存储介质、双向谐振电路输出电压调节方法、装置及系统与流程

本发明涉及电力电子技术领域，具体而言，涉及一种存储介质、双向谐振电路输出电压调节方法、装置及系统。

背景技术：

单向谐振拓扑，例如，全桥llc谐振电路，在运行时均会存在输出电压调节范围较窄问题，特别是当需要输出低压时，全桥llc谐振电路更是难以实现。目前，对于谐振拓扑为了使输出电压范围变宽，一般会采用pfm(脉冲频率调制)+pwm(脉冲宽度调制)控制策略相结合的方法，但是该方法对谐振拓扑输出电压调节范围是有限的，特别是当输出轻载时，将输出电压调低一直是业内的一大难题。另外，当采用pwm控制策略时，会导致谐振拓扑软开关功能丧失，影响系统的转换效率和热管理。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种存储介质、双向谐振电路输出电压调节方法、装置及系统。

第一方面，本发明实施例提供了一种双向谐振电路的输出电压调节方法，所述双向谐振电路的输出电压调节方法包括：

获得双向谐振电路的输出端的电压以及流过双向谐振电路的输出端的电流；

当所述输出端的电流大于预设定的轻载输出阈值且检测到的所述输出端的电压与预设定的目标电压值的差值大于预设定的阈值电压时，输出控制信号以控制位于功率输出侧的第一回路中的第五可控开关管、第八可控开关管相对于位于功率输入侧的第一回路中的与所述第五可控开关管、所述第八可控开关管控制时序对应的第一可控开关管、第四可控开关管提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间，

以及输出控制信号以控制位于功率输出侧的第二回路中第六可控开关管、第七可控开关管相对于位于功率输入侧的第二回路中的与所述第六可控开关管、所述第七可控开关管控制时序对应的第二可控开关管、第三可控开关管提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间；

当当前检测到的所述输出端的电压与预设定的目标电压值的差值小于预设定的阈值电压时，控制所述双向谐振电路维持当前的控制时序运行。

第二方面，本发明实施例还提供了一种双向谐振电路的输出电压调节装置，所述双向谐振电路的输出电压调节装置包括：

信息获得单元，用于获得双向谐振电路的输出端的电压以及流过双向谐振电路的输出端的电流；

控制单元，用于当所述输出端的电流大于预设定的轻载输出阈值且检测到的所述输出端的电压与预设定的目标电压值的差值大于预设定的阈值电压时，输出控制信号以控制位于功率输出侧的第一回路中的第五可控开关管、第八可控开关管相对于位于功率输入侧的第一回路中的与所述第五可控开关管、所述第八可控开关管控制时序对应的第一可控开关管、第四可控开关管提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间，

以及输出控制信号以控制位于功率输出侧的第二回路中第六可控开关管、第七可控开关管相对于位于功率输入侧的第二回路中的与所述第六可控开关管、所述第七可控开关管控制时序对应的第二可控开关管、第三可控开关管提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间；

所述控制单元还用于当当前检测到的所述输出端的电压与预设定的目标电压值的差值小于预设定的阈值电压时，控制所述双向谐振电路维持当前的控制时序运行。

第三方面，本发明实施例还提供了一种双向谐振电路的输出电压调节系统，所述双向谐振电路的输出电压调节系统包括：

双向谐振电路，所述双向谐振电路包括位于功率输入侧的第一回路中的第一可控开关管、第四可控开关管与位于功率输出侧的第一回路中与所述第一可控开关管、所述第四可控开关管控制时序对应的第五可控开关管、第八可控开关管；位于功率输入侧的第二回路中的第二可控开关管、第三可控开关管与位于功率输出侧的第二回路中与所述第二可控开关管、所述第三可控开关管控制时序对应的第六可控开关管、第七可控开关管；

电流采集模块，用于采集流过所述双向谐振电路的输出端的电流；

电压采集模块，用于采集所述双向谐振电路的输出端的电压；

驱动电路，与所述第一可控开关管、所述第四可控开关管、所述第五可控开关管、所述第八可控开关管电连接，

主控制板，分别与所述电流采集模块、所述电压采集模块、所述驱动电路电连接，所述主控制板用于接收流过双向谐振电路的输出端的电流以及所述双向谐振电路的输出端的电压；

所述主控制板还用于当所述输出端的电流大于预设定的轻载输出阈值且检测到的所述输出端的电压与预设定的目标电压值的差值大于预设定的阈值电压时，输出控制信号以控制位于功率输出侧的第一回路中的第五可控开关管、第八可控开关管相对于位于功率输入侧的第一回路中的与所述第五可控开关管、所述第八可控开关管控制时序对应的第一可控开关管、第四可控开关管提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间，

