用于转换器的次级侧电流模式控制制造技术

技术编号:19545396 阅读:22 留言:0更新日期:2018-11-24 20:53
提供了用于转换器的次级侧电流模式控制的方法和设备。在该方法和设备中,检测转换器的输出电压,其中转换器具有在相应的初级侧和次级侧中的、电流地隔离的初级绕组和次级绕组。至少部分地基于输出电压和参考电压在次级侧中生成次级控制信号。次级控制信号被转换为在初级侧中提供的初级控制信号。至少部分地基于初级控制信号和电流感测信号来在初级侧中驱动转换器,电流感测信号指示流过初级绕组的电流。

Secondary side current mode control for converters

The method and equipment for secondary side current mode control of converters are provided. In this method and device, the output voltage of the converter is detected, where the converter has primary and secondary windings currently isolated in the corresponding primary and secondary sides. Secondary control signals are generated in the secondary side at least partially based on the output voltage and the reference voltage. The secondary control signal is converted to the primary control signal provided in the primary side. The converter is driven in the primary side at least partially based on the primary control signal and the influenza detection signal, and the current sensing signal indicates the current flowing through the primary winding.

【技术实现步骤摘要】
用于转换器的次级侧电流模式控制
本申请涉及对转换器进行控制,并且具体地涉及使用次级侧电流控制来控制具有反馈隔离的转换器。
技术介绍
在功率转换系统领域,反激式转换器是一种具有电流型反馈隔离的降压-升压转换器。在具有电流隔离的转换器中,在与输入电压不同的功率域或侧中提供输出电压。至少部分由于对转换器进行控制所需的各种参数驻留在两个隔离的功率域中的事实,域之间的隔离在反馈控制方面具有挑战。期望对具有功率隔离的转换器进行反馈控制。还期望在转换器的次级侧执行反馈控制,并将反馈控制用于从初级侧驱动转换器。
技术实现思路
反激式转换器可以被概括为包括:变压器,包括在相应的初级侧和次级侧中的、电流地隔离的初级绕组和次级绕组,变压器被配置为提供输出电压;以及反馈级,包括:在次级侧中的次级侧控制级,被配置为至少部分地基于输出电压和参考电压来生成次级控制信号;以及隔离级,被配置为基于次级控制信号在初级侧上生成初级控制信号;在初级侧中的功率开关,功率开关被配置为控制通过初级绕组的电流传导;以及在初级侧中的驱动级,被配置为至少部分地基于初级控制信号和指示通过初级绕组的电流的电流感测信号,来生成用于驱动功率开关的驱动信号,并根据驱动信号来操作功率开关。次级侧控制级可以被配置为:使次级控制信号从解除断言状态转变到断言状态,以指示将要驱动功率开关的时间;并在与初级绕组的期望电流相对应的持续时间内,将次级控制信号保持在断言状态中。驱动级可以被配置为:检测初级控制信号从解除断言状态转变到断言状态;并且响应于检测到初级控制信号从解除断言状态转变到断言状态,将驱动信号断言。驱动级可以被配置为:至少部分地基于初级控制信号,来确定初级绕组的期望电流;将期望电流与通过初级绕组的电流进行比较,以确定通过初级绕组的电流是否达到期望电流;并且响应于确定通过初级绕组的电流达到期望电流,将驱动信号解除断言。驱动级可以被配置为:至少部分地基于初级控制信号的接通持续时间,来确定期望电流。接通持续时间处于初级控制信号的时钟周期中,时钟周期是在初级控制信号从解除断言状态转变到断言状态时结束的先前时钟周期。隔离级可以包括光耦合器,被配置为:在次级侧中接收次级控制信号;将次级控制信号转换为初级控制信号;并在初级侧中输出初级控制信号。次级侧控制级可以被配置为:至少部分地基于输出电压和参考电压,来生成经补偿的误差信号;将经补偿的误差信号与锯齿波信号进行比较;并且当经补偿的误差信号超过锯齿波信号时,将次级控制信号断言,以及当锯齿波信号超过经补偿的误差信号时,将次级控制信号解除断言。次级侧控制级可以被配置为:使次级控制信号从断言状态转变到解除断言状态,以指示将要驱动功率开关的时间;以及在与初级绕组的期望电流相对应的持续时间内将次级控制信号保持在解除断言状态中。