具有外部参数检测的功率转换的制作方法_2

文档序号:8530059阅读:来源:国知局
明目的,初级侧电流Iin和次级侧电流122被示为具有相同的峰值。实际上,这些 峰值是成比例的,其中I22p=N21/N22 ^Iinpt5I22p表示次级侧电流的峰值,111^表示初级 侧电流的峰值,且N21/N22表示初级绕组21的绕组的数量N21和次级绕组22的绕组的数 量N22的阻数比(windingratio)。因此,图6中的例证表示N21 =N22的特定情况,或者 示出了被规格化为初级侧电流Ip的峰值的次级侧电流122。
[0037] 控制器10被配置为在连续的驱动周期中驱动电子开关31。参考图6,每个驱动周 期包括导通期和随后的截止期,在导通期中驱动信号GD具有导通该电子开关的导通电平 (on-level),在截止期中驱动信号⑶具有关断该电子开关的截止电平(off-level)。为说 明目的,假定该导通电平对应于高信号电平,且该截止电平对应于低信号电平。一个驱动周 期的总时长Tp由导通期的时长Ton加上截止期的时长Toff给定。导通期时长Ton在下文中 将被称为导通时间(〇n-time),截止期时长Toff在下文中将被称为截止时间(off-time)。
[0038] 参考图6,输入电流Iin在导通时间Ton期间增加,并且在截止时间Toff期间减 少。参考图1,在导通时间期间,电子开关31将变压器的初级绕组21连接至输入端11、12, 在输入端11、12处输入电压Vin可获得。在导通时间Ton期间输入电流Iin的增长的斜率 基本与输入电压Vin的电压电平成比例,并且基本分别与初级绕组21和变压器的电感成反 t匕。在导通时间Ton期间,初级绕组两端的电压V21基本对应于输入电压Vin,且次级绕组 22两端的电压V22基本对应于-N22/N21Vin,其中N21表示初级绕组21的绕组数量,N22 表示次级绕组22的绕组数量。由于次级绕组22两端的电压V22在导通期期间是负的(这 是因为初级绕组21和次级绕组22具有相反的绕组感应),在导通期期间流经次级绕组22 的电流122是0。
[0039] 在截止时间Toff开始时,初级绕组21两端的电压V21以及随后次级绕组22两端 的电压V22反转极性,并且增加直至次级绕组22两端的电压V22基本对应于输出电压Vout 加上整流电路41两端的电压V41。在图4所示的整流电路41中,电压V41基本对应于整流 器元件411的正向电压。在截止时间期间,初级绕组21被退磁,并在导通时间期间将电感 地存储在初级绕组21中的能量分别转移至次级绕组22和输出端13、14。
[0040] 该开关模式功率转换器的输入电压Vout能够通过控制该开关模式电源供应器在 单个驱动周期中的平均输入功率被控制。在一个驱动周期中的平均输入电力Patc由下式给 定:
【主权项】
1. 一种方法,包括: 在连续的驱动周期中驱动开关模式功率转换器中的电子开关,其中在所述驱动周期的 每个周期中驱动所述开关包括在导通期导通所述电子开关,且随后在截止期关断所述电子 开关; 在所述驱动周期的所述导通期期间,测量所述开关模式功率转换器的运行参数,且如 果导通期的时长满足预定义的标准,则存储在导通期中所测得的所述运行参数;以及 如果所述运行参数未被存储持续预定义数量的驱动周期或者预定义的时长,则强制驱 动周期的所述导通期满足所述预定义标准。
2. 如权利要求1所述的方法, 其中如果导通期比预定义的时段长,则导通期满足所述预定义标准。
3.如权利要求1所述的方法, 其中所述运行参数是所述开关模式功率转换器的输入电压。
4.如权利要求3所述的方法, 其中所述开关模式功率转换器包括具有辅助绕组的变压器,以及 其中评估所述运行参数包括评估所述辅助绕组两端的电压。
5.如权利要求4所述的方法, 其中评估所述辅助绕组两端的所述电压包括: 将电流驱入分压器的分接头中,所述分压器与所述辅助绕组被并联连接,从而所述分 压器的第一电阻器两端的电压具有预定义电压,以及 测量所述电流以代表所述辅助绕组两端的所述电压。
6. 如权利要求1所述的方法, 其中所述预定义的时长和驱动周期的所述预定义数量中的一个是固定的。
7.如权利要求1所述的方法, 其中所述预定义的时长和驱动周期的所述预定义数量中的一个是可变的,从而在强制 驱动周期的所述导通期比时长阈值更长之后,其被改变。
8.如权利要求1所述的方法,进一步包括: 在所述导通期未被强制为比时长阈值更长的那些驱动周期中的至少一些周期中,基于 所述开关模式功率转换器的输出信号调节所述导通期的所述时长。
9.如权利要求8所述的方法, 其中基于所述开关模式功率转换器的输出信号调节所述导通期的所述时长包括: 当已经达到导通期的预定义最大时长被时,关断所述电子开关。
10. 如权利要求1所述的方法, 其中所述开关模式功率转换器包括反激式转换器拓扑和升压转换器拓扑中的一种。
