谐振逆变器和转换方法与流程

1.本发明涉及谐振逆变器的领域，具体地涉及用于在谐振转换器中使用的谐振逆变器。


背景技术：

2.谐振逆变器是谐振转换器的主要部件。虽然谐振转换器的典型用途是执行dc-dc转换，但是对使谐振转换器适于执行ac-dc或者甚至ac-ac转换的兴趣日益增加。
3.us 2014/0091718 a1提出在整流器之后使用llc dc/dc转换器作为pfc电路。这实际上提供了用于执行ac-dc转换的谐振转换器。在该文献中，描述了如何使用振荡器对谐振转换器进行频率控制。反馈控制系统的控制值是谐振逆变器的开关频率。
4.ep 3414824 a1描述了如何使用电反馈参数来控制谐振转换器的操作。电反馈参数可以包括llc电路(即谐振回路电路)的电容器两端的电压。可以在控制开关操作的栅极驱动信号的开关瞬间获取电反馈参数。
5.因此，已知提供自振荡谐振转换器，其利用内部部件来形成谐振回路，并使用信号值(例如，在电路中出现的电压电平)来控制开关操作。
6.持续期望改进谐振转换器的操作，具体地，当谐振转换器用作功率因数校正器(pfc)时改进谐振转换器的功率因数。


技术实现要素：

7.本发明由权利要求限定。
8.根据本发明的一个方面的示例，提供了一种谐振逆变器。该谐振逆变器包括：输入节点，其用于接收用于转换的输入；开关网络，其连接到输入节点，该开关网络至少包括第一开关和第二开关，其中第一开关输出由位于第一开关和第二开关之间的节点限定；谐振回路电路，其耦合到第一开关输出，其中电反馈参数由谐振回路电路提供；采样电路，其适于在采样时间对由谐振回路电路提供的电反馈参数进行采样；控制电路，其用于根据经采样的电反馈参数来生成开关驱动信号，该开关驱动信号指示第一开关和第二开关的期望开关状态；开关驱动器，其适于响应于栅极驱动信号而控制第一开关和第二开关的开关状态，其中第一开关和第二开关的开关状态的变化引起第一开关输出的变化；以及定时模块，其适于监测谐振逆变器的一个或多个其他部件以确定开关驱动信号的变化与第一开关输出的对应变化之间的时间延迟，其中采样时间取决于开关驱动信号的变化，并且采样电路适于根据时间延迟来调节采样时间和/或经采样的电反馈参数的值。
9.本发明人已经认识到，开关驱动器中和/或开关网络本身中的(传播)时间延迟引起指示期望切换的开关驱动信号与开关网络的输出的实际切换之间的延迟。这意味着经采样的电反馈参数(其通常在开关驱动信号变化的时间处被采样)不能准确地反映在第一开关输出变化的更期望的时间处的电反馈参数。这降低了谐振逆变器的pfc性能。因此，需要获得期望采样的值，该值是在第一开关输出变化的时间处的电反馈参数的样本。
10.本发明人还识别到，该时间延迟的长度根据谐振逆变器的特性而不同，具体地，根据接收到的输入电压而不同。因此，本发明人已经认识到，为了准确地获得电反馈参数的期望样本(在开关实际变化开关状态的时间处)，有必要准确地确定时间延迟的长度。
11.本发明人通过使用定时模块来监测谐振逆变器的部件以确定该时间延迟的长度，并相应地修改采样的特性(例如采样时间或样本的值)，从而实际上获得电反馈参数的期望样本，来克服该问题。
12.定时模块可以适于例如通过直接监测开关驱动信号和第一开关输出来直接测量在开关驱动信号的变化与第一开关输出的对应变化之间的时间延迟。在其它实施例中，定时模块能够例如基于在输入节点处接收的输入电压和/或(例如在采样时间处)输出电压来推断定时延迟。
13.电反馈参数可以包括谐振回路电路的电容器两端的电压。谐振回路电路通常包括至少一个电容器和至少一个电感器，并且本发明人已经认识到，电容器两端的电压可以用于适当地控制谐振回路电路。合适的谐振回路电路的示例包括lc谐振回路电路、llc谐振回路电路、llcc谐振回路电路等等。
14.采样电路可以适于将采样时间设置为等于开关驱动信号发生变化的时间与时间延迟之和。
15.优选地，采样时间取决于栅极驱动信号的下降沿。
16.谐振逆变器还可以包括适于确定电反馈参数的峰值的峰值测量模块，其中采样电路适于根据时间延迟和电反馈参数的幅度的所确定的峰值来调节经采样的电反馈参数的值。
17.通过以这种方式来修改先前采样的电压，在谐振逆变器中当前没有发生开关动作的时刻由采样电路对电反馈参数进行采样。因此，不存在可能影响电反馈参数值的干扰(例如，噪声或电流注入)。这提高了采样电压的准确度。
