，諧振電容Cn、C^的電壓，變壓器的勵磁電流和傳輸電流都會發現相應的變化，給 設計帶來一定的困難，特別是磁性器件的設計，主要表現在下面幾個方面。
1)輸出電壓升高，工作頻率降低時
在主功率器件中，諧振電容的電壓(以圖2所示的對稱半橋LLC變換器為例)為:
2 2《乂
其中V max為諧振電容Crl、 Cr2能達到的最大電壓，&為諧振電容Crl、 Cr2的容 =Crl+Cr2， I ms為諧振電感電流有效值。
(3)
值和，C:
從上面的公式可以看出，在電路諧振參數確定的情況下，諧振電容上的電壓是和 電路的工作頻率成反比，所以在最大輸出電壓時，諧振電容電壓比額定輸出時要高。
同樣，變壓器的熱設計是LLC變換器的一個難點，而這主要體現在輸出電壓最高 (工作頻率最低)時，因為
2W乂X 其中BMX為變壓器工作磁通，VF為輸出二極體Dl或D2上的壓降，Ns輸出繞組匝
數，^為磁芯截面積。
而磁芯的損耗為
i core 'cv eVy乂 、 ^
=屍F
(r。+M )
其中P。，為磁芯損耗，P。v為磁芯材質單位體積損耗，^為磁芯體積，a為磁芯材質
1 +玍 乙
1-
7損耗頻率係數，b為磁芯材質損耗磁通係數，^和Be分別為磁芯給定單位體積損耗P。v處的 工作頻率和工作磁通。 由於磁芯的損耗特性中b > a，所以從上面的公式可以看出，磁芯的損耗隨輸出電 壓單調增加，隨工作頻率fs單調減少，所以，在輸出電壓升高時，磁芯溫度會上升，增加熱設 計的困難。 2)輸出電壓降低時，工作頻率升高 LLC變換器在輸出電壓降低時，需要提高工作頻率，首先諧振電感的電流波形會發 生非正弦畸變。圖3是變換器額定工作電壓為54V的LLC變換器在額定電壓54V(諧振點) 時的諧振電流波形，圖4是變換器額定工作電壓為54V的LLC變換器在低壓42V時的諧振 電流波形。從圖3、圖4中可以發現工作頻率升高會使諧振電流高頻諧波含量迅速上升， 諧振電感和變壓器的繞組交流損耗增大，增加熱設計的困難。 其次，LLC變換器由於自身的工作特性，都要結合脈衝頻率調製(PFM)和脈衝寬度 調製(P麗)兩種工作模式，實現低壓輕載下的輸出調節。在採用數字控制的LLC變換器中， 由於數位訊號處理器(DSP)工作頻率和資源的限制，電路的最高工作頻率將會受到限制， 這樣使數字控制的LLC變換器在低壓輸出時更加容易達到最大工作頻率而進入P麗狀態。 而LLC的P麗工作狀態將會遇到兩個重要的問題LLC變換器P麗工作狀態的非單調性，LLC 變換器P麗態硬開關。當變換器到達最大工作頻率後，進一步減少負載或輸出電壓，電路就 開始進入P麗態，由於此時的輸出功率可能還比較大，電路在P麗態下，開關管、諧振電感的 溫升可能上升的很高，使設計遇到困難。 從公式(1)， (2)可以看出，如果在要求的輸出電壓升高時，提高VpFc，這樣相對VpFc 不變時，就可以降低要求的直流增益M從而提高工作頻率，降低諧振電容電壓和變壓器的 工作磁通；在輸出電壓降低時，降低AC/DC變換器電壓，就可以降低工作頻率，減少諧振電 感的損耗，也可以使電路進入P麗態出現的輸出電壓更低，負載更輕，從而改善開關管的損 耗。 對於其他的P麗型DC/DC變換器，同樣也存在AC/DC變換器電壓到輸出電壓的增 益公式，例如雙管正擊電路和移相全橋的變換器的直流增益公式為 ^^^^^，其中N為DC/DC變換器的原副邊的匝比，D為DC/DC變換器的開關
FC A
管導通佔空比。 當電路參數確定時，N是定值，直流增益可以表示為^^l^:/2(")。當輸出電
壓V。ut變化時，可以調節VPrc以保持直流增益M不變，從而使D近似不變。 本發明提出了一種AC/DC變換器中間母線電壓隨輸出電壓變化的AC/DC變換器電
