一种电源电路及其输出控制方法与流程

1.本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源电路及其输出控制方法。


背景技术：

2.现有的电源电路，尤其是高压电源电路中，由于安全规范需求，通常采用隔离式功率变换器对电源的输入和输出进行电气隔离，部分应用场景中还需要设置多级功率变换器，以实现电源的多级变换。
3.现有技术中，为了实现功率变换器的稳定输出，会通过控制器对功率变换器进行反馈调节，并采用光耦进行隔离反馈，利用光耦的电流传输比特性，将功率变换器的输出电压量传递给控制器，控制器将光耦反馈电压与设定的阈值电压(可称为光耦反馈阈值电压，对应于功率变换器的目标输出电压设置)进行比较，并根据比较结果调节功率变换器的输出，形成闭环调节。在光耦电流传输比不变的情况下，输出电压与光耦反馈电压的对应关系一定，光耦反馈电压稳定在光耦反馈阈值电压时即实现功率变换器的稳定输出。
4.然而，光耦的电流传输比温度特性并不稳定，由于温漂等原因，光耦的电流传输比会发生变化，那么，功率变换器的输出电压与光耦反馈电压的对应关系随之发生变化。因此即使控制器仍以光耦反馈阈值电压为基准进行调节，由于光耦的电流传输比变化，光耦传输的增益量发生变化，光耦反馈电压已经不能准确表征功率变换器的输出电压，那么，即使光耦反馈电压与光耦反馈阈值电压相同，功率变换器的输出电压也不一定稳定在目标输出电压。综上所述，现有的电源电路中，由于反馈控制回路中元件特性参数的不稳定，会造成电源电路的输出稳定度较差的问题。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种电源电路及其输出控制方法，以提高电源电路的输出稳定性。
6.根据本发明的一方面，提供了一种电源电路的输出控制方法，所述电源电路包括：功率变换模块、隔离采样模块、第一控制模块和第二控制模块；所述隔离采样模块分别与所述功率变换模块和所述第一控制模块连接，所述第二控制模块分别与所述功率变换模块和所述第一控制模块连接，所述第一控制模块还与所述功率变换模块连接；
7.所述输出控制方法包括：
8.所述隔离采样模块采集所述功率变换模块的输出电压，并将所述输出电压转换为第一采样电压；
9.所述第二控制模块采集所述输出电压，并将所述输出电压转换为第二采样电压；
10.所述第一控制模块将所述第一采样电压转换为数字量信号，根据所述第二采样电压调整所述数字量信号，并根据调整后的数字量信号控制所述功率变换模块的输出。
11.可选地，将所述第一采样电压转换为数字量信号，包括：
12.根据所述第一控制模块中模数转换器的分辨率和量程，将所述第一采样电压转换为所述数字量信号。
13.可选地，所述模数转换器的量程根据所述第一采样电压确定。
14.可选地，根据所述第二采样电压调整所述数字量信号，包括：
15.根据所述第二采样电压与预设电压的大小关系，调整所述数字量信号。
16.可选地，根据所述第二采样电压与预设电压的大小关系，调整所述数字量信号，包括：
17.若所述第二采样电压等于所述预设电压，控制所述数字量信号不变；
18.若所述第二采样电压不等于所述预设电压，判断所述第二采样电压是否大于所述预设电压；
19.若是，则将所述数字量信号增大第一预设量；
20.若否，则将所述数字量信号减小第二预设量。
21.可选地，所述第一预设量根据所述第一控制模块中的模数转换器的分辨率确定；
22.所述第二预设量根据所述第一控制模块中的模数转换器的分辨率确定。
23.可选地，所述第二采样电压等于所述输出电压；所述预设电压为所述功率变换模块的目标输出电压。
24.可选地，根据调整后的数字量信号控制所述功率变换模块的输出，包括：
25.根据调整后的数字量信号调整传输至所述功率变换模块的pwm信号的占空比。
26.可选地，所述隔离采样模块包括：电压钳位单元、第一电阻、第二电阻和光电耦合器；所述第二电阻和所述电压钳位单元串联连接于所述功率变换模块的输出端和所述光电耦合器的发射部之间；所述光电耦合器的接收部分别与所述第一电阻的第一端和第一控制单元的反馈输入端电连接，所述第一电阻的第二端接入电源电压；
