电路控制装置的制作方法

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1.本技术属于电路控制技术领域，尤其涉及一种电路控制装置。

背景技术：

2.在开关电源应用中，llc谐振变换器被广泛应用于消费类电子、工业、通信等领域。由于llc谐振变换器是一个多输入变量的高度非线性系统，在工作过程中，容易受到来自负载和输入的干扰，因此，需要对其输出电流和输出电压进行控制。
3.现有技术中，常通过电流环和电压环组成的反馈系统对llc谐振变换器进行控制。当将电流环和电压环中的某个环路作为控制用的工作环路时，另一环路虽然不参与控制但其仍持续进行积分计算，直至达到积分饱和。当需要切换该另一环路作为控制用的工作环路时，需要先对该另一环路进行退积分，再将该另一环路切换为工作环路。
4.然而，由于退积分过程缓慢，容易导致对llc谐振变换器控制不及时，造成llc谐振变换器出现过流、过压、欠压等故障。

技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种电路控制装置，旨在解决现有技术控制环路切换过程缓慢导致受控电路故障的问题。
6.本发明实施例的第一方面提供了一种电路控制装置，用于控制受控电路，电路控制装置包括：
7.采集模块，用于采集受控电路的输出电流和输出电压；
8.电流环，用于根据输出电流，确定电流控制量；其中，所述电流环包括电流积分部，所述电流积分部用于计算输出电流对应的积分值；
9.电压环，用于根据输出电压，确定电压控制量；其中，所述电压环包括电压积分部，所述电压积分部用于计算输出电压对应的积分值；
10.控制模块，用于确定第一控制量，并根据第一控制量，对受控电路进行控制；其中，若第一控制量为电流控制量，则电流环为工作环，电压环为非工作环；若第一控制量为电压控制量，则电压环为工作环，电流环为非工作环；
11.积分限制模块，用于根据预设阈值和工作环的当前积分值，确定非工作环的积分值的上限。
12.在一种可能的实现方式中，积分限制模块，具体用于将预设阈值与工作环的当前积分值的和值，作为非工作环的积分值的上限。
13.在一种可能的实现方式中，积分限制模块，具体用于将预设阈值和工作环的当前积分值的乘积值，作为非工作环的积分值的上限。
14.在一种可能的实现方式中，控制模块，还用于记录工作环的积分值；
15.积分限制模块，还用于根据历史时段内记录的工作环的积分值，确定工作环的积分值的最大变化量，并根据工作环的积分值的最大变化量、积分限制模块的响应时间，确定
预设阈值。
16.在一种可能的实现方式中，积分限制模块，还用于：
17.当工作环为电压环时，根据采集模块采集的输出电压，确定电压变化量，并根据电压变化量，调整预设阈值；
18.当工作环为电流环时，根据采集模块采集的输出电流，确定电流变化量，并根据电流变化量，调整预设阈值。
19.在一种可能的实现方式中，电流环，具体用于根据输出电流以及预设电流参考值，确定电流控制量。
20.在一种可能的实现方式中，电压环，具体用于根据输出电压以及预设电压参考值，确定电压控制量。
21.在一种可能的实现方式中，电压环还包括限幅模块；
22.限幅模块用于根据输出电流以及输出电流的平均值，确定电压幅值限值；
23.电压环具体用于根据输出电压、电压幅值限值以及预设电压参考值，确定电压控制量。
24.在一种可能的实现方式中，控制模块包括选择器、调宽/调频器以及至少一个pwm控制器，选择器与调宽/调频器连接；调宽/调频器分别与至少一个pwm控制器连接；至少一个pwm控制器与受控电路连接；
25.选择器用于将电流控制量和电压控制量中较大的值作为第一控制量；
26.调宽/调频器用于调整第一控制量的相位；
27.至少一个pwm控制器用于对受控电路进行控制。
28.在一种可能的实现方式中，受控电路为llc谐振变换电路。
29.本发明实施例提供的电路控制装置，应用于受控电路，该装置包括采集模块，用于采集受控电路的输出电流和输出电压；电流环，用于根据输出电流，确定电流控制量；电压环，用于根据输出电压，确定电压控制量；控制模块，用于确定第一控制量，并根据第一控制量，对受控电路进行控制；其中，若第一控制量为电流控制量，则电流环为工作环，电压环为非工作环；若第一控制量为电压控制量，则电压环为工作环，电流环为非工作环；积分限制模块，用于根据预设阈值和工作环的当前积分值，确定非工作环的积分值的上限。通过根据工作环的当前积分值，设置非工作环的积分值的上限，能够避免非工作环积分饱和，使非工作环的积分不过多的高于工作环的积分值，从而缩短非工作环切换为工作环时退积分的过程，有效提高控制环路的响应速度，避免受控电路故障。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是本发明实施例提供的电路控制装置的结构示意图；
