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Title:
POWER SOURCE AND ISOLATED DIGITAL CONTROL CIRCUIT AND METHOD THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/094721
Kind Code:
A1
Abstract:
A power source and an isolated digital control circuit and method therefor. In the isolated digital control circuit, after subtracting an electrical parameter value from a target electrical parameter value, a first comparison module outputs a first difference value to a first compensation module; after performing amplifying compensation on the first difference value, the first compensation module outputs same to a control apparatus by means of an isolation apparatus; after performing analogue-to-digital conversion and pulse width modulation on the first difference value after amplifying compensation, the control apparatus sends same to the isolation apparatus; and the isolation apparatus adjusts, according to the first difference value after pulse width modulation, an output of a controlled object so that an electrical parameter value output by the controlled object approaches the target electrical parameter value. Since a difference value between an electrical parameter value of a controlled object and a target electrical parameter value is collected by the power source and the isolated digital control circuit and method therefor, and a first compensation module is used to perform amplifying compensation on the difference value, an isolation apparatus can be realized by means of a general isolation device, thereby reducing the costs of the isolated digital control circuit and increasing the bandwidth.

Inventors:
LIU ZUGUI (CN)
XU GUANGHUA (CN)
CHEN XUELIN (CN)
GAO XIANGYU (CN)
GOU SHUANG (CN)
HUANG CHANGBIN (CN)
Application Number:
PCT/CN2016/107442
Publication Date:
May 31, 2018
Filing Date:
November 28, 2016
Export Citation:
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Assignee:
CHINA GREATWALL TECH GROUP CO LTD (CN)
International Classes:
G05F1/00
Foreign References:
CN103197700A2013-07-10
CN201300276Y2009-09-02
CN2802839Y2006-08-02
CN105551351A2016-05-04
CN101834557A2010-09-15
CN103208924A2013-07-17
US20080238395A12008-10-02
Attorney, Agent or Firm:
SHENZHEN ZHONGYI PATENT AND TRADEMARK OFFICE (CN)
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种隔离数字控制电路, 其特征在于, 所述隔离数字控制电路包括: 控制装置、 隔离装置、 第一补偿模块、 第一比较模块以及受控对象; 所述控制装置的输出端与所述隔离装置的第一输入端连接, 所述隔离 装置的第一输出端与所述受控对象的输入端连接, 所述受控对象的输 出端与所述第一比较模块的第一输入端连接, 且输出电参数值, 所述 第一比较模块的第二输入端接收目标电参数值, 所述第一比较模块的 输出端与所述第一补偿模块的输入端连接, 所述第一补偿模块的输出 端与所述隔离装置的第二输入端连接, 所述隔离装置的第二输出端与 所述控制装置的第一输入端连接;

所述第一比较模块将所述电参数值与所述目标电参数值进行差值运算 后输出第一差值至所述第一补偿模块, 所述第一补偿模块对所述第一 差值进行放大补偿后通过所述隔离装置输出至所述控制装置, 所述控 制装置将放大补偿后的第一差值进行模数转换与脉冲宽度调制后发送 至所述隔离装置, 所述隔离装置根据脉冲宽度调制后的第一差值对所 述受控对象的输出进行调节, 以使所述受控对象输出的电参数值等于 所述目标电参数值。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的隔离数字控制电路, 其特征在于, 所述控制装 置包括模数转换模块与调制模块;

所述模数转换模块的输入端为所述控制装置的第一输入端, 所述模数 转换模块的输出端与所述调制模块的第一输入端连接, 所述调制模块 的输出端为所述控制装置的输出端;

所述模数转换模块对所述放大补偿后的第一差值进行模数转换后输出 至所述调制模块, 所述调制模块对模数转后的第一差值进行脉冲宽度 调制。

[权利要求 3] —种隔离数字控制电路, 其特征在于, 所述隔离数字控制电路包括: 控制装置、 隔离装置、 第一补偿模块、 第一比较模块以及受控对象; 所述控制装置的输出端与所述隔离装置的第一输入端连接, 所述隔离 装置的第一输出端与所述受控对象的输入端连接, 所述受控对象的输 出端与所述第一比较模块的第一输入端连接, 且输出电参数值, 所述 第一比较模块的第二输入端接收目标电参数值, 所述第一比较模块的 输出端与所述第一补偿模块的输入端连接, 所述第一补偿模块的输出 端与所述隔离装置的第二输入端连接, 所述隔离装置的第二输出端与 所述控制装置的第一输入端连接, 所述控制装置的第二输入端接收基 准电参数值;