27.将所述输出电压转换为第一采样电压，包括：
28.根据所述输出电压、所述电压钳位单元的钳位电压、所述光电耦合器的发射部的导通压降、所述光电耦合器的电流传输比和所述第二电阻的阻值，确定采样电流；
29.根据所述采样电流、所述电源电压和所述第一电阻的阻值得到所述第一采样电压。
30.根据本发明的另一方面，提供了一种电源电路，该电源电路包括：功率变换模块、隔离采样模块、第一控制模块和第二控制模块；所述隔离采样模块分别与所述功率变换模块和所述第一控制模块连接，所述第二控制模块分别与所述功率变换模块和所述第一控制模块连接，所述第一控制模块还与所述功率变换模块连接；
31.所述隔离采样模块用于采集所述功率变换模块的输出电压，并将所述输出电压转换为第一采样电压；
32.所述第二控制模块用于采集所述输出电压，并将所述输出电压转换为第二采样电压；
33.所述第一控制模块用于将所述第一采样电压转换为数字量信号，根据所述第二采样电压调整所述数字量信号，并根据调整后的数字量信号控制控制所述功率变换模块输出。
34.本发明实施例通过隔离采样模块对功率变换模块的输出电压进行采样并生成第一采样电压发送至第一控制模块。通过第二控制模块对功率变换模块的输出电压进行采样并生成第二采样电压发送至第一控制模块。通过第一控制模块将第一采样电压数字化，并
基于第二采样电压调整数字量信号，从而对功率变换模块的输出电压进行控制。由于第二采样电压可准确表征输出电压的当前值，第一控制模块根据第二采样电压的大小可明确对数字量信号的修正方向。相比于现有技术中直接采用第一采样电压进行反馈调节的方案，本发明实施例可以排除隔离采样模块内部器件由于环境因素或老化等原因产生特性偏移导致电压调节方向偏离预期的问题，提高电源电路的输出稳定性，提高电源电路的输出电压的品质。
35.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
36.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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1是本发明实施例提供的一种电源电路的结构示意图；
38.图2是本发明实施例提供的一种电源电路的输出控制方法的流程图；
39.图3是本发明实施例提供的另一种电源电路的输出控制方法的流程图；
40.图4是本发明实施例提供的一种数字量信号的调整过程的流程图；
41.图5是本发明实施例提供的另一种电源电路的结构示意图；
42.图6是本发明实施例提供的一种隔离采样模块中电压转换的流程图。
具体实施方式
43.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
44.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
45.本发明实施例提供了一种电源电路的输出控制方法。该控制方法应用于电源电路中，尤其适用于具有多级变换的电源电路，用于控制电源电路的输出电压稳定。下面结合图1，首先对电源电路的基本结构进行说明。
46.图1是本发明实施例提供的一种电源电路的结构示意图。参照图1，电源电路包括：功率变换模块140、隔离采样模块130、第一控制模块110和第二控制模块120；隔离采样模块
130分别与功率变换模块140和第一控制模块110连接，第二控制模块120分别与功率变换模块140和第一控制模块110连接，第一控制模块110还与功率变换模块140连接。
