【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电源的温度控制，具体涉及一种简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法。
技术介绍
1、在如图1所示的llc开关电源电路中，llc电路拓扑可以让dcdc的开关管在谐振频率附近实现全负载范围的软开关，降低mos管的一部分的开通损耗，所以该拓扑应用也越来越广泛。
2、但是我们会发现大部分使用llc拓扑的充电模块无法做到从0v到最高输出电压进行额定功率恒定输出。比如最大输出电压是500v的充电模块，恒功率工作的输出电压范围一般是300v-500v；而最大输出电压是1000v的充电模块，恒功率工作的输出电压范围一般为300v-500v，600-1000v。这是由llc拓扑的特性决定的。
3、在相同负载、相同输入的情况下，如果输出电压越低，dcdc mos管的开关频率就会越高。同理，如果在相同负载、相同输出电压情况下，如果输入电压越高，dcdc mos管的开关频率也越高。开关频率越高，意味着开关管和整流二极管的工作模式切换就会越频繁。在相同时间周期内、相同输出电流的情况下，开关管和整流二极管开关切换次数越多，其产生的开通和关断损耗也就越大，从而带来的热量的越大，器件的温度就会越高。
4、因此，如果在150v-300v输出电压范围恒功率输出，那么随着输出电压越低，模块就需要输出更大电流。随着输出电压越来越小，开关频率本就越来越高，如果输出电流越来越大，那么开关器件及整流桥的温度也会变得更加高。所以为了减小开关器件温度，一般会主动对该电压段，进行降额处理。输出电压在500v-600v时，其单路
5、除此之外，在同一输出电压点，如果输入电压越来越高，dcdc mos的开关频率也越来越大，此时的开关器件温度也是逐渐增高。所以在高压输入、低压输出的时候，也需要和输出低压的时候一样进行额外的温度降额或者功率曲线降额。
6、而面对这些特殊工况，一般可以采取两种方法。第一种方法是，根据温度去进行实时降额。在特殊工况下，器件温度上升速度要比正常工况下快，一般需要提前进行降额，提前降额才能让温度下降或者达到动态平衡。但是提前降额，就会导致在一些可以稳定工作的工况，提前进入降额，减小了输出能力，充电模块无法发挥最大的实力。
7、第二种方法是，针对这些特殊的工况，进行针对性的主动降额或者温度叠加降额。比如针对高压输入低压输出的工况，提前进行一次功率降额，然后再根据温度情况进行温度降额。这种方式需要确认在特殊工况下，需要提前降额至多大功率，能使温度特性基本和正常工况一致。
8、上述两种方法中，电源具有较宽的输入、输出电压范围，并且在某些特定的工况下，温度情况会比较恶劣，需要进行嵌套多种额外的功率降额策略或者温度降额策略，使得测试工况种类繁多，且策略实现繁琐。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种通过llc增益数据进行功率降额，从而实现优化温度降额的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法。
2、一种简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，所述数字开关电源包括pfc侧的单相输入的有桥pfc电路和dcdc侧的全桥llc电路，包括如下具体步骤：
3、步骤一，确定开关电源的运行数据；首先，根据变压器的变比，定义开关电源的输出电压和母线电压关系；然后，通过产品的设计需求文档，确定电源的输入电压范围、输出电压范围及恒功率工作的输出电压范围；
4、步骤二，在常温状态下，测试最高输入电压、最低输出电压工作时，电源能稳定工作的最大输出功率；
5、步骤三，在温度最恶劣的状态下，测试最高输入电压、最低输出电压工作时，电源能稳定工作的最大输出功率；
6、步骤四，根据输出电压和母线电压关系，确定恒功率范围内的最小增益数据及在最高输入电压、最小输出电压工作的增益数据；
7、步骤五，根据步骤四得到的增益数据和功率情况，定义该增益区间内的功率曲线；
8、步骤六，在llc增益设计的功率曲线基础上，进行不同环境温度的温度测试，最后结合温度数据对所述功率曲线进行百分比降额，制定温度降额策略及温度保护策略。
9、优选地，所述步骤一中的根据变压器的变比，定义开关电源的输出电压和母线电压关系的具体步骤包括：
10、步骤1.1，dcdc侧变压器采用变比系数为k的隔离型变压器，dcdc侧母线电压与输出电压关系定义为：母线电压等于输出电压加第一偏置电压，即dc侧需求的母线电压=；
11、步骤1.2，pfc侧的有桥pfc电路的最小工作母线电压为：母线电压等于直接整流得到的加第二偏置电压，即pfc侧最小工作母线电压=；
12、步骤1.3，确定实际母线电压；
13、其中，所述第一偏置电压的取值为额定输出电压的3%；所述第二偏置电压的取值为额定输入线电压的10%。
14、优选地，所述步骤1.3，确定实际母线电压的具体步骤包括：
15、步骤1.3.1，判断dc侧需求的母线电压是否大于pfc侧最小工作母线电压，若是，则转向步骤1.3.2；若否，则转向步骤1.3.3；
16、步骤1.3.2，实际母线电压取dc侧需求的母线电压，即；
17、步骤1.3.3，实际母线电压取pfc侧的最小工作母线电压，即。
18、优选地，所述步骤1.3中确定实际母线电压，根据增益及母线电容规格，限制实际最小母线电压为，实际最大母线电压为，因此实际母线电压的取值范围为：；
19、其中，母线电容规格是指母线电容能承受的最大电压；为在最高输入电压整流后得到的电压的基础上再加上5%的偏置电压；为母线电容能承受的最大电压*97%。