所述第一比较模块将所述电参数值与所述目标电参数值进行差值运算 后输出第一差值至所述第一补偿模块;

所述第一补偿模块对所述第一差值进行放大补偿后通过所述隔离装置 输出至所述控制装置, 所述控制装置将放大补偿后的第一差值进行模 数转换与脉冲宽度调制后发送至所述隔离装置; 或者所述控制装置将 模数转换后的第一差值与所述基准电参数值进行差值运算后输出第二 差值, 并对所述第二差值进行放大补偿与脉冲宽度调制后发送至所述 隔离装置;

所述隔离装置根据脉冲宽度调制后的第一差值或第二差值对所述受控 对象的输出进行调节, 以使所述受控对象输出的电参数值等于所述目 标电参数值。

[权利要求 4] 根据权利要求 3所述的隔离数字控制电路, 其特征在于, 所述控制装 置还包括:

模数转换模块、 调制模块、 第二比较模块、 第二补偿模块以及幵关模 块;

所述模数转换模块的输入端为所述控制装置的第一输入端, 所述模数 转换模块的输出端与幵关模块的输入端连接, 所述第二比较模块的第 一输入端为所述控制装置的第二输入端, 其接收所述基准电参数值, 所述第二比较模块的第二输入端与所述幵关模块的第二输出端连接, 所述第二比较模块的输出端与所述第二补偿模块的输入端连接, 所述 第二补偿模块的输出端与所述调制模块的第二输入端连接, 所述幵关 模块的第一输出端与所述调制模块的第一输入端连接, 所述调制模块 的输出端为所述控制装置的输出端;

当所述幵关模块处于第一闭合状态吋, 所述模数转换模块将所述模数 转换后的第一差值经过所述幵关模块发送至所述调制模块, 以使所述 调制模块对所述模数转后的第一差值进行脉冲宽度调制后输出至所述 隔离装置;

当所述幵关模块处于第二闭合状态吋, 所述模数转换模块将所述模数 转换后的第一差值经过所述幵关模块发送至所述第二比较模块, 所述 第二比较模块将所述模数转换后的第一差值与所述基准电参数值进行 差值运算后输出第二差值至所述第二补偿模块, 所述第二补偿模块对 所述第二差值进行放大补偿后输出至所述调制模块, 所述调制模块对 放大补偿后的第二差值进行脉冲宽度调制后输出至所述隔离装置。

[权利要求 5] 根据权利要求 4所述的隔离数字控制电路, 其特征在于, 所述第一补 偿模块为模拟比例积分微分控制器, 所述第二补偿模块为数字比例积 分微分控制器。

[权利要求 6] 根据权利要求 4所述的隔离数字控制电路, 其特征在于, 所述幵关模 块为单刀双掷幵关, 所述单刀双掷幵关的动端为所述幵关模块的输入 端, 所述单刀双掷幵关的第一不动端为所述幵关模块的第一输出端, 所述单刀双掷幵关的第二不动端为所述幵关模块的第二输出端。

[权利要求 7] 根据权利要求 3或 4所述的隔离数字控制电路, 其特征在于, 所述隔离 装置包括隔离驱动模块与隔离模块:

所述隔离驱动模块的输入端为所述隔离装置的第一输入端, 所述隔离 驱动模块的输出端为所述隔离装置的第一输出端, 所述隔离模块的输 入端为所述隔离装置的第二输入端, 所述隔离模块的输出端为所述隔 离装置的第二输出端;

所述隔离驱动模块根据所述脉冲宽度调制后的第一差值或第二差值对 所述受控对象的输出进行调节; 所述隔离模块对所述放大补偿后的第 一差值进行隔离处理。 [权利要求 8] —种电源, 其特征在于, 所述电源包括如权利要求 1或 2所述的隔离数 字控制电路, 或包括如权利要求 3至 7任一项所述的隔离数字控制电路

[权利要求 9] 一种基于权利要求 1所述的隔离数字控制电路的隔离数字控制方法, 其特征在于, 所述隔离数字控制方法包括以下步骤:

所述第一比较模块将所述电参数值与所述目标电参数值进行差值运算 后输出第一差值至所述第一补偿模块;

所述第一补偿模块对所述第一差值进行放大补偿后通过所述隔离装置 输出至所述控制装置;

所述控制装置将放大补偿后的第一差值进行模数转换与脉冲宽度调制 后发送至所述隔离装置;

所述隔离装置根据脉冲宽度调制后的第一差值对所述受控对象的输出 进行调节, 以使所述受控对象输出的电参数值等于所述目标电参数值

[权利要求 10] —种基于权利要求 3所述的隔离数字控制电路的隔离数字控制方法, 其特征在于, 所述隔离数字控制方法包括以下步骤:

