本实用新型涉及一种数字控制DC-DC电源空载的电路结构。
背景技术：
DC-DC电源变换器，表示的是高压直流电源变换为低压直流电源，或者低压直流电源变换为高压直流电源的变换器。一般分为数字电源及模拟电源，数字电源是以数字信号处理器 DSP(Digital Signal Processing)或微控制器MCU(Microcontroller Unit)为核心控制的电源。DC-DC电源又分为隔离型和非隔离型。
无论数字控制DC-DC电源还是模拟控制DC-DC电源，无论是隔离型还是非隔离型，均存在空载输出电压不稳定的现象。
现有技术中解决数字控制DC-DC电源空载不稳定的方法有多种：
一是在输出端并联可控或者不可控的假负载，使得电源不再工作在空载状态。专利 CN201210554901公开了一种假负载逻辑，即是通过并联可控假负载使得电源工作在非空载状态，解决空载不稳定问题，但是该方法需要增加额外的电路，并且并联假负载使得系统效率降低了。
二是DC-DC电源空载间歇工作，即打嗝模式。当输出电压大于某个值时关闭驱动，当输出电压小于某个值时重新打开驱动，这样输出电压会在一定范围内波动。专利CN201010253263 公开了一种间歇工作的电路，就是基于上述原理，但是间歇工作模式输出电压依然存在一定范围的波动，该范围就是间歇工作关闭、打开驱动的两个电压点。
三是空载时降低开关管驱动频率，进而减小DC-DC的能力传输，达到稳定空载电压的目的，该方法控制复杂，且驱动频率范围变动太大时，动态性能又会受到影响。
四是空载能量回馈模式，即强迫连续模式。空载时电压大于设定值时，将多余的能量回馈到输入端，该方法需要实时同步驱动处理，即空载时也必须打开同步整流使能量可以回馈输入端，且该方法的应用存在一定的局限性，目前应用于非隔离的半桥DC-DC电路较多，隔离型的全桥DC-DC由于同步控制的复杂性，该方法较难适用。
以上不足，有待改进。
技术实现要素：
为了克服现有的技术的不足,本实用新型提供一种数字控制DC-DC电源空载的电路结构。
本实用新型技术方案如下所述：
一种数字控制DC-DC电源空载的电路结构，1、包括全桥电路、隔离变压器T1、不控整流桥电路及LC滤波器，所述全桥电路连接谐振电感L1的一端，所述谐振电感L1的另一端连接第一隔直电容C1的一端，所述第一隔直电容C1的另一端连接所述隔离变压器T1的原边的同名端，所述隔离变压器T1原边的异名端连接所述全桥电路；
所述隔离变压器T1的副边的同名端连接第二隔直电容C2的一端，所述第二隔直电容C2 的另一端连接所述不控整流桥电路，所述隔离变压器T1的异名端连接所述不控整流桥电路；
所述不控整流桥电路连接所述LC滤波器；
所述LC滤波器连接电流采样互感器CT的一端，所述电流采样互感器CT的另一端与负载电阻R1的一端和第一电压采样电阻R2的一端均相连，所述第一电压采样电阻R2的另一端连接第二电压采样电阻R3的一端，所述第二电压采样电阻R3的另一端和所述负载电阻R1的另一端均与所述LC滤波器连接。
进一步地，在所述全桥电路中，包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3及第四开关S4，输入电源的正极与所述第一开关S1的一端和所述第三开关S3的一端均相连，所述第一开关S1的另一端与所述第二开关S2的一端和所述隔离变压器T1的原边的异名端均相连，所述第三开关S3的另一端与所述谐振电感L1的一端和所述第四开关S4的一端均相连，所述第二开关S2的另一端和所述第四开关S4的另一端均与所述输入电源的负极连接。
进一步地，在所述不控整流桥电路中，包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管 D3及第四二极管D4，所述第二隔直电容C2的另一端与所述第一二极管D1的正极和所述第二二极管D2的负极均相连，所述第二二极管D2的正极连接所述第四二极管D4的正极，所述第一二极管D1的负极连接所述第三二极管D3的负极，所述第三二极管D3的正极和所述第四二极管D4的负极均与所述隔离变压器T1的异名端连接。
进一步地，所述LC滤波器包括滤波电感L2和滤波电容C3，所述第一二极管D1的负极和所述第三二极管D3的负极均与所述滤波电感L2的一端连接，所述滤波电感L2的另一端与所述滤波电容C3的一端和所述电流采样互感器CT的一端均相连，所述滤波电容C3的另一端与所述第二二极管D2的正极、所述第四二极管D4的正极、所述负载电阻R1的另一端及所述第二电压采样电阻R3的另一端均相连。
进一步地，所述电流采样互感器CT的另一端、所述负载电阻R1的一端及所述第一电压采样电阻R2的一端均与电源输出端的正极连接；所述第二二极管D2的正极、所述第四二极管D4的正极、所述滤波电容C3的另一端、所述负载电阻R1的另一端及所述第二电压采样电阻R3的另一端均与所述电源输出端的负极连接。
根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于，本实用新型提供的数字控制DC-DC电源空载的电路结构，解决了隔离式数字控制DC-DC电源空载电压不稳定的问题，具有稳定输出、控制简单、动态性能好等优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的控制框架结构示意图。