以及输出控制信号以控制位于功率输出侧的第二回路中第六可控开关管、第七可控开关管相对于位于功率输入侧的第二回路中的与所述第六可控开关管、所述第七可控开关管控制时序对应的第二可控开关管、第三可控开关管提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间；

当当前检测到的所述输出端的电压与预设定的目标电压值的差值小于预设定的阈值电压时，控制所述双向谐振电路维持当前的控制时序运行。

第四方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机指令，其中，所述计算机指令在被读取并运行时执行如上所述的双向谐振电路的输出电压调节方法。

与现有技术相比，本发明提供的存储介质、双向谐振电路输出电压调节方法、装置及系统，当输出端的电流大于预设定的轻载输出阈值且检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值大于预设定的阈值电压时，输出控制信号以控制位于功率输出侧的第一回路中的第五可控开关管、第八可控开关管相对于位于功率输入侧的第一回路中的与第五可控开关管、第八可控开关管控制时序对应的第一可控开关管、第四可控开关管提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间，

以及输出控制信号以控制位于功率输出侧的第二回路中第六可控开关管、第七可控开关管相对于位于功率输入侧的第二回路中的与第六可控开关管、第七可控开关管控制时序对应的第二可控开关管、第三可控开关管提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间；当当前检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值小于预设定的阈值电压时，控制双向谐振电路维持当前的控制时序运行，从而实现了扩大了输出电压的调节范围，可以将输出电压调节到更低的值，且不会影响到整个双向谐振电路的转换效率和热管理。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的双向谐振电路输出电压调节方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的双向谐振电路的其中一种实施方式的电路图；

图3为本发明实施例提供的双向谐振电路的另一种实施方式的电路图；

图4为本发明实施例提供的第一种控制信号的控制时序图；

图5为本发明实施例提供的第二种控制信号的控制时序图；

图6为本发明实施例提供的双向谐振电路的双向谐振电路输出电压调节装置的功能模块框图；

图7为本发明实施例提供的双向谐振电路输出电压调节系统的其中一种实施方式的电路图；

图8为本发明实施例提供的双向谐振电路输出电压调节系统的另一种实施方式的电路图。

图标：101-双向谐振电路；102-主控制板；103-电流采集模块；104-电压采集模块；105-驱动电路；601-信息获得单元；602-判断单元；603-控制单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供了一种双向谐振电路的输出电压调节方法，应用于主控制板102，用于调节双向谐振电路101的输出电压，双向谐振电路的输出电压调节方法包括：

步骤s101：获得双向谐振电路101的输出端的电压以及流过双向谐振电路的输出端的电流。

本实施例中，可以利用电流采集模块104采集流过双向谐振电路101的输出端的电流，并传输至主控制板102。

步骤s102：判断输出端的电流是否大于预设定的轻载输出阈值，如果是，则执行步骤s103。

通过判断输出端的电流是否大于预设定的轻载输出阈值，从而确定当前的双向谐振电路101是否处于低压轻载工况，如果是，则处于低压轻载工况。

步骤s103：判断检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值是否大于预设定的阈值电压，如果是，则执行步骤s104，如果否，则执行步骤s106。

本实施例中，可以利用电压采集模块103采集双向谐振电路的输出端的电压，并传输至主控制板102。

步骤s104：输出控制信号以控制位于功率输出侧的第一回路中的第五可控开关管q5、第八可控开关管q8相对于位于功率输入侧的第一回路中与第五可控开关管q5、第八可控开关管q8控制时序对应的第一可控开关管q1、第四可控开关管q4提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间，

以及输出控制信号以控制位于功率输出侧的第二回路中第六可控开关管q6、第七可控开关管q7相对于位于功率输入侧的与第六可控开关管q6、第七可控开关管q7控制时序对应的第二回路中的第二可控开关管q2、第三可控开关管q3提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间。

明显地，上述的每个可控开关管的被驱动的控制信号的占空比不变。本实施例中，功率输入侧可以为原边侧、功率输出侧可以为副边侧，另外，功率输入侧还可以为副边侧、功率输出侧还可以为原边侧。

