控制器装置、控制电力电子电路的方法和电力电子装置制造方法及图纸

公开了一种控制器装置、用于通过控制器装置控制电力电子电路的方法和电力电子装置。在一些示例中，控制器装置被配置成控制电力电子电路，并且包括：高压(HV)引脚；电源(VCC)引脚；启动装置，其被配置成将电力从HV引脚传导至VCC引脚；以及比较器电路，其被配置成确定VCC引脚的电压电平是否大于接通电压阈值。在一些示例中，比较器电路还被配置成响应于确定VCC引脚的电压电平大于接通电压阈值而使控制器装置进入正常工作模式。在一些示例中，控制器装置还包括电平检测电路，其被配置成基于HV引脚的电平来确定接通电压阈值。

【技术实现步骤摘要】
控制器装置、控制电力电子电路的方法和电力电子装置
本公开涉及用于电力电子电路的控制器装置。
技术介绍
用于开关模式电源(SMPS)电路的控制器装置(即，集成控制电路)可以支持一系列变换器类型，例如反激变换器电路、功率因数校正(PFC)电路和/或谐振模式变换器电路(例如，LLC(电感器-电感器-电容器)变换器电路)。在一些示例中，用于SMPS电路的控制器装置可以被配置成对电力电子装置的两个或更多个变换电路(例如，PFC级和LLC级，或者PFC级和反激级)的工作进行控制。电力电子装置可以包括一个或更多个控制器装置。例如，电力电子装置可以包括用于反激级的单独的控制器装置，该控制器装置被配置成产生用于备用操作的辅助电源。电力电子装置还可以包括被配置成控制PFC级和LLC级的主控制器装置。另一电力电子装置可以包括被配置成控制装置的所有变换功能的单个控制器装置。
技术实现思路
本公开描述了一种用于电力电子装置的控制器装置，其中控制器装置的接通电压阈值基于控制器装置的高压(HV)引脚的电压电平可调整。在一些示例中，控制器装置的欠压锁定(UVLO)阈值也可以是可调整的。控制器装置可以包括电平检测电路，其被配置成检测HV引脚的电平(例如，电压电平或电流电平)。控制器装置可以基于HV引脚的电平来确定接通电压阈值。在一些示例中，控制器装置可以被配置成基于HV引脚的较高电压电平或电流电平来设置较高的接通电压阈值和/或基于HV引脚的较低的电压电平或电流电平来复位较低的接通电压阈值。在一些示例中，控制器装置被配置成控制电力电子电路，并且包括：高压(HV)引脚；电源(VCC)引脚；启动装置，其被配置成将电力从HV引脚传导至VCC引脚；以及比较器电路，其被配置成确定VCC引脚的电压电平是否大于接通电压阈值。在一些示例中，比较器电路还被配置成响应于确定VCC引脚的电压电平大于接通电压阈值而使控制器装置进入正常工作模式。在一些示例中，控制器装置还包括电平检测电路，其被配置成基于HV引脚的电平来确定接通电压阈值。在一些示例中，一种用于由控制器装置控制电力电子电路的方法包括基于控制器装置的HV引脚的电平来确定接通电压阈值。该方法还包括确定控制器装置的VCC引脚的电压电平是否大于接通电压阈值。该方法还包括响应于确定VCC引脚的电压电平大于接通电压阈值而使控制器装置进入正常工作模式。在一些示例中，电力电子装置包括被配置成对AC电进行整流的整流电路和被配置成从整流电路接收经整流的AC电的PFC电路。电力电子装置还包括被配置成产生主电源的SMPS电路和被配置成控制PFC电路和SMPS电路的控制器装置。控制器装置包括VCC引脚和HV引脚，其被配置成接收来自整流电路的经整流的AC电并且在启动序列期间对VCC引脚进行预充电。控制器装置还包括启动装置，其被配置成将经整流的AC电从HV引脚传送至VCC引脚。控制器装置还包括比较器电路，其被配置成确定VCC引脚的电压电平是否大于接通电压阈值。比较器电路还被配置成响应于确定VCC引脚的电压电平大于接通电压阈值而使控制器装置进入正常工作模式。控制器装置包括电平检测电路，其被配置成基于HV引脚的电平来确定接通电压阈值。在附图和下面的描述中阐述了一个或更多个示例的细节。