[發明專利]用于H橋系統的線性級效率技術

在審

• 申請號: 202010597526.8
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN112152422A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 孫服;蘇曉華;S·T·V·杜尼;陸燕鋒;M·T·維奇
• 申請（專利權）人: 亞德諾半導體國際無限責任公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M1/06;H02M1/08;H03F1/02;H03F1/32
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 張丹

本公開涉及用于H橋系統的線性級效率技術。提供了用于H橋系統中線性級的有效操作的技術。在示例中，線性級可以在命令信號的一定范圍內在電壓調節和電流調節之間切換。特定的調節模式可以取決于H橋系統的切換級的調節模式。當線性級的輸出電壓移離供電軌的電壓時，可以通過使用對線性級的電流調節來實現效率。與傳統的H橋線性級控制相比，這樣的控制方案可以在較大的命令信號范圍內降低線性級兩端的電壓，從而導致線性級的熱耗散更少。

優先權要求

本申請要求Sun等人于2019年6月28日提交的標題為“用于H橋系統的線性級效率技術(LINEAR STAGE EFFICIENCY TECHNIQUES FOR H-BRIDGE SYSTEMS)”的序列號為62/868,329的美國臨時專利申請的優先權權益，該美國臨時專利申請以引用的方式全文并入本文。

技術領域

本公開涉及節省功率的技術，并且更具體地，涉及用于H橋系統的線性功率級的功率耗散管理技術。

背景技術

除了其他以外，當只有單極性功率源可用時，H橋系統可允許使用雙極性電壓或電流來驅動負載。這樣的系統可以具有耦合到負載的第一供電端子的第一功率級和耦合到負載的第二供電端子的第二功率級。盡管每個端子的輸出電壓都參考公共電壓(諸如接地)，但是對兩個功率級的協調控制可以允許負載接收雙極性電壓。與通過降低消耗功率的有源或無源電阻元件兩端的電壓來調節電壓的線性功率級相比，切換模式功率級可以提供非常好的效率。然而，切換功率級會生成紋波輸出電壓，并且與相當的線性功率級相比可能更復雜、更龐大且更昂貴。而且，與線性功率級相比，切換功率級不提供完整范圍的輸出電壓。

附圖說明

在未必按比例繪制的附圖中，相似的數字可以在不同的視圖中描述類似的部件。具有不同字母后綴的相似數字可以表示類似部件的不同實例。附圖通過示例而非限制的方式大體上示出了本文件中所討論的各種實施例。

圖1A示出了根據本主題的示例H橋系統。

圖1B以圖形方式示出了示例H橋系統相對于命令信號的差分電壓響應以及每個驅動器的輸出電壓相對于命令信號的曲線圖。

圖1C以圖形方式示出了當相對于圖1B的曲線圖進行操作時，用于電阻負載的示例H橋系統的線性級的功率耗散。

圖2大體上示出了示例H橋系統(諸如但不限于圖1的H橋系統)的示例線性功率級。

圖3A和圖3B以圖形方式示出了未補償H橋系統和采用根據圖2的示例的線性級的圖1的示例H橋系統的功率耗散之間的差異。

圖4大體上示出了根據本主題的具有示例線性功率級或功率轉換器的H橋系統。

圖5A和圖5B示出了圖4的示例的功率耗散和電壓特性與具有線性功率轉換器的未補償H橋系統的操作的比較。

圖6大體上示出了根據本主題的示例H橋系統。

圖7A至圖7D以圖形方式示出了在不同負載條件下的圖6的示例電路的傳遞函數，并且包括各自相對于命令信號的線性級的輸出電壓和切換級的輸出電壓。

圖8大體上示出了根據本主題的操作H橋系統的示例方法。

具體實施方式

本發明人已經認識到，用于H橋電路的一些方法可以在H橋配置中利用切換功率轉換器和線性功率轉換器的組合。然而，這樣的實施方式會浪費地耗散線性功率轉換器中的大量功率，從而保留了改進的機會。本主題提供了用于通過更好地控制線性功率轉換器的功率耗散來改進線性級的效率的技術。