多级电源转换器及其控制方法技术
【技术实现步骤摘要】
多级电源转换器及其控制方法
本案涉及一种多级电源转换器，特别涉及一种根据次级侧的采样信号而进行控制且为隔离型的多级电源转换器及其控制方法。
技术介绍
近年来，开关电源领域大部分是利用数字化控制方式来进行控制，使得复杂的控制算法更易实现，进而利于拓宽产品是列，也方便产品的升级，为越来越数字化的用电设备提供了更为灵活方便的控制接口。多级电源转换器由于结构的复杂性，更能从数字化控制中受益。但是，由于多级电源转换器内实际上包含多个电源电路，多个电源电路之间可利用变压器来进行隔离，又每个电源电路均需实现死循环控制，因此控制单元的设置位置便为一个需要斟酌的问题。传统多级电源转换器在针对控制单元的设置上是具有多种不同方式。第一种方式为在每一级电源电路内分别设置独立的控制单元，实现对每一级电源电路的独立死循环。第二种方式则是使用一个主控制单元来实现每一级电源电路的死循环控制，而与主控制单元处于不同隔离侧的回馈信号则使用传统通信方式来传输至主控制单元。第三种方式则相似于第二种方式，差别仅在于第三种方式是利用线性光耦器来将与主控制单元处于不同隔离侧的回馈信号传送至主控制单元。然而第一种方式很明显增加了电路的复杂程度，而且使用多个控制单元亦增加了电路调试的难度。第二种方式则因使用传统通信方式(如I2C,CAN或SPI等)来传输回馈信号至主控制单元，因此需要在通信速度和硬件资源之间平衡，然在通信协议中，信息是以帧格式传输，而每一帧当中又包含和很多对控制而言无效的信息(如包头包尾)，因此，为了实现某一个有效信息传输速率，需要相关硬件具备几十上百倍的工作速率，如此一来，多级电源转换器...
【技术保护点】
一种多级电源转换器，包含：一第一级电源电路；一第二级电源电路，包含一变压器、一初级侧电路及一次级侧电路，其中该初级侧电路耦接于该第一级电源电路及该变压器的一初级绕组之间，该次级侧电路是与该变压器的一次级绕组耦接；一第二级模拟采样单元，与该次级侧电路耦接，用以采样该次级侧电路内的至少一第二级电源参数；一脉冲宽度调变单元，接收该第二级模拟采样单元的采样结果，且将至少一该第二级电源参数的数值转换为具有对应的占空比的至少一脉冲宽度调变信号；一第一隔离单元，与该脉冲宽度调变单元耦接，用以接收至少一该脉冲宽度调变信号；一脉冲宽度解析单元，与该第一隔离单元耦接而经由该第一隔离单元以隔离方式接收至少一该脉冲宽度调变信号，且该脉冲宽度解析单元更以至少一该脉冲宽度调变信号的波形的上升沿及下降沿计算至少一该脉冲宽度调变信号的占空比，并利用占空比计算至少一第二级电源参数的数值；以及一控制单元，与该第一级电源电路、该初级侧电路及该脉冲宽度解析单元耦接，该控制单元控制该第一级电源电路的运作，且依据该脉冲宽度解析单元所得到的至少一该第二级电源参数的数值来对应控制该初级侧电路的运作。
【技术特征摘要】
1.一种多级电源转换器，包含：一第一级电源电路；一第二级电源电路，包含一变压器、一初级侧电路及一次级侧电路，其中该初级侧电路耦接于该第一级电源电路及该变压器的一初级绕组之间，该次级侧电路是与该变压器的一次级绕组耦接；一第二级模拟采样单元，与该次级侧电路耦接，用以采样该次级侧电路内的至少一第二级电源参数；一脉冲宽度调变单元，接收该第二级模拟采样单元的采样结果，且将至少一该第二级电源参数的数值转换为具有对应的占空比的至少一脉冲宽度调变信号；一第一隔离单元，与该脉冲宽度调变单元耦接，用以接收至少一该脉冲宽度调变信号；一脉冲宽度解析单元，与该第一隔离单元耦接而经由该第一隔离单元以隔离方式接收至少一该脉冲宽度调变信号，且该脉冲宽度解析单元更以至少一该脉冲宽度调变信号的波形的上升沿及下降沿计算至少一该脉冲宽度调变信号的占空比，并利用占空比计算至少一第二级电源参数的数值；以及一控制单元，与该第一级电源电路、该初级侧电路及该脉冲宽度解析单元耦接，该控制单元控制该第一级电源电路的运作，且依据该脉冲宽度解析单元所得到的至少一该第二级电源参数的数值来对应控制该初级侧电路的运作。2.如权利要求1所述的多级电源转换器，该多级电源转换器是应用于一车用充电系统。3.如权利要求1所述的多级电源转换器，还包含一模拟/数字转换单元，是耦接于该第二级模拟采样单元以及该脉冲宽度调变单元之间，用以将该第二级模拟采样单元所采样到的至少一该第二级电源参数转换为数字信号，以提供给该脉冲宽度调变单元。4.如权利要求1所述的多级电源转换器，还包含一第一级模拟采样单元，是与该第一级电源电路及该控制单元耦接，用以采样该第一级电源电路内的至少一第一级电源参数，并将采样结果输出至该控制单元，使该控制单元依据该第一级模拟采样单元的采样结果对应控制第一级电源电路的运作。