47.具体地，功率变换模块140可以是dc-dc模块，用于实现电压转换。示例性地，功率变换模块140可以是电源电路中的第一级(或者说前级)功率变换模块，其输入端接入电源电压,其输出端用于向后级负载供电，或者，电源电路中还可以包括第二级(或者说后级)功率变换模块，前级功率变换模块的输出单可以连接后级功率变换模块的输入端，后级功率变换模块的输出端用于向后级负载供电。其中，为了实现对负载的安全供电，可以设置前级功率变换模块为带有隔离结构的功率变换器；当前级功率变换模块为隔离功率变换器时，后级功率变换模块的设置结构可以是隔离形式的，也可以是非隔离形式的，本实施例对此不做限制。需要说明的是，当电源电路中具有两级功率变换模块时，第二控制模块120可以是电源电路中原有的，对应于于后级功率变换模块，对后级功率变化模块进行控制的控制模块。第一控制模块110和第二控制模块之间可采用隔离通讯的方式，以保证通讯安全性。
48.下面结合图1中电源电路的结构，对电源电路的输出控制方法进行说明。图2是本发明实施例提供的一种电源电路的输出控制方法的流程图。参照图1和图2，输出控制方法包括：
49.s110、隔离采样模块采集功率变换模块的输出电压，并将输出电压转换为第一采样电压。
50.示例性地，隔离采样模块130对功率变换模块140的输出电压vout进行采集后，可以通过一定的比例将采集到的输出电压vout转换为电压等级较小的电压，即第一采样电压v1，以使第一采样电压v1位于第一控制模块110中对应端口的允许电压范围内，避免损坏第一控制模块110。其中，隔离采样模块130在进行电压转化的过程中，也可以实现功率变换模块140与第一控制模块110之间的电气隔离。示例性的，隔离采样模块130可以将输出电压vout进行分压，并通过光电转换器进行电压转换，实现隔离反馈。需要说明的是，在光电转换过程中可以再次对电压进行降低，也可以不进行二次降低，本实施例对此不作限制。
51.s120、第二控制模块采集输出电压，并将输出电压转换为第二采样电压。
52.其中，第二控制模块120可直接对功率变换模块140的输出电压vout进行采集。第二控制模块120可以对输出电压vout进行转换，以适配第一控制模块110的电压输入和处理要求。第二控制模块120的电压转换例如可以是将输出电压vout进行降压处理，将输出电压vout缩小预设倍数得到第二采样电压v2，也可以直接将输出电压vout作为第二采样电压v2输出，具体可根据实际需求调整，本实施例对此不做限制。
53.不难理解，第二控制模块120在采样过程并未经过隔离采样模块130，因此，第二控制模块120的采样结果不受隔离器件特性的影响，其采样结果可表征功率变换模块的实际输出。
54.s130、第一控制模块将第一采样电压转换为数字量信号，根据第二采样电压调整数字量信号，并根据调整后的数字量信号控制功率变换模块的输出。
55.示例性地，经过隔离采样模块130的转换后得到的第一采样电压v1为模拟量，其在第一控制模块110内被转换为数字量信号，以便于第一控制模块110控制功率变换模块140的工作状态。经第二控制模块120转换后得到的第二采样电压v2也可以是模拟量，第一控制模块110可直接根据第二采样电压v2这一模拟量修正数字量信号，例如根据第二采样电压
v2与预设电压的差值修正数字量信号，以修正数字量信号因隔离采样模块130内部器件的特性漂移导致的电压转换偏差，使调整后的数字量信号相比于调整前能够更准确的表征当前的输出电压vout的实际值，使基于数字量信号的反馈调节过程更精确。
56.其中，预设电压例如根据功率变换模块140的目标输出电压vout和第二控制模块120的电压转换关系获取。第二采样电压v2与预设电压的差值可表征数字量信号的修正方向，例如增加或减小。示例性地，以理性情况下，隔离采样模块130和第二控制模块120均对输出电压vout进行1:1输出为例，记功率变换模块140的目标输出电压为v0。当隔离采样模块130发生温漂时，输出电压vout与第一采样电压v1的转换关系不再为1:1，例如实际输出的第一采样电压v1
实
大于输出电压vout的值，那么，当v1
实
＞v0时，以现有技术中直接采用第一采样电压v1
实
与目标输出电压v0作比较的方案，根据比较结果，会判定功率变换模块140当前的输出电压已经超过目标输出电压v0，从而做出减小输出电压vout的调整。但由于v1
实
