[發明專利]用于開關式電源裝置的數字IC控制器

無效

• 申請號: 201080060591.1
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN102714461A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 馬丁·弗朗茨;海科·沙爾
• 申請（專利權）人: 愛爾伯電子醫療設備公司
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張華卿;王漪

本發明涉及一種根據權利要求1的前序的數字IC控制器。

在此討論的IC控制器類型一般是已知的。也稱為開關式電源的開關式電源裝置（例如回掃變換器、正向變換器或升壓控制器和降壓控制器）需要這樣一種IC控制器以便驅動功率半導體例如FET或IGBT。由于IC控制器通常控制功率半導體的柵電壓，因此它也稱為“柵驅動器”。功率因數校正器（PFC）也通常需要IC控制器。此外，電源裝置的電流和電壓分布旨在受在此所討論的一種控制器類型的控制。

上面描述的IC控制器類型從模擬技術是充分已知的。然而，該模擬控制器類型具有一些缺點。特別地，由部件公差導致的變化在其中發生。結果，具有由模擬部件配置的控制器變得不穩定的風險。此外，該模擬控制器類型在電路方面特別復雜。特別地，取決于應用，必須提供10到30個額外的部件，當然也必須確定這些額外的部件的尺寸。此外，僅可用更大困難實現功能性，例如因為功率或溫度限制而限制輸出電壓，所謂的“降額”。實現功率因數校正器（PFC=功率因數校正器）需要例如倍增器。此外，倍增器具有必須由外部電路互連考慮在內的電路不適宜性。

此外，在產品壽命期間，濾波器或控制器常量中的改變經常意味著改變電路板的布局，這是應避免的。

因此，本發明的目標是為開關式電源裝置提供一種IC控制器，該IC控制器以一種簡單方式構造并容許快速訪問開關式電源裝置。

為實現該目標，在此提出了包括權利要求1的特征的一種數字IC控制器。

根據本發明的用于開關式電源的數字IC控制器包括多個輸入端和多個輸出端并也包括一個數字接口。可以通過一個配置裝置來配置IC控制器，其方式為使得通過配置裝置預配置的控制器和濾波器單元以及進一步的功能被選擇和參數化并通過數字接口傳送到IC控制器，該配置優選被永久存儲在所述IC控制器中。

優選地，數字IC控制器具有以下輸入接口：

-實際電壓（VACTUAL）；

-實際電流（IACTUAL）；

-電源系統電壓（VLINE）；

-溫度（TEMP）；

-用于晶體管開關邊緣的同步接口（SYNC_IN，SYNC_OUT）；

-操作使能接口（ENABLE），以及

-配置接口（CONF）。

此外，數字IC控制器優選具有至少一個以下輸出接口：

-功率半導體的柵信號（A，/A，B，/B）；

-錯誤/狀態消息（/ERR），以及

-設定點電流（ISETP）。

在此提出的用于開關式電源裝置的數字IC控制器與這種類型的IC控制器的模擬實施方案相反有利地使之有可能通過外部配置裝置來配置IC控制器。因此，沒有必要對其進行編程。輸入接口和輸出接口的有限數目進一步提供了IC控制器的一種特別簡單的設計。優選地，IC控制器在電流模式操作中操作。此外，優選地假定配置裝置在PC上存儲為計算機程序，并且這樣容許由開發者簡單訪問圖形用戶接口，通過該圖像用戶接口可以用一種簡單方式來改變參數。因此優選地不對IC控制器進行編程，而是專門可配置的，以便開發者不需要執行IC的編程。配置裝置的簡單操作足夠對IC控制器做出改變，特別是選擇和參數化所預配置的控制器和濾波器單元以及進一步的功能。優選地，IC控制器用于驅動開關式電源裝置。由開發者通過配置裝置執行的配置設定如上所述經數字接口被傳送到IC控制器并優選地永久存儲在那里。可以通過配置裝置執行IC控制器的多樣配置。被設定的可能參數特別地為：

-電路類型；

-開關頻率或帶寬；

-PWM調制限制；

-濾波器時間常數；

-控制器配置，特別是時間常數；

-電流和電壓的設定點和最大值；

-關斷值；

-軟起動配置；

-功率和溫度限制（降額）；

-額外輸出的配置；

-電源電壓監控的配置；

-消隱模式的配置。

本發明參考單一附圖在下面更詳細解釋。

附圖示出了一個純示例性電源裝置1的示意圖示。該電源裝置類型的功能是充分已知的，并將因此不在本情況下更詳細解釋。關鍵是為驅動開關元件2特別是在此被實現為MOSFET的功率半導體，必須通過一個合適IC控制器3來影響驅動。為此目的，IC控制器3的輸出端A1、B1、A2、B2被連接到電源裝置1的功率半導體或（MOS）FET的柵極端子的輸入端。