专利名称：用于确定平均值的电路的制作方法
技术领域：
各个实施方式总体涉及一种用于确定周期信号或准周期信号的平均值的电路。
背景技术：
求周期信号或准周期信号的平均值目前是各种电路中常用的一个特征。例如，用半桥电路的电源电压进行相乘的电流的平均值可作为有效功率(其为半桥电路的输出)的度量。求平均值主要通过RC滤波器进行。求平均值还可通过ADC (模数转换器)和数字滤波器进行。通过RC滤波器求平均值的主要缺点在于，所获得的平均值的波动与滤波器的稳定时间之间必须进行折衷。特别地，考虑采用闭环控制电路时，信号延迟时间必须较短，因此，RC滤波器产生的延迟会大大影响可实现的控制动态特性。由于半桥电路的电流内的高频谱分量，通过数字处理求平均值要求ADC必须非常快。但是，这在许多应用中会导致电流消耗非常高。鉴于上述问题，提供了一种用于确定平均值的电路，其与连接在其下游的ADC结合使用时，在半桥周期期间仅需要通过ADC进行一次转换，并且还能够根据仅具有短信号延迟的半桥电流的变化来调整其输出。
发明内容
根据各实施方式,提供了一种用于确定准周期信号(quasiperiodic signal)的平均值的电路。所述电路可包括积分器和与积分器的输出端耦接的采样和保持电路，其中，所述采样和保持电路可包括采样和保持电路输出端、与采样和保持电路输出端耦接并被配置为反馈采样和保持电路输出端处提供的信号以作为反馈信号的反馈路径、以及被配置为形成表示准周期信号与反馈信号之间的差的差信号的减法器，其中，所述减法器的输出端与积分器的输入端耦接，从而为积分器的输入端提供差信号。
在附图中，不同视图中的相似参考符号通常表示相同部分。附图不一定按比例绘制，重点在于对本发明的原理进行图解说明。在以下说明中，根据以下附图对本发明的各实施方式进行了说明，在附图中图I示出根据各实施方式的用于确定准周期信号的平均值的电路的实现方式；图2示出图I所示的电路运行期间各接口的示例信号序列；图3示出根据各实施方式的灯镇流器配置的实现方式；图4示出根据各实施方式的LLC转换器配置的实现方式。
具体实施例方式以下详细说明参照附图进行，附图以图解方式示出可实施本发明的具体细节和实施方式。本文使用的单词“示例”表示“作为示例、实例或例子”。本文描述为“示例”的任何实施方式或设计并非必须被解释为比其他实施方式或设计更优选或更有利。为了确定准周期信号的平均值，根据各实施方式的用于确定准周期信号的平均值的电路(下文简称为电路)可包括被配置为基于电路的输入信号与可变反馈信号之间的差形成差信号的单元，其中，该反馈信号可源于电路的输出信号。该差信号可被提供给具有可开关输入端的积分器。该积分器所输出的信号可被馈送至采样和保持(下文还称为S/H)级，采样和保持级被配置为在电路的输出端提供从积分器接收的输出信号。如在描述过程中变得更清楚的那样，根据各实施方式的电路可被用于确定半桥电路的有效功率，半桥电路一般用于LLC转换器或荧光灯镇流器电路。另外，根据各实施方式 的电路一般可被用于确定准周期信号的平均值。图I示出根据各实施方式的用于确定准周期信号的平均值的电路100的实现方式。电路100包括与减法器104的第一输入端稱接的输入端102,该输入端102可为正输入端，即，减法器104的第一输入端提供的信号可表示被减数信号。减法器104具有可为负输入端的第二输入端，电路110的输出端112可与该负输入端耦接，作为反馈信号，即，减法器104的第二输入端提供的信号可为减数信号。作为可选部件的衰减器114可介于电路110的输出端112与减法器104的第二输入端之间，使电路的输出信号可在施加到减法器104的第二输入端之前进行衰减或缩小。减法器104的输出端经由开关106耦接至积分器108的输入端，使得减法器104的输出端以可开关方式耦接至积分器108的输入端。积分器108的输出端与S/H电路110的输入端耦接，S/H电路110的输出端与电路100的输出端112耦接。电路100可被用在提供要被求平均的准周期信号的环境中，至少在常规运行过程中，该准周期信号具有信号为零的时间段。在各实施方式中，准周期信号可被理解为电平、时间或频率从一个周期到下一个周期的变化与绝对电平、时间或绝对频率相比较小的信号。开关106可被配置为在与输入信号的周期时间长度成固定比例的时间周期或时间段中断开(即，被设定为非导通状态)(下文称为关断时间段)，即，关断时间段与输入信号的周期时间长度的比例可被预先确定或被固定。关断时间段可处于输入信号为零的时间段内。S/H电路110可被配置为在每个关断时间段(即，由于开关106断开，因从减法器104的输出端断开而使得积分器108的输入端停用的时间段)中进行一次对积分器108的输出信号的获取或采样。积分器108的放大系数可被配置为使得通过与积分器108的输入端被激活的时间段(即，开关106被闭合或处于导通状态的时间段)对应的时间段中施加到减法器104的输入端的各信号之间的电压差AV的积分来获得由积分器108输出的、并且在被反馈给减法器104之前可选地由衰减器114进行缩放以使得等于AV的电压变化在减法器104的第二输入端处生效的输出信号。换句话说，积分器108的放大系数被调整为使得在积分器108的输入端处提供的幅度为AV的恒定信号在特定时间周期中的积分会使在积分器104的第二输入端处提供的信号变化A V。
