[發(fā)明專利]用于控制功率變換器的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010203772.7
• 申請日: 2006-06-16
• 公開（公告）號: CN101888188A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金振河;權(quán)重基;蔡榮敏
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H02M5/44
• 分類號: H02M5/44;H02H7/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 錢大勇

本申請是申請日為2006年6月16日、申請?zhí)枮?00610092594.9、發(fā)明名稱為“用于控制功率變換器的裝置和方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于控制功率變換器的裝置和方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種功率變換器控制裝置及其方法，能夠防止在使用數(shù)字控制方法的高頻功率變換器中由于過電流而導(dǎo)致的燒壞(burnout)和/或由低功率指標(biāo)操作或輸出短路所產(chǎn)生的過電壓。

背景技術(shù)

通常，諸如逆變器的功率變換器使用例如適合于電源的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的半導(dǎo)體器件作為開關(guān)，并且通過間歇通/斷操作來控制輸出電壓的幅度。這里，諸如功率變換器控制裝置的用于控制開關(guān)的間歇操作的裝置可以是模擬的或數(shù)字的。模擬功率變換器控制裝置具有能夠以更快的速度執(zhí)行控制的優(yōu)點。然而，由于模擬功率變換器控制裝置具有固定的電路，所以與數(shù)字功率變換器控制裝置相比，它不能裝備多種功能。

圖1描述了使用功率變換器的系統(tǒng)的例子。它示出了具有使用數(shù)字控制裝置的直流/交流(DC/AC)逆變器30的圖像形成裝置。在圖1中，AC/DC整流器20對電源電壓進行整流且輸出DC電壓，并且DC/AC逆變器30從AC/DC整流器20接收DC電壓，產(chǎn)生高電壓并將高電壓提供給充電輥(charged?roller)40。這里，控制裝置50控制用于控制開關(guān)的間歇操作的門信號(gate?signal)的占空比，以對于增加的瞬時功率控制和功率轉(zhuǎn)換效率，通過使用鎖相環(huán)(PLL)方法，基于諧振頻率將相位裕量(phase?margin)和有效/視在功率比(real/apparent?power?ratio)維持在統(tǒng)一水平。DC/AC逆變器30被配置有環(huán)境檢測模式，用于當(dāng)輸出端短路時檢測最小功率傳輸環(huán)境。如果沒有實現(xiàn)最小功率傳輸條件，則以最大頻率預(yù)掃描門信號。

圖2是說明傳統(tǒng)的功率變換器控制裝置的電路圖。參考圖2，將由功率變換器輸出端的二極管D1至D4、電阻器R1、和電容器C1測量的輸出電壓或輸出電流通過整流和AC/DC轉(zhuǎn)換處理發(fā)送到數(shù)字控制器51。數(shù)字控制器51基于所發(fā)送的信號而輸出用于控制開關(guān)的間歇操作的門信號。

然而，當(dāng)過電流流過用作開關(guān)的MOSFET時，由于輸出短路等，提供開關(guān)或操作功率的主開關(guān)53變熱。熱量的產(chǎn)生使主開關(guān)53被燒壞。使主開關(guān)53達到燒壞所用的時間與能量的量成正比。在使用高容量功率變換器的情況下，主開關(guān)53可以在幾十分鐘或幾十秒內(nèi)燒壞。

在傳統(tǒng)的方法中，通過使用熱敏元件來使開關(guān)或主開關(guān)53不受過電流和/或過電壓產(chǎn)生的熱量的損害。然而，通過熱敏元件或程序來保護主開關(guān)在可靠性上受到限制，并且因為需要絕緣而增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容

因而，本發(fā)明的目的是提供一種功率變換器控制裝置及其方法，能夠保護通過高容量快速開關(guān)而操作的功率變換器免遭過電流和/或過電壓。

依據(jù)本發(fā)明的示例性方面，提供了一種功率變換器控制裝置，該功率變換器控制裝置包括：數(shù)字控制器，基于輸入的控制數(shù)據(jù)而輸出用于控制預(yù)定開關(guān)的間歇操作的門信號；檢測器，響應(yīng)于過電流和/或過電壓的產(chǎn)生而生成檢測信號；以及注冊維持單元(registration?maintenance?unit)，當(dāng)產(chǎn)生檢測信號時用于維持切斷門信號的輸出的狀態(tài)。根據(jù)示例性實現(xiàn)，所述功率變換器控制裝置還包括注冊取消單元(registration?revocation?unit)，用于根據(jù)數(shù)字控制器的控制而取消(revoke)其中切斷門信號的輸出的狀態(tài)。

所述檢測器能夠基于控制二極管的反向電壓特性而產(chǎn)生檢測信號。根據(jù)示例性實現(xiàn)，所述功率變換器控制裝置還包括測量單元，用于測量關(guān)于功率瞬時控制的信息，并將所測量的信息提供為控制數(shù)據(jù)。

依據(jù)本發(fā)明的另一示例性方面，提供了一種用于通過開關(guān)的間歇操作控制功率變換器控制輸出電壓的方法，該方法包括：基于所輸入的控制數(shù)據(jù)，輸出用于控制開關(guān)的間歇操作的門信號；檢測過電流和/或過電壓的生成；以及當(dāng)產(chǎn)生過電流和/或過電壓時維持切斷門信號輸出的狀態(tài)。根據(jù)示例性實現(xiàn)，該方法還包括取消其中切斷門信號的輸出的狀態(tài)。

根據(jù)另一示例性實現(xiàn)，該方法還包括測量與輸出電壓相應(yīng)的信息以及將所測量的信息提供為控制數(shù)據(jù)。

附圖說明

通過參考附圖描述本發(fā)明的某個示例性實施例，本發(fā)明的上述方面和特征將更明顯，其中相似的參考數(shù)字將被理解為指代相似的部分、組件和結(jié)構(gòu)，其中：

圖1是示出使用功率變換器的系統(tǒng)的例子的框圖；

圖2是描述傳統(tǒng)的功率變換器控制裝置的示例性電路圖；