驱动级可以被配置为:检测初级控制信号从断言状态转变到解除断言状态;以及响应于检测到初级控制信号从断言状态转变到解除断言状态,将驱动信号断言。控制器可以被概括为包括次级侧控制级,次级侧控制级位于与初级域电流地隔离的次级域中并且被配置为:检测转换器的输出电压;至少部分地基于输出电压和表示转换器的期望输出电压的参考电压,至少通过以下步骤来生成次级控制信号:进行将次级控制信号从解除断言状态转变到断言状态以及从断言状态转变到解除断言状态中的至少一项,以指示将要驱动转换器的时间;在与转换器的期望电流水平相对应的持续时间内,将次级控制信号保持在断言状态和解除断言状态中的至少一个状态中;以及输出次级控制信号,以用于转换为初级域中的初级控制信号。控制器还可以包括隔离级,隔离级被配置为接收次级控制信号并且至少通过以下步骤将次级控制信号转换为初级控制信号:检测次级控制信号从解除断言状态转变到断言状态以及从断言状态转变到解除断言状态中的至少一项;响应于检测到次级控制信号从解除断言状态转变到断言状态以及从断言状态转变到解除断言状态中的至少一项,将初级控制信号转变到断言状态和解除断言状态中的至少一个状态;以及在与次级控制信号保持在断言状态和解除断言状态中的至少一个状态中的持续时间相对应的持续时间内,将初级控制信号保持在断言状态和解除断言状态中的至少一个状态中。控制器可以进一步包括驱动级,驱动级在初级域中操作,被配置为检测初级控制信号转变到断言状态和解除断言状态中的至少一个状态;以及响应于检测到初级控制信号转变到断言状态和解除断言状态中的至少一个状态,将用于操作转换器的驱动信号断言或解除断言。驱动级可以被配置为:接收指示转换器的电流水平的电流感测信号;至少部分地基于初级控制信号,来检测转换器的期望电流水平;确定转换器的电流水平是否已达到转换器的期望电流水平;响应于确定转换器的电流水平已达到转换器的期望电流水平,将驱动信号断言或解除断言。驱动级可以被配置为:基于初级控制信号的接通持续时间和关断持续时间中的至少一个持续时间,来检测转换器的期望电流水平。接通持续时间可以处于时钟周期中,时钟周期是在初级控制信号转变到断言状态时结束的先前时钟周期。方法可以概括为包括:检测转换器的输出电压,转换器具有在相应的初级侧和次级侧中的、电流地隔离的初级绕组和次级绕组;至少部分地基于输出电压和参考电压,在次级侧中生成次级控制信号;将次级控制信号转换为在初级侧中提供的初级控制信号;以及至少部分地基于初级控制信号和指示流过初级绕组的电流的电流感测信号,在初级侧中驱动转换器。生成次级控制信号可以包括:使次级控制信号进行从解除断言状态转变到断言状态以及从断言状态转变到解除断言状态中的至少一项,以指示将要对转换器供电的时间;以及在与初级绕组的期望电流相对应的持续时间内,将次级控制信号保持在断言状态和解除断言状态中的至少一个状态中。生成次级控制信号可以包括生成多个控制信号,其中多个控制信号中的第一控制信号指示将要对转换器供电的时间,并且多个控制信号中的第二控制信号指示初级绕组的期望电流。生成次级控制信号可以包括生成多个控制信号,其中多个控制信号中的第一控制信号指示将要对转换器供电的时间,并且多个控制信号中的第二控制信号指示初级绕组的期望电流。附图说明图1示出了具有反馈控制级的转换器的框图。图2示出了根据一个实施例的转换器的示意图。图3示出了根据一个实施例的用于驱动转换器的驱动级的框图。图4示出了根据一个实施例的次级侧控制级的示意图。图5示出了根据一个实施例的驱动级的示意图。图6示出了根据一个实施例的驱动级的示意图。图7示出了根据一个实施例的峰值电流级的示意图。图8示出了转换器和反馈控制级的信号图。具体实施方式图1示出了具有反馈控制级102的转换器100的框图。转换器100还包括变压器101、切换和感测级103以及输出级105。反馈控制级102包括次级侧控制级104、隔离级106和驱动级108。转换器100在输入电压节点110处接收输入电压(VIN)并在输出电压节点112处将输出电压(VOUT)输出。变压器101被耦合到切换和感测级103以及输出级105。切换和感测级103还在输入处接收驱动信号并在输出处输出电流感测信号。输出级105将输出电压(VOUT)提供给负载114,负载114被耦合在输出电压节点112和接地节点116之间。次级侧控制级104在输入处接收输出电压。次级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反激式转换器,包括:变压器,包括在相应的初级侧和次级侧中的、电流地隔离的初级绕组和次级绕组,所述变压器被配置为提供输出电压;以及反馈级,包括:在所述次级侧中的次级侧控制级,被配置为至少部分地基于所述输出电压和参考电压来生成次级控制信号;以及隔离级,被配置为基于所述次级控制信号在所述初级侧上生成初级控制信号;在所述初级侧中的功率开关,所述功率开关被配置为控制通过所述初级绕组的电流传导;以及在所述初级侧中的驱动级,被配置为:至少部分地基于所述初级控制信号和指示通过所述初级绕组的电流的电流感测信号,来生成用于驱动所述功率开关的驱动信号;并且根据所述驱动信号来操作所述功率开关。