18.定时模块可以包括：斜率检测电路，其适于检测第一开关输出的斜率；以及定时器，其适于对开关驱动信号的变化与第一开关输出的对应斜率之间的差进行定时。
19.在其它实施例中，定时模块包括适于确定在输入节点处接收的输入电压、并基于所确定的输入电压来计算时间延迟的输入监测电路。
20.根据一些实施例，第一开关是第一高侧开关，第二开关是第一低侧开关，并且第一开关和第二开关串联连接在输入节点与接地或参考电压之间。
21.该谐振逆变器可以被适配，使得：开关网络还包括：第三开关和第四开关，第三开关是第二高侧开关，第四开关是第二低侧开关，第三开关和第四开关串联连接在输入节点与接地或参考电压之间，其中第二开关输出由位于第三开关与第四开关之间的节点定义；并且谐振回路连接在第一开关输出与第二开关输出之间。因此，开关网络可以是全桥(fb)开关网络。
22.本文提出了一种ac/dc pfc谐振逆变器，包括：ac输入；ac整流器，其适于对所述ac输入进行整流以提供用于转换的输入；以及任何本文中所述的谐振逆变器。
23.本文还提出了一种led驱动器，包括：任何先前要求保护的谐振逆变器，以及在谐振回路电路的第一开关输出处的隔离变压器，其中隔离变压器的次级侧用于驱动led负载。
24.如本领域中已知的，隔离变压器的初级侧可以用作谐振回路电路的电感器。
25.本文还提出了一种转换方法，包括：在输入节点处接收用于转换的输入；操作连接到输入节点的开关网络，该开关网络至少包括第一开关和第二开关，其中第一开关输出由位于第一开关与第二开关之间的节点限定；从耦合到第一开关输出的谐振回路电路提供电反馈参数；在采样时间对由谐振回路电路提供的电反馈参数进行采样；根据经采样的电反馈参数来生成开关驱动信号，该开关驱动信号指示第一开关和第二开关的期望开关状态；响应于栅极驱动信号来控制第一开关和第二开关的开关状态，其中第一开关和第二开关的开关状态的变化引起第一开关输出的变化；以及确定开关驱动信号的变化与第一开关输出的对应变化之间的时间延迟，其中采样时间取决于开关驱动信号的变化，并且对电反馈参数进行采样的步骤包括：根据时间延迟来调节采样时间和/或经采样的电反馈参数的值。
26.在实施例中，电反馈参数包括谐振回路电路的电容器两端的电压。
27.采样的步骤优选地包括将采样时间设置为等于开关驱动信号发生变化的时间与时间延迟之和。
28.该方法还可以包括确定电反馈参数的峰值，其中采样的步骤包括根据时间延迟和电反馈参数幅度的所确定峰值来调节经采样的电反馈参数的值。
29.本发明的这些和其它方面将从下文描述的(多个)实施例变得显而易见并参考下文描述的(多个)实施例得以阐述。
附图说明
30.为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地示出如何实现本发明，现在将仅通过示例的方式对附图进行参考，在附图中：
31.图1示出了根据本发明的实施例的谐振逆变器；
32.图2示出了根据本发明的实施例的用于谐振转换器的谐振逆变器；
33.图3示出了根据本发明的实施例的用于谐振逆变器的交流开关网络；
34.图4以部件形式示出了开关驱动信号的变化与开关网络的输出对开关驱动信号的变化的响应之间的延迟；
35.图5以图形形式示出了开关驱动信号的变化与开关网络的输出对开关驱动信号的变化的响应之间的延迟；
36.图6示出了到谐振逆变器的输入电压与在指示开关配置的变化和输出对指令的响应之间的延迟长度之间的关系；
37.图7示出了谐振逆变器的部件，包括用于确定延迟长度的定时模块；以及
38.图8示出了根据本发明的实施例的方法。
具体实施方式
39.将参照附图描述本发明。
40.应当理解，详细描述和特定示例虽然指示了装置、系统和方法的示例性实施例，但是仅用于说明的目的而不旨在限制本发明的范围。本发明的装置、系统和方法的这些和其它特征、方面和优点将从以下描述、所附权利要求和附图变得更好理解。应当理解，附图仅仅是示意性的并且不是按比例绘制的。还应当理解，在所有附图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部分。
