[發(fā)明專利]具有用于反饋和故障檢測(cè)的單個(gè)隔離裝置的電源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611097378.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN106849651B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 揚(yáng)西·豐塔尼拉·博卡托;喬納森·羅斯·貝爾納多·福尼;杰西卡·C·馬格希諾;羅尼·B·戈尊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 雅達(dá)電子國(guó)際有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/157
• 分類號(hào): H02M3/157;H02M1/36;G01R31/40
• 代理公司: 北京市隆安律師事務(wù)所 11323
• 代理人: 權(quán)鮮枝

根據(jù)本公開的一些方面，公開了隔離式電源和相應(yīng)的控制方法。示例性隔離式電源包括變壓器、耦合到變壓器的至少一個(gè)功率開關(guān)、控制器、輸出端子以及耦合到輸出端子以感測(cè)輸出電壓并將感測(cè)到的輸出電壓與電壓參考進(jìn)行比較的反饋電路。該電源包括故障檢測(cè)電路以感測(cè)輸出電壓，將感測(cè)到的輸出電壓與故障參考進(jìn)行比較，并且當(dāng)感測(cè)到的輸出電壓超過(guò)故障參考時(shí)修改反饋信號(hào)。該電源還包括耦合在反饋電路和控制器之間的單個(gè)隔離裝置。該控制器是可操作的以基于反饋信號(hào)來(lái)控制功率開關(guān)，并且當(dāng)反饋信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率超過(guò)故障閾值轉(zhuǎn)換速率值時(shí)檢測(cè)為故障狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及具有用于反饋和故障檢測(cè)的單個(gè)隔離裝置的隔離式電源以及相應(yīng)的控制方法。

背景技術(shù)

本部分提供與本公開相關(guān)的背景信息，其不一定是現(xiàn)有技術(shù)。

AC-DC電源通常包括兩級(jí)轉(zhuǎn)換器：功率因數(shù)校正(PFC)級(jí)前端以實(shí)現(xiàn)期望的功率因數(shù)；和DC-DC轉(zhuǎn)換器級(jí)以實(shí)現(xiàn)隔離和降壓功能。控制這兩個(gè)轉(zhuǎn)換器的傳統(tǒng)方法需要兩個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，其中一個(gè)DSP控制每個(gè)級(jí)。另外，典型地使用兩個(gè)隔離裝置。一個(gè)隔離裝置用于從DC-DC轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)到初級(jí)側(cè)的反饋控制，而第二隔離裝置用于故障檢測(cè)和保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

本部分提供本公開的一般概述，并且不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，一種隔離式電源包括：具有初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的變壓器；耦合到所述變壓器的初級(jí)繞組的至少一個(gè)功率開關(guān)；耦合到所述功率開關(guān)以控制所述功率開關(guān)的操作的控制器；耦合到所述次級(jí)繞組以向負(fù)載提供輸出電壓的輸出端子；以及反饋電路其耦合到所述輸出端子，用于感測(cè)所述輸出電壓并將感測(cè)到的輸出電壓與電壓參考進(jìn)行比較以限定反饋信號(hào)。所述電源還包括故障檢測(cè)電路，所述故障檢測(cè)電路耦合在所述輸出端子和所述反饋電路之間，用于感測(cè)所述輸出電壓，將感測(cè)到的輸出電壓與故障參考進(jìn)行比較，并且當(dāng)感測(cè)到的輸出電壓超過(guò)所述故障參考時(shí)修改所述反饋信號(hào)。所述電源還包括單個(gè)隔離裝置，所述單個(gè)隔離裝置耦合在所述反饋電路和所述控制器之間，用于向所述控制器提供所述反饋信號(hào)。所述控制器是可操作的以基于所述反饋信號(hào)控制所述功率開關(guān)，并且當(dāng)所述反饋信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率(slew rate)超過(guò)故障閾值轉(zhuǎn)換速率值時(shí)檢測(cè)為故障狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述電源不包括用于發(fā)動(dòng)所述電源的軟啟動(dòng)的外部電路。

優(yōu)選地，所述反饋電路包括分路調(diào)節(jié)器。

根據(jù)本公開的另一方面，公開一種檢測(cè)隔離式電源中的故障狀態(tài)的方法。所述電源包括控制器、具有初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的變壓器、耦合到所述變壓器的初級(jí)繞組的至少一個(gè)功率開關(guān)、耦合到所述次級(jí)繞組的輸出端子、耦合到所述輸出端子的反饋電路、耦合在所述輸出端子和所述反饋電路之間的故障檢測(cè)電路以及耦合在所述反饋電路和所述控制器之間的單個(gè)隔離裝置。所述方法包括經(jīng)由所述單個(gè)隔離裝置將反饋信號(hào)傳輸給所述控制器。通過(guò)將在所述輸出端子處感測(cè)到的輸出電壓與電壓參考進(jìn)行比較來(lái)限定所述反饋信號(hào)。所述方法還包括基于在所述控制器處接收到的所述反饋信號(hào)來(lái)控制所述功率開關(guān)的切換操作，當(dāng)所述感測(cè)到的輸出電壓超過(guò)故障參考時(shí)修改經(jīng)由所述單個(gè)隔離裝置傳輸給所述控制器的所述反饋信號(hào)，以及當(dāng)所述反饋信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率超過(guò)故障閾值轉(zhuǎn)換速率值時(shí)檢測(cè)為故障狀態(tài)。

優(yōu)選地，修改所述反饋信號(hào)包括通過(guò)使所述單個(gè)隔離裝置飽和到高飽和狀態(tài)或低飽和狀態(tài)來(lái)增加所述反饋信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率，其中所述轉(zhuǎn)換速率值可以是正轉(zhuǎn)換速率值、負(fù)轉(zhuǎn)換速率值或絕對(duì)轉(zhuǎn)換速率值。

優(yōu)選地，檢測(cè)故障狀態(tài)包括：周期性地對(duì)所述反饋信號(hào)進(jìn)行采樣；將當(dāng)前反饋信號(hào)樣本與先前的反饋信號(hào)樣本進(jìn)行比較；以及當(dāng)所述當(dāng)前反饋信號(hào)樣本與所述先前的反饋信號(hào)樣本之間的差超過(guò)所述故障閾值轉(zhuǎn)換速率值時(shí)，確定為出現(xiàn)故障狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述故障閾值轉(zhuǎn)換速率值大于在所述輸出電壓的瞬態(tài)負(fù)載狀態(tài)期間出現(xiàn)的所述反饋信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率。