＞vout，此时很有可能输出电压vout本身还未达到目标输出电压v0，若将输出电压vout调小，会使得输出电压vout的值更偏离目标输出电压v0。本发明实施例利用可准确表征输出电压vout的第二采样电压v2来控制调节方向，可规避上述问题。具体而言，当v2＜v0时，本实施例的方案中会将基于v1
实
获取的数字量信号调小，那么，在由于温漂等原因使得v1
实
＞vout的情况下，将数字量信号调小，可以使得数字量信号所对应的模拟电压值更接近实际的输出电压vout。因此，即使由于温漂等原因使得v1
实
已经超过目标输出电压v0，再根据第二采样电压v2减小数字量信号后，数字量信号所对应的模拟电压值还能被修正为低于目标输出电压v0的状态，使得第一控制模块110仍能控制功率变换模块增大输出电压vout，实现对输出电压vout调节方向的修正，避免因v1
实
＞v0而调小输出电压vout的情况出现。
57.综上所述，根据第二采样电压v2这一模拟量来修正数字量信号，一则可以避免将第二采样电压v2转换为数字量造成的有效信息丢失。二则，采用能够直接表征输出电压vout当前值的第二采样电压v2作为数字量信号的调节基准，可以修正由于隔离采样模块130内部器件的特性变化导致隔离采样模块130转换关系发生变化，对调节方向产生的影响。具体而言，阈值电压是根据目标输出电压和隔离采样模块的标准电压转换关系获取的，当隔离采样模块130内部器件因温漂等原因发生特性变化，使得电压转换关系偏离标准时，第一采样电压v1已经不能准确表征输出电压vout的值，若仍根据第一采样电压v1和阈值电压进行反馈调节，可能导致功率变换模块140的输出电压vout更偏离目标输出电压。但隔离采样模块130的特性影响因素众多，实际应用中难以准确实时获取其电压转换关系，通过实时检测隔离采样模块内部器件的特性，并根据检测结果调整转换结果的方案难以实施。而本发明实施例并未着眼于隔离采样模块130具体转换关系的实时获取，而是通过另一采样路径得到第二采样电压v2作为调节基准，直接利用第二采样电压v2来调整数字量信号，可有效解决上述问题，使电源电路结构简单，输出控制方法简便易行易推广。因此，即使隔离采样模块130的转换关系因环境因素或老化等原因发生偏离，由于隔离采样模块130并不影响第二控制模块120的电压采样过程，第二采样电压v2的值仍可准确指示数字量信号的调节方向，隔离采样模块130的转换关系偏移并不影响基于第二采样电压v2的数字量信号修正过程，这样，通过实时反馈调节，可以尽可能的保证功率变换模块140的输出电压vout趋近于目标输出电压vout。
58.示例性地，第一控制模块中可包括模数转换器和控制器。其中，模数转换器可用于
接收到隔离采样模块130发送的第一采样电压v1，并对第一采样电压v1进行数字化转换；转换得到的数字量信号传输至控制器，控制器用于根据第二采样电压v2调整数字量信号，并根据调整后的数字量信号控制功率变换模块140的输出。
59.本发明实施例通过隔离采样模块130对功率变换模块140的输出电压vout进行采样并生成第一采样电压v1发送至第一控制模块110。通过第二控制模块120对功率变换模块140的输出电压vout进行采样并生成第二采样电压v2发送至第一控制模块110。通过第一控制模块110将第一采样电压v1数字化，并基于第二采样电压v2调整数字量信号，从而对功率变换模块140的输出电压vout进行控制。由于第二采样电压v2可准确表征输出电压vout的当前值，第一控制模块110根据第二采样电压v1的大小可明确对数字量信号的修正方向。相比于现有技术中直接采用第一采样电压v1进行反馈调节的方案，本发明实施例可以排除隔离采样模块130内部器件由于环境因素或老化等原因产生特性偏移导致电压调节方向偏离预期的问题，提高电源电路的输出稳定性，提高电源电路的输出电压vout的品质。
60.图3是本发明实施例提供的另一种电源电路的输出控制方法的流程图。
61.参见图3，在一种实施方式中，可选地，电源电路的输出控制方法包括：
