[發(fā)明專利]功率變換器、限流單元、控制電路及相關控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310268873.6
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103312200A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 李伊珂
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/335;H02H7/125
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

1.一種功率變換器，包括：

輸入端，用于接收輸入電壓；

輸出端，用于提供輸出電壓；

開關單元，至少包括主開關，基于脈沖寬度調制信號進行導通和關斷切換以調整占空比，將輸入電壓轉換為所述輸出電壓，其中所述主開關的導通和關斷切換產生開關電流；

感性儲能元件，用于在主開關導通時耦接至輸入端并儲存能量，并在主開關關斷時耦接至輸出端以釋放能量，其中所述感性儲能元件儲存和釋放能量時產生電感電流；

容性儲能元件，耦接輸出端，用于對輸出電壓濾波；以及

控制電路，接收表征輸出電壓的反饋信號、表征開關電流或電感電流的第一電流采樣信號、表征輸出電壓的期望值的參考信號和表征開關電流或電感電流的峰值最大值的第一限流閾值，并基于該反饋信號、第一電流采樣信號、該參考信號和該第一限流閾值提供脈沖寬度受調制的所述脈沖寬度調制信號至開關單元；其中該控制電路將第一電流采樣信號疊加斜坡補償信號后提供第二電流采樣信號，將第一限流閾值疊加表征占空比的閾值補償信號后提供第二限流閾值，并將第二電流采樣信號與第二限流閾值比較以輸出第二比較信號，所述脈沖寬度調制信號在第二電流采樣信號大于第二限流閾值時基于第二比較信號將主開關關斷。

2.根據(jù)權利要求1的開關型功率變換器，其中，所述第二限流閾值隨占空比增大而增大，隨占空比減小而減小。

3.根據(jù)權利要求1的開關型功率變換器，其中，所述控制電路還用于將反饋信號與參考信號進行運算以提供表征該反饋信號與該參考信號之差值的差值放大信號，并將第二電流采樣信號與該差值放大信號比較以輸出第一比較信號；所述控制信號在第二電流采樣信號小于第二限流閾值時基于第一比較信號將主開關關斷。

4.根據(jù)權利要求3的開關型功率變換器，其中，所述控制電路將第一比較信號和第二比較信號進行“或”組合運算以提供關斷觸發(fā)信號，并基于關斷觸發(fā)信號和時鐘信號提供脈沖寬度調制的所述脈沖寬度調制信號，該脈沖寬度調制信號基于時鐘信號控制主開關導通，基于關斷觸發(fā)信號控制主開關關斷；其中“或”組合運算指當?shù)诙娏鞑蓸有盘栃∮诘诙蘖鏖撝禃r，關斷觸發(fā)信號包括第一比較信號，當?shù)诙娏鞑蓸有盘柎笥诘诙蘖鏖撝禃r，關斷觸發(fā)信號包括第二比較信號。

5.根據(jù)權利要求1的開關型功率變換器，其中，所述控制電路包括限流單元，該限流單元包括：

閾值補償電路，用于接收所述第一限流閾值和所述閾值補償信號，并將該第一限流閾值和該閾值補償信號疊加，以提供第二限流閾值；和

限流比較電路，用于接收所述第二電流采樣信號和所述第二限流閾值，并將該第二電流采樣信號與該第二限流閾值比較以提供所述第二比較信號；其中，當所述第二電流采樣信號大于所述第二限流閾值時，所述第二比較信號觸發(fā)所述脈沖寬度調制信號將所述主開關關斷；當所述第二電流采樣信號小于所述第二限流閾值時，所述第二比較信號不觸發(fā)所述脈沖寬度調制信號。

6.根據(jù)權利要求5的開關型功率變換器，其中，所述限流單元還包括：

閾值補償信號發(fā)生電路，包括補償系數(shù)調整電路和濾波電路；其中

所述補償系數(shù)調整電路用于接收承載占空比的脈沖寬度調制信號，并響應于該脈沖寬度調制信號施加補償系數(shù)，以提供系數(shù)調整信號，該系數(shù)調整信號承載所述補償系數(shù)和所述占空比；以及

所述濾波電路用于接收所述系數(shù)調整信號，并將該系數(shù)調整信號濾波以提供表征該系數(shù)調整信號平均值的所述閾值補償信號，該閾值補償信號與所述補償系數(shù)成比例。

7.根據(jù)權利要求1的開關型功率變換器，其中，所述控制電路包括斜坡補償單元，該斜坡補償單元接收所述第一電流采樣信號和所述斜坡補償信號，并將該第一電流采樣信號和該斜坡補償信號疊加，以提供所述第二電流采樣信號。