壓調節方案，根據輸出電壓的大小調節AC/DC變換器中間母線電壓，從而最大限度將變換
器LLC電路工作在諧振點附近，減少LLC電路的調頻寬度，從而改善變換器的性能。具體方
法下面將做進一步描述。 如圖5所示，一種開關電源中間母線電壓的調節方法，所述開關電源包含DC/DC變 換器和AC/DC變換器，所述調節方法包括如下步驟 第一步檢測開關電源的輸出電壓Vout。開關電源的輸出電壓範圍為V。ut min V
out max u 第二步根據DC/DC變換器的直流增益公式和開關電源的輸出電壓Vout獲取電壓
VpFc。 將開關電源要求的任一輸出電壓V。ut， DC/DC變換器開關管的某一工作頻率fs和 DC/DC變換器開關管的某一導通佔空比D代入DC/DC變換器VPrc到V。ut增益公式，得到電壓
VpFC。
(7) 所述直流增益公式為M = # = /(A,") 其中，&取值為0. 5*fs
1. 5*fSn。Mal中某一值，，優選取值為fsn。 al，所述
f,
Snornml
為開關電源額定輸出時LLC變換器開關管工作頻率；D取值為O. 8*D:
normal
1. 2*D
normal
中某一值，優選取值為DnOTal，所述Dn。r^為開關電源額定輸出時DC/DC變換器的開關管導通
佔空比。 由上述直流增益公式可知7/>k: = f = DC/DC變換器工作在調頻狀態，D就是常數，工作在調寬狀態，fs就是常數，DC/DC 變換器工作在同時調頻和調寬狀態，fs和D都是變量。
針對半橋LLC變換器，所述直流增 0.5 M = _
益公式 為
AT
1 +
1 —
1、 、Z乂
左一A 乂
、2
針對全橋LLC變換器，所述直流增益公式為
1 +
1 —
1、
、7W
A一左 乂 /s
、2
g巾
-為LLC變換器的輸
出阻抗，N為LLC變換器的變壓器原副邊匝比，k為LLC變換器的諧振電路諧振電感感量，Lm 為LLC變換器的變壓器勵磁電感感量，&為LLC諧振頻率；此處fs的取值為0. 5*fsn。 al 1. 5*fSn。Mal中某一值，fSnOTal為開關電源額定輸出時LLC變換器開關管工作頻率；P。為開關 電源的輸出功率，&為LLC變換器的諧振電路諧振電容容量。
針對雙管正擊電路或移相全橋變換器，其直流增益公式為
M:^-^，其中N為DC/DC變換器(雙管正擊電路或移相全橋變換器)的原 r: a
normal
1. 2*DnOTmal中某一值，所述D旨md為開關電源額定輸出時
副邊的匝比，D取值為0. 8*D DC/DC變換器的開關管導通佔空比。 當然，也可根據DC/DC變換器直流增益公式的擬合曲線及開關電源的輸出電壓 Vout獲取電壓V^。通過擬合曲線獲得電壓Vp^處理起來比較簡單，但精確度有所損失。用 戶可以根據需要或者直接通過直流增益公式，或者通過擬合曲線獲得。 第三步如果Vp,
min ;如果VpFc 〉 VpFc max， Vp
《VPFC《VPFC隨，VPFC值不變；如果VPFC < V:
PFC min， vPFC
vP
;其中VPFC min是AC/DC變換器允許的最小輸出電壓，
9PFCmax
是AC/DC變換器允許的最大輸出電壓。AC/DC變換器允許的最大輸出電壓範圍VP
min VPrc m^要綜合考慮開關電源的AC/DC變換器的性能，例如總諧波失真(Total Harmonic Distortion,簡稱THD)、環路、輸出電解電容的耐壓等。但AC/DC變換器允許的最大輸出電 壓範圍VPFC min VPFC max是預先可以確定的。 將開關電源的輸出最小電壓V。ut min代入直流增益公式(公式(7))可以得到AC/ DC受換器電壓VPFC min "將開關電源的輸出最大電壓V。ut max代入直流增益公式(公式(7))