下文将根据图2(A)和图2(B)所示的电路100中的各接口处的示例信号序列对根据各实施方式的电路100的运行进行说明。图2 (A)的图示200示出电路100的输入端102处提供的输入信号的代表208 (下文称为输入信号208)和电路100中被缩放或被分割的来自S/H电路110的输出信号的代表210 (下文称为缩放S/H输出信号210)。图2 (B)的图示202示出电路100中来自S/H电路110的输出信号的代表212 (下文称为S/H输出信号212)和电路100中来自积分器108的输出信号的代表214(下文称为积分器输出信号214)。在图2(A)和图2(B)所示的图示中，X轴204代表时间。X轴204的实际缩放被忽略，然而，下文将提到的不同时间或时间段用与X轴相交的垂直线标记或限定。y轴206代表图示中所示的各信号的幅度，其中，处于X轴上方的信号具有正值，处于X轴下方的信号具有负值。X轴本身表示两个图中所示的信号序列的零值水平。y轴206的实际缩放也被忽略。
输入信号208例如可表示能够产生自或分接自LLC转换器或灯镇流器配置(这种配置的示例可参见图3和图4，将在下文进行说明)中的半桥电路的下支路中的分流电阻的信号。如图2(A)的图示200所示，输入信号仅在特定时间周期(periods of time)中具有非零值。具有非零输入信号的这些时间周期可处于一般标有tint的积分周期(integrationperiods) ( S卩，开关106处于闭合状态，使积分器108的输入端被激活，由积分器108进行积分的时间周期或时间段)中。积分周期tint的持续时间可与完整周期(cycle)的50%对应。术语“周期(cycle) ”表示与电路100的输入端102耦接的、可产生输入信号208的半桥电路的周期。一个周期与一个积分时间段tint的开始与下一个积分时间段tint的开始之间的时间周期对应。在积分周期tint之外，输入信号208与零对应，如图2(A)中的图示200所示。另外，在积分周期tint之外，开关106可处于断开状态，因此，积分器108的输入端可停用，使积分周期tint之外不进行积分。在例如可处于半桥电路的周期的开始的第一个积分周期tint(标记为216)的开始，积分器108未被“预装载(precharged) ”，即，其处于复位状态，因此，只要积分器108的输入端的信号等于零，其输出信号就等于零。发送到积分器108的信号与输入信号208和减法器104的第二输入端处提供的信号(用图2(A)中的图示200所示的缩放S/H输出信号210表示)之间的差相对应。在第一个积分周期216中，缩放S/H输出信号210为零。因此，积分器108直接对输入信号208进行积分。用缩放S/H输出信号210 (在第一积分周期216中与X轴重合)包围负积分区域222 (即，处于表示缩放S/H输出信号210的曲线下方的区域)的一部分输入信号208使积分器输出信号214减少。相反,用缩放S/H输出信号210 (在第一积分周期216中与X轴重合)包围正积分区域224 (即，处于表不缩放S/H输出信号210的曲线上方的区域)的一部分输入信号208使积分器输出信号214增加。由于第一积分周期216中的正区域224大于第一积分周期216中的负区域222，积分器输出信号214在第一积分周期216的结尾具有正值。在第一积分周期216的结尾，积分器108的输入端例如通过断开开关106而被停用，积分器108的输出信号214被保持，即，输出信号214保持在第一积分周期216的结尾处获取的值，直到积分周期216结束。在第一周期中的第一积分周期216之后的第一米样时间226 ( —般情况下,米样时间被标记为ts), S/H电路110对积分器输出信号214进行米样，因此，在第一米样时间226,S/H输出信号212从其最初保持的零值改变为积分器输出信号214的值。相应地，同时，被提供给减法器104以作为减数信号的缩放S/H输出信号210从其最初保持的零值改变为非零值(作为S/H输出信号212的缩放版本)。在表示第二周期的开始的第二积分周期218中，将要由积分器108进行积分的信号对应于输入信号208与缩放S/H输出信号210之间的差。但是，与第一周期中的第一积分周期216相反，第二周期中的第二积分周期218内的缩放S/H输出信号210不与x轴重合，因为其已在第一周期中的第一采样时间226获取了非零值。由于第二积分周期218中的输入信号208与第一积分周期216中的输入信号208相同，如图2(A)的图不200所不,但缩放S/H输出信号210增加，因此第二积分周期218中的负区域222 (包括构成负区域222的两个区域，如图2(A)的图示200所示)增加，第二积分周期218中的正积分区域224相比第一积分周期216中的对应区域有所减少。在第二积分间隔218中，正积分区域224仍大于负区域222，因此，积分器输出208进一步增加，直到第二积分周期218结束。在第二采样时间228 (第二周期中的第二积分周期218之后)，S/H电路110对积分器输出信号214进行采样，因此，在第二采样时间228，S/H输出信号212进一步从其在第一采样时间226处获 得的非零值增加为积分器输出信号214的较大值。相应地，在第二采样时间228，缩放S/H输出信号210从其在第一采样时间226处获得的非零值增加为较大值。