62.s110、隔离采样模块采集功率变换模块的输出电压，并将输出电压转换为第一采样电压。
63.s120、第二控制模块采集输出电压，并将输出电压转换为第二采样电压。
64.s131、第一控制模块根据第一控制模块中模数转换器的分辨率和量程，将第一采样电压转换为数字量信号。
65.具体地，模数转换器是将模拟信号转换为数字信号的电子元件，通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小，故而任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准。
66.需要说明的是，模数转换器的量程实质可以理解为模数转换器的电压输入范围，此范围可以根据实际应用时的需求进行确定，本实施例对此不作限制。在本实施例中，模数转换器的量程可以根据第一采样电压v1确定，例如设置模数转换器的量程能够完全覆盖第一采样电压v1的变化范围，且量程上限接近第一采样电压v1的最大值。例如，第一采样电压v1的最大值为3v，则可以设置模数转换器的量程为0-3.3v。模数转换器的分辨率以输出二进制数的位数来表示，其说明模数转换器对输入信号的分辨能力。不难理解，量程一定时，分辨率越高，模数转换器的精度越高。因此数模转换器的分辨率可综合考虑精度和成本进行选择。
67.s132、第一控制模块根据第二采样电压与预设电压的大小关系，调整数字量信号。
68.具体地，若第二采样电压v2与输出电压vout为1:1的转换关系，预设电压可以等于功率变换模块140的目标输出电压。若第二控制模块120在采集到输出电压vout后按照一定的比例对输出电压vout进行电压转换，例如，得到v2＝kvout，k≠1，那么相应的，预设电压也为功率变换模块140的目标输出电压的k倍。
69.实际应用过程中，可以设置第二控制模块120将第二采样电压v2与预设电压进行比较，并将比较结果发送至第一控制模块110中。也可以是第二控制模块120直接将第二采样电压v2传输至第一控制模块110，由第一控制模块进行第二采样电压v2与预设电压的比
较过程。
70.s133、第一控制模块根据调整后的数字量信号调整传输至功率变换模块的pwm信号的占空比。
71.具体地，第一控制模块110根据数字量信号调整pwm信号的占空比，pwm信号例如发送至功率变换模块140中的功率开关管的控制端，通过控制功率开关管的导通事件来控制输出电压vout的大小。
72.图4是本发明实施例提供的一种数字量信号的调整过程的流程图。在上述实施例的基础上，可选地，参照图4，根据第二采样电压与预设电压的大小关系，调整数字量信号，具体可包括以下步骤：
73.s1321、判断第二采样电压是否等于预设电压，若是，则执行s1322，若否，则执行s1323。
74.具体地，第二控制模块120对功率变换模块140的输出电压vout进行二次采样，基于第二采样电压v2可以对功率变换模块140的输出电压vout进行验证，通过验证结果确定对数字量信号的调节方向，进而确保功率变换模块140输出稳定。当第二采样电压v2等于预设电压时，说明功率变换模块140的输出电压vout等于目标输出电压，此时，第一控制模块110不对数字量信号做任何调整。
75.s1322、控制数字量信号不变。
76.s1323、判断第二采样电压是否大于预设电压，若是，则执行s1324，若否，则执行s1325。
77.具体地，当第二采样电压v2不等于预设电压时，表明功率变换模块140当前的输出电压vout不等于目标输出电压，需要调整功率变换模块140的输出状态。那么，需要根据第二采样电压v2与预设电压的具体大小关系来确定数字量信号的调整方向。需要说明的是，对第二采样电压v2是否大于预设电压的判断过程可以在第二控制模块120中进行，也可以在第一控制模块110中进行，本实施例对此不做限制。
78.s1324、将数字量信号增大第一预设量。
