一种开关电源的控制方法及控制系统技术方案

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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源的控制方法及控制系统


[0001]本专利技术涉及电源控制
，具体来说涉及一种开关电源的控制方法及控制系统。

技术介绍

[0002]电解电容广泛应用于开关电源中，如PFC转换器的输出电容、并网逆变器的输入电容等。电解电容的低温特性较差，当温度较低时，其电容量急剧减小，等效串联电阻(ESR)急剧增加，此时若负载功率较大会造成电解电容的纹波电压过大，容易触发保护，甚至导致电解电容损坏。因此，在低温条件下，通常要对电解电容进行预热，即先将开关电源的负载功率设定在较小值运行一段时间，使得电解电容的内核温度逐步上升，待其电容量和ESR恢复到合理区间后，再逐步增加输出功率直至满载。
[0003]电解电容的预热方法通常存在如下问题：一是预热阶段输出功率较小，需要等待较长时间；二是通过控制器识别环境温度，进而预测电解电容的温度，需要采用温度传感器，其精度要求增加了装置复杂度；三是电解电容劣化后的电容值和ESR数据难以获取，特别是大批量生产过程中的边界值，难以确保开关电源工作多年后预热功率仍能使纹波电压处于安全限值以内，故存在安全隐患。
[0004]因此，基于上述现有技术中存在的问题，需要提供一种安全可靠且快速建立功率的开关电源控制方式。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种开关电源的控制方法及控制系统，根据电解电容自身的电容量和ESR调节输出功率，使电解电容的纹波电压跟随输出功率的调节始终处于安全限值以内，减少其预热时间，实现开关电源安全运行。
[0006]为实现上述目的，本专利技术公开了如下技术方案：
[0007]本专利技术一方面提供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，所述方法包括以下步骤：
[0008]检测电解电容的一纹波电压；
[0009]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，
[0010]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；
[0011]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。
[0012]上述的开关电源的控制方法，所述对补偿输出功率进行补偿环节计算，包括：
[0013]所述参考电压包括一第一参考电压及一第二参考电压；
[0014]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；
[0015]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；
[0016]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；
[0017]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。
[0018]上述的开关电源的控制方法，所述对补偿输出功率进行补偿环节计算，还包括：
[0019]所述参考电压包括一第一参考电压及一第二参考电压；
[0020]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；
[0021]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；
[0022]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；
[0023]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；
[0024]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。
[0025]本控制过程中，优选的，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。
[0026]上述的开关电源的控制方法，所述对补偿输出功率进行补偿环节计算，还包括：
[0027]所述参考电压包括一第一参考电压及一第二参考电压；
[0028]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；
[0029]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；
[0030]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；
[0031]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；
[0032]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。
[0033]本控制过程中，优选的，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。
[0034]上述的开关电源的控制方法，所述对补偿输出功率进行补偿环节计算，还包括：
[0035]所述参考电压包括一第一参考电压及一第二参考电压；
[0036]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；
[0037]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；
[0038]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；
[0039]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；
[0040]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。
[0041]本控制过程中，优选的，所述第一电压值为所述电解电容平均电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小磊，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：