20、优选地，所述步骤一中的通过产品的设计需求文档，确定电源的输入电压范围、输出电压范围及恒功率工作的输出电压范围的具体步骤包括：
21、步骤1.4，依据产品的设计需求，确定输入电压范围；输出电压范围；以及恒功率工作的输出电压范围。
22、优选地，所述步骤二，在常温状态下，测试最高输入电压、最低输出电压工作时，电源能稳定工作的最大输出功率的具体步骤包括：
23、步骤2.1，在环境温度下，在恒功率输出时，输出电压的工作范围为，输出恒功率为，为最小恒功率输出电压点，且；
24、其中，环境温度是指常温状态，温度范围为25℃±5℃。
25、优选地，所述步骤三，在温度最恶劣的状态下，测试最高输入电压、最低输出电压工作时，电源能稳定工作的最大输出功率的具体步骤包括：
26、步骤3.1，将电源模块放置于可控环境的温箱中，将温箱的环境温度设置为最恶劣的温度环境，测试在输入电压为，输出电压为的条件下，电源模块能稳定工作的输出功率。
27、优选地，所述步骤四，根据输出电压和母线电压关系，确定恒功率范围内的最小增益数据及最高输入电压与最小输出电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，所述数字开关电源包括PFC侧的单相输入的有桥PFC电路和DCDC侧的全桥LLC电路，其特征在于，包括如下具体步骤：
2.如权利要求1所述的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，其特征在于，所述步骤一中的根据变压器的变比，定义开关电源的输出电压和母线电压关系的具体步骤包括：
3.如权利要求2所述的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，其特征在于，所述步骤1.3，确定实际母线电压的具体步骤包括：
4.如权利要求3所述的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，其特征在于，所述步骤1.3中确定实际母线电压，根据增益及母线电容规格，限制实际最小母线电压为，实际最大母线电压为，因此实际母线电压的取值范围为：；
5.如权利要求1所述的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，其特征在于，所述步骤一中的通过产品的设计需求文档，确定电源的输入电压范围、输出电压范围及恒功率工作的输出电压范围的具体步骤包括：
6.如权利要求5所述的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，其特征在于，所述步骤二
7.如权利要求1所述的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，其特征在于，所述步骤三，在温度最恶劣的状态下，测试最高输入电压、最低输出电压工作时，电源能稳定工作的最大输出功率的具体步骤包括：
8.如权利要求1所述的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，其特征在于，所述步骤四，根据输出电压和母线电压关系，确定恒功率范围内的最小增益数据及最高输入电压与最小输出电压的增益数据的具体步骤包括：
9.如权利要求8所述的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，其特征在于，所述步骤五，根据步骤四得到的增益数据和功率情况，定义这一段增益区间的功率曲线的具体步骤包括：
10.如权利要求1所述的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，其特征在于，所述步骤六，在LLC增益设计的功率曲线基础上，进行不同环境温度的温度测试，最后结合温度数据对所述功率曲线进行百分比降额，制定温度降额策略及温度保护策略的具体步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，所述数字开关电源包括pfc侧的单相输入的有桥pfc电路和dcdc侧的全桥llc电路，其特征在于，包括如下具体步骤：
2.如权利要求1所述的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，其特征在于，所述步骤一中的根据变压器的变比，定义开关电源的输出电压和母线电压关系的具体步骤包括：
3.如权利要求2所述的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，其特征在于，所述步骤1.3，确定实际母线电压的具体步骤包括：
4.如权利要求3所述的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，其特征在于，所述步骤1.3中确定实际母线电压，根据增益及母线电容规格，限制实际最小母线电压为，实际最大母线电压为，因此实际母线电压的取值范围为：；
5.如权利要求1所述的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，其特征在于，所述步骤一中的通过产品的设计需求文档，确定电源的输入电压范围、输出电压范围及恒功率工作的输出电压范围的具体步骤包括：
6.如权利要求5所述的简化数字开关电源温度降额控制逻辑的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：周强，
申请(专利权)人：深圳市能效电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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