一种镀膜电源及其控制方法与流程

本发明涉及电源相关，尤其是涉及一种镀膜电源及其控制方法。

背景技术：

1、镀膜电源广泛应用于太阳能光伏板制造、半导体制造和等离子注入等领域。但传统镀膜电源为降低输出电压、电流纹波，需要采用较大感值和容值的输出电感和输出电容进行滤波，这使得电源内部残余能量大，限制了响应速度，电源无法及时根据负载变化实现实时调节，导致镀膜工艺精度降低，镀件良品率低，生产成本增大。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种镀膜电源，能够降低残余能量，降低输出纹波，提高电源响应速度，提高电源效率。

2、本发明还提供了一种镀膜电源的控制方法、用于执行上述镀膜电源的控制方法的控制装置以及计算机可读存储介质。

3、根据本发明的第一方面实施例的镀膜电源，包括：

4、三相llc谐振电路，包括依次连接的斩波电路、三个谐振电容、三个谐振电感、变压器电路和整流电路，其中，所述整流电路包括三相桥和输出电阻，所述三相桥具有第一整流输出端和第二整流输出端，所述输出电阻的一端与所述第一整流输出端连接；

5、辅助模块，包括依次连接的电压输入电路、升降压变换电路和辅助llc谐振电路，其中，所述辅助llc谐振电路具有第一谐振输出端和第二谐振输出端，所述第一谐振输出端与所述第二整流输出端连接，所述第二谐振输出端与所述输出电阻的另一端连接；所述辅助llc谐振电路与所述三相llc谐振电路的电路结构相同；

6、检测装置，用于检测所述变压器电路的变压输入端一侧的初级电流、所述三相桥的第一输出电压、所述三相llc谐振电路和所述辅助模块的输出电流和总输出电压；

7、反馈控制电路，分别与所述检测装置、所述三相llc谐振电路的开关管、所述升降压变换电路、以及所述辅助llc谐振电路的开关管连接，所述反馈控制电路用于根据所述初级电流、所述输出电流和预设的电流输出阈值生成第一调频控制信号并发送至所述三相llc谐振电路的开关管，以使得所述输出电流在预设的电流输出范围内，所述电流输出范围表征所述电流输出阈值的误差区间；确定所述第一输出电压的第一输出纹波，并控制调整所述升降压变换电路的输出电压与所述第一输出纹波的大小相同且极性相反；根据所述第一调频控制信号生成第一辅助控制信号并发送至所述辅助llc谐振电路的开关管，以使得所述辅助llc谐振电路的第二输出电压与所述第一输出纹波的大小相同且极性相反，所述第一辅助控制信号的工作频率和占空比皆与所述第一调频控制信号相同。

8、根据本发明实施例的镀膜电源，至少具有如下有益效果：

9、本发明实施例的镀膜电源采用三相llc谐振电路，可以提高电源效率，同时，三相llc谐振电路中不存在输出电感和输出电容进行滤波，而是通过辅助模块充当有源滤波器，让其输出与三相llc谐振电路输出的第一输出纹波大小相同且极性相反的第二输出电压，以抵消三相llc谐振电路的第一输出纹波，降低总输出电压纹波，从而实现降低电源残余能量，提高电源响应速度。且本发明实施例中采用调频控制方式对三相llc谐振电路进行恒流和恒功率控制，通过生成工作频率和占空比皆与第一调频控制信号相同的第一辅助控制信号对辅助llc谐振电路进行控制，实现抵消三相llc谐振电路的第一输出纹波。

10、根据本发明的一些实施例，所述辅助llc谐振电路为单相llc谐振电路，所述单相llc谐振电路与所述三相llc谐振电路的基础电路结构相同，所述单相llc谐振电路的最低谐振频率点为所述三相llc谐振电路的最低谐振频率点的三倍，所述第一辅助控制信号的工作频率为所述第一调频控制信号的三倍，占空比与所述第一调频控制信号相同。