在第三周期中，以相似方式进行参照第一周期和第二周期描述的处理。在第三积分周期220中，缩放S/H输出信号210 (作为由减法器104进行比较的基准信号)处于正积分区域224与负积分区域222 (包括构成负区域222的两个区域，与第二积分周期218的情况相同)相等的水平，使其在积分器108的输出信号上产生的作用互相抵消。最后，第三积分周期220结尾的积分器输出信号214等于第三积分周期220开始处的积分器输出信号214。因此，S/H输出信号212和从其产生的缩放S/H输出信号210在第三积分周期220之后的第三采样时间230处不发生改变。图3示出根据各实施方式的用于确定准周期信号的平均值的电路100的可能应用的实际示例，采用灯镇流器配置的形式，其中，可使用电路100进行功率控制。灯镇流器配置300可包括经由包括第一开关304、第二开关306和分流电阻312的串联配置耦接至参考电位(例如，地电位)的输入端302。设置在第一开关304与第二开关306之间的分接头经由包括第一电容器316和线圈318的串联配置耦接至光发射器324的一个触头，光发射器324可为任何种类的灯，例如，荧光灯，并且经由包括第一电容器316、线圈318和第二电容器320的串联配置耦接至光发射器的另一个触头。光发射器的另一个触头可进一步耦接至参考电位(例如，地电位)。设置在第二开关306与分流电阻312之间的分接头可稱接至平均电路(averaging circuit)的第一输入端326。平均电路314的输出端328可耦接至比较电路322的一个输入端。基准信号REF可耦接至比较电路322的另一个输入端。比较电路例如可被形成为差动放大器。比较电路322的输出端可耦接至平均电路314的第二输入端330以及频率发生器308 (例如，VCO (电压控制振荡器))的输入端。频率发生器308的输出端可耦接至死区时间发生器310的输入端。死区时间发生器310可耦接至第一开关304的控制输入端、第二开关306的控制输入端以及平均电路314的第三输入端332。受控直流输入电压VIN(或对应的直流输入电流)可与包括第一开关304和第二开关306的半桥耦接。开关由频率发生器308和死区时间发生器310控制，并可交替开启(即，设为导通状态)取决于频率发生器308提供的时钟信号的频率的时间周期。换句话说，开关的导通时间和关断时间互相排斥(即，一个开关导通时，另一个开关关断)，使得第一开关304与第二开关306之间的分接头提供参考电位或输入电压VIN。死区时间发生器310被配置为向开关提供关断信号或死区时间信号，从而限定两个开关都保持关断的死区时间。开关的死区时间介于开关的导通时间之间。这样，灯镇流器配置300中的半桥电路可被配置为以开关方式将恒定输入电压VIN转换为第一开关304与第二开关306之间的分接头处提供的第一近似交替方波电压。交替方波电压的幅度可对应于输入电压VIN的一半幅度。交替方波电压可随后经由包括第一电容器316、电感器318和第二电容器320的匹配网络提供给光发射器324。第一电容器316可被配置为过滤掉设于第一开关304与第二开关306之间的分接头提供的电压中的直流电压分量。电感器318可被配置为根据频率发生器308提供的时钟信号的频率来限制提供给光发射器324的电流。与流经第二开关306的电流成正比的电压在被设置在分流电阻312与第二开关306之间的分接头处被采样，并在平均电路314的第一输入端326处提供。平均电路314可对应于图I所示的用于确定准周期信号的平均值的电路100。平均电路314的第一输入端326可对应于图I中的电路100的第一输入端102，平均电路314的输出端328可对应于图 I所示的电路100的输出端112。平均电路314的功能和优点可对应于图I所示的用于确定准周期信号的平均值的电路100的功能和优点，由于已结合例如图2进行了说明，因此将不再重复。因此，平均电路314在其输出端328提供的输出信号代表其输入端提供的信号的平均值，该平均值与流经第二开关306的电流成正比。比较电路322被配置为将平均电路314的输出信号与基准信号REF进行比较。该比较结果用于调整频率发生器308产生的时钟信号的频率。这种情况下，基准信号REF可与将要被施加给光发射器324的功率成正比。比较电路322的输出信号可经由控制器(例如，PI (比例积分)控制器或PID(比例积分微分)控制器)施加给频率发生器308的输入端。比较电路322的输出信号还可耦接至平均电路314的第二输入端330，以调整平均电路314内的积分器的积分器时间常数。除被配置为控制开关的导通时间和死区时间之外，死区时间发生器310进一步被配置为向平均电路314的第三输入端或多端输入端332提供一个或多个信号，该一个或多个信号可控制相应周期内积分周期tint的持续时间和采样时间ts的位置(见图2(A)和图2(B))。恒定输入电压VIN下的半桥的功耗可从输入电压VIN和消耗电流(即，流经半桥的电流)的平均值的乘积获得。由于第一开关304和第二开关306之间所设置的分接头与光发射器324之间的电通路中设有电容器316,施加给光发射器324的半桥的输出电流无直流电流分量。因此，消耗电流的平均值可基于流经第一开关304或第二开关306的电流而确定。