41.本发明提供一种用于谐振转换器的谐振逆变器，包括开关网络和谐振回路电路。开关网络由控制电路控制，该控制电路对由谐振回路电路提供的经采样的电反馈参数做出响应。响应于在指示变化开关网络的开关状态的期望的控制电路与响应于该期望开关网络的输出之间的测量时间延迟，修改经采样的电反馈参数的值或对电反馈参数进行采样的时间。
42.本发明依赖于这样的认识，即为了改进功率因数校正，期望控制电路对开关网络的输出的变化做出响应。然而，本发明人已经认识到，例如利用低电压轨，难以测量和响应开关网络的输出的变化，因为该变化可能极其小。本文应意识到，可以通过基于测量的时间延迟修改采样电路的响应(例如，采样时间或样本的值)来获得期望样本(的值)。
43.例如，实施例可以用于驱动led装置或者期望具有来自ac源的良好功率因数属性的一致dc输出的任何其他元件。
44.图1是示出根据本发明的实施例的谐振逆变器1的框图。
45.谐振逆变器1包括开关网络11和谐振回路电路12。开关网络11和谐振回路电路12一起接收用于转换的输入v
in
，并生成交流(ac)输出v
out
。谐振回路电路12还提供电反馈参数v
fb
，例如反馈电压。电反馈参数提供关于交流(ac)输出v
out
的信息，并且可以包括谐振电路12的电容器两端的电压。
46.开关网络11和谐振回路转换器12的适当实施例在现有技术中是众所周知的，尽管稍后将描述适当的实施例。
47.一般而言，开关网络11在第一开关输出节点sn1处将输出11a提供到谐振回路转换器12，该输出由谐振回路转换器用于生成交流(ac)输出v
out
。由开关网络在输入v
in
处的电压与接地或参考电压gnd之间切换在第一开关输出节点sn1处的输出11a。
48.类似地，谐振回路转换器典型地包括llc电路，并且可以另外被称为llc回路转换器。
49.采样电路13获得电反馈参数v
fb
(“经采样的反馈参数”)的样本v
cs
。这在采样的时间处被执行。获得反馈参数样本的方法对于技术人员而言是众所周知的，正如能够获得这样的样本的部件或电路一样。
50.采样电路13可以旨在例如每当开关网络的开关从闭合状态移动到断开状态或从断开状态移动到闭合状态时重复地对电反馈参数v
fb
进行采样。
51.谐振逆变器还包括控制电路14，该控制电路控制开关网络11(即开关网络内的开关)的操作。控制电路14对由采样电路13获得的电反馈参数v
fb
的样本v
cs
做出响应。控制电路14生成用于控制开关网络11的操作的开关驱动信号s
dr
。
52.开关驱动信号s
dr
可控制地处于“高”状态和“低”状态之间(例如分别为5v/3.3v和0v，尽管其它值被考虑)。低状态指示期望在第一开关输出节点处的输出等于输入v
in
，而高状态指示期望在第一开关输出节点sn1处的输出等于接地/参考电压(或反之亦然)。
53.作为示例，电反馈参数v
fb
可以与参考反馈参数v
ref
(例如参考电压)进行比较，并且用于控制开关驱动信号s
dr
的频率或时间段(并且因此控制由开关网络11执行的开关的频率或时间段)。如技术人员已知的，控制开关的频率控制提供给由包含谐振逆变器的谐振转换器驱动的负载的电压/电流，即交流电输出v
out
的参数。
54.响应于诸如谐振回路电路12的电容器两端的电压的电反馈参数来控制开关网络
11的其它方法在现有技术中是众所周知的。ep3414824a1是描述适当的控制方法的文档的一个示例。
55.由于采样电路13可以重复地或迭代地采样电反馈参数，因此控制电路可以重复地或迭代地控制开关网络的操作(即，提供反馈环路系统)。
56.控制电路14经由开关驱动器15控制开关网络的操作。具体地，控制电路14控制开关网络的开关的导电性，以便限定开关网络的开关周期。开关驱动器15包括驱动开关网络内的开关切换的必要部件。开关驱动器15可以包括例如电平移位器和栅极驱动器。
57.采样时间(即采样电路13对电反馈参数v
fb
进行采样的时间)取决于开关驱动信号s
dr
的变化，例如从高状态到低信号的切换。作为示例，采样电路13可以响应于检测到开关驱动信号s
dr
的边沿而对电反馈参数进行采样。
58.更具体地，当开关驱动信号指示开关网络将第一开关输出节点处的电压从接地/参考电压gnd切换到输入电压v
in
时，采样电路13可以响应于检测到开关驱动信号s
dr
的边沿而对电反馈参数v