79.具体地，当第二采样电压v2大于预设电压时，表明当前的输出电压vout高于目标输出电压，因此预期的调节方向为减小输出电压vout，理想情况下，当前的数字量信号所对应的模拟电压值应该大于目标输出电压对应的参考电压。因此，此时可以基于第二采样电压v2大于预设电压的判断结果来增大数字量信号。那么，在隔离采样模块130受到温漂的影响，使得隔离采样模块130输出的第一采样电压v1偏小的情况下，增大后的数字量信号对应的模拟电压值可能已经超过了参考电压，从而使第一控制模块110能够控制功率变换模块140减小输出电压vout；即使增大后的数字量信号对应的模拟电压值仍未超过参考电压，相比于增大前，调整后的模拟电压值与参考电压之间的差值已经减小，可以减小功率变换模块140对输出电压vout的提升量，同样可以减小由于隔离采样模块130的特性漂移造成的调节偏差，经过多次反馈调节的修正过程后，能够达到将输出电压vout稳定在目标输出电压的目的。而在隔离采样模块130受到温漂的影响，使得隔离采样模块130输出的第一采样电压v1偏大的情况下，第一采样电压v1的值已经超过了参考电压，在此基础上，增大后的数字量信号对应的模拟电压值会超过参考电压更多，从而能够使第一控制模块110控制功率变换模块140更多的减小输出电压vout，使输出电压vout更快达到目标输出电压。
80.s1325、将数字量信号减小第二预设量。
81.具体地，当第二采样电压v2小于预设电压时，表明当前的输出电压vout低于目标输出电压，因此预期的调节方向为增大输出电压vout。因此，此时可以基于第二采样电压v2小于预设电压的判断结果来减小数字量信号。具体调节原理与s1324中相反，不再赘述。
82.在上述各实施方式的基础上，可选地，第一预设量可根据第一控制模块中的模数转换器的分辨率确定。例如模数转换器的分辨率较大时，可以设置第一预设量较大，以保证调节方向修正的效果；当模数转换器的分辨率较小时，可以设置第一预设量较小，以避免由于超调造成的输出电压整振荡。示例性地，当模数转换器采用4096的分辨率时，可以设置第一预设量≤5，例如为1。第二预设量可依据与第一预设量相同的选取标准进行选择，不再赘述。
83.在上述实施例的基础上，可选地，第一预设量与第二预设量可以是相同的预设调节量。那么，数字量信号的调节公式可表示为：
84.vsen_ref’＝vsen_ref
±b85.其中，vsen_ref为数字信号量；vsen_ref’为修正后的数字信号量；b为预设调节量。
86.可以理解，第一预设量和第二预设量可以相同，也可以不同，应根据实际应用时的需求进行设置，本实施例对此不做限制。
87.图5是本发明实施例提供的另一种电源电路的结构示意图。在上述实施例的基础上，可选地，参照图5，隔离采样模块130包括：电压钳位单元z1、第一电阻r1、第二电阻r2和光电耦合器n1；第二电阻r2和电压钳位单元z1串联连接于功率变换模块140的输出端和光电耦合器n1的发射部之间；光电耦合器n1的接收部分别与第一电阻r1的第一端和第一控制单元110的反馈输入端电连接，第一电阻r1的第二端接入电源电压vcc。除此以外，在电源电路中还可以设置后级功率变换模块150，用于对功率变换模块140的输出电压vout再次进行变换。可以理解，功率变换模块140的输入端包括正极输入端bus+和负极输入端bus-，功率变换模块140的输出端包括正极输出端out+和负极输出端out-，隔离采样模块130与功率变换模块140的正极输出端out+电连接。其中，隔离采样模块130的电压采样及转换原理为：当输出电压out+电压高于电压钳位单元z1的钳位电压vz时，电压钳位单元z1导通，钳位电压vz不变，out+电压越高，r2上的分压越高，光电耦合器n1中发射部的二极管电流越大，光电耦合器n1中接收部的三极管的电流越大，也就相当于光电耦合器n1中接收部的三极管的内阻越小，此时第一采样电压v1越小。当out+电压小于电压钳位单元z1的钳位电压vz时，光电耦合器n1中接收部的三极管无电流流过，第一采样电压v1的电压最高，等于电源电压vcc，当out+电压远大于电压钳位单元z1的钳位电压vz时，光电耦合器n1中接收部的三极管趋近于饱和，获得的电流足够大，光电耦合器n1中接收部的三极管完全打开，第一采样电压v1最小。第一控制控制模块110接收第一采样电压v1，通过将第一采样电压v1稳定在某个阈值，调整pwm波的占空比，从而稳定输出电压，形成闭环。原理是利用三极管放大区，在此区域，三极管的放大能力是线性变化的，等效电阻随着基极电流增大而减小。
