本發(fā)明涉及鎖相環(huán)數(shù)字電路領域，尤其涉及一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制器及方法。

背景技術：

目前，含多相串聯(lián)諧振逆變器電源系統(tǒng)在高頻交流分布式供電系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生裝置和分區(qū)感應加熱等領域廣泛應用，在這些應用場合都對各相串聯(lián)諧振逆變器輸出的中高頻交流正弦電流或電壓的相位或相位差的控制提出了較高的要求。當前對于這類交流電壓或電流信號的相位控制并沒有太多的相關研究。

傳統(tǒng)的方法主要包括基于分立器件的模擬方法和基于數(shù)字芯片的數(shù)字方法兩種，前者一般采用由模擬乘法器和低通濾波器組成的電路檢測被控信號與參考信號之間的相位差，以該電路輸出的信號作為相位調(diào)制信號與載波信號進行比較，從而得到逆變電路的驅(qū)動信號；后者一般采用數(shù)字芯片編程實現(xiàn)對被控信號和相位參考信號之間相位差的檢測，逆變電路的驅(qū)動信號的相位由相位控制器的傳遞函數(shù)決定。

基于分立器件的模擬方法在被控信號的頻率較高時很難保證相位控制的精確度；基于數(shù)字芯片的數(shù)字方法的相位控制器參數(shù)對于諧振負載參數(shù)非常敏感，在負載參數(shù)在較大的范圍變化的應用場合，很難構(gòu)建在全范圍適用的相位控制器傳遞函數(shù)。因此，如何實現(xiàn)對中高頻且負載參數(shù)在較大范圍內(nèi)變化應用場合的諧振電流相位控制是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制器及方法，適用于采樣鎖相技術對串聯(lián)諧振逆變器輸出電壓或電流進行相位控制的應用場合。

本發(fā)明實施例提供了一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制器，包括全數(shù)字鎖相環(huán)、相位參考信號發(fā)生器、幅值檢測模塊、相位反饋信號切換模塊和驅(qū)動脈沖產(chǎn)生模塊；

所述相位參考信號發(fā)生器的輸出端連接所述全數(shù)字鎖相環(huán)；

所述全數(shù)字鎖相環(huán)與所述相位反饋信號切換模塊連接，形成電路回路；

所述相位反饋信號切換模塊的輸入端連接所述幅值檢測模塊；

所述驅(qū)動脈沖產(chǎn)生模塊連接所述全數(shù)字鎖相環(huán)的輸出端。

優(yōu)選地，還包括通信模塊，

所述通信模塊分別連接所述相位參考信號發(fā)生器和所述全數(shù)字鎖相環(huán)。

優(yōu)選地，

所述全數(shù)字鎖相環(huán)包括數(shù)字鑒相器、隨機游走濾波器(random walk filter)、模值K控制模塊、PI控制器、變N值分頻器和時鐘分頻器；

