率的高开关频率，所述斜率估计器单元和所述斜率校正单元 被使能，并且其中如果所述开关功率转换器处于高阻抗模式，或者如果所述开关功率转换 器操作在所述相电流从正斜率缓慢变化到负斜率的低开关频率，所述斜率估计器单元和所 述斜率校正单元被停用。
7. 根据权利要求3所述的相电流估计器，其中所述斜率估计器单元可操作为： 在接通PWM状态期间，产生第一相电流的斜率估计值，其中PWM脉冲在所述PWM 周期的第一部分被激活，并且所述相电流具有正斜率；其中Vi。是所述开关功率转换器的输 入电压，V。是所述开关功率转换器的输出电压，L是禪合在被分析的所述相和由所述开关功 率转换器驱动的负载之间的电感器的电感； 在关断PWM状态期间，产生第二相电流的斜率估计值^，其中PWM脉冲在所述PWM周 期的第二部分被解除激活，并且所述相电流具有负斜率；W及 在高阻抗期间，当所述相电流高于预定值时，产生第立相电流的斜率估计值， 其中Vd是所述相的主体二极管电压降。
8. 根据权利要求7所述的相电流估计器，其中所述斜率估计器单元可操作为当所述相 处于高阻抗状态时，产生的第四相电流的斜率估计值为零。
9. 根据权利要求3所述的相电流估计器，其中所述斜率校正单元可操作为： 在关断PWM状态期间，W第一增益值对所述相电流估计误差积分和缩放，其中PWM脉冲 在所述PWM周期的第二部分被解除激活，并且所述相电流具有负斜率；W及 在接通PWM状态期间，W第二增益值缩放紧靠之前的PWM周期的关断PWM时间段期间 产生的所述相电流估计误差的先前积分版本，其中PWM脉冲在所述PWM周期的第一部分被 激活，并且所述相电流具有正斜率。
10. 根据权利要求9所述的相电流估计器，其中所述斜率校正单元可操作为W第立增 益值缩放紧靠之前的PWM周期的关断PWM时间段期间产生的所述相电流估计误差的先前积 分版本，W用作在所述PWM周期的所述关断PWM状态期间W所述第一增益值对所述相电流 估计误差积分的初始点。
11. 根据权利要求3所述的相电流估计器，其中所述数字电路可操作为通过将所述跟 踪单元、所述斜率估计器单元、和所述斜率校正单元的输出组合成经组合的相估计信号，来 修正所述相电流估计值。
12. 根据权利要求3所述的相电流估计器，其中所述模拟电路可操作为在不足W精确 跟踪所述相电流的第一时钟速率生成所述相电流估计误差，并且其中所述数字电路可操作 为W大于所述第一时钟速率的第二时钟速率修正所述相电流估计值，W便在数字域中W比 模拟电路支持的更高时钟速率估计所述相电流。
13. 根据权利要求12所述的相电流估计器，其中所述数字电路包括计数器，可操作为 W所述第二时钟速率随时间累加所述经组合的相估计信号，W为下一个PWM周期提供所述 相电流估计值。
14. 根据权利要求13所述的相电流估计器，其中所述数字电路包括抽取器，可操作为 W所述第一时钟速率向下采样由所述计数器提供的所述相电流估计值，用于输入到模拟电 路的DAC，所述DAC可操作为根据所述抽取器提供的向下采样的所述相电流估计值，产生代 表所述相电流估计值的模拟值。
15. -种开关功率转换器，包括； 相，可操作为将相电流输送到负载；W及 相电流估计器，包括： 模拟电路，可操作为通过比较开关功率转换器的相电流与代表所述相电流的估计值的 模拟值，产生相电流估计误差，W及 数字电路，可操作为基于所述相电流估计误差和多个与所述开关功率转换器的操作相 关联的参数来修正所述相电流估计值。
16. 根据权利要求15所述的开关功率转换器，还包括： 估计器故障检测单元，可操作为比较所述相电流与所述相电流估计值来确定所述相电 流与所述相电流估计值之间的差别是否超过阔值，W用于指示不合标准的相电流估计值。