88.示例性地，电压钳位单元z1可以是稳压管，也可以是瞬态二极管，亦或者可以是稳压管和瞬态二极管的串联组合，本实施例对此不做限制。
89.图6是本发明实施例提供的一种隔离采样模块中电压转换的流程图。在上述实施
例的基础上，可选地，结合图5和图6，将输出电压转换为第一采样电压，包括：
90.s210、根据输出电压、电压钳位单元的钳位电压、光电耦合器的发射部的导通压降、光电耦合器的电流传输比和第二电阻的阻值，确定采样电流。
91.具体地，采样电流为光电耦合器n1接收部回路的电流。光电耦合器的电流传输比是指光电耦合器的输出电流与输入电流之比。采样电流的计算公式为：
[0092][0093]
其中，i为采样电流；k为光电耦合器的电流传输比；vout为输出电压；vz为电压钳位单元的钳位电压；vd为光电耦合器的发射部的导通压降；r2为第二电阻的阻值。当光电耦合器n1发生温漂时，其电流传输比k会发生变化，致使采样电流i发生变化。
[0094]
s220、根据采样电流、电源电压和第一电阻的阻值得到第一采样电压。具体地，第一采样电压的计算公式为：
[0095]
v1＝vcc-i
×
r1
[0096]
其中，vcc为电源电压；r1为第一电阻的阻值。由此可知，当采样电流i发生变化时，第一采样电压v1也会随之发生变化。本发明实施例通过对基于第一采样电压v1得到的数字量信号进行修正，可以减小甚至消除因光电耦合器n1发生温漂，其电流传输比k的变化对反馈调节过程造成的调节偏差。
[0097]
综上所述，本发明实施例提供的电源电路的输出控制方法，利用前后级控制模块的通讯，可以获取输出电压vout的实际变化情况，并随着输出电压的变化实时调整光耦采样后转换得到的数字量信号。因此在光耦的电流传输比随温度变化的情况下，数字量信号依据输出电压vout的实际情况得到了实时调整，可以有效解决由于电流传输比的温漂特性造成输出电压vout偏移的现象，提高开关电源的输出电压品质，达到稳定输出电压vout的效果。
[0098]
本发明实施例还提供了一种电源电路，电源电路的具体结构可参照图5，该电源电路包括：功率变换模块140、隔离采样模块130、第一控制模块110和第二控制模块120；隔离采样模块130分别与功率变换模块140和第一控制模块110连接，第二控制模块120分别与功率变换模块140和第一控制模块110连接，第一控制模块110还与功率变换模块140连接；
[0099]
隔离采样模块130用于采集功率变换模块140的输出电压，并将输出电压转换为第一采样电压；
[0100]
第二控制模块120用于采集输出电压，并将输出电压转换为第二采样电压；
[0101]
第一控制模块110用于将第一采样电压转换为数字量信号，根据第二采样电压调整数字量信号，并根据调整后的数字量信号控制控制功率变换模块140输出。
[0102]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0103]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种电源电路的输出控制方法，其特征在于，所述电源电路包括：功率变换模块、隔离采样模块、第一控制模块和第二控制模块；所述隔离采样模块分别与所述功率变换模块和所述第一控制模块连接，所述第二控制模块分别与所述功率变换模块和所述第一控制模块连接，所述第一控制模块还与所述功率变换模块连接；所述输出控制方法包括：所述隔离采样模块采集所述功率变换模块的输出电压，并将所述输出电压转换为第一采样电压；所述第二控制模块采集所述输出电压，并将所述输出电压转换为第二采样电压；所述第一控制模块将所述第一采样电压转换为数字量信号，根据所述第二采样电压调整所述数字量信号，并根据调整后的数字量信号控制所述功率变换模块的输出。