fb
进行采样。
59.在另一示例中，当开关驱动信号指示开关网络将第一开关输出节点处的电压从输入电压v
in
切换到接地/参考电压gnd时，采样电路13可以响应于检测到开关驱动信号s
dr
的边沿而对电反馈参数进行采样。
60.然而，本发明人已经认识到，期望响应于开关网络的输出的变化(即，第一开关输出节点sn1处的电压的变化)而获得电反馈参数v
fb
的样本。这使得控制电路能够以逐周期的方式动态地调整开关网络的开关频率。这改进了整个谐振逆变器的功率因数。
61.具体地，控制电路可以适于控制开关网络，使得(经校正的)采样的v
cs
电压随时间的曲线产生完美的(正的)正弦波形。这可以参考市电ac输入来执行，例如使得采样的vcs电压的曲线的频率与市电输入的频率匹配。由于这些经采样的反馈参数表示从市电提取的能量(电流)的幅度，所以这继而意味着正弦输入电流，如所期望的，以满足pf要求。
62.相反，如果控制电路依赖于在切换开关驱动信号s
dr
的时间处的电反馈参数采样值，则控制电路的操作将基于错误的反馈参数。通过准确地确定在控制电路的实际值输出切换的时间处的反馈参数，可以通过经由控制电路的适当控制来改进谐振逆变器的功率因数。
63.不期望直接响应于控制电路的输出的变化而对电反馈参数进行采样，因为输入v
in
可能接近于零(例如，如果输入信号v
in
仅仅是来自市电ac电源的整流输入)。这将使得难以检测控制电路的输出从接地到v
in
的变化的斜率(因为当输入信号v
in
接近于零时该变化可能是难以察觉的)。
64.有几个原因期望对电反馈参数进行采样以反映当执行(在sn1处)开关网络的输出变化时的值。
65.首先，开关网络的输出的变化标记了内部谐振回路状态转变，其涉及由谐振回路电路传递到其输出的能量。因此，通过获得反映节点sn1变化的时间的反馈参数值，获得对能量传递的更好更精确的控制，其转化为对改进的pfc的市电输入(即，关于其的控制)的更好跟踪(例如，与获得当开关驱动信号s
dr
变化时反馈参数的值相比较)。
66.此外，与节点sn1处的值变化的时间相比较，当开关驱动信号s
dr
变化时v
fb
的信号幅度可能较低。具体地，在市电的过零点附近，当开关驱动信号变化时v
fb
电压如此接近零，
并且有时甚至可能变为负，这使得测量更加困难。可以添加v
fb
感测/测量电路中的偏移以便能够测量负值。因此，可以预期更多的误差，例如由于低幅度的干扰/由于偏移等引起的测量误差。在节点sn1处的值变化(即开关元件对开关驱动信号s
dr
做出响应)的时间处的采样具有较少的前述缺点，即v
fb
信号幅度较大，不会变为负，并且将可能得到比在开关驱动信号s
dr
变化的时间处采样的相同信号更准确的测量的输入信号，该输入信号馈送给控制器。
67.因此，存在的问题是：如何准确地获得在控制电路的输出切换(例如，从接地电压gnd切换到输入电压v
in
)时间处的电反馈参数的值。
68.本发明人已经通过确定在谐振逆变器的操作期间的时间延迟的值来解决该问题。这实现了对经采样的反馈参数的逐周期校正，从而提供用于控制开关网络的操作的更准确的反馈参数。
69.本发明人也已经认识到，延迟时间tdelay作为电反馈参数v
fb
的量值的函数而变化，其继而取决于提供给谐振逆变器的输入电压v
in
的量值。对于较低输入电压v
in
，该延迟小于对于较高输入电压的情况。通过确定在谐振逆变器的操作期间的时间延迟，可以获得时间延迟的当前(可变)值，并且由此用于更准确地控制开关网络的切换。
70.定时模块16适于确定输出开关驱动信号s
dr
的控制电路14与由开关网络11响应于开关驱动信号s
dr
而提供的输出之间的时间延迟。该延迟是由例如通过开关驱动器15和/或开关网络11或谐振电路12中的(寄生)电容的传播延迟引起的，该传播延迟减慢了由开关网络提供的输出对开关驱动器信号s
dr
的变化的响应。稍后将更详细地解释这些延迟。
71.定时模块16监测谐振逆变器的部件或参数以便确定时间延迟，稍后还将描述其适当的实施例。谐振逆变器的参数的示例是节点sn1处存在的电压。
72.采样电路13适于响应于由定时模块确定的时间延迟的值而修改所获得样本的值或采样时间。这是为了在开关网络11的输出已经对开关驱动信号s
dr