所述時鐘分頻器連接所述數(shù)字鑒相器、隨機游走濾波器、PI控制器、模值K控制模塊和變N值分頻器；

所述數(shù)字鑒相器連接隨機游走濾波器和模值K控制模塊；

所述隨機游走濾波器分別連接模值K控制模塊的輸出端和PI控制器；

所述PI控制器分別連接變N值分頻器的輸出端和輸入端。

優(yōu)選地，

所述數(shù)字鑒相器為邊沿型觸發(fā)型JK觸發(fā)器。

優(yōu)選地，

所述隨機游走濾波器采用環(huán)路濾波的方式進行濾波；

所述隨機游走濾波器為數(shù)字濾波器，為有2K個階段的向上-向下計數(shù)器，其中K為所述模值K控制器的輸出值。

優(yōu)選地，

所述模值K控制器根據(jù)所述數(shù)字鑒相器輸出相位誤差信號的大小改變所述模值K的取值。

優(yōu)選地，

所述相位反饋信號切換模塊由比較器、D觸發(fā)器和第一或非門、第二或非門、第三或非門和或門組成；

所述比較器輸入端分別連接所述幅值檢測模塊和預設的常數(shù)，輸出端連接所述D觸發(fā)器的輸入端；

所述第一或非門的兩個輸入端分別連接所述驅(qū)動脈沖參考信號和所述D觸發(fā)器的Q端；

所述第二或非門的兩個輸入端分別連接所述電流相位信號和所述D觸發(fā)器的Q非端；

所述第三或非門的兩個輸入端分別連接所述第一或非門的輸出端和所述第二或非門的輸出端，所述第三或非門的輸出端輸出所述相位反饋信號；

所述或門的兩個輸入端分別連接所述驅(qū)動脈沖參考信號和所述電流相位信號，所述或門的輸出端連接所述D觸發(fā)器的時鐘控制端(C1端)；

所述D觸發(fā)器的低電平復位端(CLR端)連接電源VCC。

本發(fā)明實施例提供了一種諧振電流相位控制方法，基于上述的諧振電流相位控制器，

S1：全數(shù)字鎖相環(huán)根據(jù)相位參考信號發(fā)生器輸出的相位參考信號和相位反饋信號切換模塊輸出的相位反饋信號之間的相位差快速調(diào)整所述全數(shù)字鎖相環(huán)輸出的驅(qū)動脈沖參考信號的頻率和相位，進而改變所述相位反饋信號的頻率和相位；

S2：所述全數(shù)字鎖相環(huán)判斷所述相位反饋信號與所述相位參考信號頻率相等、相位差為零或常數(shù)，并進入鎖定狀態(tài)，使得驅(qū)動脈沖產(chǎn)生模塊輸出與所述相位參考信號頻率相等、相位差為零或常數(shù)的輸出脈沖。

優(yōu)選地，

所述全數(shù)字鎖相環(huán)根據(jù)相位參考信號發(fā)生器輸出的相位參考信號和相位反饋信號切換模塊輸出的相位反饋信號之間的相位差快速調(diào)整所述全數(shù)字鎖相環(huán)輸出的驅(qū)動脈沖參考信號的頻率和相位具體為：

數(shù)字鑒相器為邊沿觸發(fā)型JK觸發(fā)器，檢測到所述相位參考信號上升沿時，輸出置位(輸出邏輯1)，檢測到所述相相位反饋信號上升沿時，輸出復位(輸出邏輯0)；

隨機游走濾波器對所述數(shù)字鑒相器輸出的相位誤差信號進行計數(shù)，輸出加脈沖或減脈沖信號；

PI控制器對所述隨機游走濾波器輸出的加脈沖或減脈沖進行處理，得出分頻值N；

變N值分頻器根據(jù)所述PI控制器輸出的分頻值N和時鐘分頻器輸出的工作時鐘f_x輸出對稱的邏輯脈沖方波信號。

優(yōu)選地，步驟S1之前還包括：

通信模塊根據(jù)諧振逆變器運行工況對全數(shù)字鎖相環(huán)和相位參考信號發(fā)生器設定系統(tǒng)配置參數(shù)；

相位參考信號發(fā)生器根據(jù)所述系統(tǒng)配置參數(shù)輸出與預期諧振電流相位信號頻率相等、相移180°的相位參考信號；

幅值檢測模塊對所述諧振逆變器輸出的經(jīng)高速A/D轉(zhuǎn)換電路處理后的諧振電流進行濾波、峰值檢測，得到諧振電流幅值；

相位反饋信號切換模塊判斷所述諧振電流幅值是否大于預設的模式切換常數(shù)；

若所述諧振電流幅值小于所述模式切換常數(shù)，所述相位反饋信號切換模塊輸出所述全數(shù)字鎖相環(huán)輸出的驅(qū)動脈沖參考信號作為相位反饋信號。