32.图2是本发明实施例提供的部分控制环路示意图；
33.图3是本发明实施例提供的受控电路的结构示意图。
具体实施方式
34.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
35.图1是本发明实施例提供的电路控制装置的结构示意图。如图1所示，在一些实施例中，电路控制装置用于控制受控电路，电路控制装置包括：采集模块11，用于采集受控电路的输出电流和输出电压。电流环12，用于根据输出电流，确定电流控制量。其中，所述电流环12包括电流积分部，所述电流积分部用于计算输出电流对应的积分值。电压环13，用于根据输出电压，确定电压控制量。其中，所述电压环13包括电压积分部，所述电压积分部用于计算输出电压对应的积分值。控制模块14，用于确定第一控制量，并根据第一控制量，对受控电路进行控制；其中，若第一控制量为电流控制量，则电流环为工作环，电压环为非工作环；若第一控制量为电压控制量，则电压环为工作环，电流环为非工作环。积分限制模块15，用于根据预设阈值和工作环的当前积分值，确定非工作环的积分值的上限。
36.本发明实施例中，受控电路可以是llc谐振变换电路、逆变电路、整流电路、dc-dc变化电路等，在此不作限定。电流控制量和电压控制量均表征为频率值，电压环和电流环的积分值均表征为周期值。
37.本发明实施例中，上述控制量对应的频率值越大，则输出增益越小，因此，上述选择器选择上述电压环输出量和上述电流环输出量中较大者作为控制量输出，以使得对应的输出增益更小，从而使受控电路的运行更稳定。
38.由于控制模块14将频率值大的控制环路作为工作环，同时工作环的周期值小于非工作环的周期值，即工作环的积分值小于非工作环的积分值。在需要切换控制环路时，需要先将非工作环的积分值降低，直到小于工作环的积分值时才能完成切换。若非工作环处于积分饱和状态，则退积分过程非常缓慢，容易造成受控电路过流。
39.因此，本发明实施例中，引入了积分限制模块15，通过根据工作环的当前积分值，设置非工作环的积分值的上限，能够避免非工作环积分饱和，使非工作环的积分不过多的高于工作环的积分值，从而缩短非工作环切换为工作环时退积分的过程，有效提高控制环路的响应速度，避免受控电路故障。
40.在一些实施例中，积分限制模块15，具体用于将预设阈值与工作环的当前积分值的和值，作为非工作环的积分值的上限。
41.本发明实施例中，对于电压环和电流环，可以设置相同的预设阈值，也可以分别设置不同的预设阈值，在此不作限定。例如，当工作在电压环时，电流环积分上限＝电压环输出+第一预设阈值；当工作在电流环时，电压环积分上限＝电流环输出+第二预设阈值。
42.在一些实施例中，积分限制模块15，具体用于将预设阈值和工作环的当前积分值的乘积值，作为非工作环的积分值的上限。
43.本发明实施例中，预设阈值的范围可以是[1，2]。例如，预设阈值取1.2时，非工作环的积分值的上限＝工作环的当前积分值*1.2。由于工作环的当前积分值会随着受控电路的输出变化，通过将预设阈值与当前积分值相乘，能够使非工作环的积分值上限跟随工作环的变化而变化，因此，本实施例所提供的积分值的上限计算方式，能够进一步提高切换时
的响应速度。
[0044]
在一些实施例中，控制模块14，还用于记录工作环的积分值。相应的，积分限制模块15，还用于根据历史时段内记录的工作环的积分值，确定工作环的积分值的最大变化量，并根据工作环的积分值的最大变化量、积分限制模块的响应时间，确定预设阈值。
[0045]
本发明实施例中，预设阈值不能过大，预设阈值太大会导致工作环和非工作环的积分值相差较大，从而使控制时间变长。因而需要尽量设置较小的预设阈值。但预设阈值过小会使工作环和非工作环的积分值非常接近，由于工作环的当前积分值会随着受控电路的输出变化，如果工作环当前积分值瞬间增大，超过非工作环的积分值，造成环路错误切换，影响受控电路的运行。
[0046]
因此，通过记录工作环的积分值，确定其在单位时间内的最大变化量，再乘以积分限制模块的响应时间，就能确定预设阈值的最小设置值，从而保证在积分限制模块15执行上限调整的过程中，工作环的积分值不超过工作环。
