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CN110022060B - 一种混合调制方法及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混合调制方法，该方法为：预设脉冲宽度限制值；当所需脉冲宽度大于或等于脉冲宽度限制值时，通过固定脉冲信号的开关频率、改变脉冲信号的脉宽的方式调制脉冲信号的占空比；当所需脉冲宽度小于脉冲宽度限制值时，通过固定脉冲信号的脉宽、改变脉冲信号的开关频率的方式调制脉冲信号的占空比。本发明还提供一种上述混合调制方法的实现方法。本发明解决了系统中输入量与输出量接近或轻载等占空比较小时开关损耗占比大的问题，从而能够大大提高系统效率。

Description

一种混合调制方法及其实现方法
技术领域
本发明属于电力电子、电源领域，具体涉及一种混合调制方法，以及该混合调试方法的实现方法。
背景技术
目前电源的控制普遍采用脉冲宽度调制方式。此方式通过调制占空比能够方便的控制输入或者输出量（包括电压、电流、功率等）。但此方法缺点在于开关频率固定，当输入量与输出量非常接近以及负载很小时，脉冲宽度也非常小，此时大部损耗都集中在开关损耗，从而使得在上述工况下提高转换效率变得非常困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决输入量与输出量接近或轻载等占空比较小时开关损耗占比大的缺点，提高系统效率的混合调制方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种混合调制方法，用于调制脉冲信号的占空比，所述混合调制方法为：预设脉冲宽度限制值；当所需脉冲宽度大于或等于所述脉冲宽度限制值时，通过固定所述脉冲信号的开关频率、改变所述脉冲信号的脉宽的方式调制所述脉冲信号的占空比；当所需脉冲宽度小于所述脉冲宽度限制值时，通过固定所述脉冲信号的脉宽、改变所述脉冲信号的开关频率的方式调制所述脉冲信号的占空比。
当所需脉冲宽度大于或等于所述脉冲宽度限制值时，所述脉冲信号的脉宽等于所述所需脉冲宽度，所述脉冲信号的开关周期等于最短开关周期；当所需脉冲宽度小于所述脉冲宽度限制值时，所述脉冲信号的脉宽等于所述脉冲宽度限制值，根据所述脉冲宽度限制值和所需占空比计算所述脉冲信号的开关周期。
本发明还提供一种上述混合调制方法的实现方法，所述实现方法为：设置变量值、与所述脉冲信号的开关周期对应的开关周期比较值、与所述所需脉冲宽度对应的脉宽比较值、与所述脉冲宽度限制值对应的最小脉宽限制值、与所述最短开关周期对应的最大开关周期值；
所述变量值线性增加，当所述变量值增加至所述开关周期比较值时清零，然后继续线性增加；
当所述脉宽比较值大于或等于所述最小脉宽限制值时，令脉冲宽度比较给定值等于所述脉宽比较值，则在所述变量值线性增加的过程中，所述开关周期比较值等于所述最大开关周期值，当所述脉冲宽度比较给定值小于所述变量值时输出高电平/低电平，当所述脉冲宽度比较给定值大于或等于所述变量值时输出低电平/高电平，从而形成所述脉冲信号；
当所述脉宽比较值小于所述最小脉宽限制值时，令脉冲宽度比较给定值等于所述最小脉宽限制值，则在所述变量值线性增加的过程中，依据所述最小脉宽限制值和所需占空比得到当前所需的所述开关周期比较值，则在所述变量值线性增加的过程中，当所述脉冲宽度比较给定值小于所述变量值时输出高电平/低电平，当所述脉冲宽度比较给定值大于或等于所述变量值时输出低电平/高电平，从而形成所述脉冲信号。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明解决了系统中输入量与输出量接近或轻载等占空比较小时开关损耗占比大的问题，从而能够大大提高系统效率。
附图说明
附图1为本发明的混合调制方法及其实现方法中涉及的波形示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：一种用于调制系统所需脉冲信号占空比的混合调制方法，该混合调制方法为：预设脉冲宽度限制值；当所需脉冲宽度大于或等于脉冲宽度限制值时，通过固定脉冲信号的开关频率、改变脉冲信号的脉宽的方式调制脉冲信号的占空比；当所需脉冲宽度小于脉冲宽度限制值时，通过固定脉冲信号的脉宽、改变脉冲信号的开关频率的方式调制脉冲信号的占空比。