若所述諧振電流幅值大于所述模式切換常數(shù)，所述相位反饋信號切換模塊輸出經(jīng)過零相位檢測后的諧振電流的相位信號作為相位反饋信號。

本發(fā)明實施例提供了一種諧振電流相位控制系統(tǒng)，包括諧振逆變器、上位機控制終端和上述的諧振電流相位控制器，

所述上位機控制終端連接所述諧振電流相位控制器；

所述諧振電流相位控制器連接所述諧振逆變器。

優(yōu)選地，

所述上位機控制終端具體為諧振電流相位控制器和諧振逆變器系統(tǒng)人機交互控制裝置，用于對諧振電流相位控制器的參數(shù)進行配置。

從以上技術方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明基于一種新型的全數(shù)字鎖相環(huán)設計，能根據(jù)諧振電流幅值完成諧振逆變器輸出電流相位對預設相位參考信號的自動跟蹤，運行過程穩(wěn)定而且可靠，相位的無靜差閉環(huán)控制都是在鎖相環(huán)的自動鎖定跟蹤的過程中完成的，無需擔心負載參數(shù)差異對電流相位控制的影響。此外，本發(fā)明還包括通信模塊，可以根據(jù)實際應用需求通過上位機控制終端靈活配置控制器系統(tǒng)參數(shù)，可以在不同應用場合均保證足夠好的相位控制精度，尤其適用于多相諧振逆變器電源系統(tǒng)中各相諧振電流相位或相位差的精確控制。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制器示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制器中全數(shù)字鎖相環(huán)的時序波形示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制器中相位反饋信號切換模塊的工作原理示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的另一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制器示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的另一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制器示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的另一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制器中邊沿觸發(fā)型JK觸發(fā)器的工作波形示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例提供的一種諧振電流相位控制方法；

圖8為本發(fā)明實施例提供的另一種諧振電流相位控制方法；

圖9為本發(fā)明實施例提供的另一種諧振電流相位控制方法；

圖10為本發(fā)明實施例提供的另一種諧振電流相位控制方法；

圖11為本發(fā)明實施例提供的一種諧振電流相位控制系統(tǒng)。

其中，附圖標記含義如下所述：

1、全數(shù)字鎖相環(huán)；101、數(shù)字鑒相器；102、隨機游走濾波器；103、模值K控制模塊；104、PI控制器；105、變N值分頻器；2、通信模塊；3、相位參考信號發(fā)生器；4、幅值檢測模塊；5、相位反饋信號切換模塊；6、驅(qū)動脈沖產(chǎn)生模塊；801、上位機控制終端；802、諧振電流控制器；803、諧振逆變器。

具體實施方式

本發(fā)明實施例提供了一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制器及方法，適用于采樣鎖相技術對串聯(lián)諧振逆變器輸出電壓或電流進行相位控制的應用場合。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1

本發(fā)明實施例提供了一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制器，如圖1所示，包括全數(shù)字鎖相環(huán)1、相位參考信號發(fā)生器3、幅值檢測模塊4、相位反饋信號切換模塊5和驅(qū)動脈沖產(chǎn)生模塊6；

相位參考信號發(fā)生器3的輸出端連接全數(shù)字鎖相環(huán)1；

全數(shù)字鎖相環(huán)1與相位反饋信號切換模塊5連接，形成電路回路；

相位反饋信號切換模塊5的輸入端連接幅值檢測模塊4；

驅(qū)動脈沖產(chǎn)生模塊6連接全數(shù)字鎖相環(huán)1的輸出端。

請參閱圖2，全數(shù)字鎖相環(huán)1檢測相位參考信號發(fā)生器3輸出的相位參考信號和相位反饋信號切換模塊5輸出的相位反饋信號之間的相位差，快速調(diào)整全數(shù)字鎖相環(huán)1輸出的驅(qū)動脈沖參考信號的頻率和相位，進而改變驅(qū)動脈沖產(chǎn)生模塊6輸出脈沖的頻率和相位，在實際諧振逆變器中，在頻率不變情況下逆變電路的驅(qū)動脈沖與諧振電流相位差為常數(shù)，因此，輸出脈沖的頻率和相位的改變會引起諧振電流相位變化，經(jīng)過動態(tài)跟蹤過程調(diào)整后，全數(shù)字鎖相環(huán)1進入鎖定狀態(tài)，相位反饋信號切換模塊5輸出的相位反饋信號被鎖定到相位參考信號發(fā)生器3輸出的相位參考信號相位上，兩者頻率相等、相位差為零或常數(shù)。