[0047]
在一些实施例中，积分限制模块15，还用于：当工作环为电压环时，根据采集模块采集的输出电压，确定电压变化量，并根据电压变化量，调整预设阈值；当工作环为电流环时，根据采集模块采集的输出电流，确定电流变化量，并根据电流变化量，调整预设阈值。
[0048]
本发明实施例中，为了使受控电路能够稳压和稳流，在电压变化量较大时，控制环路必定会输出较大的调整量，则预设阈值应相应提高一些避免工作环错误切换，电压变化量比较小时，控制环路必定会输出较小的调整量，则预设阈值应相应降低来减小切换时的相应时间。
[0049]
需要说明的是，根据工作环的积分值确定非工作环的积分值上限的方式，非工作环的积分值上限变化相对于工作环的积分变化是滞后的。根据受控电路的输出调整上限，工作环路至少有一个做差和pi运算，而本实施例中只需要计算变化量，即仅进行做差，因此本实施例中，非工作环的上限调整必然是超前工作环的。
[0050]
图2是本发明实施例提供的部分控制环路示意图。如图2所示，在一些实施例中，电流环12，具体用于根据输出电流以及预设电流参考值，确定电流控制量。
[0051]
本发明实施例中，将输出电流i0和预设电流参考值i
0_ref
做差之后，将得到的差值输入到pi控制器中，即可得到电流控制量fi。
[0052]
在一些实施例中，电压环13，具体用于根据输出电压以及预设电压参考值，确定电压控制量。电压环13还包括限幅模块。限幅模块用于根据输出电流以及输出电流的平均值，确定电压幅值限值。相应的，电压环13具体用于根据输出电压、电压幅值限值以及预设电压参考值，确定电压控制量。
[0053]
本发明实施例中，将输出电流u0和预设电流参考值u
0_ref
做差之后，将得到的差值输入到pi控制器中，即可得到电流控制量fu。
[0054]
本发明实施例中，如图2所示，限幅模块在关闭时选择开关处于0处。限幅模块在开启时，选择开关与限幅器连接，此时，将输出电流i0和预设电流参考值i
0_ref
做差之后，将得到的差值输入到pi控制器中，然后将pi控制器的输出输入到限幅器，即可得到电压幅值限值。
[0055]
在一些实施例中，控制模块14包括选择器、调宽/调频器以及至少一个pwm控制器。选择器与调宽/调频器连接；调宽/调频器分别与至少一个pwm控制器连接；至少一个pwm控
制器与受控电路连接；选择器用于将电流控制量和电压控制量中较大的值作为第一控制量；调宽/调频器用于调整第一控制量的相位；至少一个pwm控制器用于对受控电路进行控制。
[0056]
本发明实施例中，选择器为max选择器，用于从电流环和电压环中，选择频率较大的控制环路作为工作环。调宽/调频器gf/gd是用于调整输入到pwm控制器的控制量的相位，具体调整方式根据受控电路的需求确定，在此不作限定。pwm控制器可以连接受控电路中的晶闸管继电器等控制器件，通过根据第一控制量调节自身的占空比，实现对受控电路的控制。
[0057]
图3是本发明实施例提供的受控电路的结构示意图。如图3所示，在一些实施例中，受控电路为llc谐振变换电路。
[0058]
本发明实施例中，llc谐振变换电路，包括电源uc、由晶闸管q
1-q4组成的桥式逆变电路、谐振电感lr、励磁电感lm、谐振电容cr、隔离变压器tr、由二极管d
1-d4组成的桥式整流电路、输出电容cf。
[0059]
综上，本发明的有益效果为：通过根据工作环的当前积分值，设置非工作环的积分值的上限，能够避免非工作环积分饱和，使非工作环的积分不过多的高于工作环的积分值，从而缩短非工作环切换为工作环时退积分的过程，有效提高控制环路的响应速度，避免受控电路故障。
[0060]
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
[0061]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0062]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0063]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0064]
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示
或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0065]