11、根据本发明的一些实施例，所述检测装置包括：

12、第一电流传感器，用于检测所述初级电流；

13、第二电流传感器，用于检测所述输出电流；

14、第一电压采样电路，用于检测所述第一输出电压；

15、第二电压采样电路，用于检测所述总输出电压。

16、根据本发明的一些实施例，所述电压输入电路通过所述变压器电路的辅助绕组供电。

17、根据本发明的第二方面实施例的镀膜电源的控制方法，应用于如上述第一方面实施例所述的镀膜电源，所述镀膜电源的控制方法包括以下步骤：

18、获取所述初级电流、所述第一输出电压和所述输出电流；

19、根据所述初级电流、所述输出电流和预设的电流输出阈值生成第一调频控制信号并发送至所述三相llc谐振电路的开关管，以使得所述输出电流在预设的电流输出范围内，所述电流输出范围表征所述电流输出阈值的误差区间；

20、确定所述第一输出电压的第一输出纹波，并控制调整所述升降压变换电路的输出电压与所述第一输出纹波的大小相同且极性相反；

21、根据所述第一调频控制信号生成第一辅助控制信号并发送至所述辅助llc谐振电路的开关管，以使得所述辅助llc谐振电路的第二输出电压与所述第一输出纹波的大小相同且极性相反，所述第一辅助控制信号的工作频率和占空比皆与所述第一调频控制信号相同。

22、根据本发明实施例的镀膜电源的控制方法，至少具有如下有益效果：

23、本发明实施例的镀膜电源的控制方法采用三相llc谐振电路，可以提高电源效率，同时，三相llc谐振电路中不存在输出电感和输出电容进行滤波，而是通过辅助模块充当有源滤波器，让其输出与三相llc谐振电路输出的第一输出纹波大小相同且极性相反的第二输出电压，以抵消三相llc谐振电路的第一输出纹波，降低总输出电压纹波，从而实现降低电源残余能量，提高电源响应速度。且本发明实施例中采用调频控制方式对三相llc谐振电路进行恒流控制，通过生成工作频率和占空比皆与第一调频控制信号相同的第一辅助控制信号对辅助llc谐振电路进行控制，实现抵消三相llc谐振电路的第一输出纹波。

24、根据本发明的一些实施例，所述辅助llc谐振电路为单相llc谐振电路，所述单相llc谐振电路与所述三相llc谐振电路的基础电路结构相同，所述单相llc谐振电路的最低谐振频率点为所述三相llc谐振电路的最低谐振频率点的三倍；

25、所述根据所述第一调频控制信号生成第一辅助控制信号并发送至所述辅助llc谐振电路的开关管，以使得所述辅助llc谐振电路的第二输出电压与所述第一输出纹波的大小相同且极性相反，包括以下步骤：

26、根据所述第一调频控制信号生成第一辅助控制信号并发送至所述单相llc谐振电路的开关管，以使得所述单相llc谐振电路的第二输出电压与所述第一输出纹波的大小相同且极性相反，所述第一辅助控制信号的工作频率为所述第一调频控制信号的三倍，占空比与所述第一调频控制信号相同。

27、根据本发明的一些实施例，所述根据所述初级电流、所述输出电流和预设的电流输出阈值生成第一调频控制信号并发送至所述三相llc谐振电路的开关管，包括以下步骤：

28、对所述输出电流和预设的所述电流输出阈值作差得到电流差值；

29、对所述初级电流和所述电流差值作差得到目标初级电流设定值；

30、根据所述目标初级电流设定值，以及预设的比例系数、积分系数和最大调节限制电流量进行pi控制，得到电流调节量；

31、根据所述电流调节量生成所述第一调频控制信号并发送至所述三相llc谐振电路的开关管。

32、根据本发明的一些实施例，所述根据所述第一调频控制信号生成第一辅助控制信号并发送至所述辅助llc谐振电路的开关管，包括以下步骤：

33、根据所述第一调频控制信号生成所述第一辅助控制信号，所述第一辅助控制信号的工作频率和占空比皆与所述第一调频控制信号相同；

34、控制在将所述第一调频控制信号发送至所述三相llc谐振电路的开关管后，延迟n个周期将所述第一辅助控制信号发送至所述辅助llc谐振电路的开关管，其中，n为正整数。