的变化做出响应的时间处(即，考虑时间延迟)获得等效于或表示电反馈参数值的值而执行的。
73.换句话说，应当理解，时间延迟可以是可变的，使得采样电路可以动态地适于对时间延迟的变化做出响应。
74.在简单的实施例中，采样时间可以被所确定的时间延迟而延迟，使得当开关驱动信号s
dr
已经对开关驱动信号s
dr
的变化做出响应时对电反馈参数进行采样。
75.在另一实施例中，经采样的反馈参数v
cs
的值通过电压变化值dv
cs
修改(例如，它们被求和)，以获得表示在开关网络的输出已经对开关驱动信号s
dr
的变化做出响应的时间处的电反馈参数值的值。电压变化值dv
cs
对时间延迟做出响应。
76.可以使用以下公式来计算电压变化值dv
cs
：
[0077][0078]
其中t
delay
表示所确定的时间延迟，v
cs_peak
表示电反馈参数的峰值，并且t
s_ctrl
表示开关网络(其由控制电路14控制)的开关周期。
[0079]
逆变器1还可以包括适于确定电反馈参数的峰值(即最大值)的峰值测量模块17。峰值测量模块的适当示例对技术人员来说将是众所周知的。
[0080]
通过以这种方式修改先前采样的电压，在谐振逆变器中当前没有发生开关动作的
时刻由采样电路对电反馈参数进行采样。因此，不存在可能影响电反馈参数的值的干扰/只有可忽略的干扰(例如，噪声或电流注入)。然后可以使用额外输入(例如，电反馈参数的峰值和开关周期)来补偿经采样的反馈参数，从而修改经采样的值，使得其反映电反馈参数的值，就好像其在与第一开关输入节点sn1(其可能具有干扰)处的上升沿一致的延迟目标时刻处被采样一样。以这种方式，获得针对目标时刻并且具有正确电平的干净反馈参数。
[0081]
换句话说，所提出的方法提供了经采样的反馈参数，该参数反映了在开关网络的输出变化的点处的电反馈参数的样本。
[0082]
采样电路13和控制电路14可以被集成到同一部件(例如微控制器或微处理器)中。
[0083]
定时模块16可能无法确定开关驱动信号的最近变化与开关网络的输出的变化之间的时间延迟。例如，当v
in
的电压幅度极低或为零(这将导致开关网络的输出也极低或为零)并且开关网络的输出的斜率检测失败时，这可能发生。
[0084]
在这种情况下，最近获得的时间延迟(例如，在切换的前一周期中)可以用于修改采样时间或经采样的电反馈参数的值。
[0085]
虽然未示出，但是谐振转换器1还可以包括ac输入和ac整流器。ac输入可以例如包括用于连接到市电电源的连接。ac整流器对由ac输入提供的信号进行整流，以供应作为到谐振逆变器的输入v
in
。
[0086]
图2是示出用于在本发明的实施例中使用的、在谐振转换器20的上下文中的开关网络21和谐振回路电路22的电路图。图2示出了用于使用谐振回路电路22的交流输出v
out
来提供dc输出v
bus
的谐振转换器20的其他部件。
[0087]
虽然技术人员将容易理解谐振转换器20的操作，但是为了清楚起见，下文将提供简要描述。
[0088]
开关网络21包括串联连接在(在输入节点n1处提供的)输入电压v
in
与接地或参考电压gnd之间的第一开关s1和第二开关s2。因此，第一开关s1是第一高侧开关，第二开关s2是第一低侧开关。第一开关输出节点sn1提供谐振回路电路的输出。
[0089]
第一开关s1和第二开关s2的操作由控制电路(未示出)控制，例如经由开关驱动器(也未示出)，如技术人员众所周知的。
[0090]
谐振回路电路22是llc回路电路，尽管也设想到其它示例。这里的谐振回路电路包括串联连接以形成串联谐振回路ls,cs的谐振电感器ls和谐振电容器cs。谐振回路电路22还包括由第一/初级侧电感器lm(与谐振电感器ls和谐振电容器cs串联连接)和第二/次级侧电感器(形成为两个子电感器l21、l22)形成的变压器。谐振电感器ls、谐振电容器cs和第一侧电感器lm形成llc回路电路的llc电路，如本领域中众所周知的。如技术人员将意识到的，术语“电感器”在此与术语“绕组”同义地使用。
[0091]
由第一侧电感器lm在第二侧电感器l21、l22中感应的电流(即，由谐振回路电路输出的交变信号)由输出整流器d1、d2整流。这里，输出整流器是具有全波整流的中心抽头输出整流器，尽管这可以由桥式整流器来替代(对于该桥式整流器来说不需要中心抽头，即第二侧电感器l21、l22可以是一个连续的电感器)。