由于支持光发射器324运行的半桥和各种其他电气部件(图中省略)的效率非常高，可忽略其潜在损耗，因此，流经第二开关306的电流的平均值足以作为光发射器324所消耗的功率的指标。同样，LLC转换器的输出功率也可被控制，使其保持恒定值。对于LLC转换器，可进行进一步修改，如图4所示。很大程度上，图4所示的LLC转换器配置400与图3所示的灯镇流器配置300对应。因此，相同部件用相同参考数字表示，并且，其在LLC转换器中的功能相同。LLC电路400中的半桥的输出电流被施加给变压器402的初级绕组的一侧，变压器402的初级绕组的另一侧经由第二电容器408耦接至参考电位(例如,地电位)。初级绕组例如通过磁芯方式感应地耦接至变压器402的次级绕组。次级绕组的一端经由第一二极管410耦接至LLC转换器400的第一输出端子404和第二比较电路418的第一输入端，次级绕组的另一端经由第二二极管414耦接至LLC转换器400的第一输出端子404和第二比较电路418的第一输入端。第二比较电路418 (与第一比较电路322非常相似)例如可被形成为差动放大器。中心抽头设于变压器402的次级绕组上，并耦接至LLC转换器400的第二输出端子406、经由第三电容器412耦接至第一输出端子404、并且耦接至恒定电压源416的一个触头。恒定电压源416的另一个触头耦接至第二比较电路418的第二输入端。第二比较电路418的输出端耦接至第一比较电路322的另一个输入端。与图3所示的灯镇流器配置的配置相比，第二比较电路418的输出信号替代基准信号REF。
LLC转换器配置400被配置为将输入电压VIN转换为在第一输出端子404和第二输出端子406处提供的被降低的输出电压。LLC转换器配置400具有两个控制电路内控制电路和外控制电路，内控制电路包括半桥(即，第一开关304和第二开关306)、分流电阻312、平均电路314、频率发生器308和死区时间发生器310，外控制电路主要包括第二比较电路418和恒定电压源416。外控制电路被配置为调节输出电压，并以第二比较电路418的方式产生输出信号，以作为临时基准信号。临时基准信号用作设于内控制电路内的第一比较电路322的基准信号。因此，频率发生器的频率可被调整，以使得LLC转换器电流400的输出端提供的电压(从恒定电压源416获得)与所期望的预设值相对应。LLC转换器的输出功率很大程度上非线性地依赖于VCO的频率。在根据各实施方式的LLC转换器配置400中，该关系可被线性化，使负载变化期间由外控制电路对输出电压进行的控制可具有更高可预测性。图3和图4示出用于确定准周期信号的平均值的电路的多种可能应用的其中两个应用。在这两种情况下，平均电路314的第一输入端326(相当于图I所示的电路100的输入端102)处提供的输入信号与流经嵌有半桥的电路配置的半桥的电流成正比。如利用图2(A)和图2(B)所示的示例信号脉冲所说明的那样，电路100的积分器108可对输入信号208与可变基准信号之间的差进行积分，该可变基准信号可与根据图I所示的各实施方式的电路100的被衰减或被缩放的输出信号对应，并且由图2(A)中的图示200中的缩放S/H输出信号210表示。下文将结合图3所示的灯镇流器配置300的半桥或图4所示的LLC转换器配置400，对根据各实施方式的用于确定准周期信号的平均值的电路的运行和优点的进一步方面进行说明。应理解，电路100所固有的各种效果和优点以继承的方式同样存在于灯镇流器配置300和/或LLC转换器电路400中。积分器108的输入端可开关。当积分器108的输入端被关断时，积分器没有复位，而是保持其状态，即，信号输出端并不受关断积分器108的输入端的影响。积分器108(即，积分器108的输入端)可在每个周期期间与周期持续时间成固定比例的时间周期期间(即，关断时间与周期持续时间的比例可被固定)保持关断。在关断时间期间，相关半桥电路的所考虑的支路中的电流可预期为零。如上，在上述不例中，关断时间例如可与50%的周期持续时间对应。
S/H电路110可在积分器108的输入端被关断并且积分器108的输出信号不改变时在每个周期中在采样时间ts对积分器108的状态(S卩，输出信号)进行一次获取或采样。S/H电路110的输出信号可用于产生提供给减法器104的可变基准信号。在此背景下，“产生”可包括在将信号施加给减法器104之前对信号进行衰减。具有可开关输入端的积分器108和S/H电路100形成时间离散控制电路。只要在积分周期中被平均的输入信号208大于或小于可变基准信号(例如，缩放S/H输出信号210)，积分器输出的信号(例如，积分器输出信号214)就将连续增大或缩小，直到相应积分周期tint停止。由于S/H电路100在每个周期中对所存储的值(例如，图2(B)中的图示202中的S/H输出信号212)进行更新，因此可变基准值将逐步接近图I所示的在电路100的输入端处提供的输入信号的平均值(乘以积分时间tint与周期持续时间的比的倒数)。在稳定状态下(即，稳定时间过去之后)，可变基准值例如可代表半桥电路的电流的平均值。在流经半桥电路的电流至少为准周期的并且积分器108的积分器时间常数足够大时，根据各实施方式的用于确定准周期信号的平均值的电路100可用于灯镇流器配置 300和/或LLC转换器配置400。积分器时间常数越大，可变基准信号接近流经半桥的电流的实际平均值的步骤越少。