所述第一比较模块将所述电参数值与所述目标电参数值进行差值运算 后输出第一差值至所述第一补偿模块;

所述第一补偿模块对所述第一差值进行放大补偿后通过所述隔离装置 输出至所述控制装置;

所述控制装置将放大补偿后的第一差值进行模数转换与脉冲宽度调制 后发送至所述隔离装置, 或者所述控制装置将模数转换后的第一差值 与所述基准电参数值进行差值运算后输出第二差值, 并对所述第二差 值进行放大补偿与脉冲宽度调制后发送至所述隔离装置;

所述隔离装置根据脉冲宽度调制后的第一差值或第二差值对所述受控 对象的输出进行调节, 以使所述受控对象输出的电参数值等于所述目 标电参数值。

Description:
发明名称:一种电源及其隔离数字控制电路与 方法

技术领域

[0001] 本发明属于幵关电源技术领域, 尤其涉及一种电源及其隔离数字控制电路与方 法。

背景技术

[0002] 数字控制因其对环境不敏感、 软件可编程、 解决方案灵活、 可实现非线性和多 变量等高级控制功能、 能够实现多个闭环控制、 并可减少外围元件数量以及可 进行故障预测等功能, 在通信及服务器等电源产品中得到越来越广泛 的应用。

[0003] 数字控制主要分为非隔离数字控制与隔离数字 控制。 非隔离数字控制主要是对 输出电压值、 电流值或功率值直接进行模数转换得到相应的 数字信号, 并与给 定的参考值比较, 且将得出的误差经过数字 PID (Proportion-Integral-Derivative, 比例积分微分) 补偿后控制 PWM (Pulse Width Modulation, 脉冲宽度调制) , 进而改变受控对象的增益而得到期望的输出。 然而, 由于现有的电源产品主要 采用隔离数字控制, 因此, 非隔离数字控制的应用范围较为有限。

[0004] 目前, 电源产品主要应用隔离数字控制, 隔离数字控制是在非隔离数字控制的 基础上增加了隔离装置, 隔离装置包括隔离驱动与线性隔离, 隔离驱动采用变 压器或者隔离驱动芯片实现, 其隔离驱动信号为交流脉冲, 但是由于线性隔离 需要尽量避免输出信号的失真, 因此, 线性隔离对线性度、 带宽以及环境敏感 性有较高要求, 目前市场上主要采用通用的线性光耦实现线性 隔离, 而线性光 耦成本高昂, 并且线性光耦使得隔离数字控制的带宽降低。

[0005] 综上所述, 现有的隔离数字控制存在成本高且带宽低的问 题。

技术问题

[0006] 本发明的目的在于提供一种电源及隔离数字控 制电路与方法, 旨在解决现有的 隔离数字控制存在成本高且带宽低的问题。

问题的解决方案

技术解决方案 [0007] 本发明是这样实现的, 一种隔离数字控制电路, 所述隔离数字控制电路包括控 制装置、 隔离装置、 第一补偿模块、 第一比较模块以及受控对象;

[0008] 所述控制装置的输出端与所述隔离装置的第一 输入端连接, 所述隔离装置的第 一输出端与所述受控对象的输入端连接, 所述受控对象的输出端与所述第一比 较模块的第一输入端连接, 且输出电参数值, 所述第一比较模块的第二输入端 接收目标电参数值, 所述第一比较模块的输出端与所述第一补偿模 块的输入端 连接, 所述第一补偿模块的输出端与所述隔离装置的 第二输入端连接, 所述隔 离装置的第二输出端与所述控制装置的第一输 入端连接;

[0009] 所述第一比较模块将所述电参数值与所述目标 电参数值进行差值运算后输出第 一差值至所述第一补偿模块, 所述第一补偿模块对所述第一差值进行放大补 偿 后通过所述隔离装置输出至所述控制装置, 所述控制装置将放大补偿后的第一 差值进行模数转换与脉冲宽度调制后发送至所 述隔离装置, 所述隔离装置根据 脉冲宽度调制后的第一差值对所述受控对象的 输出进行调节, 以使所述受控对 象输出的电参数值等于所述目标电参数值。

[0010] 本发明的目的在于提供一种隔离数字控制电路 , 所述隔离数字控制电路包括控 制装置、 隔离装置、 第一补偿模块、 第一比较模块以及受控对象;