請參閱圖3，相位反饋信號切換模塊5由比較器、D觸發(fā)器和第一或非門、第二或非門、第三或非門、或門組成；

比較器輸入端分別連接幅值檢測模塊和預設的常數(shù)，輸出端連接D觸發(fā)器的輸入端；

第一或非門的兩個輸入端分別連接驅(qū)動脈沖參考信號和D觸發(fā)器的Q端；

第二或非門的兩個輸入端分別連接電流相位信號和D觸發(fā)器的Q非端；

第三或非門的兩個輸入端分別連接第一或非門的輸出端和第二或非門的輸出端，第三或非門的輸出端輸出相位反饋信號；

或門的兩個輸入端分別連接驅(qū)動脈沖參考信號和電流相位信號，或門的輸出端連接D觸發(fā)器的時鐘控制端(C1端)；

D觸發(fā)器的低電平復位端(CLR端)連接電源VCC。

相位反饋信號切換模塊5輸出相位反饋信號的信號源有兩個：全數(shù)字鎖相環(huán)1輸出的驅(qū)動脈沖參考信號和外部檢測到的諧振電流的相位信號。相位反饋信號切換模塊5在幅值檢測模塊4的控制下自動為全數(shù)字鎖相環(huán)1選擇相位反饋信號的信號源，以避免諧振逆變器在啟動階段諧振電流信號小引起的鎖相失敗，相位反饋信號切換模塊5邏輯功能的表達式為其中，A和B分別代表全數(shù)字鎖相環(huán)1輸出的驅(qū)動脈沖參考信號和諧振電流相位信號。

實施例2

本發(fā)明實施例一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制器，如圖4所示，包括通信模塊2、全數(shù)字鎖相環(huán)1、相位參考信號發(fā)生器3、幅值檢測模塊4、相位反饋信號切換模塊5和驅(qū)動脈沖產(chǎn)生模塊6；

通信模塊2分別連接相位參考信號發(fā)生器3和全數(shù)字鎖相環(huán)1；

相位參考信號發(fā)生器3的輸出端連接全數(shù)字鎖相環(huán)1；

全數(shù)字鎖相環(huán)1與相位反饋信號切換模塊5連接，形成電路回路；

相位反饋信號切換模塊5的輸入端連接幅值檢測模塊4；

驅(qū)動脈沖產(chǎn)生模塊6連接全數(shù)字鎖相環(huán)1的輸出端。

上述基于全數(shù)字鎖相環(huán)1的諧振電流相位控制器與上位機控制終端801的通訊接口是通信模塊2，具體是RS-232串口通信模塊。RS-232串口通信模塊2接收上位機控制終端801發(fā)送的控制指令，并完成對全數(shù)字鎖相環(huán)1和相位參考信號發(fā)生器3的參數(shù)配置或修改。上位機控制終端801通過RS-232串口通信模塊2可靈活配置控制器系統(tǒng)參數(shù)，可以在不同應用場合均保證足夠好的相位控制精度。

實施例3

本發(fā)明實施例一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制器，如圖5所示，包括通信模塊2、全數(shù)字鎖相環(huán)1、相位參考信號發(fā)生器3、幅值檢測模塊4、相位反饋信號切換模塊5和驅(qū)動脈沖產(chǎn)生模塊6；

通信模塊2分別連接相位參考信號發(fā)生器3和全數(shù)字鎖相環(huán)1；

相位參考信號發(fā)生器3的輸出端連接全數(shù)字鎖相環(huán)1；

全數(shù)字鎖相環(huán)1與相位反饋信號切換模塊5連接，形成電路回路；

相位反饋信號切換模塊5的輸入端連接幅值檢測模塊4；

驅(qū)動脈沖產(chǎn)生模塊6連接全數(shù)字鎖相環(huán)1的輸出端。

其中，全數(shù)字鎖相環(huán)1包括數(shù)字鑒相器101、隨機游走濾波器102、模值K控制模塊103、PI控制器104、變N值分頻器105和時鐘分頻器；

時鐘分頻器連接數(shù)字鑒相器101、隨機游走濾波器102、PI控制器104、模值K控制模塊103和變N值分頻器105；

數(shù)字鑒相器101連接隨機游走濾波器102和模值K控制模塊103；

隨機游走濾波器102分別連接模值K控制模塊103的輸出端和PI控制器104；

PI控制器104分別連接變N值分頻器105的輸出端和輸入端。

請參閱圖6，數(shù)字鑒相器101為邊沿型觸發(fā)型JK觸發(fā)器，檢測到相位參考信號發(fā)生器3輸出的相位參考信號上升沿時，數(shù)字鑒相器101輸出置位(輸出邏輯1)，檢測到相位反饋信號切換模塊5輸出的相位反饋信號上升沿時，數(shù)字鑒相器101輸出復位(輸出邏輯0)，數(shù)字鑒相器101輸出的邏輯脈沖信號的占空比反映了相位參考信號和相位反饋信號之間的相位差。