具体的，当所需脉冲宽度PW大于或等于脉冲宽度限制值X（X是大于0的任意时间长度）时，脉冲信号的脉宽等于所需脉冲宽度PW，脉冲信号的开关周期等于最短开关周期T1。当所需脉冲宽度PW小于脉冲宽度限制值X时，脉冲信号的脉宽等于脉冲宽度限制值X，根据脉冲宽度限制值X和所需占空比计算脉冲信号的开关周期。
例如：设定最短开关周期T1为20微秒，脉冲宽度限制值X设定为2微秒，假如此时脉冲宽度PW需求为4微秒，则此时脉冲信号的占空比等于PW/T1=4/20=0.2。又假如此时脉冲宽度PW需求为1微秒，需求的占空比等于1/20=0.05，因为此时脉冲宽度PW需求小于所需脉冲宽度PX，所以固定脉冲信号的脉宽等于X为2微妙。但按最短开关周期T1计算此时占空比为0.1并非是需求的0.05，为了得到0.05的占空比通过增加周期T时间长度来得到需求的开关周期T2，其T2等于T1/PW*X=20/1*2=40，故此时开关周期T给定T2=40微秒，脉冲信号的脉宽给定为2微秒，占空比D=PW/T2=2/40=0.05。从以上分析可知，在X固定的情况下PW需求越小，其开关周期T越长，开关频率也就越低。因为开关损耗与开关频率成正比，所以在轻载时能够大幅度提高转换效率。
参见附图1所示，上述混合调制方法的实现方法为：设置变量值（可以是电压、计数器的计数等）、与脉冲信号的开关周期对应的开关周期比较值、与所需脉冲宽度对应的脉宽比较值、与脉冲宽度限制值对应的最小脉宽限制值、与最短开关周期对应的最大开关周期值。
变量值线性增加，当变量值增加至开关周期比较值时清零，然后继续线性增加。
当脉宽比较值大于或等于最小脉宽限制值时，令脉冲宽度比较给定值等于脉宽比较值，则在变量值线性增加的过程中，开关周期比较值等于最大开关周期值，当脉冲宽度比较给定值小于变量值时输出高电平/低电平，当脉冲宽度比较给定值大于或等于变量值时输出低电平/高电平，从而形成脉冲信号。
当脉宽比较值小于最小脉宽限制值时，令脉冲宽度比较给定值等于最小脉宽限制值，则在变量值线性增加的过程中，依据最小脉宽限制值和所需占空比得到当前所需的开关周期比较值，则在变量值线性增加的过程中，当脉冲宽度比较给定值小于变量值时输出高电平/低电平，当脉冲宽度比较给定值大于或等于变量值时输出低电平/高电平，从而形成脉冲信号。
本技术方案解决了电源在输入与输出接近，轻载等占空比小时开关损耗占比大等缺点，大大提高了电源整体转换效率。将其运用到光伏逆变器中MPPT（最大功率跟踪）的Boost变换器中 ，其在轻载等工况下最高转换效率提高0.3个百分点。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种混合调制方法的实现方法，所述混合调制方法用于调制脉冲信号的占空比，所述混合调制方法为：预设脉冲宽度限制值；当所需脉冲宽度大于或等于所述脉冲宽度限制值时，通过固定所述脉冲信号的开关频率、改变所述脉冲信号的脉宽的方式调制所述脉冲信号的占空比；当所需脉冲宽度小于所述脉冲宽度限制值时，通过固定所述脉冲信号的脉宽、改变所述脉冲信号的开关频率的方式调制所述脉冲信号的占空比；当所需脉冲宽度大于或等于所述脉冲宽度限制值时，所述脉冲信号的脉宽等于所述所需脉冲宽度，所述脉冲信号的开关周期等于最短开关周期；当所需脉冲宽度小于所述脉冲宽度限制值时，所述脉冲信号的脉宽等于所述脉冲宽度限制值，根据所述脉冲宽度限制值和所需占空比计算所述脉冲信号的开关周期；其特征在于：所述实现方法为：设置变量值、与所述脉冲信号的开关周期对应的开关周期比较值、与所述所需脉冲宽度对应的脉宽比较值、与所述脉冲宽度限制值对应的最小脉宽限制值、与所述最短开关周期对应的最大开关周期值；
所述变量值线性增加，当所述变量值增加至所述开关周期比较值时清零，然后继续线性增加；
当所述脉宽比较值大于或等于所述最小脉宽限制值时，令脉冲宽度比较给定值等于所述脉宽比较值，则在所述变量值线性增加的过程中，所述开关周期比较值等于所述最大开关周期值，当所述脉冲宽度比较给定值小于所述变量值时输出高电平/低电平，当所述脉冲宽度比较给定值大于或等于所述变量值时输出低电平/高电平，从而形成所述脉冲信号；
当所述脉宽比较值小于所述最小脉宽限制值时，令脉冲宽度比较给定值等于所述最小脉宽限制值，则在所述变量值线性增加的过程中，依据所述最小脉宽限制值和所需占空比得到当前所需的所述开关周期比较值，则在所述变量值线性增加的过程中，当所述脉冲宽度比较给定值小于所述变量值时输出高电平/低电平，当所述脉冲宽度比较给定值大于或等于所述变量值时输出低电平/高电平，从而形成所述脉冲信号。
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