在积分器108的积分器时间常数减小时，可变基准信号越来越快地达到其稳定状态值，稳定状态值与输入信号的平均值对应。在特定积分器时间常数下，可变基准信号在一个周期内达到其稳定状态值，因此不包含先前周期的信息。这种情况下，可变基准信号与前一周期的半桥电路中的电流的平均值对应。如果积分器108的积分器时间常数被选择得过小，稳定过程会过冲(overshooting)并发出声音(ringing)。如果积分器时间常数减小到可获得最优瞬态响应的值的一半以下，则控制电路可能会不稳定。LLC转换器或灯镇流器中的半桥电路的工作频率可变。为了将电路100配置为在半桥的任何工作频率下提供快速稳定的平均值，积分器时间常数可被选择为与最优值(即，可获得积分器108的最优瞬态响应的积分器时间常数的值)大致对应。在根据各实施方式的用于确定准周期信号的平均值的电路100中，积分器时间常数的实际值不对积分器108的稳定状态下的平均化处理的结果产生影响。积分器时间常数的实际值可仅影响瞬态响应。—般来说，半桥电路的生成工作频率在控制电路中已知。即，提供模拟或数字控制信号，用于设定半桥的工作频率。在根据各实施方式的用于确定准周期信号的平均值的电路100中，该控制信号可用于设定或调整积分器时间常数。设定积分器时间常数的一个可行方法可包括切换电容或电阻，以在粗略步骤中例如以2或I. 25为系数调整积分器时间常数。另一可行方法可包括乘以DAC(数模转换器)，该DAC可被设置在滤波器108中并且可被配置为将数字控制信号转换为模拟增益，该模拟增益之后可被乘以不同系数。可替代地，积分器108可被形成为OTA-C (运算跨导放大电容)滤波器，使得其可通过模拟信号的方式进行配置。根据实施方式的实现方式，一种用于确定准周期信号的平均值的电路，可包括积分器和与积分器的输出端耦接的采样和保持电路，其中，采样和保持电路包括采样和保持电路输出端、与采样和保持电路输出端耦接并且被配置为反馈采样和保持电路输出端所提供的信号作为反馈信号的反馈路径、以及被配置为形成表示准周期信号与反馈信号之间的差的差信号的减法器，其中，减法器的输出端耦接至积分器的输入端，从而为积分器的输入端提供差信号。用于确定准周期信号的平均值的电路可被配置为在用于确定准周期信号的平均值的电路的输出端提供在采样和保持电路输出端处提供的信号。根据各实施方式，采样和保持电路可包括另一个输出端，该另一输出端可被配置为提供用于确定准周期信号的平均值的电路的输出信号。这种情况下，在采样和保持电路输出端处提供的信号可与在采样和保持电路的另一个输出端处提供的输出信号对应，或者，其可与在另一个输出端处提供的输出信号的缩放(即，衰减或放大)版本对应，和/或可与在另一个输出端处提供的输出信号的相移版本对应，其中，衰减电路或放大电路和/或相移电路可被设置在采样和保持电路中，或可被外在地设置在至少一个信号通路(即，另一个 输出信号通路和/或采样和保持电路输出通路)中。根据实施方式的另一实现方式，电路可进一步包括被配置为可控地保持积分器的状态的积分器选通元件(gating element)。根据电路的实施方式的另一实现方式，积分器选通元件可包括耦接在减法器的输出端与积分器的输入端之间的开关。根据电路的实施方式的另一实现方式，积分器选通元件可为积分器的一部分。根据实施方式的另一实现方式，电路可包括积分器选通元件控制器，被配置为向积分器选通元件提供选通控制信号，使得选通控制信号具有依赖于准周期信号的信号周期的信号周期。根据电路的实施方式的另一实现方式，积分器选通元件控制器可被配置为向积分器选通元件提供选通控制信号，使得选通控制信号具有独立于准周期信号的信号周期的占空比。根据电路的实施方式的另一实现方式，积分器选通元件控制器可被配置为向积分器选通元件提供选通控制信号，以将积分器选通元件控制为使得其间积分器保持其状态的时间段处于准周期信号为零的时间段内。根据电路的实施方式的另一实现方式，积分器可被配置为使得其积分器时间常数可控。积分器时间常数是关于积分器的输出值在积分器的瞬态响应之后能够多快地稳定的典型的时间标度。在模拟RC积分器电路的情况下，积分器时间常数可与电阻器的电阻R与电容器的电容C的乘积对应，并提供时间供各个部件两端的电压调整到其最终值的1/e之内。更普遍地，积分器时间常数可被定义为输入电压变化AV与输出电压的变化率AVwt/At的比。假定积分器的输出电压变化A Vrat可最终等于输入电压变化AV，则所考虑的被定义为积分器时间常数的比等于At。在根据各实施方式的电路中，衰减器的衰减系数以及积分周期与周期持续时间的比可为与内控制电路的瞬态响应有关的两个参数。两个参数都保持恒定，以使控制电路的增益保持恒定。因此，积分器时间常数可代表可被自由调整的唯一的可变参数，以调整积分器在指定周期持续时间中的瞬态响应。根据电路的实施方式的另一实现方式，积分器可被配置为使得其积分器时间常数可根据准周期信号的时间周期进行控制。积分器时间周期可被控制，使得其被调整为与准周期信号的时间周期成正比。可替代地，积分器时间周期可被控制为使得其被逐步调整，其中，所选步骤与准周期信号的时间周期相对应。