35、根据本发明的第三方面实施例的镀膜电源的控制方法，应用于如上述第一方面实施例所述的镀膜电源，所述镀膜电源的控制方法包括以下步骤：

36、获取所述初级电流、所述第一输出电压、所述输出电流和所述总输出电压；

37、根据所述初级电流、所述输出电流、所述总输出电压和预设的功率输出阈值生成第二调频控制信号并发送至所述三相llc谐振电路的开关管，以使得所述输出功率在预设的功率输出范围内，所述功率输出范围表征所述功率输出阈值的误差区间；

38、确定所述第一输出电压的第一输出纹波，并控制调整所述升降压变换电路的输出电压与所述第一输出纹波的大小相同且极性相反；

39、根据所述第二调频控制信号生成第二辅助控制信号并发送至所述辅助llc谐振电路的开关管，以使得所述辅助llc谐振电路的第二输出电压与所述第一输出纹波的大小相同且极性相反，所述第一辅助控制信号的工作频率和占空比皆与所述第一调频控制信号相同。

40、根据本发明实施例的镀膜电源的控制方法，至少具有如下有益效果：

41、本发明实施例的镀膜电源的控制方法采用三相llc谐振电路，可以提高电源效率，同时，三相llc谐振电路中不存在输出电感和输出电容进行滤波，而是通过辅助模块充当有源滤波器，让其输出与三相llc谐振电路输出的第一输出纹波大小相同且极性相反的第二输出电压，以抵消三相llc谐振电路的第一输出纹波，降低总输出电压纹波，从而实现降低电源残余能量，提高电源响应速度。且本发明实施例中采用调频控制方式对三相llc谐振电路进行恒功率控制，通过生成工作频率和占空比皆与第二调频控制信号相同的第二辅助控制信号对辅助llc谐振电路进行控制，实现抵消三相llc谐振电路的第一输出纹波。

42、根据本发明的一些实施例，所述辅助llc谐振电路为单相llc谐振电路，所述单相llc谐振电路与所述三相llc谐振电路的基础电路结构相同，所述单相llc谐振电路的最低谐振频率点为所述三相llc谐振电路的最低谐振频率点的三倍；

43、所述根据所述第二调频控制信号生成第二辅助控制信号并发送至所述辅助llc谐振电路的开关管，以使得所述辅助llc谐振电路的第二输出电压与所述第一输出纹波的大小相同且极性相反，包括以下步骤：

44、根据所述第二调频控制信号生成第二辅助控制信号并发送至所述单相llc谐振电路的开关管，以使得所述单相llc谐振电路的第二输出电压与所述第一输出纹波的大小相同且极性相反，所述第二辅助控制信号的工作频率为所述第二调频控制信号的三倍，占空比与所述第二调频控制信号相同。

45、根据本发明的一些实施例，所述根据所述初级电流、所述输出电流、所述总输出电压和预设的功率输出阈值生成第二调频控制信号并发送至所述三相llc谐振电路的开关管，包括以下步骤：

46、根据所述输出电流和所述总输出电压计算得到输出功率；

47、对所述输出功率和预设的所述功率输出阈值作差得到功率差值；

48、对所述初级电流和所述功率差值作差得到目标初级电流设定值；

49、根据所述目标初级电流设定值，以及预设的比例系数、积分系数和最大调节限制功率量进行pi控制，得到功率调节量；

50、根据所述功率调节量生成所述第二调频控制信号并发送至所述三相llc谐振电路的开关管。

51、根据本发明的一些实施例，所述根据所述第二调频控制信号生成第二辅助控制信号并发送至所述辅助llc谐振电路的开关管，包括以下步骤：

52、根据所述第二调频控制信号生成所述第二辅助控制信号，所述第二辅助控制信号的工作频率和占空比皆与所述第二调频控制信号相同；

53、控制在将所述第二调频控制信号发送至所述三相llc谐振电路的开关管后，延迟n个周期将所述第二辅助控制信号发送至所述辅助llc谐振电路的开关管，其中，n为正整数。

54、根据本发明的第四方面实施例的控制装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第二方面和第三方面实施例所述的镀膜电源的控制方法。由于控制装置采用了上述实施例的镀膜电源的控制方法的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

55、根据本发明的第五方面实施例的计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如上述第二方面和第三方面实施例所述的镀膜电源的控制方法。由于计算机可读存储介质采用了上述实施例的镀膜电源的控制方法的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

56、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。