電力轉換系統和方法技術方案

電力轉換系統（10）包括被配置為將輸入電壓（VIN）轉換為輸出電壓（VOUT）的轉換器（12）。該轉換器包含響應于激活信號（ACT）而被控制以提供流過電感器（16）的電流的開關（14）。過渡模式控制器（18）基于從流過開關的電流導出的電荷的量度并且基于流過電感器的電流提供激活信號（ACT）。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】電力轉換系統（10）包括被配置為將輸入電壓（VIN）轉換為輸出電壓（VOUT）的轉換器（12）。該轉換器包含響應于激活信號（ACT）而被控制以提供流過電感器（16）的電流的開關（14）。過渡模式控制器（18）基于從流過開關的電流導出的電荷的量度并且基于流過電感器的電流提供激活信號（ACT）。【專利說明】
本專利技術總體涉及電力/功率轉換系統和使用過渡模式電荷控制的方法。
技術介紹
存在用于將電能從一種形式轉換為另一形式(例如從AC轉換為DC，從DC轉換為AC以及從DC轉換為DC)的各種類型的電力轉換器技術。對電力轉換電路系統以提高的效率操作的需求不斷增加。電力轉換器已經被實施為電源中用于提供穩定輸出的有效機構。作為一個示例，開關調節器(也稱為開關模式電源)能夠通過控制耦合至電感器的一個或更多開關的接通和斷開工作周期來控制電力到負載的流動。
技術實現思路
一個實施例包括電力轉換系統。該系統包括被配置為將輸入電壓轉換為輸出電壓的轉換器，該轉換器包含響應于激活信號而被控制以提供流過電感器的電流的至少一個開關。過渡模式控制器被配置為基于從流過開關的電流導出的電荷的量度并且基于流過電感器的電流提供激活信號。另一實施例包括用于調節輸出電壓的方法。該方法包括監測流過轉換器中的電感器的電流的幅值。響應于流過電感器的電流的幅值大約為零，開關被激活以增加電流的幅值。對流過開關的電流指示進行積分，從而導出在開關激活期間從輸入電壓吸收的電荷的量度。響應于電荷的量度大于電荷基準，停用開關。另一實施例包括電力轉換器系統。該系統包含開關轉換器，其被配置為基于開關的激活和停用以提供流過電感器的電流來產生輸出電壓。過渡模式控制器包含積分器，其被配置為對流過開關的電流表示進行積分，從而提供從轉換器的輸入電壓吸收的電荷的量度。過渡模式控制器也可以包含開關邏輯，其被配置為響應于流過電感器的電流的過零狀況而激活開關以及響應于電荷的量度超過電荷基準而停用開關?！緦＠綀D】【附圖說明】圖1示出示例電力轉換器系統。圖2示出示例過渡模式控制器。圖3示出示例電力轉換器。圖4示出另一示例電力轉換器。圖5不出又一不例電力轉換器。圖6示出用于調節輸出電壓的示例方法?！揪唧w實施方式】本專利技術總體涉及電力轉換器的過渡模式電荷控制。電力轉換系統可以包含轉換器和過渡模式控制器。該轉換器被配置為基于激活和停用至少一個開關以提供(例如，通過電感器的)電流來產生輸出電壓和/或輸出電流。作為示例，轉換器可以被配置為反激轉換器(flyback converter)、升壓轉換器、降壓轉換器或任何各種其它類型的轉換器拓撲結構(例如，該系統可以被認為是拓撲不可知的)。過渡模式控制器可以被配置為基于對應于轉換器的輸入電流的時間積分的電荷來控制開關轉換器的切換。例如，在激活開關后，過渡模式控制器可以對表示轉換器所吸收的輸入電流的信號進行積分，從而提供對電荷的指示?？梢詫㈦姾膳c預定的電荷基準相比較，使得在該電荷大于預定電荷幅值后，鎖存器可以被復位，從而斷開檢測到的電流流過的至少一個開關。因此，響應于開關被停用，檢測到的電流可以被斷開。過渡模式控制器可以監測轉換器的電感器的芯中的磁通量的幅值，例如以檢測磁通量的過零。響應于檢測到過零，過渡模式控制器可以設置鎖存器來激活開關，由此允許電流重新開始流過電感器。開關和電流的這種控制可以操作以便將轉換器調制為遲滯控制的形式。