隨機游走濾波器102為鎖相環(huán)環(huán)路數(shù)字濾波器，隨機游走濾波器102是有2K個階段的向上-向下計數(shù)器。假設計數(shù)器的初值為K，當輸入的相位誤差信號為邏輯1時，計數(shù)器在參考時鐘的控制下向上進行加法計數(shù)，計數(shù)器計數(shù)到2K時，隨機游走濾波器102會輸出一個加脈沖信號，同時計數(shù)器的計數(shù)值復位為K；當輸入的相位誤差信號為邏輯0時，計數(shù)器在參考時鐘的控制下向上進行減法計數(shù)，計數(shù)器計數(shù)到0時，隨機游走濾波器102會輸出一個減脈沖信號，同時計數(shù)器的計數(shù)值復位為K。由此可知，當相位誤差信號的占空比等于50％時，加脈沖和減脈沖的個數(shù)相等；當相位誤差信號的占空比大于50％時，加脈沖的個數(shù)大于減脈沖的個數(shù)；相位誤差信號的占空比小于50％時，加脈沖的個數(shù)小于減脈沖的個數(shù)。隨機游走濾波器102不僅將相位誤差信號進行量化，而且能夠有效地抑制輸入信號的抖動。

模值K控制器103的輸出值K控制著隨機游走濾波器102計數(shù)器的計數(shù)最大值，模值K控制器根據(jù)數(shù)字鑒相器101輸出相位誤差信號的大小改變輸出模值K的取值，K值越大，鎖相速度越慢、鎖相穩(wěn)態(tài)誤差越小，反之K值越小，鎖相速度越快、鎖相穩(wěn)態(tài)誤差越大。

PI控制器104對隨機游走濾波器102輸出的加脈沖和減脈沖進行計數(shù)綜合，得到一個控制周期內(nèi)相位誤差量化值n_e，PI控制器104對其進行比例積分控制，得到控制量，其中k是控制周期編號，k_p和k_i分別為比例系數(shù)和積分系數(shù)。Δn與鎖相環(huán)中心頻率分頻值N₀求和得到下個控制周期變N值分頻器105的分頻值N。

變N值分頻器105在PI控制器104輸出分頻值N和系統(tǒng)時鐘分頻器106輸出工作時鐘f_x的控制下輸出對稱的邏輯脈沖方波信號。在本發(fā)明的實施例中，變N值分頻器105只有在上一個分頻計數(shù)周期結(jié)束之后才會更新分頻計數(shù)值N，以保證其輸出信號逐周期變頻。

本發(fā)明諧振電流相位控制器實施例的動靜態(tài)性能由三個參數(shù)決定：隨機游走濾波器102的計數(shù)模值K、PI控制器104的比例系數(shù)k_p和積分系數(shù)k_i。通過對全數(shù)字鎖相環(huán)1進行離散域小信號建模，可得到數(shù)字鑒相器101輸出相位誤差θ_e對相位參考信號相位θ_r的誤差傳遞函數(shù)：

其中，N₀是變N值分頻器105的初始分頻值，它對應鎖相環(huán)的中心頻率，不同的N₀代表了鎖相環(huán)不同的中心頻率。誤差傳遞函數(shù)的參數(shù)設置具有以下特征：

1、k_p越大，相位誤差θ_e振蕩的幅度越小且衰減至零的速度越快，即鎖相環(huán)的鎖定速度越快、穩(wěn)定性越好；

2、k_i越小，鎖相環(huán)系統(tǒng)的阻尼系數(shù)越大，相位誤差θ_e越不容易振蕩，即增加了鎖相環(huán)的穩(wěn)定裕度，卻減緩了系統(tǒng)的響應速度；

3、隨機游走濾波器102計數(shù)模值K減小，鎖相環(huán)系統(tǒng)的響應速度變快，系統(tǒng)相位鎖定跟蹤的過程變短，反之鎖相環(huán)系統(tǒng)的響應速度變慢，系統(tǒng)相位鎖定跟蹤的過程變長；

