[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

本申請要求于2014年2月14日提交的美國臨時申請號 61/940,100的權益，該申請據此通過引用全文結合于此。

技術領域

本公開涉及一種開關模式功率轉換器、一種被配置為操作開關模式功率轉換器的方法以及一種存儲計算機可執行指令的計算機可讀存儲設備，該計算機可執行指令響應于執行而使包括處理器的開關模式功率轉換器進行工作。

背景技術

每當開關模式功率轉換器中諸如晶體管之類的開關開啟或關斷時，耗散與所開關的電流和電壓成比例的能量。與開關操作相關聯的功率損失被稱作開關損失，其表示功率消散的重要來源并且因此是常規開關模式功率轉換器中低效的重要來源。除了增加開關損失之外，開關變換時大的電壓和/或電流的變化率(即，dv/dt和/或di/dt) 增加了對開關的壓力以及由開關產生的電磁干擾(EMI)量。已經研發了一些開關方案，其利用開關模式功率轉換器中的諧振以在施加到開關的電壓處于被稱作谷值的局部最小值時開啟開關。這樣的開關方案因此通常被稱作谷值模式開關方案。

發明內容

一種方法，被配置為對開關模式功率轉換器進行操作，其中功率轉換器可操作為以功率轉換器中的開關元件的可變開關頻率將輸入電壓轉換為輸出電壓，該方法包括：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；當開關元件處于關斷狀態時，檢測開關元件上的電壓中出現的谷值；以及在準諧振模式中，當出現第n 個連續谷值時開啟開關元件(n是大于或等于1的整數)以使得實際開關頻率為以下各項中的至少一項：低于最大開關頻率閾值和高于最小開關頻率閾值，或者在強制開關頻率模式中，開啟開關元件以使得實際開關頻率為最大開關頻率或最小開關頻率。

一種開關模式功率轉換器，其可操作為將輸入電壓轉換為輸出電壓，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，被配置為對開關元件進行控制；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；當開關元件處于關斷狀態時，檢測開關元件上的電壓中出現的谷值；以及在準諧振模式中，當出現第n 個連續谷值時開啟開關元件(n是大于或等于1的整數)以使得實際開關頻率為以下各項中的至少一項：低于最大開關頻率閾值和高于最小開關頻率閾值，或者在強制開關頻率模式中，開啟開關元件以使得實際開關頻率為最大開關頻率或最小開關頻率。

一種計算機可讀存儲設備，存儲計算機可執行指令，該計算機可執行指令響應于執行而使處理組件用以：存儲最小開關頻率閾值和最大開關頻率閾值中的至少一個；當開關元件處于關斷狀態時，檢測開關元件上的電壓中出現的谷值；以及在準諧振模式中，當出現第n個連續谷值時開啟開關元件(n是大于或等于1的整數)以使得實際開關頻率為以下各項中的至少一項：低于最大開關頻率閾值和高于最小開關頻率閾值，或者在強制開關頻率模式中，開啟開關元件以使得實際開關頻率為最大開關頻率或最小開關頻率。

通過研習以下附圖和詳細描述，其它的轉換器、方法、軟件、特征和優勢對于本領域技術人員將是或將變為顯而易見的。所有這些附加的轉換器、方法、程序、特征和優勢都意在被包括在該描述之內、處于本發明的范圍之內并且被以下權利要求所保護。

附圖說明

參考以下附圖和描述可以更好地理解該系統。在圖中，同樣的附圖標記貫穿不同視圖而表示相對應的部分。

圖1是圖示第一示例性開關模式功率轉換器的電路圖；

圖2是圖示對開關模式功率轉換器進行操作的示例性方法的流程圖；

圖3是圖示第二示例性開關模式功率轉換器的電路圖；

圖4是圖示圖3所示的示例性開關模式功率轉換器中的開關控制單元的輸入信號和輸出信號的示圖；

圖5是圖示圖3所示的示例性開關模式功率轉換器中取決于負載的谷值開關的示圖；以及

圖6是圖示圖3所示的示例性開關模式功率轉換器中的操作模式開關的示圖。

具體實施方式