[0092]
经整流的输出由平滑电容器c
bus
平滑，从而提供用于给负载r
load
供电的基本dc电压。负载r
load
可以例如包括led装置，该led装置例如由一个或多个串或一个或多个led形成。
[0093]
应当注意，负载r
load
可以是电阻性的(如图所示)。然而，技术人员将意识到，其他负载类型可以用作负载r
load
，例如，连接到另一电阻负载的第二开关模式转换器(诸如具有连接到其输出的led负载的降压转换器)，其实际上用作恒定功率负载。其它负载类型可以包括恒流负载或恒压负载。
[0094]
技术人员将意识到，开关网络21、谐振回路电路22、输出整流器d1、d2和平滑电容器c
bus
的配置意味着串联谐振回路ls,cs和负载r
load
(连接到v
bus
)一起实际用作分压器。
[0095]
谐振回路ls,cs的阻抗将响应于在第一开关输出节点sn1处提供的信号的频率变化而变化，第一开关输出节点本身对第一开关s1和第二开关s2的开关频率做出响应。因此，控制电路(未示出)可以通过调节开关网络(即第一开关和第二开关)的开关频率来控制输出到负载r
load
的电压/电流。
[0096]
通常，操作开关网络21，使得第一开关输出节点sn1处的信号的占空比大约为50％。还已知控制电路在切换第一开关与切换第二开关(当变化第一开关输出节点sn1处的值时)之间引入预定延迟(另外称为“非重叠时间”或“停滞时间”)以防止输入v
in
短接到接地/参考电压gnd。
[0097]
实际上，图2示出了半桥串联谐振逆变器的典型或已知示例。其它适当的谐振逆变器对于技术人员来说是已知的，例如全桥串联谐振逆变器、半桥并联谐振逆变器和全桥并联谐振逆变器。
[0098]
谐振回路电路22的谐振电容器cs两端的电压可以用作电反馈参数v
fb
。控制电路可以跟踪该电压，以便提供通过谐振回路电路的平滑振荡电流，例如匹配市电电流，以改进整个谐振转换器的功率因数。这样的步骤将是技术人员已知的。
[0099]
图3示出了开关网络31的备选实施例，例如替代图2中示出的开关网络21。
[0100]
开关网络与先前描述的开关网络的不同之处在于还包括串联连接在输入节点n1(提供输入电压v
in
)与接地或参考电压gnd之间、的作为第二高侧开关的第三开关s3和作为第二低侧开关的第四开关s4。第二开关输出sn2由位于第三开关与第四开关之间的节点限定。
[0101]
谐振回路电路22然后连接在第一开关输出sn1与第二开关输出sn2之间。谐振电容器cs两端的电压仍然可以用作电反馈参数v
fb
。
[0102]
实际上，图3示出了全桥串联谐振逆变器的典型或已知示例。
[0103]
图4示出了控制电路44、开关驱动器45和开关网络41，用于更好地理解开关驱动信号s
dr
的变化与开关网络41的输出v
sn1
的响应之间的时间延迟的原因。
[0104]
开关网络41在此包括串联连接在输入节点n1与接地或参考电压gnd之间的第一开关s1和第二开关s2。第一开关输出节点sn1被限定在第一开关与第二开关之间。
[0105]
开关驱动信号s
dr
具有从控制电路的输出通过开关驱动器和开关s2到第一开关输出节点sn1的传播延迟路径。因此，根据以下公式，第一开关输出节点处的响应与执行开关动作“断开”的指令的输出相比较被延迟取决于谐振回路电流i
sn1
的瞬时幅度和连接到节点sn1的任何(多个)电容器的(寄生)电容值c
sn1
：
[0106]
[0107]csn1
电容值可以是部分寄生的(例如，作为s1和s2两者的漏极-源极电容的一部分)和/或部分作为在节点sn1处(外部)放置的电容器物理地存在(未示出并且不是必需的)。
[0108]
因为v
sn1
的斜率因此不是随时间恒定的(由于谐振回路电流i
sn1
的瞬时幅度)，所以可以观察到不同的“延迟”，例如对于“陡斜率”，与更“平缓的斜率”相比，该延迟较小。
[0109]
可以通过在用于第一开关s1的控制信号与用于第二开关s2的控制信号之间引入延迟来引入额外的有意延迟。可以提供此延迟以防止输入v
in
经由第一开关和第二开关连接到接地/参考电压gnd。然而，应注意，如果开关驱动信号s
dr