的關係，AC/DC變換器調壓曲
可以得到VPFC max i 。根據VPFC min i VPFC max i及VPFC min VPF 線V^/V。ut有下面幾種情況。1.當VPFC min《VPFC min " VpFC隨工《VpFC隨，VpFC/V。ut曲線如圖6所示。 2.當VPFC min > VPFC min !時，將VPFC min代入公式(1)或者(2)，可以計算出一個輸出 電壓v。utl， vPFC隨工> VPFC隨時，將VPFC隨代入公式(1)或者(2)可以計算出一個輸出電壓
V。ut2， VpFC min ^ VpFC min 1， VpFC max 1 ^ VpFC max時，VpFc/Xut曲線如圖7所不。
3.當VPFC min !《VPFC min， VpFC隨工《VpFC隨時，VpFC/V。ut曲線如圖8所示。
4.當VPFC min ! > VPFC min， VpFC隨工> VpFC隨時，VpFC/V。ut曲線如圖9所示。 第四步檢測開關電源的交流電壓峰值V,、，如果「m: > V^K +AK VPFC不變；否則
&FC=V^^±Ay .其中AV是》
^ VpFC min， VpFC隨1 ^ VpFc max時，V— _
第四步檢測開關電源的交流電壓峰值Vin，如果^Wc 7
， 誤差，av > 0。 由於電壓Vpw是由Vin通過AC/DC變換器提供，AC/DC變換器不具備降壓功能，
其能夠輸出的最低Ac/Dc變換器電壓為^^ =V^;，所以當f,^V^"時，我們必須取 ^V^^"(考慮到測量誤差，常會取^^ =V^;+ak ， Avx))，也就是說不同的輸入電
壓vin時，VPrc取值範圍只能在圖10所示的陰影範圍內。 本發明的開關電源中間母線電壓調節方案，根據輸出電壓調節AC/DC變換器電 壓，實現AC/DC變換器電壓對輸出的自動跟蹤調節，使DC/DC變換器能最大範圍工作在額定 輸出電壓工作狀態點附近。本發明的開關電源中間母線電壓調節方案同時考慮輸入電壓的 影響，保證可實現。 —種開關電源中間母線電壓的調節裝置，所述開關電源包含AC/DC變換器和DC/ DC變換器，所述調節裝置包括如下單元開關電源的輸出電壓檢測單元用於檢測開關電 源的輸出電壓V。ut ;VPFe電壓獲取單元用於根據DC/DC變換器的直流增益公式和開關電源
的輸出電壓V。ut獲取電壓VPrc ;第一調節單元用於調節Vp^，所述調節單元的調節方法為
如果VPFC min《VPFC《VPFC隨，VPFC值不變；如果VPFC VpFC
隨，使VPFC = VPFC max ;其中VPFC min是AC/DC變換器允許的最小輸出電壓，VPFC max是AC/DC變換 器允許的最大輸出電壓。 所述的開關電源中間母線電壓的調節裝置還包括第二調節單元用於檢測
開關電源的交流電壓峰值Vin並做如下調節如果F^c^V^;+Ar，V^不變；否則使
rPFC = ±AF ，其中A V是測量誤差，A V > 0。 所述直流增益公式為M = = /(/s，")，其中DC/DC變換器工作在調頻狀態時，
D是常數；工作在調寬狀態，fs是常數，DC/DC變換器工作在同時調頻和調寬狀態，fs和D都是變量
所述DC/DC變換器為LLC變換器；針對半橋LLC變換器，所述直流增益公式為
formula see original document page 11
針對全橋LLC變換器，所述直流增益公式為
formula see original document page 11
