[發明專利]用于調節直流電壓變換器的測量電路

有效

• 申請號: 201310569292.6
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103812338B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: A.曼;Q-M.勒;T.舒馬歇爾
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M1/36
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;劉春元

本發明涉及一種用于調節直流電壓變換器（100）的測量電路，具有開關器件（120），與該開關器件并聯的二極管（124），測量和調節單元（130），所述測量和調節單元被設計用于當達到預定義事件時操作開關器件（120），在操作開關器件（120）之后確定和分析該開關器件（120）處的電壓作為特征參量，當所述特征參量位于允許的值范圍之外時改變預定義事件的參數，其中所述允許的值范圍通過并聯的二極管（124）的正向電壓來確定。

技術領域

本發明涉及一種用于調節直流電壓變換器的測量電路、一種對應的直流電壓變換器以及一種用于調節直流電壓變換器的方法。

背景技術

直流電壓變換器如今應用在大量領域中，例如應用在移動電話、通信系統、計算機或者筆記本電腦中。直流電壓變換器在此獲得直流電壓作為輸入電壓并且將該直流電壓變換成更高的或者更低的直流電壓作為輸出電壓。直流電壓變換器確保了，設備的內部運行電壓可以與電池的充電狀態無關地保持恒定或者可以產生相對于電池電壓更高的內部運行電壓。例如在照相器材中可以從比較低的電池電壓中產生具有高得多的電壓的閃光。

直流電壓變換器可以按照極為不同的實施方式構造，但是這些實施方式都根據相同的原理來工作。借助于開關元件、例如晶體管從輸入電壓中提取能量份額。開關元件的接通時間和斷開時間之間的比例在此確定了平均的能量流。在升壓變換器中、也即在達到與輸入電壓相比更高的輸出電壓的直流電壓變換器中，大多將電感連接到輸入電壓。利用每個接通和斷開過程將能量從該電感泵入到輸出電容中。

在共振變換器、即升壓變換器的一種特殊實施方式中，使用共振回路，以便在電流或電壓過零點時接通或斷開開關元件。典型地共振回路由一個電感和一個電容組成的串聯或并聯電路構成。但是所述共振回路也可以具有多個電感和電容。

通過接通開關元件，共振回路被連接到輸入電壓并且被激勵。通過斷開開關元件，電感放電到電容中。如果開關元件在正確時刻被重新接通，則共振回路被重新激勵并且振蕩被維持。借助于傳輸器、例如變壓器，共振回路的能量可以傳輸到輸出電容中。該能量傳輸相應地通過共振回路的周期性激勵來進行，其中該回路被激勵得越頻繁，可以傳輸的功率越多。

通過在共振回路的電流或電壓過零點時的最優開關時刻進行接通或斷開，可以顯著降低開關損耗、無線電干擾以及各個器件的電磁負荷。但是如果接通或斷開不是在電流或電壓過零點期間進行，而是還在共振回路的振蕩階段結束之前進行，則從該共振回路中提取能量、而不是向該共振回路輸送能量，這導致開關損耗、輸出功率降低以及各個器件的電磁負荷提高。對于共振變換器或對于一般的直流電壓變換器，在最優開關時刻來執行接通過程以及斷開過程尤其是有重要意義的。

斷開過程可以在達到電流強度的上閾值時執行。接通過程可以無延遲地或者在達到電流強度或電壓的下閾值之后的固定時間間隔結束之后執行。在此，根據最優開關時刻選擇電壓或電流強度的閾值。在此得出如下問題：開關元件的實際開關時刻由于例如在開關元件的操控和測量值檢測時的不可避免的器件容差和延遲時間而是未知的。也就是不能確保：最優開關時刻和實際開關時刻一致，或者換句話說接通和斷開過程在最優開關時刻發生。

因此值得期望的是，提供一種這樣的可能性，使得直流電壓變換器中的接通和斷開過程可以在最優開關時刻發生。

發明內容

根據本發明提出具有獨立權利要求的特征的用于調節直流電壓變換器的測量電路、用這種測量電路構造的直流電壓變換器以及用于調節直流電壓變換器的方法。有利的構型是從屬權利要求以及下面的描述的主題。

本發明的優點

用于調節直流電壓變換器的本發明測量電路具有開關器件、與該開關器件并聯的二極管、以及測量和調節單元。所述開關器件被設計用于將直流電壓變換器的電感連接到輸入電壓。測量和調節單元負責使開關器件的實際開關時刻與最優開關時刻重合。當測量和調節單元探測到達到預定義事件時，該測量和調節單元操作開關器件。然后，測量和調節單元監視開關器件處的電壓作為特征參量。