【技术特征摘要】
2017.05.15 US 15/595,5771.一种反激式转换器,包括:变压器,包括在相应的初级侧和次级侧中的、电流地隔离的初级绕组和次级绕组,所述变压器被配置为提供输出电压;以及反馈级,包括:在所述次级侧中的次级侧控制级,被配置为至少部分地基于所述输出电压和参考电压来生成次级控制信号;以及隔离级,被配置为基于所述次级控制信号在所述初级侧上生成初级控制信号;在所述初级侧中的功率开关,所述功率开关被配置为控制通过所述初级绕组的电流传导;以及在所述初级侧中的驱动级,被配置为:至少部分地基于所述初级控制信号和指示通过所述初级绕组的电流的电流感测信号,来生成用于驱动所述功率开关的驱动信号;并且根据所述驱动信号来操作所述功率开关。2.根据权利要求1所述的反激式转换器,其中所述次级侧控制级被配置为:使所述次级控制信号从解除断言状态转变到断言状态,以指示将要驱动所述功率开关的时间;以及在与所述初级绕组的期望电流相对应的持续时间内,将所述次级控制信号保持在所述断言状态中。3.根据权利要求1所述的反激式转换器,其中所述驱动级被配置为:检测所述初级控制信号从解除断言状态转变到断言状态;以及响应于检测到所述初级控制信号从所述解除断言状态转变到所述断言状态,将所述驱动信号断言。4.根据权利要求3所述的反激式转换器,其中所述驱动级被配置为:至少部分地基于所述初级控制信号,来确定所述初级绕组的期望电流;将所述期望电流与通过所述初级绕组的电流进行比较,以确定通过所述初级绕组的电流是否达到所述期望电流;以及响应于确定通过所述初级绕组的电流达到所述期望电流,将所述驱动信号解除断言。5.根据权利要求4所述的反激式转换器,其中所述驱动级被配置为:至少部分地基于所述初级控制信号的接通持续时间,来确定所述期望电流。6.根据权利要求5所述的反激式转换器,其中所述接通持续时间处于所述初级控制信号的时钟周期中,所述时钟周期是在所述初级控制信号从所述解除断言状态转变到所述断言状态时结束的先前时钟周期。7.根据权利要求1所述的反激式转换器,其中所述隔离级包括光耦合器,所述光耦合器被配置为:在所述次级侧中接收所述次级控制信号;将所述次级控制信号转换为所述初级控制信号;以及在所述初级侧中输出所述初级控制信号。8.根据权利要求1所述的反激式转换器,其中所述次级侧控制级被配置为:至少部分地基于所述输出电压和所述参考电压,来生成经补偿的误差信号;将所述经补偿的误差信号与锯齿波信号进行比较;以及当所述经补偿的误差信号超过所述锯齿波信号时,将所述次级控制信号断言,并且当所述锯齿波信号超过所述经补偿的误差信号时,将所述次级控制信号解除断言。9.根据权利要求1所述的反激式转换器,其中所述次级侧控制级被配置为:使所述次级控制信号从断言状态转变到解除断言状态,以指示将要驱动所述功率开关的时间;以及在与所述初级绕组的期望电流相对应的持续时间内,将所述次级控制信号保持在所述解除断言状态中。10.根据权利要求9所述的反激式转换器,其中所述驱动级被配置为:检测所述初级控制信号从所述断言状态转变到所述解除断言状态;以及响应于检测到所述初级控制信号从所述断言状态转变到所述解除断言状态,将所述驱动信号断言。11.一种控制器,包括:次级侧控制级,位于与初级域电流地隔离的次级域中并且被配置为:检测转换器的输出电压;至少部分地基于所述输出电压和表示所述转换器的期望输出电压的参考电压,至少通过以下来生成次级控制信号:进行将所述次级控制信号从...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·比安科G·斯卡帕图拉
申请(专利权)人:意法半导体股份有限公司
类型:发明
国别省市:意大利,IT

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