其他特征、目的和优点将从说明书和附图以及权利要求中变得显而易见。附图说明图1是根据本公开的一些示例的包括两个控制器装置的电力电子装置的电路和框图；图2是根据本公开的一些示例的包括一个控制器装置的电力电子装置的电路和框图；图3是根据本公开的一些示例的被配置成控制电力电子电路的控制器装置的概念框图；图4是根据本公开的一些示例的包括比较器电路和电流源的控制器装置的电路和框图；图5是根据本公开的一些示例的包括比较器电路和复位-置位(R-S)锁存电路的控制器装置的电路和框图；图6是示出根据本公开的一些示例的用于确定控制器装置的接通电压阈值的示例技术的流程图；图7是示出根据本公开的一些示例的用于配置控制器装置的电压阈值的示例技术的流程图。具体实施方式电力电子装置的设计可以影响系统的变换电路的启动序列。如果系统包括多个控制器装置，则启动序列可以限定哪个控制器装置首先启动。在第一控制器装置启动期间，低压电源(例如，辅助电源)可能不可用。因此，在第一控制器装置可以开始工作并且控制一个或更多个变换器电路的工作之前，经整流的AC线路电压可以为第一控制器装置的电源预充电。为控制器装置的电源预充电的一种技术包括使用启动电阻器，该启动电阻器将用于控制器装置的电源连接至经整流的AC线路电压。通过启动电阻器的电流可以非常低，例如在从10微安到100微安的范围内，以降低功耗。在一些示例中，在启动电流可以被关断的情况下，启动电流可以较高，例如，在从1毫安到5毫安的范围内。为了关断启动电流，电力电子装置可以包括诸如初始接通(例如，闭合)的开关的启动装置。在一些示例中，启动装置包括耗尽型场效应晶体管(FET)或结栅极FET(JFET)，但是也可以使用其他类型的开关。此外，在一些示例中，电力电子装置可以包括被配置为没有串联电阻器的单个启动电流源的耗尽型FET或JFET。当控制器装置开始工作时，其可以被配置成汲取约2毫安至10毫安的电源电流。在正常工作期间，SMPS电路可以被配置成通过SMPS变压器上的辅助绕组产生用于控制器装置的电源。从控制器装置开始工作直到辅助电源可用时，可能有约50毫秒的延迟。电力电子装置可以包括电容器，该电容器被配置成存储控制器装置可以在启动延迟时间期间使用以进行工作的电能。电力电子装置可以在控制器装置开始工作之前利用经整流的AC电对电容器进行预充电。预充电时间与从控制器装置启动直到辅助电源可用为止的时间之比可以是在装置中定义或配置的期望参数。大的欠压锁定(UVLO)滞后可以通过在接通电压阈值与欠压锁定(UVLO)阈值(例如，滞后阈值)之间创建大的间隙来改善该比例。当电容器两端的电压达到接通电压阈值(例如，VCCon阈值)时，控制器装置可以被配置成开始工作。当电容器两端的电压达到UVLO阈值时，控制器装置可以被配置成通过转换至可以节省电力的启动模式而停止工作。电容器两端的电压可以达到UVLO阈值，这是因为如果辅助电源由于某种原因出故障则辅助电源电压下降。控制器装置的典型接通阈值(其可以表示为“VCCon”)可以在从16伏到25伏的范围内。可以表示为“VCCoff”的典型UVLO阈值可以在从7伏到9伏的范围内。这些阈值对于独立控制器装置(参见图2)可以是典型的。对于包括多个控制器装置的电力电子装置，控制器装置可以以主-从关系布置，由此主控制器装置能够命令和控制从控制器装置。在这样的示例中，控制器装置可以被配置成在启动序列中用作从控制器装置。从控制器装置可以被配置成一旦主控制器装置正在工作并且辅助电压电源可用就开始工作。在一些示例中，从控制器装置可以被配置成当主控制器装置向从控制器装置提供辅助电源电压时进行工作。在一些示例中，对于电力电子装置可能不希望以相同的方式对从控制器装置和主控制器装置的电源进行预充电。以相同的方式对两个电源进行预充电可能导致控制器装置和电力电子装置的额外启动延迟时间和更高的物料清单(BOM)成本。辅助电压电源可以是约12伏的预调节电压电源。从控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被配置成控制电力电子电路的控制器装置，所述控制器装置包括：高压HV引脚；电源VCC引脚；启动装置，其被配置成将电力从所述HV引脚传导至所述VCC引脚；比较器电路，其被配置成：确定所述VCC引脚的电压电平是否大于接通电压阈值；以及响应于确定所述VCC引脚的电压电平大于所述接通电压阈值，使所述控制器装置进入正常工作模式；以及电平检测电路，其被配置成基于所述HV引脚的电平来确定所述接通电压阈值。