根据各实施方式，电路配置可包括半桥电路和用于确定准周期信号的平均值的电路，其中，电路与半桥电路耦接，并包括积分器和与积分器的输出端耦接的采样和保持电路，其中，采样和保持电路包括采样和保持电路输出端、与采样和保持电路输出端耦接并且被配置为反馈在采样和保持电路输出端处提供的信号作为反馈信号的反馈路径、以及被配置为形成表示准周期信号与反馈信号之间的差的差信号的减法器，其中，减法器的输出端与积分器的输入端耦接，从而为积分器的输入端提供差信号。根据各实施方式，用于确定准周期信号的平均值的电路可被配置为在用于确定准周期信号的平均值的电路的输出端提供采样和保持电路输出端所提供的信号。根据各实施方式，采样和保持电路可包括另一个输出端，该另一输出端可被配置为提供电路配置的输出信号。这种情况下，在采样和保持电路输出端处提供的信号可与在采样和保持电路的另一个输出端处提供的输出信号相对应，或者，其可与在另一个输出端处提供的输出信号的缩放(即，衰减或放大)版本相对应，和/或可与在另一个输出端处提供的输出信号的相移版本相对应，其中，衰减电路或放大电路和/或相移电路可被设置在采样和保持电路中，或可被外在地设置在至少一个信号通路(即，另一个输出信号通路和/或采样和保持电路输出通路)中。根据电路配置的各个进一步实施方式，半桥电路可经由信号处理电路与用于确定准周期信号的平均值的电路耦接，信号处理电路可被配置为改变从半桥电路耦合到电路上的信号中的直流电压分量(或直流电流分量)。 根据电路配置的另一实施方式，半桥电路可包括互相串联耦接的两个开关，其中，准周期信号与流经其中一个开关的电流相对应。根据另一实施方式，电路配置可进一步包括分流电阻，分流电阻被配置为将流经其中一个开关的电流转换为准周期信号。根据电路配置的另一实施方式，在半桥的输出端处提供的电流可以无直流分量，其中，分流电阻所提供的准周期信号的平均值代表半桥电路的有效功率。根据另一实施方式，电路配置可包括用于可控地保持积分器的状态的积分器选通元件。根据另一实施方式，电路配置可包括积分器选通元件控制器，其被配置为向积分器选通元件提供选通控制信号，使得选通控制信号具有依赖于准周期信号的信号周期的信号周期。根据电路配置的另一实施方式，积分器选通元件控制器可被配置为向积分器选通元件提供选通控制信号，使得选通控制信号具有独立于准周期信号的信号周期的占空比。根据电路配置的另一实施方式，积分器选通元件控制器可被配置为向积分器选通元件提供选通控制信号，以将积分器选通元件控制为使得其间积分器保持其状态的时间段处于其间准周期信号为零的时间段内。根据各实施方式，灯镇流器配置可包括被配置为向至少一个灯提供电力供应的灯镇流器；以及可包括半桥电路和用于确定准周期信号的平均值的电路的电路配置，其中，电路与半桥电路耦接，并包括积分器和与积分器的输出端耦接的采样和保持电路，其中，采样和保持电路包括采样和保持电路输出端、与采样和保持电路输出端耦接并且被配置为反馈采样和保持电路输出端所提供的信号作为反馈信号的反馈路径、以及被配置为形成表示准周期信号与反馈信号之间的差的差信号的减法器，其中，减法器的输出端与积分器的输入端耦接，从而为积分器的输入端提供差信号。根据各个进一步实施方式，电路配置可被配置为在电路配置的输出端处提供采样和保持电路输出端所提供的信号。根据各实施方式，采样和保持电路可包括另一个输出端，该另一个输出端可被配置为提供电路配置的输出信号。这种情况下，在采样和保持电路输出端处提供的信号可与在采样和保持电路的另一个输出端处提供的输出信号相对应，或者，其可与在另一个输出端处提供的输出信号的缩放(即，衰减或放大)版本相对应，和/或可与在另一个输出端处提供的输出信号的相移版本相对应，其中，衰减电路或放大电路和/或相移电路可被设置在采样和保持电路中，或可外在地设置在至少一个信号通路(即，另一个输出信号通路和/或采样和保持电路输出通路)中。根据灯镇流器配置的各实施方式，半桥电路可经由信号处理电路与用于确定准周期信号的平均值的电路耦接，该信号处理电路可被配置为改变从半桥电路耦合到电路上的信号中的直流电压分量(或直流电流分量)。 根据另一实施方式，灯镇流器配置可进一步包括分流电阻，该分流电阻被配置为将流经其中一个开关的电流转换为准周期信号。根据灯镇流器配置的另一实施方式，分流电阻所提供的准周期信号的平均值可代表提供给灯的半桥电路的有效功率。根据另一实施方式，灯镇流器配置可包括被配置为可控地保持积分器的状态的积分器选通元件。根据另一实施方式，灯镇流器配置可包括积分器选通元件控制器，其被配置为向积分器选通元件提供选通控制信号，使得选通控制信号具有依赖于准周期信号的信号周期的信号周期。根据灯镇流器配置的另一实施方式，积分器选通元件控制器可被配置为向积分器选通元件提供选通控制信号，使得选通控制信号具有独立于准周期信号的信号周期的占空比。根据灯镇流器配置的另一实施方式，积分器选通元件控制器可被配置为向积分器选通元件提供选通控制信号，以将积分器选通元件控制为使得其间积分器保持其状态的时间段处于其间准周期信号为零的时间段内。根据各实施方式，LLC转换器配置可包括被配置为提供电力供应的LLC转换器；以及包括半桥电路和用于确定准周期信号的平均值的电路的电路配置，其中，电路与半桥电路耦接，并包括积分器和与积分器的输出端耦接的采样和保持电路，其中，采样和保持电路包括采样和保持电路输出端、与采样和保持电路输出端耦接并且被配置为反馈采样和保持电路输出端所提供的信号作为反馈信号的反馈路径、以及被配置为形成表示准周期信号与反馈信号之间的差的差信号的减法器，其中，减法器的输出端与积分器的输入端耦接，从而为积分器的输入端提供差信号。