為LLC變換器的輸
出阻抗，N為LLC變換器的變壓器原副邊匝比，k為LLC變換器的諧振電路諧振電感感量， Lm為LLC變換器的變壓器勵磁電感感量，^為LLC諧振頻率，fs取值為(0. 5-1. 5) *LLC變換 器開關管工作頻率，P。為開關電源的輸出功率，&為LLC變換器的諧振電路諧振電容容量。
所述DC/DC變換器為雙管正擊電路或移相全橋變換器，其直流增益公式為:
=S ，其中N為DC/DC變換器的原副邊的匝比，D取值為(0. 8-1. 2) *DC/DC變換器
X式的擬合曲線及開關電源
的開關管導通佔空比。 所述VPFC電壓獲取單元是根據DC/DC變換器直流增益公 的輸出電壓V。ut獲取電壓VPFC。 以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若於簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的 保護範圍。
權利要求
一種開關電源中間母線電壓的調節方法，所述開關電源包含DC/DC變換器和AC/DC變換器，其特徵在於所述調節方法包括如下步驟第一步檢測開關電源的輸出電壓Vout；第二步根據DC/DC變換器的直流增益公式和開關電源的輸出電壓Vout獲取電壓VPFC；第三步如果VPFCmin≤VPFC≤VPFCmax，VPFC值不變；如果VPFC＜VPFCmin，使VPFC＝VPFCmin；如果VPFC＞VPFCmax，使VPFC＝VPFCmax；其中VPFCmin是AC/DC變換器允許的最小輸出電壓，VPFCmax是AC/DC變換器允許的最大輸出電壓。
2. 根據權利要求l所述的開關電源中間母線電壓的調節方法，其特徵在於還包 括第四步檢測開關電源的交流電壓峰值Vin，如果F^c^V^;+Ar，V^不變；否則使^rn: =V^;±A7 ，其中AV是測量誤差，AV>0。
3. 根據權利要求2所述的開關電源中間母線電壓的調節方法，其特徵在於所述第二步中，所述直流增益公式為似=^~ = /(/5,。)，其中t為DC/DC變換器開關管工作頻率，D為DC/DC變換器開關管導通佔空比。
4. 根據權利要求3所述的開關電源中間母線電壓的調節方法，其特徵在於所述 DC/DC變換器為LLC變換器；針對半橋LLC變換器，所述第二步中所述直流增益公式為formula see original document page 2& —4丫針對全橋LLC變換器，所述直流增益公式為formula see original document page 2一為LLC變換器的輸出阻抗，N為LLC變換器的變壓器原副邊匝比，Lr為LLC變換器的諧振電路諧振電感感 量，Lm為LLC變換器的變壓器勵磁電感感量，&為LLC諧振頻率，fs取值為0. 5*fSnOTmal 1. 5*fSn。Mal中某一值，fSnOTal為開關電源額定輸出時LLC變換器開關管工作頻率，P。為開關 電源的輸出功率，&為LLC變換器的諧振電路諧振電容容量。
5.根據權利要求3所述的開關電源中間母線電壓的調節方法，其特徵在於所述DC/二T7，其中N為formula see original document page 2DC變換器為雙管正擊電路或移相全橋變換器，其直流增益公式為MDC/DC變換器的原副邊的匝比，D取值為0. 8*Dn。rmal 1. 2*Dn。rmal中某一值，所述Dn。rmal為開 關電源額定輸出時DC/DC變換器的開關管導通佔空比。
6. 根據權利要求3所述的開關電源中間母線電壓的調節方法，其特徵在於所述第二 步中具體為根據DC/DC變換器直流增益公式的擬合曲線及開關電源的輸出電壓V。ut獲取電 ffiVPFC。
