[發明專利]電壓變換器及其變壓器內的磁通飽和的消除方法

有效

• 申請號: 201710692569.2
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107733232B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 達里爾·奇爾哈特;阿米爾·巴巴扎德
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/40
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;韓雪梅

1.一種DC-DC電壓變換器，包括：

功率級，所述功率級耦接至輸入電源，所述功率級包括一個或更多個功率開關；

變壓器，所述變壓器包括耦接至所述功率級的初級繞組，以及次級繞組；

調節電路，所述調節電路將所述次級繞組耦接至輸出節點，所述輸出節點能夠操作成向所述DC-DC電壓變換器的負載供給電力；以及

控制器，所述控制器能夠操作成：

生成用于控制所述一個或更多個功率開關的脈沖寬度調制PWM波形，其中，每個PWM波形包括一系列PWM脈沖；

基于所述初級繞組兩端的電壓和所述調節電路內的電壓中的至少一個來估計所述變壓器內的磁通；

檢測超磁通狀況，在所述超磁通狀況下，所估計的磁通的量值已經超過所述變壓器的磁通量限值；以及

響應于檢測到所述超磁通狀況而在所述PWM波形被提供至所述一個或更多個功率開關之前截斷所述PWM波形內的脈沖。

2.根據權利要求1所述的DC-DC電壓變換器，其中，所述控制器能夠操作成：基于所述初級繞組兩端的電壓來估計所述磁通。

3.根據權利要求2所述的DC-DC電壓變換器，其中，通過下述來執行所述磁通的估計：

生成或輸入具有時鐘頻率和相應周期的時鐘信號；以及

針對所述時鐘信號的每個周期：

測量橫跨所述初級繞組的第一端子和第二端子的初級電壓，其中，所述初級電壓是帶符號的量；以及

使表示所估計的磁通的伏秒值加上所述初級電壓。

4.根據權利要求2所述的DC-DC電壓變換器，其中，通過下述來執行所述磁通的估計：

生成或輸入具有時鐘頻率和相應周期的時鐘信號；

將所述初級繞組兩端的電壓分類為在第一極性脈沖間隔、第二極性脈沖間隔或無效間隔內，其中，第一極性和第二極性彼此相反；以及

針對所述時鐘信號的每個周期：

響應于所述初級繞組兩端的電壓被分類在所述第一極性脈沖間隔內而將磁通計數增大磁通值；以及

響應于所述初級繞組兩端的電壓被分類在所述第二極性脈沖間隔內而將所述磁通計數減小所述磁通值，

其中，所述磁通計數表示所估計的磁通。

5.根據權利要求4所述的DC-DC電壓變換器，其中，通過以小于所述時鐘頻率的速率測量所述初級繞組兩端的電壓來確定所述磁通值。

6.根據權利要求1所述的DC-DC電壓變換器，其中，所述控制器能夠操作成：基于所述調節電路內的電壓來估計所述磁通，所述調節電路內的電壓對應于橫跨所述次級繞組的第一端子和第二端子的次級電壓。

7.根據權利要求6所述的DC-DC電壓變換器，其中，所述次級電壓是帶符號的值，并且通過下述來執行所述磁通的估計：

生成或輸入具有時鐘頻率和相應周期的時鐘信號；以及

針對所述時鐘信號的每個周期：

測量所述次級電壓；以及

使表示所估計的磁通的伏秒值加上所述次級電壓。

8.根據權利要求6所述的DC-DC電壓變換器，其中，通過下述來執行所述磁通的估計：

生成或輸入具有時鐘頻率和相應周期的時鐘信號；

將所述次級電壓分類為在第一極性脈沖間隔、第二極性脈沖間隔或無效間隔內，其中，第一極性和第二極性彼此相反；以及

針對所述時鐘信號的每個周期：

響應于檢測到所述次級電壓在所述第一極性脈沖間隔內而將磁通計數增大磁通值；以及

響應于檢測到所述次級電壓在所述第二極性脈沖間隔內而將所述磁通計數減小所述磁通值，

其中，所述磁通計數表示所估計的磁通。

9.根據權利要求8所述的DC-DC電壓變換器，其中，通過以小于所述時鐘頻率的速率測量所述次級電壓來確定所述磁通值。