[0011] 所述控制装置的输出端与所述隔离装置的第一 输入端连接, 所述隔离装置的第 一输出端与所述受控对象的输入端连接, 所述受控对象的输出端与所述第一比 较模块的第一输入端连接, 且输出电参数值, 所述第一比较模块的第二输入端 接收目标电参数值, 所述第一比较模块的输出端与所述第一补偿模 块的输入端 连接, 所述第一补偿模块的输出端与所述隔离装置的 第二输入端连接, 所述隔 离装置的第二输出端与所述控制装置的第一输 入端连接, 所述控制装置的第二 输入端接收基准电参数值;

[0012] 所述第一比较模块将所述电参数值与所述目标 电参数值进行差值运算后输出第 一差值至所述第一补偿模块;

[0013] 所述第一补偿模块对所述第一差值进行放大补 偿后通过所述隔离装置输出至所 述控制装置, 所述控制装置将放大补偿后的第一差值进行模 数转换与脉冲宽度 调制后发送至所述隔离装置; 或者所述控制装置将模数转换后的第一差值与 所 述基准电参数值进行差值运算后输出第二差值 , 并对所述第二差值进行放大补 偿与脉冲宽度调制后发送至所述隔离装置;

[0014] 所述隔离装置根据脉冲宽度调制后的第一差值 或第二差值对所述受控对象的输 出进行调节, 以使所述受控对象输出的电参数值等于所述目 标电参数值。

[0015] 本发明的另一目的还在提供一种电源, 所述电源包括上述的隔离数字控制电路

[0016] 本发明的目的在于提供一种基于上述隔离数字 控制电路的隔离数字控制方法, 所述隔离数字控制方法包括以下步骤:

[0017] 所述第一比较模块将所述电参数值与所述目标 电参数值进行差值运算后输出第 一差值至所述第一补偿模块;

[0018] 所述第一补偿模块对所述第一差值进行放大补 偿后通过所述隔离装置输出至所 述控制装置;

[0019] 所述控制装置将放大补偿后的第一差值进行模 数转换与脉冲宽度调制后发送至 所述隔离装置;

[0020] 所述隔离装置根据脉冲宽度调制后的第一差值 对所述受控对象的输出进行调节

, 以使所述受控对象输出的电参数值等于所述目 标电参数值。

[0021] 本发明的另一目的还在于提供一种基于上述隔 离数字控制电路的隔离数字控制 方法, 所述隔离数字控制方法包括以下步骤:

[0022] 所述第一比较模块将所述电参数值与所述目标 电参数值进行差值运算后输出第 一差值至所述第一补偿模块;

[0023] 所述第一补偿模块对所述第一差值进行放大补 偿后通过所述隔离装置输出至所 述控制装置;

[0024] 所述控制装置将放大补偿后的第一差值进行模 数转换与脉冲宽度调制后发送至 所述隔离装置, 或者所述控制装置将模数转换后的第一差值与 所述基准电参数 值进行差值运算后输出第二差值, 并对所述第二差值进行放大补偿与脉冲宽度 调制后发送至所述隔离装置;

[0025] 所述隔离装置根据脉冲宽度调制后的第一差值 或第二差值对所述受控对象的输 出进行调节, 以使所述受控对象输出的电参数值等于所述目 标电参数值。 发明的有益效果

有益效果

[0026] 在本发明中, 通过采用控制装置、 隔离装置、 第一补偿模块、 第一比较模块及 受控对象的隔离数字控制电路, 使得第一比较模块将电参数值与目标电参数值 作差后输出第一差值至第一补偿模块, 第一补偿模块对第一差值进行放大补偿 后通过隔离装置输出至控制装置, 控制装置将放大补偿后的第一差值进行模数 转换与脉冲宽度调制后发送至隔离装置, 隔离装置根据脉冲宽度调制后的第一 差值对受控对象的输出进行调节, 以使受控对象输出的电参数值等于目标电参 数值。 由于本发明采集的是受控对象的电参数值与目 标电参数值之间的差值, 并采用第一补偿模块对该差值进行放大补偿, 因此, 隔离装置可以采用一般隔 离器件实现, 进而降低了隔离数字控制电路的成本, 增大了带宽, 从而解决了 现有的隔离数字控制存在成本高且带宽低的问 题。

对附图的简要说明

附图说明

[0027] 图 1是本发明第一实施例所提供的隔离数字控制 路的模块结构示意图; [0028] 图 2是本发明第一实施例所提供的隔离数字控制 路的另一模块结构示意图; [0029] 图 3是本发明第一实施例所提供的隔离数字控制 路的电路结构示意图; [0030] 图 4是本发明第二实施例所提供的隔离数字控制 路的模块结构示意图; [0031] 图 5是本发明第二实施例所提供的隔离数字控制 路的另一模块结构示意图; [0032] 图 6是本发明第二实施例所提供的隔离数字控制 路的电路结构示意图; [0033] 图 7是本发明第三实施例所提供的隔离数字控制 法的流程示意图;

