[發明專利]開關模式功率轉換

有效

• 申請號: 201510080309.0
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104852579B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: M·克呂格爾;M·法倫坎普;T·辛茨
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華

1.一種用于操作開關模式功率轉換器的方法，其中所述功率轉換器可操作為以所述功率轉換器中的開關元件的開關頻率將輸入電壓和初級電流轉換為輸出電壓和次級電流；所述方法包括：

定義最小開關頻率閾值和最大開關頻率閾值中的至少一個；

當所述開關元件處于關斷狀態時，檢測所述開關元件上的電壓中出現的谷值；

使用查找表從表示所述功率轉換器的輸出電壓的信號生成峰值電流閾值和表示開關時間周期的開關時間信號；以及

基于所檢測的谷值、所述峰值電流閾值和所述開關時間信號來控制所述開關元件，以用于：

在準諧振模式中，當出現第n個連續谷值時開啟所述開關元件，n是大于或等于1的整數，并且當所述功率轉換器的初級電流達到所述峰值電流閾值時斷開所述開關元件，使得所述開關頻率為以下各項中的至少一項：低于所述最大開關頻率閾值和高于所述最小開關頻率閾值；或者

在強制開關頻率模式中，開啟所述開關元件持續所述開關時間周期以使得所述開關頻率為所述最大開關頻率或所述最小開關頻率。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述最小開關頻率閾值、所述最大開關頻率閾值、所檢測的谷值的數量以及來自所述準諧振模式和所述強制開關頻率模式的開關操作模式中的至少一項根據所述功率轉換器的至少一個參數被控制。

3.根據權利要求2所述的方法，其中所述功率轉換器的所述參數包括所述功率轉換器的負載條件和反饋條件中的至少一個。

4.根據權利要求1所述的方法，其中所述功率轉換器根據所述功率轉換器的至少一個負載條件而以準諧振模式和強制開關頻率模式以外的附加操作模式被操作。

5.根據權利要求4所述的方法，

其中所述至少一個負載條件由谷值數量n表示，并且n與至少一個閾值谷值數量進行比較，其中所述谷值數量n表示所檢測的谷值的數量；以及

其中所述操作模式在所述谷值數量n超過或低于所述至少一個閾值谷值數量時被改變。

6.根據權利要求4所述的方法，其中所述附加操作模式是突發模式。

7.根據權利要求2所述的方法，其中在所述強制開關頻率模式中，所述功率轉換器的開關頻率是恒定的，并且所述功率轉換器的峰值主電流是可變的。

8.根據權利要求2所述的方法，其中在所述強制開關頻率模式中，所述功率轉換器的峰值主電流是恒定的，并且所述功率轉換器的開關頻率是可變的。

9.根據權利要求1所述的方法，其中所述功率轉換器根據脈沖寬度調制方案被開關。

10.根據權利要求4所述的方法，其中在所述附加操作模式中，所述功率轉換器根據脈沖寬度調制方案被開關。

11.一種開關模式功率轉換器，其可操作為將輸入電壓和初級電流轉換為輸出電壓和次級電流，包括：

可控開關元件，被配置為以可變開關頻率進行操作；以及

開關控制單元，包括查找表并且被配置為對所述可控開關元件進行控制；所述開關控制單元進一步被配置為：

接收所定義的最小開關頻率閾值和所定義的最大開關頻率閾值中的至少一個；

當所述可控開關元件處于關斷狀態時，檢測所述可控開關元件上的電壓中出現的谷值；

使用查找表從表示所述功率轉換器的輸出電壓的信號生成峰值電流閾值和表示開關時間周期的開關時間信號；以及

基于所檢測的谷值、所述峰值電流閾值和所述開關時間信號來控制所述開關元件，以用于：

在準諧振模式中，當出現第n個連續谷值時開啟所述可控開關元件，n是大于或等于1的整數，并且當所述功率轉換器的初級電流達到所述峰值電流閾值時斷開所述可控開關元件，使得所述開關頻率為以下各項中的至少一項：低于所述最大開關頻率閾值和高于所述最小開關頻率閾值；或者

在強制開關頻率模式中，開啟所述可控開關元件持續所述開關時間周期以使得所述開關頻率為所述最大開關頻率或所述最小開關頻率。

12.根據權利要求11所述的功率轉換器，其中所述最小開關頻率閾值、所述最大開關頻率閾值、所檢測的谷值的數量以及來自所述準諧振模式和所述強制開關頻率模式的開關操作模式中的至少一項是根據所述功率轉換器的至少一個參數可控的。