4、N₀值越大，即相位參考信號的頻率越低時，鎖相環(huán)系統(tǒng)相位鎖定跟蹤的過程越長。

優(yōu)選地，

隨機游走濾波器102采用環(huán)路濾波的方式進行濾波；

隨機游走濾波器102為數(shù)字濾波器，為有2K個階段的向上-向下計數(shù)器，其中K為模值K控制器的輸出值。

優(yōu)選地，

模值K控制器根據(jù)數(shù)字鑒相器101輸出相位誤差信號的大小改變模值K的取值。

實施例4

本發(fā)明實施例提供了一種諧振電流相位控制方法，如圖7所示，基于上述的諧振電流相位控制器，包括：

S1：全數(shù)字鎖相環(huán)根據(jù)相位參考信號發(fā)生器輸出的相位參考信號和相位反饋信號切換模塊輸出的相位反饋信號之間的相位差快速調(diào)整全數(shù)字鎖相環(huán)1輸出的驅(qū)動脈沖參考信號的頻率和相位，進而改變相位反饋信號的頻率和相位；

S2：全數(shù)字鎖相環(huán)判斷相位反饋信號與相位參考信號頻率相等、相位差為零或常數(shù)，并進入鎖定狀態(tài)，使得驅(qū)動脈沖產(chǎn)生模塊輸出與相位參考信號頻率相等、相位差為零或常數(shù)的輸出脈沖。

實施例5

本發(fā)明實施例提供了一種諧振電流相位控制方法，如圖8所示，基于上述的諧振電流相位控制器，包括：

501、數(shù)字鑒相器為邊沿觸發(fā)型JK觸發(fā)器，檢測到相位參考信號上升沿時，輸出置位(輸出邏輯1)，檢測到相相位反饋信號上升沿時，輸出復位(輸出邏輯0)；

502、隨機游走濾波器對數(shù)字鑒相器輸出的相位誤差信號進行計數(shù)，輸出加脈沖或減脈沖信號；

503、PI控制器對隨機游走濾波器輸出的加脈沖和減脈沖進行處理，得出分頻值N；

504、變N值分頻器根據(jù)PI控制器輸出的分頻值N和時鐘分頻器輸出的工作時鐘f_x輸出對稱的邏輯脈沖方波信號；

505、全數(shù)字鎖相環(huán)根據(jù)邏輯脈沖方波信號調(diào)整全數(shù)字鎖相環(huán)輸出的驅(qū)動脈沖參考信號的頻率和相位，進而改變相位反饋信號的頻率和相位；

506、全數(shù)字鎖相環(huán)判斷相位反饋信號與相位參考信號頻率相等、相位差為零或常數(shù)，并進入鎖定狀態(tài)，使得驅(qū)動脈沖產(chǎn)生模塊輸出與相位參考信號頻率相等、相位差為零或常數(shù)的脈沖。

實施例6

本發(fā)明實施例提供了一種諧振電流相位控制方法，如圖9所示，基于上述的諧振電流相位控制器，包括：

601、通信模塊根據(jù)諧振逆變器運行工況對全數(shù)字鎖相環(huán)和相位參考信號發(fā)生器設定系統(tǒng)參數(shù)配置；

602、相位參考信號發(fā)生器根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)配置輸出與預期諧振電流相位信號頻率相等、相移180°的相位參考信號；

603、幅值檢測模塊對諧振逆變器輸出的經(jīng)高速A/D轉(zhuǎn)換電路處理后的諧振電流進行濾波、峰值檢測，得到諧振電流幅值；

604、相位反饋信號切換模塊判斷諧振電流幅值是否大于預設的模式切換常數(shù)；

6051、若諧振電流幅值小于模式切換常數(shù)，相位反饋信號切換模塊輸出全數(shù)字鎖相環(huán)輸出的驅(qū)動脈沖參考信號作為相位反饋信號。

6052、若諧振電流幅值大于模式切換常數(shù)，相位反饋信號切換模塊輸出經(jīng)過零相位檢測后的諧振電流的相位信號作為相位反饋信號。

606、全數(shù)字鎖相環(huán)根據(jù)相位參考信號發(fā)生器輸出的相位參考信號和相位反饋信號切換模塊輸出的相位反饋信號之間的相位差快速調(diào)整全數(shù)字鎖相環(huán)輸出的驅(qū)動脈沖參考信號的頻率和相位，進而改變相位反饋信號的頻率和相位；

607、全數(shù)字鎖相環(huán)判斷相位反饋信號與相位參考信號頻率相等、相位差為零或常數(shù)，并進入鎖定狀態(tài)，使得驅(qū)動脈沖產(chǎn)生模塊輸出與相位參考信號頻率相等、相位差為零或常數(shù)的輸出脈沖。