[0034] 图 8是本发明第四实施例所提供的隔离数字控制 法的流程示意图。

本发明的实施方式

[0035] 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白, 以下结合附图及实施例 , 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解, 此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明, 并不用于限定本发明。 [0036] 以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的 描述:

[0037] 第一实施例:

[0038] 图 1示出了本发明第一实施例所提供的隔离数字 制电路 1的模块结构, 为了便 于说明, 仅示出了与本发明实施例相关的部分, 详述如下:

[0039] 如图 1所示, 本发明实施例提供的隔离数字控制电路 1包括控制装置 10、 隔离装 置 11、 第一补偿模块 12、 第一比较模块 13以及受控对象 14。

[0040] 其中, 控制装置 10的输出端与隔离装置 11的第一输入端连接, 隔离装置 11的第 一输出端与受控对象 14的输入端连接, 受控对象 14的输出端与第一比较模块 13 的第一输入端连接, 且输出电参数值, 第一比较模块 13的第二输入端接收目标 电参数值, 第一比较模块 13的输出端与第一补偿模块 12的输入端连接, 第一补 偿模块 12的输出端与隔离装置 11的第二输入端连接, 隔离装置 11的第二输出端 与控制装置 10的第一输入端连接。

[0041] 具体的, 第一比较模块 13将电参数值与目标电参数值进行差值运算后 出第一 差值至第一补偿模块 12, 第一补偿模块 12对第一差值进行放大补偿后通过隔离 装置 11输出至控制装置 12, 控制装置 12将放大补偿后的第一差值进行模数转换 与脉冲宽度调制后发送至隔离装置 11, 隔离装置 11根据脉冲宽度调制后的第一 差值对受控对象 14的输出进行调节, 以使受控对象 14输出的电参数值等于目标 电参数值。

[0042] 值得注意的是, 在实施例中, 受控对象 14输出的电参数值包括但不限于电流值 、 电压值、 功率值等, 并且受控对象 14输出的电参数值指的是受控对象在实际 应用中所输出的电流值、 电压值或者是功率值, 而目标电参数值则指的是在实 际应用中期望受控对象 14所输出的电流值、 电压值或者是功率值。

[0043] 进一步地, 作为本发明一优选实施方式, 如图 2所示, 控制装置 10包括模数转 换模块 100与调制模块 101。

[0044] 其中, 模数转换模块 100的输入端为控制装置 10的第一输入端, 模数转换模块 1 00的输出端与调制模块 101的第一输入端连接, 调制模块 101的输出端为控制装 置 10的输出端。

[0045] 具体的, 模数转换模块 100对放大补偿后的第一差值进行模数转换后输 出至调 制模块 101, 调制模块 101对模数转后的第一差值进行脉冲宽度调制。

[0046] 进一步地, 作为本发明一优选实施方式, 如图 3所示, 调制模块 101为 PWM模 块, 模数转换模块 100可采用现有的 ADC (模数转换器) 实现。

[0047] 进一步地, 作为本发明一优选实施方式, 如图 3所示, 第一补偿模块 12为 PID控 制器, 且第一补偿模块 12为模拟 PID控制器。

[0048] 在本实施例中, 通过在受控对象 14的输出端增加一级 PID补偿, 使得隔离装置 1 1中的隔离器件可以采用一般隔离器件实现, 如低廉的光耦等, 并且该 PID补偿 可以消除受控对象 14的输出与目标电参数值之间的静态偏差, 进而弥补了一般 隔离器件的因非线性和环境因素带来的参数漂 移; 此外, 采用该一级 PID补偿使 得带宽可以根据需求调节 PID参数得到, 进而使得隔离数字控制电路 1的隔离器 件的带宽不会受到限制。

[0049] 进一步地, 作为本发明一优选实施方式, 如图 2所示, 隔离装置 11包括隔离驱 动模块 110与隔离模块 111 :

[0050] 其中, 隔离驱动模块 110的输入端为隔离装置 11的第一输入端, 隔离驱动模块 1 10的输出端为隔离装置 11的第一输出端, 隔离模块 111的输入端为隔离装置 11的 第二输入端, 隔离模块 111的输出端为隔离装置 11的第二输出端。