图3为本实用新型的环路处理结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述：
请参阅图1，一种数字控制DC-DC电源空载的电路结构，其特征在于：包括全桥电路、隔离变压器T1、不控整流桥电路及LC滤波器，所述全桥电路连接谐振电感L1的一端，所述谐振电感L1的另一端连接第一隔直电容C1的一端，所述第一隔直电容C1的另一端连接隔离变压器T1的原边的同名端，所述隔离变压器T1原边的异名端连接所述全桥电路；
所述隔离变压器T1的副边的同名端连接第二隔直电容C2的一端，所述第二隔直电容C2 的另一端连接所述不控整流桥电路，所述隔离变压器T1的异名端连接所述不控整流桥电路；
所述不控整流桥电路连接所述LC滤波器；
所述LC滤波器连接电流采样互感器CT的一端，所述电流采样互感器CT的另一端与负载电阻R1的一端和第一电压采样电阻R2的一端均相连，所述第一电压采样电阻R2的另一端连接第二电压采样电阻R3的一端，所述第二电压采样电阻R3的另一端和所述负载电阻R1的另一端均与所述LC滤波器连接。
优选地，在所述全桥电路中，包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3及第四开关 S4，所述输入电源的正极与所述第一开关S1的一端和所述第三开关S3的一端均相连，所述第一开关S1的另一端与所述第二开关S2的一端和所述隔离变压器T1的原边的异名端均相连，所述第三开关S3的另一端与所述谐振电感L1的一端和所述第四开关S4的一端均相连，所述第二开关S2的另一端和所述第四开关S4的另一端均与所述输入电源的负极连接。
优选地，在所述不控整流桥电路中，包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管 D3及第四二极管D4，所述第二隔直电容C2的另一端与所述第一二极管D1的正极和所述第二二极管D2的负极均相连，所述第二二极管D2的正极连接所述第四二极管D4的正极，所述第一二极管D1的负极连接所述第三二极管D3的负极，所述第三二极管D3的正极和所述第四二极管D4的负极均与所述隔离变压器T1的异名端连接。
优选地，所述LC滤波器包括滤波电感L2和滤波电容C3，所述第一二极管D1的负极和所述第三二极管D3的负极均与所述滤波电感L2的一端连接，所述滤波电感L2的另一端与所述滤波电容C3的一端和所述电流采样互感器CT的一端均相连，所述滤波电容C3的另一端与所述第二二极管D2的正极、所述第四二极管D4的正极、所述负载电阻R1的另一端及所述第二电压采样电阻R3的另一端均相连。
优选地，所述电流采样互感器CT的另一端、所述负载电阻R1的一端及所述第一电压采样电阻R2的一端均与所述电源输出端的正极连接；所述第二二极管D2的正极、所述第四二极管D4的正极、所述滤波电容C3的另一端、所述负载电阻R1的另一端及所述第二电压采样电阻R3的另一端均与所述电源输出端的负极连接。
本实施例提供的数字控制DC-DC电源空载的电路结构的有益效果为：本实用新型提供的数字控制DC-DC电源空载的电路结构，解决了隔离式数字控制DC-DC电源空载电压不稳定的问题，具有稳定输出、控制简单、动态性能好等优点。
请参阅图2和图3，数字控制DC-DC电源空载控制方法，包括输出电压外环、电流内环、 pwm控制逻辑。
步骤S1：输出电压外环，具体为：将输出电压VO作为反馈，与给定电压进行比较，输出电压VO与给定电压的差值经第一PID调节器运算输出后得到输出电流参考值电压外环具有稳定输出电压的作用。
步骤S2：输出电流内环，具体为：将输出电流IO与电流给定值进行比较，输出电流IO与电流给定值的差值经第二PID调节器运算输出后得到电流内环输出，由于第二PID调节器为内环，因此其速度要远远大于外环电压环，才能无误差的跟踪电流给定值
步骤S3：pwm控制逻辑，具体为：
将步骤S2得到的环路输出值VLoop，一方面送往DSP的pwm信号发生器，另一方面和最小环路输出值VLoop_Min进行比较，当VLoop大于等于VLoop_Min时，Pwm_Off信号为高电平，此时DSP 产生的pwm信号高电平才能通过与门逻辑达到驱动电路；当VLoop小于等于VLoop_Min时，Pwm_Off 信号为低电平，pwm信号经与门逻辑后变为低电平，即驱动为低电平，开关管关断。
当电压外环检测到输出电压大于设定值时，电压环输出降低，即电流参考减小，由于电流环可快速跟踪电流给定，可认为电压环的调节作用立即生效。这样当电压环输出值降低到环路最小值VLoop_Min以下时，开关管驱动被封锁，进而输出电压下降，达到稳定输出电压的目的。
以上控制中，对VO、IO、VLoop、VLoop_Min作归一化处理，统一各个信号的量刚，同时，电压环、电流环均在100KHz的中断频率中进行计算处理，尽可能的使得上述电压调节速度加快，输出电压稳定性更好。
本实用新型提供的数字控制DC-DC电源空载的电路结构及其控制方法，具有以下优点：
(1)实现了空载电压能够稳定的输出；
(2)控制简单，软件DSP只需增加一个比较逻辑、一个IO口控制逻辑即可；
(3)动态性能好，在100KHz中断中进行环路调节，实时响应程度高；
(4)无需增加大量硬件电路，只需增加一个与门逻辑即可。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。