[發(fā)明專利]相電流估計器、估計相電流的方法和開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810049718.8
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN108418426B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·巴巴扎德赫;B·唐;G·伯納查雅
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157;H02M3/158
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華;張寧

1.一種相電流估計器，包括：

模擬電路，可操作為通過比較開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器的相電流與代表所述相電流的估計值的模擬值，來產(chǎn)生相電流估計誤差，所述相電流具有鋸齒或三角波形；以及

數(shù)字電路，可操作為基于所述相電流估計誤差和與所述開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器的操作相關(guān)聯(lián)的多個參數(shù)來修改所述相電流估計值，從而所述相電流估計值跟蹤所述相電流的所述鋸齒或三角波形。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相電流估計器，其中所述數(shù)字電路包括：

跟蹤單元，可操作為在所述開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器的脈沖寬度調(diào)制PWM周期的不同PWM狀態(tài)期間以不同的增益值來縮放所述相電流估計誤差；

斜率估計器單元，可操作為基于所述PWM周期的所述不同PWM狀態(tài)和與所述開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器的操作相關(guān)聯(lián)的電壓參數(shù)，通過積分產(chǎn)生所述相電流的新的估計值；以及

斜率校正單元，可操作為校正所述相電流估計誤差中的積分誤差。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相電流估計器，其中所述跟蹤單元可操作為：

在接通PWM狀態(tài)期間以第一增益值縮放所述相電流估計誤差，其中PWM脈沖在所述PWM周期的第一部分被激活，并且所述相電流具有正斜率；

在關(guān)斷PWM狀態(tài)期間以第二增益值縮放所述相電流估計誤差，其中PWM脈沖在所述PWM周期的第二部分被解除激活，并且所述相電流具有負(fù)斜率；以及

在接通和關(guān)斷PWM狀態(tài)之間的過渡PWM狀態(tài)期間以第三增益值縮放相電流估計誤差，并且所述相電流從正斜率過渡到負(fù)斜率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相電流估計器，其中所述第二增益值大于所述第一增益值和所述第三增益值，使得所述相電流估計誤差在所述PWM周期的所述關(guān)斷PWM狀態(tài)期間比所述PWM周期的所述接通PWM狀態(tài)和所述過渡PWM狀態(tài)期間以更大的值縮放。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相電流估計器，其中如果所述開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器操作在所述相電流從正斜率快速變化到負(fù)斜率的高開關(guān)頻率，所述斜率估計器單元和所述斜率校正單元被使能，并且其中如果所述開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器處于高阻抗模式，或者如果所述開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器操作在所述相電流從正斜率緩慢變化到負(fù)斜率的低開關(guān)頻率，所述斜率估計器單元和所述斜率校正單元被停用。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相電流估計器，其中所述斜率估計器單元可操作為：

在接通PWM狀態(tài)期間，產(chǎn)生第一相電流的斜率估計值其中PWM脈沖在所述PWM周期的第一部分被激活，并且所述相電流具有正斜率；其中v_in是所述開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器的輸入電壓，v_o是所述開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，L是耦合在被分析的相和由所述開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器驅(qū)動的負(fù)載之間的電感器的電感；

在關(guān)斷PWM狀態(tài)期間，產(chǎn)生第二相電流的斜率估計值其中PWM脈沖在所述PWM周期的第二部分被解除激活，并且所述相電流具有負(fù)斜率；以及

在高阻抗期間，當(dāng)所述相電流高于預(yù)定值時，產(chǎn)生第三相電流的斜率估計值其中v_d是所述相的主體二極管電壓降。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相電流估計器，其中所述斜率校正單元可操作為：

在關(guān)斷PWM狀態(tài)期間，以第一增益值對所述相電流估計誤差積分和縮放，其中PWM脈沖在所述PWM周期的第二部分被解除激活，并且所述相電流具有負(fù)斜率；以及

在接通PWM狀態(tài)期間，以第二增益值縮放緊靠之前的PWM周期的關(guān)斷PWM時間段期間產(chǎn)生的所述相電流估計誤差的先前積分版本，其中PWM脈沖在所述PWM周期的第一部分被激活，并且所述相電流具有正斜率。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相電流估計器，其中所述斜率校正單元可操作為以第三增益值縮放緊靠之前的PWM周期的關(guān)斷PWM時間段期間產(chǎn)生的所述相電流估計誤差的先前積分版本，以用作在所述PWM周期的所述關(guān)斷PWM狀態(tài)期間以所述第一增益值對所述相電流估計誤差積分的初始點。