具体地，如图2所示，当能量正向流动时，即功率输入侧为原边侧、功率输出侧为副边侧时，双向谐振电路101在原边侧包括第一可控开关管q1、第二可控开关管q2、第三可控开关管q3及第四可控开关管q4，在副边侧包括第五可控开关管q5、第六可控开关管q6、第七可控开关管q7及第八可控开关管q8，其中，副边侧的第五可控开关管q5、第六可控开关管q6位于同一桥臂，第七可控开关管q7、第八可控开关管q8位于同一桥臂；原边侧的第一可控开关管q1、第二可控开关管q2位于同一桥臂，原边侧的第三可控开关管q3及第四可控开关管q4也位于同一桥臂。其中，原边侧的第一可控开关管q1、第四可控开关管q4的控制时序逻辑一致，第二可控开关管q2、第三可控开关管q3的控制时序逻辑一致；副边侧的第五可控开关管q5和第八可控开关管q8的控制时序逻辑一致，第六可控开关管q6和第七可控开关管q7的控制时序逻辑一致，且原边侧的第一可控开关管q1、第四可控开关管q4均导通时形成原边侧的第一回路，原边侧的第二可控开关管q2、第三可控开关管q3均导通时形成原边侧的第二回路；副边侧的第五可控开关管q5、第八可控开关管q8均导通时形成副边侧的第一回路，副边侧的第六可控开关管q6、第七可控开关管q7均导通时形成副边侧的第二回路，输入电压为(vc1)、输出电压为vc2，输出负载为电阻r，且每个可控开关管的控制频率均相同。

如图3所示，当能量反向流动时，即功率输入侧为副边侧、功率输出侧为原边侧时，双向谐振电路101在副边侧包括第一可控开关管q5、第二可控开关管q6、第三可控开关管q7及第四可控开关管q8，在原边侧包括第五可控开关管q1、第六可控开关管q2、第七可控开关管q3及第八可控开关管q4，其中，原边侧的第五可控开关管q1、第六可控开关管q2位于同一桥臂，第七可控开关管q3、第八可控开关管q4位于同一桥臂；副边侧的第一可控开关管q5、第二可控开关管q6位于同一桥臂，副边侧的第三可控开关管q7及第四可控开关管q8也位于同一桥臂。其中，副边侧的第一可控开关管q5、第四可控开关管q8的控制时序逻辑一致，第二可控开关管q6、第三可控开关管q7的控制时序逻辑一致；原边侧的第五可控开关管q1和第八可控开关管q4的控制时序逻辑一致，第六可控开关管q2和第七可控开关管q3的控制时序逻辑一致，且副边侧的第一可控开关管q5、第四可控开关管q8均导通时形成副边侧的第一回路，副边侧的第二可控开关管q6、第三可控开关管q7均导通时形成副边侧的第二回路；原边侧的第五可控开关管q1、第八可控开关管q4均导通时形成原边侧的第一回路，原边侧的第六可控开关管q2、第七可控开关管q3均导通时形成原边侧的第二回路。

需要说明的是，文中实施例相关内容，均是结合图2进行描述的；因为原理说明类似，因此结合图3的实施例描述不再赘述。

步骤s105：判断当前检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值是否大于预设定的阈值电压，如果否，则执行步骤s106，如果是，则执行步骤s107。

步骤s106：控制双向谐振电路101维持当前的控制时序运行。

当当前检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值小于预设定的阈值电压时，说明已经扩大了输出电压的调节范围，此时输出电压已经被调节到更低的值，因此维持当前的运行状态即可。

步骤s107：在对第五可控开关管、第六可控开关管、第七可控开关管、第八可控开关管进行控制的在先控制信号的基础上逐步增加单位步长时间输出控制信号，直到输出端的电压与预设定的目标电压值的差值小于预设定的阈值电压。

当当前检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值大于预设定的阈值电压时，说明还可以扩大输出电压的调节范围，使得输出电压可以被调节到更低的值。

经发明人试验，例如，如图4所示，当第五可控开关管q5、第八可控开关管q8的控制时序较之第一可控开关管q1、第四可控开关管q4提前开通20ns，提前关断20ns；第六可控开关管q6、第七可控开关管q7的控制时序较之第二可控开关管q2、第三可控开关管q3提前开通20ns，提前关断20ns，此时输出电压(vc2)为316vdc；如图5所示，当第五可控开关管q5、第八可控开关管q8的控制时序较之第一可控开关管q1、第四可控开关管q4提前开通50ns，提前关断50ns；第六可控开关管q6、第七可控开关管q7的控制时序较之第二可控开关管q2、第三可控开关管q3提前开通50ns，提前关断50ns，此时输出电压(vc2)为222vdc，可以看出，明显地增大了输出电压的调节范围。

请参阅图6，本发明实施例还一种双向谐振电路的输出电压调节装置，需要说明的是，本发明实施例所提供的双向谐振电路的输出电压调节装置，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。该双向谐振电路的输出电压调节装置包括信息获得单元601、判断单元602以及控制单元603。

信息获得单元601用于获得双向谐振电路的输出端的电压以及流过双向谐振电路的输出端的电流。

判断单元602用于判断输出端的电流是否大于预设定的轻载输出阈值且检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值是否大于预设定的阈值电压。

