[發(fā)明專利]減少穩(wěn)定斜波引入的靜態(tài)偏移的開關(guān)式能量變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710536327.4
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107528446B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 弗朗索瓦·克萊因;克里斯托夫·托朗
• 申請（專利權(quán)）人: 泰雷茲公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M1/08;H02M1/32
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 程鋼;卜勁鴻

該變換器包括可控開關(guān)(M)和用于生成控制所述切換開關(guān)的開路和閉合瞬時的信號的控制裝置(311)，所述控制裝置屬于需要施加電流穩(wěn)定信號的電流模式型控制裝置。該控制裝置包括：?間歇地送達(dá)所述穩(wěn)定信號(RC)的組件(20)，所述間歇地送達(dá)穩(wěn)定信號(RC)通過在參考瞬時之前的預(yù)定瞬時處施加所述穩(wěn)定信號(RC)來執(zhí)行；以及?比較部件(28)，所述比較部件根據(jù)設(shè)定值信號和所述變換器的阻抗(L)中流動的電流(IL)所對應(yīng)的測量信號的比較結(jié)果來生成所述可控開關(guān)(M)的控制信號(CM)，所述設(shè)定值信號(L)在被施加于所述比較部件之前被減去所述間歇送達(dá)的穩(wěn)定信號(RC)，或者所述測量信號(L)在被施加于所述比較部件之前被加上所述間歇送達(dá)的穩(wěn)定信號(RC)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)式能量變換器。

本發(fā)明更具體地涉及在峰值電流模式下或在電荷控制模式下控制的開關(guān)式能量變換器。

背景技術(shù)

開關(guān)式能量變換器基于可切換開關(guān)的切換，其對由電感組件和電容組件構(gòu)成的濾波電路施加截波電壓。該開關(guān)或每個開關(guān)的斷開和閉合瞬時的控制通過與所述變換器的輸出端上連接的負(fù)載交互使得在所述變換器的輸出端生成電壓和/或更大或更小電流成為可能。

圖1示出采用非絕緣降壓式(lowering)拓?fù)洹癇uck”且無源整流的變換器10。在本例中，該可控開關(guān)是具有安裝在輸入電壓Vin與電感L之間的N-MOS晶體管型(如圖所示或備選地P-MOS晶體管型)的可控半導(dǎo)體的開關(guān)構(gòu)件。

通過改變晶體管M的控制，通過改變其占空比，在電感L中調(diào)整電流，并由此調(diào)整輸出電容器Cout的端子上的輸出電壓Vout。由于整流是無源的，即通過二極管D而非另一個晶體管來執(zhí)行，使得變換器10成為單向的，從而阻止電感L中的負(fù)電流且使斷續(xù)導(dǎo)通的工作成為可能。最終，“Buck”拓?fù)浔举|(zhì)上是一種降壓技術(shù)，其輸出電壓Vout小于輸入電壓Vin。

圖2示出了變換器10針對電感L的端子上的電壓VL進(jìn)行連續(xù)導(dǎo)通(即，對于連接到輸出端的負(fù)載足夠大以致于電流IL不會抵消)的操作階段，以及在圖3示出了變換器10針對流經(jīng)電感L的電流IL進(jìn)行該連續(xù)導(dǎo)通的操作階段：

-“導(dǎo)通”階段：晶體管M閉合且傳導(dǎo)電流。施加于電感L的電壓VL是正的(Vin-Vout)且電感L中的電流IL增大。

-“關(guān)斷”階段：晶體管M斷開。電流IL在電感L中是正的，這使得二極管D導(dǎo)通。施加于電感L的電壓VL然后為負(fù)的(-Vout)且電感L中的電流IL減小。

通過考慮這些條件成立，“導(dǎo)通”階段開始時的電流等于“關(guān)斷”階段結(jié)束時的電流且“導(dǎo)通”和“關(guān)斷”階段周期性地連續(xù)進(jìn)行。

存在多種方式控制變換器，如圖1的變換器10，即有多種方式確定在何處進(jìn)行瞬時閉合以及在何處進(jìn)行瞬時斷開。

具體來說，電流模式的控制是公知的。

該變換器由此包括可以生成用于控制晶體管M的信號的控制裝置。該控制裝置包括針對輸出電壓Vout的相對于參考電壓Vcons的糾錯器。該糾錯器的輸出信號不直接控制晶體管M，但是形成用于電流控制回路的設(shè)定值信號。

所述控制回路使得晶體管中流動的測量的電流可依從于來自誤差校正器的設(shè)定值信號，其可以采用不同方式來實(shí)現(xiàn)：