7. —種開關電源中間母線電壓的調節裝置，所述開關電源包含AC/DC變換器和DC/DC變換器，其特徵在於所述調節裝置包括如下單元開關電源的輸出電壓檢測單元用於檢 測開關電源的輸出電壓V。ut ;VPFe電壓獲取單元用於根據DC/DC變換器的直流增益公式和開關電源的輸出電壓V。ut獲取電壓VPFC ;第一調節單元用於調節Vp^所述調節單元的調節方法為如果Vp^in《Vpw《VP VPFC值不變；如果VPFC VpFc隨，使VPFC = V,x ;其中VV PFCmin是AC/DC變換器允許的最小輸出電壓，VPFCmax是AC/DC變換器允許的最大輸出電壓。
8. 根據權利要求7所述的開關電源中間母線電壓的調節裝置，其特徵在於還包括第二調節單元用於檢測開關電源的交流電壓峰值Vin並做如下調節如果fWc》V^;+AF，VPFC不變；否則使^W^V^;士Ar，其中AV是測量誤差，AV>0。
9. 根據權利要求8所述的開關電源中間母線電壓的調節裝置，其特徵在於所述直流增益公式為^ = ^ = /(/s力)，其中fs為DC/DC變換器開關管工作頻率，D為DC/DC變換器開關管導通佔空比。
10. 根據權利要求9所述的開關電源中間母線電壓的調節裝置，其特徵在 於所述DC/DC變換器為LLC變換器；針對半橋LLC變換器，所述直流增益公式為formula see original document page 3針對全橋LLC變換器，所述直流增益公式為formula see original document page 3為LLC變換器的輸出阻抗，N為LLC變換器的變壓器原副邊匝比，Lr為LLC變換器的諧振電路諧振電感感 量，Lm為LLC變換器的變壓器勵磁電感感量，&為LLC諧振頻率，fs取值為0. 5*fSnOTmal 1. 5*fSn。Mal中某一值，fSnOTal為開關電源額定輸出時LLC變換器開關管工作頻率，P。為開關 電源的輸出功率，&為LLC變換器的諧振電路諧振電容容量。
11.根據權利要求9所述的開關電源中間母線電壓的調節裝置，其特徵在於所述DC/DC變換器為雙管正擊電路或移相全橋變換器，其直流增益公式為M:^，其中N為DC/DC變換器的原副邊的匝比，D取值為0. 8*Dn。rmal 1. 2*Dn。rmal中某一值，所述Dn。rmal為開 關電源額定輸出時DC/DC變換器的開關管導通佔空比。
12.根據權利要求9所述的開關電源中間母線電壓的調節裝置，其特徵在於所述Vpw 電壓獲取單元是根據DC/DC變換器直流增益公式的擬合曲線及開關電源的輸出電壓V。ut獲 取電壓VPFC。
全文摘要
本發明公開了一種開關電源中間母線電壓的調節方法及裝置，所述開關電源包含DC/DC變換器和AC/DC變換器，所述方法包括如下步驟檢測開關電源的輸出電壓Vout；根據DC/DC變換器的直流增益公式和開關電源的輸出電壓Vout獲取電壓VPFC；如果VPFCmin≤VPFC≤VPFCmax，VPFC值不變；如果VPFC＜VPFCmin，使VPFC＝VPFCmin；如果VPFC＞VPFCmax，使VPFC＝VPFCmax；其中VPFCmin是AC/DC變換器允許的最小輸出電壓，VPFCmax是AC/DC變換器允許的最大輸出電壓。本發明能減少DC/DC變換器的工作頻率或者佔空比調節範圍，從而改善開關電源的性能。
文檔編號H02M3/28GK101771348SQ20091000351
公開日2010年7月7日 申請日期2009年1月7日 優先權日2009年1月7日
發明者呂有根, 李劍, 黎平 申請人:艾默生網絡能源系統北美公司