[0051] 具体的, 隔离驱动模块 110根据脉冲宽度调制后的第一差值对受控对象 14的输 出进行调节; 隔离模块 111对放大补偿后的第一差值进行隔离处理。

[0052] 在本实施例中, 隔离模块 111可以采用现有的一般性隔离器件实现, 例如现有 的线性比较差、 性能一般且比较低廉的光耦替代现有的成本高 昂的光耦, 但是 , 值得注意的是, 该一般性隔离器件必须是单调性隔离器件, 因为在本发明实 施例的隔离数字控制电路 1中, 其采样的是受控对象 14输出的电参数值与目标电 参数值之间的差值, 该差值不需要准确, 也不需要线性, 但是必须单调, 即一 般性隔离器件输入端的值与输出端的值不需要 存在线性关系, 只需要存在单调 性即可满足隔离数字控制电路 1的闭环网络调节, 因此, 一般性隔离器件必须是 单调性隔离器件。

[0053] 第二实施例:

[0054] 图 4示出了本发明第二实施例所提供的隔离数字 制电路 2, 为了便于说明, 仅 示出了与本发明实施例相关的部分, 详述如下:

[0055] 如图 4所示, 本发明第二实施例所提供的隔离数字控制电路 2包括控制装置 20、 隔离装置 11、 第一补偿模块 12、 第一比较模块 13以及受控对象 14。

[0056] 其中, 控制装置 20的输出端与隔离装置 11的第一输入端连接, 隔离装置 11的第 一输出端与受控对象 14的输入端连接, 受控对象 14的输出端与第一比较模块 13 的第一输入端连接, 且输出电参数值, 第一比较模块 13的第二输入端接收目标 电参数值, 第一比较模块 13的输出端与第一补偿模块 12的输入端连接, 第一补 偿模块 12的输出端与隔离装置 11的第二输入端连接, 隔离装置 11的第二输出端 与控制装置 20的第一输入端连接, 控制装置 20的第二输入端接收基准电参数值

[0057] 第一比较模块 13将电参数值与目标电参数值进行差值运算后 出第一差值至第 一补偿模块 12;

[0058] 第一补偿模块 12对第一差值进行放大补偿后通过隔离装置 11输出至控制装置 20 , 控制装置 20将放大补偿后的第一差值进行模数转换与脉 宽度调制后发送至 隔离装置 11 ; 或者控制装置 20将模数转换后的第一差值与基准电参数值进 差 值运算后输出第二差值, 并对第二差值进行放大补偿与脉冲宽度调制后 发送至 隔离装置 11 ;

[0059] 隔离装置 11根据脉冲宽度调制后的第一差值或第二差值 受控对象 14的输出进 行调节, 以使受控对象 14输出的电参数值等于目标电参数值。

[0060] 值得注意的是, 在实施例中, 受控对象 14输出的电参数值包括但不限于电流值 、 电压值、 功率值等, 并且受控对象 14输出的电参数值指的是受控对象在实际 应用中所输出的电流值、 电压值或者是功率值, 而目标电参数值则指的是在实 际应用中期望受控对象 14所输出的电流值、 电压值或者是功率值, 基准电参数 值指的是基准电压值、 基准电流值或者基准功率值。

[0061] 进一步地, 作为本发明一优选实施方式, 如图 5所示, 控制装置 20还包括模数 转换模块 200、 调制模块 201、 第二比较模块 202、 第二补偿模块 203以及幵关模 块 204。

[0062] 其中, 模数转换模块 200的输入端为控制装置 20的第一输入端, 模数转换模块 2 00的输出端与幵关模块 204的输入端连接, 第二比较模块 202的第一输入端为控 制装置 20的第二输入端, 其接收基准电参数值, 第二比较模块 202的第二输入端 与幵关模块 204的第二输出端连接, 第二比较模块 202的输出端与第二补偿模块 2 03的输入端连接, 第二补偿模块 203的输出端与调制模块 201的第二输入端连接 , 幵关模块 204的第一输出端与调制模块 201的第一输入端连接, 调制模块 201的 输出端为控制装置 20的输出端。

[0063] 具体的, 当幵关模块 204处于第一闭合状态吋, 模数转换模块 200将模数转换后 的第一差值经过幵关模块 204发送至调制模块 201, 以使调制模块 201对模数转后 的第一差值进行脉冲宽度调制后输出至隔离装 置 11 ;

[0064] 当幵关模块 204处于第二闭合状态吋, 模数转换模块 200将模数转换后的第一差 值经过幵关模块 204发送至第二比较模块 202, 第二比较模块 202将模数转换后的 第一差值与基准电参数值进行差值运算后输出 第二差值至第二补偿模块 203, 第 二补偿模块 203对第二差值进行放大补偿后输出至调制模块 201, 调制模块 201对 放大补偿后的第二差值进行脉冲宽度调制后输 出至隔离装置 11。

