[發(fā)明專利]用于功率轉(zhuǎn)換器的控制器及其操作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310323454.8
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103872895A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·錢德拉塞卡蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 電力系統(tǒng)技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02M1/44
• 分類號: H02M1/44
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及功率電子裝置，并且更具體地涉及一種用于功率轉(zhuǎn)換器的控制器及其操作方法。

背景技術(shù)

開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器(也稱為“功率轉(zhuǎn)換器”)是將輸入電壓波形轉(zhuǎn)換成指定的輸出電壓波形的功率供應(yīng)或者功率處理電路。功率因數(shù)校正(“PFC”)功率轉(zhuǎn)換器包括功率鏈，該功率鏈具有一般跟隨有調(diào)節(jié)和隔離級的PFC級。功率轉(zhuǎn)換器耦合至電功率源(交流(“ac”)功率源)并且提供直流(“dc”)輸出電壓。PFC級接收(來自ac功率源的)ac輸入電壓的整流變型并且提供dc母線電壓。調(diào)節(jié)和隔離級采用母線電壓以向負載提供dc輸出電壓。可以采用包括PFC級以及調(diào)節(jié)和隔離級的功率轉(zhuǎn)換器以構(gòu)造“ac適配器”以從ac功率源向筆記本計算機等提供dc輸出電壓。

與功率轉(zhuǎn)換器關(guān)聯(lián)的控制器通過控制功率轉(zhuǎn)換器中采用的功率開關(guān)的導(dǎo)通時段來管理功率轉(zhuǎn)換器的操作。一般而言，控制器耦合于輸入與輸出之間或者耦合至與內(nèi)部特性關(guān)聯(lián)的端子，諸如反饋回路配置(也稱為“控制回路”或者“閉合控制回路”)中的功率轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部母線電壓。

常常用兩個交錯的升壓開關(guān)調(diào)節(jié)器構(gòu)造PFC功率轉(zhuǎn)換器，該電路配置時常被采用以減少輸入和輸出紋波電流以及為了滿足電磁干擾要求而需要的濾波器的大小。也通常采用平均電流模式控制以調(diào)節(jié)諸如其內(nèi)部母線電壓或輸出電壓的功率轉(zhuǎn)換器特性。控制升壓開關(guān)調(diào)節(jié)器中的電流的平均值，諸如升壓電感器中的平均電流，一般產(chǎn)生比控制升壓開關(guān)調(diào)節(jié)器中的電流峰值更好的諧波失真和功率因數(shù)校正性能。

然而，用于控制形成有兩個交錯式升壓開關(guān)調(diào)節(jié)器的PFC功率轉(zhuǎn)換器中的電流平均值的常規(guī)技術(shù)一般在兩個交錯式升壓開關(guān)調(diào)節(jié)器中產(chǎn)生不相等電流。不相等電流生成輸入和輸出紋波電流的更高電平，這降低PFC功率轉(zhuǎn)換器的電磁干擾性能。

因而，在本領(lǐng)域中需要一種在形成有兩個交錯式升壓開關(guān)調(diào)節(jié)器的功率鏈中產(chǎn)生基本上相等電流以避免現(xiàn)有技術(shù)中的缺點的控制器。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)優(yōu)點通常由本發(fā)明的有利實施例實現(xiàn)，這些實施例包括一種用于功率轉(zhuǎn)換器的控制器及其操作方法。在一個實施例中，控制器包括電流感測設(shè)備，該電流感測設(shè)備與交錯式開關(guān)調(diào)節(jié)器的功率開關(guān)的開關(guān)端子串聯(lián)可耦合并且被配置為產(chǎn)生電流感測信號。控制器也包括被配置為根據(jù)功率轉(zhuǎn)換器的特性的函數(shù)產(chǎn)生誤差信號的誤差放大器。控制器也包括被配置為在功率開關(guān)的占空比的中點對電流感測信號采樣并且根據(jù)誤差信號和電流感測信號的函數(shù)調(diào)節(jié)特性的占空比控制器。

前文已經(jīng)相當寬泛地概括本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點以便可以更好地理解本發(fā)明的以下詳細描述。下文將描述本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點，這些特征和優(yōu)點形成本發(fā)明的權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以容易利用公開的概念和具體實施例作為用于修改或者設(shè)計其它結(jié)構(gòu)或者過程的基礎(chǔ)，這些其它結(jié)構(gòu)或者過程用于實現(xiàn)本發(fā)明的相同目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)當認識到，這樣的等效構(gòu)造未脫離如在所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的精神和范圍。

附圖說明

為了更完整理解本發(fā)明，現(xiàn)在參照與附圖結(jié)合的下文描述，在附圖中：

圖1圖示包括控制器的功率轉(zhuǎn)換器的一個實施例的框圖；

圖2圖示包括采用升壓拓撲的示例性功率鏈的功率轉(zhuǎn)換器的一部分的示意圖；

圖3圖示形成有兩個交錯式升壓開關(guān)調(diào)節(jié)器的功率轉(zhuǎn)換器的實施例的示意圖；

圖4圖示圖3的功率轉(zhuǎn)換器的示例操作參數(shù)的圖形表示；

圖5圖示形成有兩個交錯式升壓開關(guān)調(diào)節(jié)器的功率轉(zhuǎn)換器的另一實施例的示意圖；以及

圖6圖示圖5的功率轉(zhuǎn)換器的示例性操作參數(shù)的圖形表示。

在不同圖中的對應(yīng)標號和符號除非另有明示則一般指代對應(yīng)部分并且為了簡潔可以在第一實例之后不再描述。繪制附圖以圖示示例性實施例的相關(guān)方面。

具體實施方式

下文詳細討論當前示例性實施例的實現(xiàn)和使用。然而應(yīng)當理解，本發(fā)明提供可以在廣泛多種具體情形中實施的許多可應(yīng)用的發(fā)明概念。討論的具體實施例僅舉例說明用于實現(xiàn)和使用本發(fā)明的具體方式，并未限制本發(fā)明的范圍。

將關(guān)于具體情形描述實施例，即用于功率轉(zhuǎn)換器的控制器。盡管將在用于形成有兩個交錯式升壓開關(guān)調(diào)節(jié)器的功率因數(shù)校正功率轉(zhuǎn)換器的控制器的環(huán)境中描述實施例，但是可以從諸如功率放大器或者馬達控制器的控制器受益的任何應(yīng)用均在本發(fā)明寬泛的范圍內(nèi)。