[發明專利]電感電流重構電路、重構方法及應用其的功率變換器

在審

• 申請號: 202110319108.7
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN112953204A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 方遲清;徐志巍;姚凱衛;趙晨
• 申請（專利權）人: 矽力杰半導體技術（杭州）有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;G01R19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種電感電流重構電路及方法，在所述被檢測晶體管的導通區間的第一區間內，將所述開關電流采樣信號作為表征電感電流的重構信號；在除去所述第一區間的其他區間內，將根據所述開關電流采樣信號，以及表征所述功率變換器中的電感兩端電壓的電感電壓信號生成的電流模擬信號作為所述重構信號，進而準確地實現完整開關周期內的電感電流的跟蹤。

技術領域

本發明涉及一種電力電子技術，更具體地說，涉及一種電感電流重構電路、電感電流重構方法以及應用其的功率變換器。

背景技術

目前，開關型功率調節器或穩壓器(VR)被廣泛應用于各種電子系統中，以提供負載所需的恒壓電平和電流。對于大多數功率調節器，電感電流需要以實時的方式檢測和報告。如發生短路狀態時，流過功率晶體管或者其他電子元件的電流大于其所能承受的最大電流限值，功率晶體管或者電子元件會發生損壞，因此需要對電感電流進行實時的檢測，以防止過流狀態的發生?；蛘咴诓环奖阒苯訖z測輸出電流的應用下，可以通過獲得全周期的電感電流信息，進而來獲得輸出電流信息。但是，電感電流的實時檢測在其應用場合中，由于空間要求、集成度要求或者其他電氣性能的限制，不具備直接測量電感電流(或輸出電流)的條件。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種新穎的電感電流檢測方法和檢測電路，以準確方便的獲得完整開關周期的電感電流信息，以克服現有技術中無法直接檢測電感電流以及現有的電感電流檢測方法精確度低的問題。

依據本發明的第一方面，提供一種電感電流重構方法，用于功率變換器中，包括：

當所述功率變換器中的主功率晶體管和/或整流晶體管被配置為被檢測晶體管時，獲取表征流過所述被檢測晶體管的電流，并生成開關電流采樣信號；

在一個開關周期內，在所述被檢測晶體管的導通區間的第一區間內，將所述開關電流采樣信號作為表征電感電流的重構信號，所述第一區間包括所述被檢測晶體管的導通區間的結束時刻；

在除去所述第一區間的其他區間內，將根據所述開關電流采樣信號，以及表征所述功率變換器中的電感兩端電壓的電感電壓信號生成的電流模擬信號作為所述重構信號。

優選地，所述開關電流采樣信號的相位被控制為實時地與實際的所述電感電流的方向相對應。

優選地，通過檢測所述被檢測晶體管的導通電阻兩端的電壓，以獲取所述開關電流采樣信號。

優選地，利用一個與所述被檢測晶體管共源共柵的鏡像晶體管，以及一個與所述被檢測晶體管共漏共柵的鏡像晶體管，獲取表征流過所述被檢測晶體管的電流，以生成所述開關電流采樣信號。

優選地，被配置為所述被檢測晶體管的所述主功率晶體管，或者所述整流晶體管，其所述導通區間的時間長度大于第二區間的時間長度，其中所述第二區間與預設的消隱時間相一致，所述第二區間始于所述被檢測晶體管的導通時刻，并與所述第一區間相連續。

優選地，根據所述開關電流采樣信號，獲得表征當前電感電流的變化速率的第一斜率信號。

優選地，根據所述第一斜率信號和所述被檢測晶體管導通區間和關斷區間的所述電感兩端的壓差的變化，獲得第二斜率信號。

優選地，所述第一斜率信號和所述第二斜率信號之間的比值與所述導通區間和所述關斷區間內的所述電感電壓信號的比值成正比例關系。

優選地，在所述被檢測晶體管的關斷區間內，根據所述開關電流采樣信號和所述第二斜率信號，生成所述電流模擬信號。

優選地，在所述被檢測晶體管的關斷區間內，自第一區間結束時刻的所述開關電流采樣信號的數值按照所述第二斜率信號變化獲得所述電流模擬信號。

優選地，在所述第二區間內，自關斷區間結束時刻的所述開關電流采樣信號的數值按照所述第一斜率信號變化獲得所述電流模擬信號。