根据各个进一步实施方式，电路配置可被配置为在电路配置的输出端处提供采样和保持电路输出端所提供的信号。根据各个其他实施方式，采样和保持电路可包括另一输出端，该另一输出端可被配置为提供电路配置的输出信号。这种情况下，在采样和保持电路输出端处提供的信号可与在采样和保持电路的另一输出端处提供的输出信号相对应，或者，其可与在另一输出端处提供的输出信号的缩放(即，衰减或放大)版本相对应，和/或可与在另一输出端处提供的输出信号的相移版本相对应，其中，衰减电路或放大电路和/或相移电路可被设置在采样和保持电路中，或可外在地设置在至少一个信号通路(即，另一个输出信号通路和/或采样和保持电路输出通路)中。根据LLC转换器配置的各个进一步实施方式，半桥电路可经由信号处理电路与用于确定准周期信号的平均值的电路耦接，该信号处理电路可被配置为改变从半桥电路耦合到电路上的信号中的直流电压分量(或直流电流分量)。根据另一实施方式，LLC转换器配置可进一步包括分流电阻，该分流电阻被配置为将流经其中一个开关的电流转换为准周期信号。根据LLC转换器配置的另一实施方式，分流电阻所提供的准周期信号的平均值可代表提供给负载的半桥电路的有效功率。根据电路配置的使用的各个实施方式，在半桥的输出端处提供的电流可无直流分量。
根据另一实施方式，LLC转换器配置可包括被配置为可控地保持积分器的状态的积分器选通元件。根据另一实施方式，LLC转换器配置可包括积分器选通元件控制器，其被配置为向积分器选通元件提供选通控制信号，使得选通控制信号具有依赖于准周期信号的信号周期的信号周期。根据LLC转换器配置的另一实施方式，积分器选通元件控制器可被配置为向积分器选通元件提供选通控制信号，使得选通控制信号具有独立于准周期信号的信号周期的占空比。根据LLC转换器配置的另一实施方式，积分器选通元件控制器可被配置为向积分器选通元件提供选通控制信号，以将积分器选通元件控制为使得其间积分器保持其状态的时间段处于其间准周期信号为零的时间段内。尽管参照具体实施方式
对本发明进行了详细展示和描述，但本领域技术人员应理解，可对其中的形式和细节进行各种改变，而不脱离所附权利要求限定的本发明的主旨和范围。因此，本发明的范围由所附权利要求来表示，且因此意于包括与权利要求等同的含义和范围内的各种改变。
权利要求
1.一种用于确定准周期信号的平均值的电路，所述电路包括 积分器； 采样和保持电路，耦接至所述积分器的输出端，其中，所述采样和保持电路包括采样和保持电路输出端； 反馈路径，耦接至所述采样和保持电路输出端，并且被配置为反馈所述采样和保持电路输出端处所提供的信号作为反馈信号； 減法器，被配置为形成表示所述准周期信号与所述反馈信号之间的差的差信号， 其中，所述减法器的输出端耦接至所述积分器的输入端，从而向所述积分器的输入端提供所述差信号。
2.根据权利要求I所述的电路，进一歩包括 积分器选通元件，被配置为可控地保持所述积分器的状态。
3.根据权利要求2所述的电路， 其中，所述积分器选通元件包括耦接在所述减法器的输出端与所述积分器的输入端之间的开关。
4.根据权利要求2所述的电路， 其中，所述积分器选通元件为所述积分器的一部分。
5.根据权利要求2所述的电路，进一歩包括 积分器选通元件控制器，被配置为向所述积分器选通元件提供选通控制信号，使得所述选通控制信号具有依赖于所述准周期信号的信号周期的信号周期。
6.根据权利要求5所述的电路， 其中，所述积分器选通元件控制器被配置为向所述积分器选通元件提供选通控制信号，使得所述选通控制信号具有独立于所述准周期信号的信号周期的占空比。
7.根据权利要求5所述的电路， 其中，所述积分器选通元件控制器被配置为向所述积分器选通元件提供选通控制信号，以控制所述积分器选通元件使得所述积分器保持其状态的时间段处于所述准周期信号为零的时间段内。
8.根据权利要求I所述的电路， 其中，所述积分器被配置为使得其积分器时间常数可控。
9.根据权利要求8所述的电路， 其中，所述积分器被配置为使得其积分器时间常数能够根据所述准周期信号的时间周期进行控制。
10.一种电路配置,包括 半桥电路；以及 用于确定准周期信号的平均值的电路，其中，所述电路耦接至所述半桥电路，并且包括 积分器； 采样和保持电路，耦接至所述积分器的输出端，其中，所述采样和保持电路包括采样和保持电路输出端； 反馈路径，耦接至所述采样和保持电路输出端，并且被配置为反馈所述采样和保持电路输出端处所提供的信号作为反馈信号； 減法器，被配置为形成表示所述准周期信号与所述反馈信号之间的差的差信号， 其中，所述减法器的输出端耦接至所述积分器的输入端，从而向所述积分器的输入端提供所述差信号。
11.根据权利要求10所述的电路配置， 其中，所述半桥电路包括互相串联耦接的两个开关； 其中，所述准周期信号与流经所述开关之一的电流相对应。
12.根据权利要求11所述的电路配置，进ー步包括 分流电阻，被配置为将流经所述开关之一的电流转换为所述准周期信号。
13.根据权利要求12所述的电路配置， 其中，所述半桥的输出端处所提供的电流无直流分量；并且 其中，由所述分流电阻提供的所述准周期信号的平均值代表所述半桥电路的有效功率。
14.根据权利要求12所述的电路配置，进ー步包括 积分器选通元件，被配置为可控地保持所述积分器的状态。