17. 根据权利要求16所述的开关功率转换器，其中所述数字电路产生的所述相电流估 计值具有正斜率分量和负斜率分量，并且其中所述估计器故障检测单元可操作为确定所述 相电流和所述正斜率分量之间的差别是否超过指示所述相电流中的正斜率误差的第一阔 值，W及确定所述相电流和所述负斜率分量之间的差别是否超过指示所述相电流中的负斜 率误差的第二阔值。
18. 根据权利要求15所述的开关功率转换器，其中所述数字电路包括： 跟踪单元，可操作为在所述开关功率转换器的PWM周期的不同PWM(脉冲宽度调制）状 态期间W不同的增益值来缩放所述相电流估计误差； 斜率估计器单元，可操作为基于所述PWM周期的不同PWM状态和与所述开关功率转换 器的操作相关联的电压参数，通过积分产生所述相电流的新的估计值；W及 斜率校正单元，可操作为校正所述相电流估计误差中的积分误差。
19. 根据权利要求15所述的开关功率转换器，其中所述跟踪单元可操作为： 在接通PWM状态期间，W第一增益值缩放所述相电流估计误差，其中PWM脉冲在所述PWM周期的第一部分被激活，并且所述相电流具有正斜率； 在关断PWM状态期间，W第二增益值缩放所述相电流估计误差，其中PWM脉冲在所述PWM周期的第二部分被解除激活，并且所述相电流具有负斜率；W及 在接通和关断PWM状态之间的过渡PWM状态期间，W第=增益值缩放所述相电流估计 误差，所述相电流从正斜率过渡到负斜率。
20. 根据权利要求15所述的开关功率转换器，其中所述斜率估计器单元可操作为： 在接通PWM状态期间，产生第一相电流的斜率估计值，其中PWM脉冲在所述PWM 周期的第一部分被激活，并且所述相电流具有正斜率；其中Vi。是所述开关功率转换器的输 入电压，V。是所述开关功率转换器的输出电压，L是禪合在被分析的所述相和由所述开关功 率转换器驱动的负载之间的电感器的电感； 在关断PWM状态期间，产生第二相电流的斜率估计值^，其中PWM脉冲在所述PWM周 期的第二部分被解除激活，并且所述相电流具有负斜率；W及 在高阻抗期间，当所述相电流高于预定值，并且相电流从正斜率过渡到负斜率时，产生 第S相电流的斜率估计值，其中Vd是所述相的主体二极管电压降。
21. 根据权利要求15所述的开关功率转换器，其中所述斜率校正单元可操作为： 在关断PWM状态期间，W第一增益值对所述相电流估计误差积分和缩放，其中PWM脉冲 在所述PWM周期的第二部分被解除激活，并且所述相电流具有负斜率；W及 在接通PWM状态期间，W第二增益值缩放紧靠之前的PWM周期的关断PWM时间段期间 产生的所述相电流估计误差的先前积分版本，其中PWM脉冲在所述PWM周期的第一部分被 激活，并且所述相电流具有正斜率。
22.根据权利要求15所述的开关功率转换器，其中所述相电流估计器的模拟电路可操 作为在不足W精确跟踪所述相电流的第一时钟速率生成所述相电流估计误差，并且其中所 述相电流估计器的数字电路可操作为W大于第一时钟速率的第二时钟速率修正所述相电 流估计值，W便在数字域中W比模拟电路支持的更高时钟速率估计相电流。
【专利摘要】一种用于开关功率转换器的相电流估计器，包括模拟电路，用于通过比较开关功率转换器的相电流与表示相电流的估计值的模拟值，产生相电流估计误差。相电流估计器还包括数字电路，用于基于相电流估计误差和多个与开关功率转换器的操作相关联的参数来修正相电流估计值。估计器故障检测单元被设置为用于确定相电流和估计值之间的差别是否超过阈值，用于指示不合标准的相电流估计值。
【IPC分类】G01R19-25
【公开号】CN104849538
【申请号】CN201510054932
【发明人】A·巴巴扎德赫, B·唐, G·伯纳查雅
【申请人】英飞凌科技股份有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年2月3日
【公告号】DE102015101991A1, US20150236595