5.如权利要求1所述的多级电源转换器，还包含一第二隔离单元，是连接于该控制单元及该次级侧电路之间，该控制单元依据该脉冲宽度解析单元所得到的至少一该第二级电源参数的数值来输出对应的一控制信号，并经由该第二隔离单元传送该控制信号至该次级侧电路，以控制该次级侧电路的运作。6.如权利要求1所述的多级电源转换器，其中该第二级模拟采样单元是采样该次级侧电路内的多个该第二级电源参数，该脉冲宽度调变单元用以将多个该第二级电源参数的数值分别转换为具有对应的占空比的多个该脉冲宽度调变信号，且该第一隔离单元是包含多个隔离通道，每一该隔离通道耦接于该脉冲宽度调变单元及该脉冲宽度解析单元之间，每一该隔离通道传送多个该脉冲宽度调变信号中对应的该脉冲宽度调变信号至该脉冲宽度解析单元。7.如权利要求6所述的多级电源转换器，其中该脉冲宽度调变单元是为一定频式脉冲宽度调变单元。8.如权利要求6所述的多级电源转换器，其中该脉冲宽度调变单元是为一非定频式脉冲宽度调变单元。9.如权利要求1所述的多级电源转换器，其中该第二级模拟采样单元是采样该次级侧电路内的多个该第二级电源参数，该脉冲宽度调变单元用以分时将多个该第二级电源参数的数值分别转换为具有对应的占空比的脉冲宽度调变信号，该隔离单元包含单一的隔离通道，该脉冲宽度调变单元是以固定或不固定每一该脉冲宽度调变信号的周期个数而以分时异频方式传送多个该脉冲宽度调变信号至该隔离信道。10.如权利要求9所述的多级电源转换器，更具有一序列控制单元，是与该脉冲宽度调变单元耦接，用以控制该脉冲宽度调变单元的多个脉冲宽度调变信号以分时交错方式传送时的顺序及频率。11.如权利要求9所述的多级电源转换器，其中该脉冲宽度调变单元是包含：一第一缓存器，预设有一预设周期值；一第二缓存器，储存多个该第二级电源参数的数值；一锁相回路，输出具有一第一频率的一频率信号，其中该第一频率是可调整；一脉冲宽度调变信号产生器，与该第一缓存器、该第二缓存器及该锁相回路耦接而接收该第一缓存器及该第二缓存器的储存结果，且按照该第一频率所提供的计数时钟从零依次加一而累计计数至该预设周期值，并依据比较该第二缓存器所储存的对应的该第二级电源参数的数值与当下的计数值来产生对应的该脉冲宽度调变信号。12.如权利要求11所述的多级电源转换器，其中该脉冲宽度解析单元包含：一计数缓存器，用以储存一预设计数值；一边沿触发器，与该第一隔离单元耦接，用以经由该隔离单元接收多个该脉冲宽度调变信号，且该边沿触发器依据每一该脉冲宽度调变信号的波形的上升沿及下降沿的触发而对应输出一触发信号；一主计数器，与该计数缓存器及该边沿触发器耦接，且预设一第二频率，该主计数器用以在该边沿触发器所发出两次该触发信号的其间，依据该第二频率而由零开始计数，并依据两次该触发信号的其间所计数的值而对应输出一第一计数值；一边沿计数器，与该边沿触发器及该控制单元耦接，用以计数所接收到的该触发信号的次数，并对应输出一第二计数值；以及一占空比计算电路，与该主计数器及该边沿计数器耦接，用以根据该第一计数值、该边沿触发器提供的上升或是下降信息及该第二计数值而获得每一该脉冲调变信号的周期计数值及高电平计数值，并计算每一该脉冲调变信号的占空比，以计算每一第二级电源参数的数值。13.如权利要求12所述的多级电源转换器，其中该主计数器更于连续接收两次该触发信号的其间所计数的值大于该预设计数值时，输出一误动作信号。14.如权利要求12所述的多级电源转换器，其中该控制单元储存一预设表，该预设表储存不同的该第二级电源参数所使用的该脉冲宽度调变信号的频率和其发送时段内所发送的该脉冲宽度调变信号的周期个数，且该控制单元接收该第一计数值和该第二计数值，以计算每一该脉冲宽度调变信号的频率及周期个数，再与该预设表对比来判断每一该脉冲宽度调变信号所对应的该第二级电源参数的种类。15.如权利要求12所述的多级电源转换器，其中该第一频率异于该第二频率。16.如权利要求12所述的多级电源转换器，其中该脉冲宽度调变单元用以将两个该第二级电源参数的数...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙浩，孟岳勇，常磊，章进法，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71
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