控制单元603用于当输出端的电流大于预设定的轻载输出阈值且检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值大于预设定的阈值电压时，输出控制信号以控制位于功率输出侧的第一回路中的第五可控开关管、第八可控开关管相对于位于功率输入侧的第一回路中的与第五可控开关管、第八可控开关管控制时序对应的第一可控开关管、第四可控开关管提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间，

以及输出控制信号以控制位于功率输出侧的第二回路中第六可控开关管、第七可控开关管相对于位于功率输入侧的第二回路中的与第六可控开关管、第七可控开关管控制时序对应的第二可控开关管、第三可控开关管提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间；

判断单元602还用于判断当前检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值是否大于预设定的阈值电压。

控制单元603还用于当当前检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值小于预设定的阈值电压时，控制双向谐振电路101维持当前的控制时序运行。

其中，功率输入侧为原边侧、功率输出侧为副边侧或功率输入侧为副边侧、功率输出侧为原边侧。

控制单元603还用于当检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值小于预设定的阈值电压时，直接控制双向谐振电路101维持当前的控制时序运行。

另外，控制单元603还用于当当前检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值仍然大于预设定的阈值电压时，在对第五可控开关管、第六可控开关管、第七可控开关管、第八可控开关管进行控制的在先控制信号的基础上逐步增加单位步长时间输出控制信号，直到输出端的电压与预设定的目标电压值的差值小于预设定的阈值电压。

请参阅图7、图8，本发明实施例还提供了一种双向谐振电路的输出电压调节系统，结合图2，该双向谐振电路的输出电压调节系统包括：

双向谐振电路101，双向谐振电路101包括位于功率输入侧的第一回路中的第一可控开关管q1、第四可控开关管q4与位于功率输出侧的第一回路中与第一可控开关管q1、第四可控开关管q4控制时序对应的第五可控开关管q5、第八可控开关管q8；位于功率输入侧的第二回路中的第二可控开关管q2、第三可控开关管q3与位于功率输出侧的第二回路中与第二可控开关管q2、第三可控开关管q3控制时序对应的第六可控开关管q6、第七可控开关管q7。

电流采集模块104，用于采集流过双向谐振电路的输出端的电流。

电压采集模块103，用于采集双向谐振电路的输出端的电压。

驱动电路105，驱动电路105与第一可控开关管q1、第二可控开关管q2、第三可控开关管q3、第四可控开关管q4、第五可控开关管q5、第六可控开关管q6、第七可控开关管q7、第八可控开关管q8电连接。

主控制板102，分别与电流采集模块104、电压采集模块103、驱动电路105电连接，主控制板102用于接收电流采集模块104传输的流过双向谐振电路的输出端的电流以及双向谐振电路的输出端的电压。

主控制板102还用于当输出端的电流大于预设定的轻载输出阈值且检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值大于预设定的阈值电压时，输出控制信号以控制位于功率输出侧的第一回路中的第五可控开关管q5、第八可控开关管q8相对于位于功率输入侧的第一回路中的与第五可控开关管q5、第八可控开关管q8控制时序对应的第一可控开关管q1、第四可控开关管q4提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间，

以及输出控制信号以控制位于功率输出侧的第二回路中第六可控开关管q6、第七可控开关管q7相对于位于功率输入侧的第二回路中的与第六可控开关管q6、第七可控开关管q7控制时序对应的第二可控开关管q2、第三可控开关管q3提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间。

本发明实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机指令，其中，计算机指令在被读取并运行时执行如上所述的双向谐振电路的输出电压调节方法。

综上，本发明提供的存储介质、双向谐振电路输出电压调节方法、装置及系统，当输出端的电流大于预设定的轻载输出阈值且检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值大于预设定的阈值电压时，输出控制信号以控制位于功率输出侧的第一回路中的第五可控开关管、第八可控开关管相对于位于功率输入侧的第一回路中的与第五可控开关管、第八可控开关管控制时序对应的第一可控开关管、第四可控开关管提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间，

以及输出控制信号以控制位于功率输出侧的第二回路中第六可控开关管、第七可控开关管相对于位于功率输入侧的第二回路中的与第六可控开关管、第七可控开关管控制时序对应的第二可控开关管、第三可控开关管提前开通单位步长时间以及提前关断单位步长时间；当当前检测到的输出端的电压与预设定的目标电压值的差值小于预设定的阈值电压时，控制双向谐振电路维持当前的控制时序运行，从而实现了扩大了输出电压的调节范围，可以将输出电压调节到更低的值，且不会影响到整个双向谐振电路的转换效率和热管理。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。