[發(fā)明專(zhuān)利]用于電源的數(shù)字控制器、電源及操作電源的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910949140.6
• 申請(qǐng)日: 2019-10-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111010026A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林淑芳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/42
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/42;H02M3/335
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

公開(kāi)了一種用于電源的數(shù)字控制器、電源及操作電源的方法。操作具有PFC級(jí)和耦接到PFC級(jí)的LLC轉(zhuǎn)換器的電源的方法包括：通過(guò)實(shí)現(xiàn)具有交流輸入電壓測(cè)量結(jié)果作為輸入的電流控制回路，使用電流模式控制器在電源的穩(wěn)態(tài)模式下以CCM操作PFC級(jí)；通過(guò)實(shí)現(xiàn)沒(méi)有交流輸入電壓測(cè)量結(jié)果作為輸入的電壓控制回路，使用電壓模式控制器在電源的突發(fā)模式的至少一部分中以DCM操作PFC級(jí)；以及如果在突發(fā)模式下電壓模式控制器的并且與平均電流模式控制下的功率成比例的輸出落在預(yù)定范圍之外，則修改電壓控制回路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于電源的數(shù)字控制器、電源及操作電源的方法。

背景技術(shù)

連續(xù)導(dǎo)通模式-非連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM-DCM)功率因數(shù)校正(PFC)控制的數(shù)字實(shí)現(xiàn)通?；谄骄娏骺刂?。在平均電流控制中，通過(guò)將電壓模式控制器的輸出與從交流輸入電壓獲得的整流的正弦波形相乘來(lái)獲得參考電感電流。需要交流輸入電壓來(lái)得到用于電流調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確的電流參考信息。用于平均電流模式CCM PFC的突發(fā)/待機(jī)模式控制通常通過(guò)交流輸入電壓測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，這要求控制器具有至少一個(gè)引腳用于在突發(fā)模式期間測(cè)量交流輸入電壓。在突發(fā)模式下，參考電感電流可以從電壓模式控制器的輸出和交流輸入電壓得到。電流模式控制確保了平均電感電流在突發(fā)時(shí)段期間跟蹤參考電感電流。然而，在突發(fā)模式下可能無(wú)法進(jìn)行交流輸入電壓測(cè)量。例如，在突發(fā)模式期間，交流檢測(cè)特征與交流輸入電壓測(cè)量特征之間可能存在資源沖突。引腳數(shù)是控制器成本的一個(gè)因素。一些數(shù)字控制器最小化引腳數(shù)量以降低成本。對(duì)于這些類(lèi)型的數(shù)字控制器，控制器可能具有單個(gè)引腳用于交流輸入電壓測(cè)量特征和交流檢測(cè)特征。交流檢測(cè)用于檢測(cè)交流輸入是否斷開(kāi)，以及提供低阻抗路徑以在交流輸入斷開(kāi)時(shí)使外部電容器快速放電。交流輸入電壓測(cè)量通常通過(guò)高阻抗路徑進(jìn)行，以減少功率損耗。在突發(fā)模式期間，因?yàn)镮EC安全要求62368-1，交流檢測(cè)特征通常優(yōu)于交流輸入電壓測(cè)量特征。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，在交流斷開(kāi)2秒后，外部電容器兩端的電壓必須低于60V。因此，在突發(fā)模式期間，交流輸入電壓測(cè)量可能對(duì)于許多類(lèi)型的電源控制器不可用。

因此，需要沒(méi)有交流輸入電壓測(cè)量的平均電流模式CCM PFC突發(fā)模式控制策略。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)用于電源的數(shù)字控制器的實(shí)施方式，該電源具有功率因數(shù)校正(PFC)級(jí)和耦接到PFC級(jí)的LLC轉(zhuǎn)換器，該數(shù)字控制器包括：電流模式控制器，被配置成通過(guò)實(shí)現(xiàn)具有交流輸入電壓測(cè)量結(jié)果作為輸入的電流控制回路，在電源的穩(wěn)態(tài)模式下以連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)操作PFC級(jí)；電壓模式控制器，被配置成通過(guò)實(shí)現(xiàn)沒(méi)有交流輸入電壓測(cè)量結(jié)果作為輸入的電壓控制回路，對(duì)于電源的突發(fā)模式的至少一部分以非連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)操作PFC級(jí)；以及自適應(yīng)回路，被配置成如果在突發(fā)模式下電壓模式控制器的并且與平均電流模式控制下的功率成比例的輸出落在預(yù)定范圍之外，則修改電壓控制回路。

預(yù)定范圍可以限定對(duì)在突發(fā)模式下通過(guò)電源傳輸?shù)墓β实淖畲笙拗坪妥钚∠拗?，最大限制可以?duì)應(yīng)于電壓模式控制器的輸出的最大值，最小限制可以對(duì)應(yīng)于電壓模式控制器的輸出的最小值。最大限制可以是突發(fā)模式下的最大負(fù)載的大約2倍。單獨(dú)地或在組合中，最大限制可以在突發(fā)模式下低于在穩(wěn)態(tài)模式下。

單獨(dú)地或在組合中，數(shù)字控制器可以被配置成基于電壓模式控制器的輸出、在進(jìn)入突發(fā)模式之前得到的交流輸入電壓測(cè)量結(jié)果的直流等效值以及PFC級(jí)的導(dǎo)通模式電感電流的估計(jì)值來(lái)確定在突發(fā)模式下的PFC級(jí)的接通時(shí)間，并且自適應(yīng)回路可以被配置成如果電壓模式控制器的輸出落在預(yù)定范圍之外，則修改交流輸入電壓測(cè)量結(jié)果的直流等效值。PFC級(jí)的導(dǎo)通模式電感電流的估計(jì)值可以是大于0且小于1的恒定值。

單獨(dú)地或在組合中，自適應(yīng)回路可以被配置成如果電壓模式控制器的輸出被鉗位在最大值或者超過(guò)目標(biāo)值，則減小交流輸入電壓測(cè)量結(jié)果的直流等效值，并且自適應(yīng)回路可以被配置成如果電壓模式控制器的輸出被鉗位在最小值或者低于目標(biāo)值，則增大交流輸入電壓測(cè)量結(jié)果的直流等效值。自適應(yīng)回路可以被配置成以預(yù)定的步長(zhǎng)減小或增大交流輸入電壓測(cè)量結(jié)果的直流等效值。