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0066]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0067]
集成的模块/单元如果以软件功能单元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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
[0068]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种电路控制装置，其特征在于，所述电路控制装置用于控制受控电路，所述电路控制装置包括：采集模块，用于采集所述受控电路的输出电流和输出电压；电流环，用于根据所述输出电流，确定电流控制量；其中，所述电流环包括电流积分部，所述电流积分部用于计算输出电流对应的积分值；电压环，用于根据所述输出电压，确定电压控制量；其中，所述电压环包括电压积分部，所述电压积分部用于计算输出电压对应的积分值；控制模块，用于确定第一控制量，并根据所述第一控制量，对所述受控电路进行控制；其中，若所述第一控制量为电流控制量，则电流环为工作环，电压环为非工作环；若所述第一控制量为电压控制量，则电压环为工作环，电流环为非工作环；积分限制模块，用于根据预设阈值和所述工作环的当前积分值，确定所述非工作环的积分值的上限。2.根据权利要求1所述的电路控制装置，其特征在于，所述积分限制模块，具体用于将预设阈值与所述工作环的当前积分值的和值，作为所述非工作环的积分值的上限。3.根据权利要求1所述的电路控制装置，其特征在于，所述积分限制模块，具体用于将预设阈值和所述工作环的当前积分值的乘积值，作为所述非工作环的积分值的上限。4.根据权利要求1所述的电路控制装置，其特征在于，所述控制模块，还用于记录所述工作环的积分值；所述积分限制模块，还用于根据历史时段内记录的工作环的积分值，确定工作环的积分值的最大变化量，并根据所述工作环的积分值的最大变化量、所述积分限制模块的响应时间，确定所述预设阈值。5.根据权利要求4所述的电路控制装置，其特征在于，所述积分限制模块，还用于：当所述工作环为电压环时，根据所述采集模块采集的输出电压，确定电压变化量，并根据所述电压变化量，调整所述预设阈值；当所述工作环为电流环时，根据所述采集模块采集的输出电流，确定电流变化量，并根据所述电流变化量，调整所述预设阈值。6.根据权利要求1所述的电路控制装置，其特征在于，所述电流环，具体用于根据所述输出电流以及预设电流参考值，确定电流控制量。7.根据权利要求1所述的电路控制装置，其特征在于，所述电压环，具体用于根据所述输出电压以及预设电压参考值，确定电压控制量。8.根据权利要求7所述的电路控制装置，其特征在于，所述电压环还包括限幅模块；所述限幅模块用于根据所述输出电流以及所述输出电流的平均值，确定电压幅值限值；所述电压环具体用于根据所述输出电压、所述电压幅值限值以及预设电压参考值，确定电压控制量。9.根据权利要求1-8任一项所述的电路控制装置，其特征在于，所述控制模块包括选择器、调宽/调频器以及至少一个pwm控制器，所述选择器与所述调宽/调频器连接；所述调宽/调频器分别与所述至少一个pwm控制器连接；所述至少一个pwm控制器与所述受控电路连接；
所述选择器用于将所述电流控制量和所述电压控制量中较大的值作为所述第一控制量；所述调宽/调频器用于调整所述第一控制量的相位；所述至少一个pwm控制器用于对所述受控电路进行控制。10.根据权利要求1-8任一项所述的电路控制装置，其特征在于，所述受控电路为llc谐振变换电路。

技术总结

本发明提供了一种电路控制装置，包括采集模块用于采集受控电路的输出电流和输出电压；电流环用于根据输出电流，确定电流控制量；电压环用于根据输出电压，确定电压控制量；控制模块用于确定第一控制量，并根据第一控制量，对受控电路进行控制；其中，若第一控制量为电流控制量，则电流环为工作环，电压环为非工作环；若第一控制量为电压控制量，则电压环为工作环，电流环为非工作环；积分限制模块用于根据预设阈值和工作环的当前积分值，确定非工作环的积分值的上限。通过根据工作环的积分值设置非工作环积分值的上限，能够避免非工作环积分饱和，从而缩短非工作环切换为工作环时退积分的过程，有效提高控制环路的响应速度，避免受控电路故障。受控电路故障。受控电路故障。