[发明专利]低纹波开关电源的控制方法及控制装置

说明书

本发明提供一种低纹波开关电源的控制方法及控制装置。该低纹波开关电源包括N支并联的Buck电路，每支Buck电路中包括一个由M个并联的开关管构成的开关管组，一个由M个并联的二极管构成的二极管组和一个储能电感；该方法包括：确定目标开关管的相位；将360°/N确定为第一相位差，360°/N/M确定为第二相位差；基于目标开关管的相位、第一相位差和第二相位差，确定N×M个开关管的相位；基于N×M个开关管的相位生成N×M个开关管的驱动信号。本发明能够降低开关电源中输出电流的电流纹波，提高等离子喷涂加工的精细程度。

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种低纹波开关电源的控制方法及控制装置。

背景技术

等离子喷涂电源的电流纹波对涂层质量有较大影响，常规的可控硅电源和逆变电源输出电流纹波较大，不能满足精细喷涂加工的要求。等离子喷涂工艺要求电源的输出功率一般大于80kW。针对这种大功率，且低压大电流输出特性的电源，往往使用多个电源模块直接并联的方案，这种方案虽然能满足大功率的要求，但是电流纹波也相应增大，且电源模块间电流很难均衡。因此，等离子喷涂电源存在输出电流的电流纹波较大的问题。

发明内容

本发明提供了一种低纹波开关电源的控制方法及控制装置，能够降低等离子喷涂电源中输出电流的电流纹波，提高等离子喷涂加工的精细程度。

第一方面，本发明提供了一种低纹波开关电源的控制方法，该开关电源包括N支并联的Buck电路，每支Buck电路中包括一个由M个并联的开关管构成的开关管组，一个由M个并联的二极管构成的二极管组和一个储能电感，M和N为大于或等于2的整数；该方法包括：确定目标开关管的相位，目标开关管为N×M个开关管中的任一开关管；将360°/N确定为第一相位差，360°/N/M确定为第二相位差，第一相位差为相位相邻的两支Buck电路之间的相位差，第二相位差为每支Buck电路中相位相邻的两个开关管之间的相位差；基于目标开关管的相位、第一相位差和第二相位差，确定开关电源中N×M个开关管的相位；基于开关电源中N×M个开关管的相位生成N×M个开关管的驱动信号。

本发明提供一种低纹波开关电源的控制方法，在Buck电路N支并联的同时，在每支Buck电路中，并联M个开关管，并通过控制电路将M个开关管的相位交错设置，也即，将相邻两个开关管之间的相位差设置为360°/N/M，实现整个开关电源的交错并联设置。从而通过N×M个开关管增加整个开关电源的输出电流，且开关管数量增加，提高了开关电源中开关管的切换频率，满足开关电源大电流的同时，降低了输出电流的电流纹波。应理解，开关电源的输出电流的波动情况直接关系到等离子喷涂加工的精细程度，降低开关电源的输出电流的电流纹波，可以提高等离子喷涂加工的精细程度。

在一种可能的实现方式中，根据目标开关管的相位、第一相位差和第二相位差，确定开关电源中N×M个开关管的相位，包括：将目标开关管的相位确定为目标开关管所在第一Buck电路的相位；基于第一Buck电路的相位和第一相位差，确定N支Buck电路中除第一Buck电路之外其他Buck电路的相位；基于N支Buck电路中每支Buck电路的相位和第二相位差，确定开关电源中N×M个开关管的相位。

在一种可能的实现方式中，基于开关电源中N×M个开关管的相位生成N×M个开关管的驱动信号，包括：获取N支Buck电路的总电流、每支Buck电路的电流和N支Buck电路的总电流目标值；基于总电流和总电流目标值，进行PI计算，确定每支Buck电路的电流目标值；基于每支Buck电路的电流和每支Buck电路的电流目标值，进行PI计算，确定每支Buck电路的占空比；基于开关电源中N×M个开关管的相位，和每支Buck电路的占空比，生成N×M个开关管的占空比信号。

在一种可能的实现方式中，基于总电流和总电流目标值，进行PI计算，确定每支Buck电路的电流目标值，包括：基于总电流，总电流目标值，确定总电流误差；将总电流误差输入到预先训练的神经网络模型，对神经网络模型中的PI参数进行修正，得到修正后的神经网络模型；基于总电流误差和修正后的神经网络模型，进行PI计算，得到每支Buck电路的电流目标值。