[0065] 进一步地, 作为本发明一优选实施方式, 如图 6所示, 第一补偿模块 12与第二 补偿模块 203为 PID控制器, 且第一补偿模块 12为模拟 PID控制器, 第二补偿模块 103为数字 PID控制器。

[0066] 进一步地, 作为本发明一优选实施方式, 如图 6所示, 幵关模块 204为单刀双掷 幵关, 单刀双掷幵关的动端 2为幵关模块 204的输入端, 单刀双掷幵关的第一不 动端 1为幵关模块 204的第一输出端, 单刀双掷幵关的第二不动端 0为幵关模块 20 4的第二输出端。

[0067] 在本实施例中, 通过幵关模块 204处于第二闭合状态, 即单刀双掷幵关选通 0, 使得幵关模块 204将模数转换模块 200输出的经过模数转换的第一差值输出至第 二比较模块 202, 第二比较模块 202将经过模数转换的第一差值与基准电参数值 作差后得到第二差值, 进而通过第二级 PID补偿对该第二差值进行补偿处理, 提 高了隔离数字控制电路 2的灵活性; 此外, 由于第二级 PID补偿吋采用数字 PID控 制器实现, 因此, 隔离数字控制电路 2还可实现非线性补偿控制。

[0068] 进一步地, 作为本发明一优选实施方式, 如图 5所示, 隔离装置 11包括隔离驱 动模块 110与隔离模块 111 :

[0069] 其中, 隔离驱动模块 110的输入端为隔离装置 11的第一输入端, 隔离驱动模块 1

10的输出端为隔离装置 11的第一输出端, 隔离模块 111的输入端为隔离装置 11的 第二输入端, 隔离模块 111的输出端为隔离装置 11的第二输出端。

[0070] 具体的, 隔离驱动模块 110根据脉冲宽度调制后的第一差值或第二差值 对受控 对象的输出进行调节; 隔离模块 111对放大补偿后的第一差值进行隔离处理。

[0071] 在本实施例中, 隔离模块 111可以采用现有的一般性隔离器件实现, 例如现有 的线性比较差、 性能一般且比较低廉的光耦替代现有的成本高 昂的光耦, 但是 , 值得注意的是, 该一般性隔离器件必须是单调性隔离器件, 因为在本发明实 施例的隔离数字控制电路 2中, 其采样的是受控对象 14输出的电参数值与目标电 参数值之间的差值, 该差值不需要准确, 也不需要线性, 但是必须单调, 即一 般性隔离器件输入端的值与输出端的值不需要 存在线性关系, 只需要存在单调 性即可满足隔离数字控制电路 2的闭环网络调节, 因此, 一般性隔离器件必须是 单调性隔离器件。

[0072] 进一步地, 作为本发明一优选实施方式, 如图 6所示, 调制模块 101为 PWM模 块, 模数转换模块 100可采用现有的 ADC (模数转换器) 实现。

[0073] 下面以图 6所示的电路结构为例本发明隔离数字控制电 的原理进行具体说明 , 详述如下:

[0074] 输出端的第一比较模块 13将受控独享 14输出的电参数值与目标电参数值作差后 输出第一差值至输出端的第一级 PID控制器, 第一级 PID控制器对该第一差值进 行放大补偿, 以消除第一差值中的电参数值与目标电参数值 间的静态偏差后输 出至隔离模块 111, 隔离模块 111对该第一差值进行隔离处理, 并将其发送至 AD C, ADC对该经过放大补偿的第一差值进行模数转换 。

[0075] 当单刀双掷幵关选通 1吋, ADC将模数转换后的、 并经过放大补偿的第一差值 发送至 PWM, PWM对该模数转换后的、 并经过放大补偿的第一差值进行脉冲宽 度调节后发出至隔离驱动模块 110, 以使隔离驱动模块 110根据脉冲宽度调节后 的第一差值调节受控对象 14输出的电参数值, 以使该电参数值等于目标电参数 值。 [0076] 当单刀双掷幵关选通 0吋, ADC将模数转换后的第一差值发送至第二比较模 块 2 02, 第二比较模块 202将模数转换后的第一差值与基准电参数值作 差后输出第二 差值至第二级 PID控制器, 第二级 PID控制器对第二差值进行放大补偿后输出至 P WM, PWM对放大补偿后的第二差值进行脉冲宽度调制 后输出至隔离驱动模块 1 10, 隔离驱动模块 110根据脉冲宽度调制后的第二差值调节受控对 象 14输出的电 参数值, 以使该电参数值等于目标电参数值。