15.根据权利要求14所述的电路配置，进ー步包括 积分器选通元件控制器，被配置为向所述积分器选通元件提供选通控制信号，使得所述选通控制信号具有依赖于所述准周期信号的信号周期的信号周期。
16.根据权利要求15所述的电路配置， 其中，所述积分器选通元件控制器被配置为向所述积分器选通元件提供选通控制信号，使得所述选通控制信号具有独立于所述准周期信号的信号周期的占空比。
17.根据权利要求15所述的电路配置， 其中，所述积分器选通元件控制器被配置为向所述积分器选通元件提供选通控制信号，以将所述积分器选通元件控制为使得所述积分器保持其状态的时间段处于所述准周期信号为零的时间段内。
18.—种灯镇流器配置，包括 灯镇流器，被配置为向至少ー个灯提供电カ供应；以及 电路配置，所述电路配置包括 半桥电路；以及 用于确定准周期信号的平均值的电路，其中，所述电路耦接至所述半桥电路，并且包括 积分器； 采样和保持电路，耦接至所述积分器的输出端，其中，所述采样和保持电路包括采样和保持电路输出端； 反馈路径，耦接至所述采样和保持电路输出端，并且被配置为反馈所述采样和保持电路输出端处所提供的信号作为反馈信号； 減法器，被配置为形成表示所述准周期信号与所述反馈信号之间的差的差信号， 其中，所述减法器的输出端耦接至所述积分器的输入端，从而向所述积分器的输入端提供所述差信号。
19.根据权利要求18所述的灯镇流器配置，进ー步包括 分流电阻，被配置为将流经所述开关之一的电流转换为所述准周期信号。
20.根据权利要求19所述的灯镇流器配置， 其中，由所述分流电阻提供的所述准周期信号的平均值代表提供给灯的所述半桥电路的有效功率。
21.根据权利要求19所述的灯镇流器配置，进ー步包括 积分器选通元件，被配置为可控地保持所述积分器的状态。
22.根据权利要求21所述的灯镇流器配置，进ー步包括 积分器选通元件控制器，被配置为向所述积分器选通元件提供选通控制信号，使得所述选通控制信号具有依赖于所述准周期信号的信号周期的信号周期。
23.根据权利要求22所述的灯镇流器配置， 其中，所述积分器选通元件控制器被配置为向所述积分器选通元件提供选通控制信号，使得所述选通控制信号具有独立于所述准周期信号的信号周期的占空比。
24.根据权利要求22所述的灯镇流器配置， 其中，所述积分器选通元件控制器被配置为向所述积分器选通元件提供选通控制信号，以控制所述积分器选通元件使得所述积分器保持其状态的时间段处于所述准周期信号为零的时间段内。
25.—种LLC转换器配置,包括 LLC转换器，被配置为提供电カ供应；以及 电路配置，所述电路配置包括 半桥电路；以及 用于确定准周期信号的平均值的电路，其中，所述电路耦接至所述半桥电路，并且包括 积分器； 采样和保持电路，耦接至所述积分器的输出端，其中，所述采样和保持电路包括采样和保持电路输出端； 反馈路径，耦接至所述采样和保持电路输出端，并且被配置为反馈所述采样和保持电路输出端处所提供的信号作为反馈信号； 減法器，被配置为形成表示所述准周期信号与所述反馈信号之间的差的差信号， 其中，所述减法器的输出端耦接至所述积分器的输入端，从而向所述积分器的输入端提供所述差信号。
26.根据权利要求25所述的LLC转换器配置，进ー步包括 分流电阻，被配置为将流经所述开关之一的电流转换为所述准周期信号。
27.根据权利要求26所述的LLC转换器配置， 其中，由所述分流电阻提供的所述准周期信号的平均值代表提供给负载的所述半桥电路的有效功率。
28.根据权利要求26所述的LLC转换器配置，进ー步包括 积分器选通元件，被配置为可控地保持所述积分器的状态。
29.根据权利要求28所述的LLC转换器配置，进ー步包括积分器选通元件控制器，被配置为向所述积分器选通元件提供选通控制信号，使得所述选通控制信号具有依赖于所述准周期信号的信号周期的信号周期。
30.根据权利要求29所述的LLC转换器配置， 其中，所述积分器选通元件控制器被配置为向所述积分器选通元件提供选通控制信号，使得所述选通控制信号具有独立于所述准周期信号的信号周期的占空比。
31.根据权利要求29所述的LLC转换器配置， 其中，所述积分器选通元件控制器被配置为向所述积分器选通元件提供选通控制信号，以控制所述积分器选通元件使得所述积分器保持其状态的时间段处于所述准周期信号为零的时间段内。
32.根据权利要求10所述的电路配置在确定半桥电路的有效功率中的用途， 其中，半桥的输出端处所提供的电流无直流分量。·
全文摘要
一种用于确定平均值的电路，该平均值为准周期信号的平均值，该电路可包括积分器和与积分器的输出端耦接的采样和保持电路，其中，采样和保持电路包括采样和保持电路输出端、与采样和保持电路输出端耦接且被配置为反馈采样和保持电路输出端所提供的信号作为反馈信号的反馈路径、以及被配置为形成表示准周期信号与反馈信号之间的差的差信号的减法器，其中，减法器的输出端与积分器的输入端耦接，从而为积分器的输入端提供差信号。
文档编号H03K19/00GK102739228SQ20121010533
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月11日 优先权日2011年4月12日
发明者马丁·费尔德特克勒 申请人:英飞凌科技股份有限公司