[發明專利]具有延遲補償的功率變換

有效

• 申請號: 201510087945.6
• 申請日: 2015-02-25
• 公開（公告）號: CN104868722B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: T·辛茨;M·法倫坎普;M·克呂格爾;J·巴倫舍恩
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M3/335
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華

相關申請的交叉引用

本申請要求2014年2月26日提交的第61/944,869號美國臨時專利申請的優先權，該申請通過引用將其整體結合于此。

技術領域

本公開一般而言涉及功率變換，特別涉及具有延遲補償的功率變換。

背景技術

電源系統普遍存在于從計算機到汽車等多種電子應用中。通常，通過操作裝載有電感器或變壓器的開關來執行DC-DC、DC-AC和/或AC-DC變換產生電源系統中的電壓。這種系統中的一種類別包括開關電源(SMPS)。由于功率變換是通過電感器或變壓器的可控充電和放電來執行的，SMPS一般比其它種類的功率變換系統具有更高的效率并且可以減小由于電阻壓降上的功率損耗所導致的能量損失。

SMPS一般包括至少一個開關和電感器或變壓器。一些具體拓撲包括降壓式變換器、升壓式變換器和反激式變換器等等。控制電路通常用于接通和關斷開關以對電感器充電和放電。在一些申請中，提供至負載的電流和/或提供至負載的電壓通過反饋回路控制。

發明內容

一個實施例涉及一種方法。該方法包括在連續的驅動周期中驅動開關模式功率變換器中的電子開關，其中在每一個驅動周期中驅動開關包括在接通期接通電子開關，以及隨后在關斷期關斷電子開關。該方法進一步包括基于接通時間信號和關斷閾值的比較建立接通期，基于開關模式功率變換器的輸出信號和補償偏置計算關斷閾值，以及基于估計的延遲時間計算在一個驅動周期內的補償偏置，其中估計的延遲時間是基于測量的延遲時間和前一驅動周期內估計的延遲時間計算。

附圖說明

下面將參考附圖描述示例。附圖用于示出某些原理，因此僅僅示出有助于理解這些原理所必須的方面。附圖不是按比例繪制的。在附圖中，相同的附圖標記表示相似的特征。

圖1圖示了開關模式功率變換器的一個實施例；

圖2示出了開關模式功率變換器中的電子開關的一個實施例；

圖3示出了示出開關模式功率變換器的一種操作方式的時序圖；

圖4原理性圖示了開關模式功率變換器的控制器的一個實施例；

圖5示出了示出控制器的一種操作方式的時序圖；

圖6圖示了計算控制器中的延遲補償關斷閾值的一個實施例；

圖7更具體地示出了延遲補償的一個實施例；

圖8圖示了圖7所示出的延遲補償的改進；

圖9示出了由反激式變換器拓撲實現的開關模式功率變換器的一個實施例；

圖10示出了圖9所示的開關模式功率變換器中的整流電路的一個實施例；

圖11示出了圖9所示的開關模式功率變換器中的反饋電路的一個實施例；

圖12示出了圖9所示的開關模式功率變換器中的一種操作方式的時序圖；

圖13示出了控制器中的關斷檢測器的一個實施例；

圖14圖示了圖7所示出的延遲補償的另一個改進；以及

圖15示出了由升壓變換器拓撲實現的開關模式功率變換器的一個實施例。

具體實施方式

在下述具體描述中，可參考附圖。附圖構成描述的一部分并且以圖示的方式示出本發明可以在其中實施的具體實施例。應該理解的是，在此描述的各種實施例的特征可以互相結合，除非特別指明。

圖1示出了開關模式功率變換器的一個實施例。圖1中示出的開關模式功率變換器包括用于接收輸入電壓Vin和輸入電流Iin的輸入端11、12，和用于向可以連接到輸出端13、14的負載Z(圖1中虛線所示)提供輸出電壓Vout和輸出電流Iout的輸出端13、14。輸入端可以包括第一輸入節點11和第二輸入節點12，以及輸出端可以包括第一輸出節點13和第二輸出節點14。根據一個實施例，開關模式功率變換器被設置為產生輸出信號，使得輸出信號具有基本恒定的信號值，其完全獨立于負載Z的功率損耗。“輸出信號”可以是輸出電壓Vout，輸出電流Iout或輸出功率Pout。即，開關模式功率變換器可以被設置為調節輸出電壓Vout或輸出電流Iout。在下文中，輸出信號被稱為Sout。

開關模式功率變換器被配置為通過適當地驅動與電感器21串聯連接的電子開關31來調節輸出信號。電感器21是網絡1的一部分，網絡1除了電感器21和電子開關31，可以包括具有至少一個整流元件和電容器的整流電路。該網絡可以包括反激式變換器拓撲、降壓式變換器拓撲、升壓式變換器拓撲等。網絡1的一些示例性實施例將參考下面的附圖描述。