實施例7

本發(fā)明實施例提供了一種諧振電流相位控制方法，如圖10所示，基于上述的諧振電流相位控制器，包括：

701、根據(jù)諧振逆變器運行工況，通過通信模塊對全數(shù)字鎖相環(huán)和相位參考信號發(fā)生器的參數(shù)進行配置；

702、依據(jù)上述系統(tǒng)參數(shù)配置，相位參考信號發(fā)生器輸出與預期諧振電流相位信號頻率相等、相移180°的相位參考信號；

703、諧振逆變器輸出電流通過高速A/D轉(zhuǎn)換電路輸入到諧振電流相位控制器，經(jīng)幅值檢測模塊濾波、峰值檢測后，得到諧振電流幅值與相位反饋信號切換模塊預設的模式切換常數(shù)進行比較，諧振電流幅值小于模式切換常數(shù)時，諧振電流相位控制器工作于電壓相位跟蹤模式，反之諧振電流幅值小于模式切換常數(shù)時，諧振電流相位控制器工作于電流相位跟蹤模式；

704、諧振電流相位控制器工作于電壓相位跟蹤模式時，全數(shù)字鎖相環(huán)的相位反饋信號為全數(shù)字鎖相環(huán)輸出的驅(qū)動脈沖參考信號，全數(shù)字鎖相環(huán)通過檢測輸入相位參考信號和相位反饋信號的相位差，通過環(huán)路閉環(huán)跟蹤控制，全數(shù)字鎖相環(huán)快速進入鎖定狀態(tài)，此時全數(shù)字鎖相環(huán)輸出的驅(qū)動脈沖參考信號與相位參考信號頻率相等、相位相反；

705、隨著諧振逆變器啟動工作，諧振逆變器輸出電流幅值會逐漸增大，當幅值檢測模塊輸出的諧振電流幅值大于相位反饋信號切換模塊預設的模式切換常數(shù)時，經(jīng)過零相位檢測后的諧振電流相位信號被自動選擇為全數(shù)字鎖相環(huán)的相位反饋信號，數(shù)字鑒相器輸出相位誤差信號發(fā)生階躍，諧振電流相位控制器經(jīng)歷從電壓相位跟蹤模式切換至電流相位跟蹤模式的過渡過程，全數(shù)字鎖相環(huán)快速將快速再次進入鎖定狀態(tài)，此時諧振逆變器輸出諧振電流相位與相位參考信號頻率相等、相位相反。

上述諧振電流相位控制方法對于諧振逆變器負載參數(shù)不敏感，控制器參數(shù)設計簡單、靈活，在同步時鐘信號作用下，基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制方法可用于多相諧振逆變器電源系統(tǒng)中各相諧振電流相位或相位差的精確控制。

基于全數(shù)字鎖相環(huán)的諧振電流相位控制器及方法可使用Verilog HDL硬件描述語言在FPGA上編程實現(xiàn)。

實施例8

本發(fā)明實施例提供了一種諧振電流相位控制系統(tǒng)，如圖11所示，包括上位機控制終端801、如上的諧振電流相位控制器802、諧振逆變器803；

上位機控制終端801連接諧振電流相位控制器802；

諧振電流相位控制器802連接諧振逆變器803。

優(yōu)選地，

上位機控制終端801具體為諧振電流相位控制器802參數(shù)配置裝置，用于對諧振電流相位控制器802的參數(shù)進行配置。

上位機控制終端801通過諧振電流相位控制器802對諧振逆變器803的諧振電流相位進行鎖定。

本發(fā)明具有以下的特點：采用含隨機游走濾波、變?？刂坪妥员壤e分控制的新型全數(shù)字鎖相環(huán)設計了諧振電流相位控制器，能根據(jù)諧振電流幅值完成諧振逆變器輸出電流相位對預設相位參考信號的自動跟蹤，運行過程穩(wěn)定而且可靠，相位的無靜差閉環(huán)控制都是在鎖相環(huán)的自動鎖定跟蹤的過程中完成的，無需擔心負載參數(shù)差異對電流相位控制的影響。另外，諧振電流相位控制器可通過RS-232串口通信模塊實現(xiàn)對諧振電流相位控制器內(nèi)部參數(shù)的靈活配置，在提高諧振電流相位控制器性能的同時，拓寬了諧振電流相位控制器適用頻率范圍，為開展中高頻多相諧振電流相位或相位差數(shù)字化精確控制提供了一種很好的技術解決方案。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。