在生成用于另一开关的对应控制信号之后变化，则在开关驱动信号s
dr
与输出的对应变化之间将不存在该延迟。
[0110]
如前所述，响应于开关网络的开关的期望电导率的变化，即开关驱动信号s
dr
的变化，执行对电反馈参数v
fb
的采样。
[0111]
图5示出了开关驱动信号s
dr
的变化与第一开关输出节点sn1处的信号s
sn1
的变化之间的时间延迟t
delay
。图5还绘出了在该时间段内的电反馈参数v
fb
的曲线。
[0112]
可以看出，开关驱动信号s
dr
在时间t1处变化，并且第一开关输出节点sn1处的电压在稍后的时间t2处变化(该变化被限定为在斜率的50％处发生)。因此，存在等于t2－t1的时间延迟t
delay
。这导致在信号s
sn1
变化的时间处的电反馈参数与发出变化第一开关输出节点的指令s
dr
的时间处的电反馈参数之间存在显著差异dvcs。差值dvcs是当信号s
sn1
变化时的点处的电反馈参数v
fb
的电压v2和当开关驱动信号s
dr
变化时的点处的电反馈参数v
fb
的电压v1之间的差。
[0113]
先前已经解释了延迟时间tdelay如何作为电反馈参数v
fb
的量值的函数而变化，其继而取决于提供给谐振逆变器的输入电压v
in
的量值。对于较低的输入电压v
in
，该延迟比对于较高的输入电压小。
[0114]
输入电压v
in
可以不是恒定电压源。例如，输入电压v
in
可以是整流的市电电压(即，作为时间的函数而变化)。因此，输入电压v
in
的量值可以作为时间的函数而变化(与市电电压同步)。这意味着对于v
in
的不同值，延迟时间tdelay将随时间变化。因此，实施例优选地连续更新所计算的延迟时间。
[0115]
图6是示出输入电压v
in
的量值(x轴，以伏特为单位测量)与时间延迟t
delay
的长度(y轴，以秒为单位测量)之间的所确定的关系的示图。可以看出，在低输入电压处，时间延迟最初是高的，在中等范围电压处下降，然后在高范围电压处再次上升。
[0116]
将理解，如果输入电压的量值和时间延迟的长度之间的关系是已知的，则时间延迟t
delay
的长度可以通过直接测量输入电压v
in
的幅度并对所测量的幅度应用函数来确定。
[0117]
因此，尽管未示出，但是定时模块可以包括输入监测电路，该输入监测电路适于确定在输入节点处接收的输入电压并基于所确定的输入电压来计算时间延迟。
[0118]
图7示出了用于在本发明的实施例中使用的定时模块76。定时模块76被示出在谐振逆变器的其他部件的上下文中。
[0119]
定时模块76包括：斜率检测电路76a，其适于检测第一开关输出节点sn1处的电压的斜率并响应于检测到的斜率而生成斜率信号s
slope
。
[0120]
定时模块76还包括：定时器76b，其适于对开关驱动信号指示(由控制电路14生成的)变化的时间与检测到的斜率被检测到的时间之间的差进行定时。开关驱动信号指示第一开关输出节点的变化的时间将从控制电路14获知。例如，控制电路可以在其变化开关驱
动信号s
dr
的点处生成用于定时器76b的触发。
[0121]
定时模块76由此实际上通过直接测量来确定时间延迟。
[0122]
图7还示出了用于捕获电反馈参数的最大值的峰值测量模块17。
[0123]
在一个简单的示例中，在电反馈参数是电压信号的情况下，峰值测量模块可以包括串联连接在电反馈参数和接地/参考电压之间的二极管和大电容器(例如～100pf)。二极管的阳极可以连接到电反馈参数，而阴极连接到大电容器的一侧。因此，电容器两端的电压将等于电反馈参数的峰值。
[0124]
其他适当的示例对于技术人员来说将是显而易见的，例如，处理器适于迭代地对电反馈参数进行采样并选择电反馈参数的最大采样值作为电反馈参数的最大值。为了改进准确度，这种方法可以是优选的。
[0125]
因此，可以使用模拟或数字部件来实现峰值测量模块17。
[0126]
在任何前述实施例中，可以使用谐振转换器/逆变器的不同部件来分布或实现不同的元件。例如，单个微处理器可以包含控制电路、采样电路和定时模块的一些或全部元件。
[0127]
图8示出了根据实施例的转换方法800。
[0128]
转换方法800包括在输入节点处接收用于转换的输入的第一步骤801。
[0129]