2.根据权利要求1所述的电源电路的输出控制方法，其特征在于，将所述第一采样电压转换为数字量信号，包括：根据所述第一控制模块中模数转换器的分辨率和量程，将所述第一采样电压转换为所述数字量信号。3.根据权利要求2所述的电源电路的输出控制方法，其特征在于，所述模数转换器的量程根据所述第一采样电压确定。4.根据权利要求1所述的电源电路的输出控制方法，其特征在于，根据所述第二采样电压调整所述数字量信号，包括：根据所述第二采样电压与预设电压的大小关系，调整所述数字量信号。5.根据权利要求4所述的电源电路的输出控制方法，其特征在于，根据所述第二采样电压与预设电压的大小关系，调整所述数字量信号，包括：若所述第二采样电压等于所述预设电压，控制所述数字量信号不变；若所述第二采样电压不等于所述预设电压，判断所述第二采样电压是否大于所述预设电压；若是，则将所述数字量信号增大第一预设量；若否，则将所述数字量信号减小第二预设量。6.根据权利要求5所述的电源电路的输出控制方法，其特征在于，所述第一预设量根据所述第一控制模块中的模数转换器的分辨率确定；所述第二预设量根据所述第一控制模块中的模数转换器的分辨率确定。7.根据权利要求4所述的电源电路的输出控制方法，其特征在于，所述第二采样电压等于所述输出电压；所述预设电压为所述功率变换模块的目标输出电压。8.根据权利要求1所述的电源电路的输出控制方法，其特征在于，根据调整后的数字量信号控制所述功率变换模块的输出，包括：根据调整后的数字量信号调整传输至所述功率变换模块的pwm信号的占空比。9.根据权利要求1所述的电源电路的输出控制方法，其特征在于，所述隔离采样模块包括：电压钳位单元、第一电阻、第二电阻和光电耦合器；所述第二电阻和所述电压钳位单元串联连接于所述功率变换模块的输出端和所述光电耦合器的发射部之间；所述光电耦合器的接收部分别与所述第一电阻的第一端和第一控制单元的反馈输入端电连接，所述第一电阻的第二端接入电源电压；
将所述输出电压转换为第一采样电压，包括：根据所述输出电压、所述电压钳位单元的钳位电压、所述光电耦合器的发射部的导通压降、所述光电耦合器的电流传输比和所述第二电阻的阻值，确定采样电流；根据所述采样电流、所述电源电压和所述第一电阻的阻值得到所述第一采样电压。10.一种电源电路，其特征在于，包括：功率变换模块、隔离采样模块、第一控制模块和第二控制模块；所述隔离采样模块分别与所述功率变换模块和所述第一控制模块连接，所述第二控制模块分别与所述功率变换模块和所述第一控制模块连接，所述第一控制模块还与所述功率变换模块连接；所述隔离采样模块用于采集所述功率变换模块的输出电压，并将所述输出电压转换为第一采样电压；所述第二控制模块用于采集所述输出电压，并将所述输出电压转换为第二采样电压；所述第一控制模块用于将所述第一采样电压转换为数字量信号，根据所述第二采样电压调整所述数字量信号，并根据调整后的数字量信号控制控制所述功率变换模块输出。

技术总结
本发明公开了一种电源电路及其输出控制方法，所述电源电路包括：功率变换模块、隔离采样模块、第一控制模块和第二控制模块；所述输出控制方法包括：所述隔离采样模块采集所述功率变换模块的输出电压，并将所述输出电压转换为第一采样电压；所述第二控制模块采集所述输出电压，并将所述输出电压转换为第二采样电压；所述第一控制模块将所述第一采样电压转换为数字量信号，根据所述第二采样电压调整所述数字量信号，并根据调整后的数字量信号控制所述功率变换模块的输出。本发明实施例可以排除隔离采样模块内部器件由于环境因素或老化等原因产生特性偏移导致电压调节方向偏离预期的问题，提高电源电路的输出稳定性，提高电源电路的输出电压的品质。电路的输出电压的品质。电路的输出电压的品质。


技术研发人员：邹纪元 林福糖 刘江涛 陈敏
受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/9/5