[0077] 在本实施例中, 隔离数字控制电路 2通过在输出端采用第一级 PID补偿, 使得第 一级 PID补偿消除了输出值与目标电参数值间的静态 偏差, 进而弥补了因一般隔 离器件的非线性和环境因素带来的参数漂移, 其性价比高、 动态响应好, 并且 可有效解决隔离采样问题; 此外, 隔离数字控制电路 2通过采用两级 PID补偿, 使得隔离数字控制电路 2的环路补偿更灵活, 应用更加广泛, 可以实现非线性补 偿控制, 并且可实现带宽控制的智能化, 即可以根据该隔离数字控制电路 2的运 行状态随吋调节或改变二级 PID的补偿参数。

[0078] 第三实施例:

[0079] 进一步地, 图 7示出了本发明第三实施例所提供的隔离数字 制方法的实现流 程, 为了便于说明, 仅示出了与本发明实施例相关的部分, 详述如下:

[0080] 在步骤 S70中, 第一比较模块将电参数值与目标电参数值进行 差值运算后输出 第一差值至第一补偿模块;

[0081] 在步骤 S71中, 第一补偿模块对第一差值进行放大补偿后通过 隔离装置输出至 控制装置;

[0082] 在步骤 S72中, 控制装置将放大补偿后的第一差值进行模数转 换与脉冲宽度调 制后发送至隔离装置。

[0083] 在步骤 S73中, 隔离装置根据脉冲宽度调制后的第一差值对受 控对象的输出进 行调节, 以使受控对象输出的电参数值等于目标电参数 值。

[0084] 需要说明的是, 上述隔离数字控制方法是基于图 1至图 3所示的隔离数字控制电 路 1实现的, 其详细原理可参考图 1至图 3的描述, 此处不再赘述。

[0085] 第四实施例:

[0086] 进一步地, 图 8示出了本发明第四实施例所提供的隔离数字 制方法的实现流 程, 为了便于说明, 仅示出了与本发明实施例相关的部分, 详述如下:

[0087] 在步骤 S80中, 第一比较模块将电参数值与目标电参数值进行 差值运算后输出 第一差值至第一补偿模块。

[0088] 在步骤 S81中, 第一补偿模块对第一差值进行放大补偿后通过 隔离装置输出至 控制装置。

[0089] 在步骤 S82中, 控制装置将放大补偿后的第一差值进行模数转 换与脉冲宽度调 制后发送至隔离装置, 或者控制装置将模数转换后的第一差值与基准 电参数值 进行差值运算后输出第二差值, 并对第二差值进行放大补偿与脉冲宽度调制后 发送至隔离装置。

[0090] 在步骤 S83中, 隔离装置根据脉冲宽度调制后的第一差值或第 二差值对受控对 象的输出进行调节, 以使受控对象输出的电参数值等于目标电参数 值。

[0091] 需要说明的是, 上述隔离数字控制方法是基于图 4至图 6所示的隔离数字控制电 路 2实现的, 其详细原理可参考图 4至图 6的描述, 此处不再赘述。

[0092] 进一步地, 本发明还提供一种电源, 该电源包括上述的隔离数字控制电路 1或 2

[0093] 在本实施例中, 通过在电源中采用隔离数字控制电路 1或 2, 使得电源输出的输 出与期望值相符, 从而满足实际应用中对电源的要求。

[0094] 在本发明实施例中, 通过采用控制装置 10或 20、 隔离装置 11、 第一补偿模块 12 、 第一比较模块 13及受控对象 14的隔离数字控制电路 1或 2, 使得第一比较模块 1 3将电参数值与目标电参数值作差后输出第一 值至第一补偿模块 12, 第一补偿 模块 12对第一差值进行放大补偿后通过隔离装置 11输出至控制装置 10或 20, 控 制装置 10或 20将放大补偿后的第一差值进行模数转换与脉 宽度调制后发送至 隔离装置 11, 隔离装置 11根据脉冲宽度调制后的第一差值对受控对象 14的输出 进行调节, 以使受控对象 14输出的电参数值趋近目标电参数值。 由于本发明采 集的是受控对象 14的电参数值与目标电参数值之间的差值, 并采用第一补偿模 块 12对该差值进行放大补偿, 因此, 隔离装置 11可以采用一般隔离器件实现, 进而降低了隔离数字控制电路 1或 2的成本, 增大了带宽, 从而解决了现有的隔 离数字控制存在成本高且带宽低的问题。 以上仅为本发明的较佳实施例而已, 并不用以限制本发明, 凡在本发明的精神 和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等, 均应包含在本发明的保护范 围之内。