转换方法800还包括操作连接到输入节点的开关网络的第二步骤802，该开关网络包括至少第一开关和第二开关，其中第一开关输出由位于第一开关与第二开关之间的节点限定。
[0130]
转换方法800还包括从耦合到第一开关输出的谐振回路电路提供电反馈参数的第二步骤802。
[0131]
转换方法800还包括在采样时间处对由谐振回路电路提供的电反馈参数进行采样的第三步骤803。
[0132]
转换方法800还包括根据经采样的电反馈参数来生成开关驱动信号的第四步骤804，该开关驱动信号指示第一开关和第二开关的期望开关状态。
[0133]
转换方法800还包括响应于栅极驱动信号而控制第一开关和第二开关的开关状态的第五步骤805，其中第一开关和第二开关的开关状态的变化引起第一开关输出的变化。
[0134]
转换方法800还包括确定开关驱动信号的变化与第一开关输出的对应变化之间的时间延迟的第六步骤806。
[0135]
采样时间取决于开关驱动信号的变化，并且对电反馈参数进行采样的步骤包括根据时间延迟来调节采样时间和/或经采样的电反馈参数的值。
[0136]
技术人员将能够容易地调整上述方法以适当地执行转换，从而实现任何本文所述的构思，例如参考图1到7所描述的。
[0137]
技术人员将能够容易地开发用于执行任何本文所述的方法的处理系统。因此，流程图的每个步骤可以表示由处理系统执行的不同动作，并且可以由处理系统的相应模块执行。
[0138]
因此，实施例可以利用处理系统。处理系统可以以许多方式利用软件和/或硬件来实现，以执行所需的各种功能。处理器是采用一个或多个微处理器的处理系统的一个示例，微处理器可以使用软件(例如，微代码)来编程以执行所需的功能。然而，处理系统可以在采
用或不采用处理器的情况下实现，并且还可以被实现为执行一些功能的专用硬件与执行其它功能的处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关联的电路)的组合。
[0139]
可以在本发明的各种实施例中采用的处理系统部件的示例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(asic)和现场可编程门阵列(fpga)。
[0140]
在各种实现中，处理器或处理系统可以与诸如易失性和非易失性计算机存储器(诸如ram、prom、eprom和eeprom)的一个或多个存储介质相关联。存储介质可以编码有一个或多个程序，当在一个或多个处理器和/或处理系统上运行时，该程序执行所需的功能。各种存储介质可以固定在处理器或处理系统内，或者可以是可传输的，使得其上存储的一个或多个程序可以被加载到处理器或处理系统中。
[0141]
将理解，所公开的方法优选地是计算机实现的方法。因此，本文还提出了计算机程序的构思，该计算机程序包括用于当所述程序在诸如计算机的处理系统上运行时实现任何所述的方法的代码模块。因此，根据实施例的计算机程序的代码的不同部分、行或块可以由处理系统或计算机运行以执行任何本文所述的方法。在一些备选实现中，框中指出的功能可以不按照图中指出的顺序发生。例如，根据所涉及的功能，连续示出的两个框实际上可以基本上同时运行，或者这些框有时可以以相反的顺序运行。
[0142]
通过研究附图、说明书和所附权利要求书，本领域技术人员在实践要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中记载的若干项目的功能。在相互不同的从属权利要求中记载了某些措施的仅有事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。如果上面讨论了计算机程序，则它可以被存储/分布在适当的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供的光学存储介质或固态介质，但是也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线电信系统。如果在权利要求书或说明书中使用术语“适于”，则应注意，术语“适于”旨在等同于术语“被配置为”。权利要求书中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。