因此，通過調整電荷基準，過渡模式控制器可以控制流過電感器的電流，從而有效地調節輸出電壓。圖1不出不例電力轉換系統10的方框圖。電力轉換系統10被配置為基于輸入電壓Vin調節輸出電壓VOTT。電力轉換系統10可以在各種應用如便攜式電子設備(例如，無線通信設備和/或便攜式計算機設備)中實施。系統10包含轉換器12。轉換器12可以被配置為通過控制至少一個開關14的激活及停用(例如，調制)來調節輸出電壓Vott的幅值的任意各種開關轉換器拓撲結構。作為示例，至少一個開關14可以是場效應晶體管，其耦合至電感器16 (直接耦合或通過其它電路系統間接耦合)以基于輸入電壓Vin提供電流。這樣的電流可以流經轉換器12中的電感器16。通過控制流過電感器16的電流，轉換器可以調節輸出電壓VOT。在該示例中，通過由過渡模式控制器18實現的過渡模式電荷控制來控制電流。這種控制算法可應用于各種開關轉換器拓撲結構。作為示例，開關轉換器12可以被配置為反激轉換器，使得電感器16為變壓器的初級電感。作為另一示例，開關轉換器12可以被配置為升壓轉換器。作為又一示例，開關轉換器12可以被配置為降壓轉換器。過渡模式控制器18被配置為例如通過生成激活信號ACT來控制開關14的激活和停用，以此調制至少一個開關14，從而調節輸出電壓VOTT。在圖1的示例中，轉換器12向過渡模式控制器18提供電流Isw和電流過零信號0X，電流Isw與電感器16中的電流相等或成比例，電流過零信號OX與電感器16中過零的磁通量相關聯。作為示例，電流Isw可以對應于流過開關14 (例如，一個或更多開關)的電流。電流過零信號OX可以對應于流過電感器16的電流，或者其可以與流過電感器16的電流相關。例如，可以從出現在電感器16兩端或耦合至電感器16的繞組兩端的電壓導出電流過零信號0X，使得當電感器16兩端的電壓反轉時產生電流過零信號OX。過渡模式控制器18可以響應于電流Isw和電流過零信號OX而提供激活信號ACT，從而控制至少一個開關14的激活和停用。過渡模式控制器18包含積分器20，其被配置為相對于時間對電流13?進行積分，從而提供對應于與電流Isw相關聯的電荷的輸出。作為示例，積分器20可以包含電容器，其被配置為響應于檢測到的電流Isw而充電。過渡模式控制器18也包含開關邏輯22，其被配置為基于電流過零信號OX和積分器20中的電荷提供激活信號ACT，以便相應地調制開關14。作為示例，開關邏輯22可以基于OX控制激活信號ACT的狀態，響應于檢測到電感器16中的磁通量過零而激活至少一個開關14，從而提供流經電感器16的電流。在磁通量過零時激活開關14產生了轉換器12的過渡模式操作，即在連續的導通模式和不連續的導通模式之間的邊界處的操作。作為另一示例，開關邏輯22可以響應于電荷大于預定電荷基準(其可以是固定或可變的)而切換激活信號ACT的狀態，從而停用至少一個開關14，以終止來自輸入源的電流VIN。以此方式，過渡模式控制器18可以基于與流經電感器16的電流相關聯的電荷調節輸出電壓VOTT。圖2根據一個方面示出示例過渡模式控制器50?？刂破?0可以對應于圖1的示例中的過渡模式控制器18。因此，在對圖2的示例的下列描述中，可以參考圖1的示例以便得到額外的上下文?？刂破?0包含積分器52和開關邏輯54，其可以分別對應于圖1的示例中的積分器20和開關邏輯22。在圖2的示例中，積分器52被配置為對開關56中的電流進行積分。電流傳感器58被配置為提供與開關電流Isw相等或成比例的輸出。電流傳感器58可以被配置為包括轉移(divert)與電流Isw相等或成比例的電流Iaffi的各種電路組件中的任一種(例如，比例電流發生器)。例如，電流傳感器58可以具有比I小的增益，從而將小于電流Isw且與電本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：I·科恩，
申請(專利權)人：德克薩斯儀器股份有限公司，
類型：
國別省市：