11. 如权利要求1所述的方法, 其中所述开关模式功率转换器包括具有辅助绕组的变压器,以及 其中所述方法进一步包括: 评估所述辅助绕组两端的电压,并基于此评估开始所述导通期。
12. -种用于开关模式功率转换器的驱动电路,其中所述驱动电路被配置为: 在连续的驱动周期中驱动所述开关模式功率转换器的电子开关,从而在所述驱动周期 的每个周期中,所述电子开关在导通期被导通,且随后在截止期被关断, 在所述驱动周期的所述导通期期间,测量所述开关模式功率转换器的运行参数,且如 果导通期的时长满足预定义的标准,则存储在导通期中所测得的所述运行参数,以及 如果所述运行参数未被存储持续预定义数量的驱动周期或者预定义的时长,则强制驱 动周期的所述导通期满足所述预定义标准。
13. 如权利要求12所述的驱动电路, 其中如果导通期比预定义的时段更长,则导通期满足所述预定义标准。
14. 如权利要求12所述的驱动电路, 其中所述运行参数是所述开关模式功率转换器的输入电压。
15. 如权利要求14所述的驱动电路, 其中为了评估所述运行参数,所述驱动电路被配置为: 评估变压器的辅助绕组两端的电压。
16. 如权利要求15所述的驱动电路, 其中所述驱动电路被配置为: 将电流驱入分压器的分接头中,所述分压器与所述辅助绕组被并联连接,从而所述分 压器的第一电阻器两端的电压具有预定义电压,以及 测量所述电流以代表所述辅助绕组两端的所述电压。
17. 如权利要求12所述的驱动电路, 其中所述预定义的时长和驱动周期的所述预定义数量中的一个是固定的。
18. 如权利要求12所述的驱动电路, 其中所述驱动电路被配置为,改变所述预定义的时长和驱动周期的所述预定义数量中 的一个,从而其在强制驱动周期的所述导通期比时长阈值更长之后改变。
19. 如权利要求12所述的驱动电路,进一步被配置为 在所述导通期未被强制为比时长阈值更长的那些驱动周期中的至少一些周期中,基于 所述开关模式功率转换器的输出功率调节所述导通期的所述时长。
20. 如权利要求19所述的驱动电路,进一步被配置为 当已经达到导通期的预定义最大时长时,关断所述电子开关。
21. 如权利要求12所述的驱动电路,进一步被配置为 评估变压器的辅助绕组两端的电压,并且基于此评估开始所述导通期。
22. -种开关模式功率转换器,包括: 电子开关;以及 驱动电路,其中所述驱动电路被配置为: 在连续的驱动周期中驱动所述开关模式功率转换器的电子开关,从而在所述驱动周期 的每个周期中,所述电子开关在导通期被导通,且随后在截止期被关断, 在所述驱动周期的所述导通期期间,测量所述开关模式功率转换器的运行参数,且如 果导通期的时长满足预定义的标准,则存储在所述导通期中所测得的所述运行参数,以及 如果所述运行参数未被存储持续了预定义数量的驱动周期或者预定义的时长,则强制 驱动周期的所述导通期满足所述预定义标准。
23. 如权利要求22所述的开关模式功率转换器, 其中所述开关模式功率转换器包括反激式转换器拓扑和升压转换器拓扑中的一种。
24. -种方法包括: 在连续的驱动周期中驱动开关模式功率转换器中的电子开关,其中在所述驱动周期的 每个周期中驱动所述开关包括在导通期导通所述电子开关,且随后在截止期关断所述电子 开关; 在第一运行模式中,基于所述功率转换器的输出信号调节所述导通期; 在第二运行模式中,强制所述导通期比时长阈值水平更高;以及 如果在所述第一运行模式中,导通期未能持续预定义数量的驱动周期或预定义时段满 足预定义标准,则进入所述第二运行模式持续至少一个驱动周期。
25. 如权利要求24所述的方法,进一步包括: 评估所述开关模式功率转换器在所述导通期中的运行参数。
26. 如权利要求25所述的方法, 其中所述运行参数是所述开关模式功率转换器的输入电压。
【专利摘要】依照实施例,一种方法包括在连续的驱动周期中驱动开关模式功率转换器中的电子开关,其中在该驱动周期的每个周期中驱动该开关包括在导通期导通该电子开关且随后在截止期关断该电子开关,和在驱动周期的导通期期间测量该开关模式功率转换器的运行参数,并且如果导通期的时长满足预定义的标准,存储在该导通期中所测得的运行参数。该方法进一步包括如果该运行参数未被存储持续预定义数量的驱动周期或者预定义的时长,则强制驱动周期的导通期满足该预定义标准。
【IPC分类】H02M3-335
【公开号】CN104852582
【申请号】CN201510076515
【发明人】T·辛茨, M·法伦坎普, M·克吕格尔
【申请人】英飞凌科技奥地利有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年2月12日
【公告号】US20150236597
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