【技术特征摘要】
2017.05.30 US 15/608,0661.一种被配置成控制电力电子电路的控制器装置，所述控制器装置包括：高压HV引脚；电源VCC引脚；启动装置，其被配置成将电力从所述HV引脚传导至所述VCC引脚；比较器电路，其被配置成：确定所述VCC引脚的电压电平是否大于接通电压阈值；以及响应于确定所述VCC引脚的电压电平大于所述接通电压阈值，使所述控制器装置进入正常工作模式；以及电平检测电路，其被配置成基于所述HV引脚的电平来确定所述接通电压阈值。2.根据权利要求1所述的控制器装置，其中，所述比较器电路还被配置成：确定所述VCC引脚的电压电平是否小于欠压锁定UVLO阈值；以及响应于确定所述VCC引脚的电压电平小于所述UVLO阈值而使所述控制器装置进入启动模式，其中，所述电平检测电路还被配置成基于所述HV引脚的电平来确定所述UVLO阈值。3.根据权利要求1所述的控制器装置，还包括二极管，所述二极管被配置成将电力从所述启动装置传导至所述VCC引脚。4.根据权利要求3所述的控制器装置，其中，所述电平检测电路还被配置成检测连接所述二极管和所述启动装置的节点处的电压电平。5.根据权利要求4所述的控制器装置，还包括被配置成向所述电平检测电路传送电流的电流源电路。6.根据权利要求3所述的控制器装置，其中，所述电平检测电路包括电平检测比较器，所述电平检测比较器被配置成确定所述二极管是否被正向偏置，以及其中，所述电平检测电路还被配置成：响应于所述电平检测比较器确定所述二极管被正向偏置而将所述接通电压阈值设置为第一电压阈值；以及响应于所述电平检测比较器确定所述二极管未被正向偏置而将所述接通电压阈值设置为第二电压阈值，其中，所述第一电压阈值大于所述第二电压阈值。7.根据权利要求6所述的控制器装置，还包括：第一分压器，其电连接至所述二极管的第一端并且被配置成生成第一分压信号；以及第二分压器，其电连接至所述二极管的第二端并且被配置成生成第二分压信号，其中，所述电平检测比较器被配置成通过至少比较所述第一分压信号和所述第二分压电压信号来确定所述二极管是否被正向偏置。8.根据权利要求1所述的控制器装置，其中，所述电平检测电路还被配置成检测从所述HV引脚通过所述启动装置流向所述VCC引脚的电流。9.根据权利要求1所述的控制器装置，还包括单个集成电路封装，其中，所述单个集成电路封装容置所述HV引脚、所述VCC引脚、所述比较器电路、所述电平检测电路和所述启动装置。10.根据权利要求1所述的控制器装置，其中，所述启动装置包括耗尽型开关或结栅极场效应晶体管JFET。11.根据权利要求1所述的控制器装置，还包括：锁存电路，其被配置成：响应于所述电平检测电路确定所述HV引脚的电平大于预定阈值而设置位；以及响应于所述VCC引脚的电压电平小于复位阈值而复位所述位，其中，所述复位阈值的电压电平小于所述UVLO阈值，其中，所述电平检测电路被配置成响应于所述位的值来确定所述接通电压阈值。12.根据权利要求1所述的控制器装置，其中，所述电平检测电路被配置成至少通过以下来确定所述接通电压阈值：响应于确定所述HV引脚的电平大于预定阈值而将所述接通电压阈值设置为第一电压电平；响应于确定所述HV引脚电连接至参考电压电源而将所述接通电压阈值设置为第二电压电平；以及响应于确定所述HV引脚的电平不大于所述预定阈值并且还响应于确定所述HV引脚未电连接至所述参考电压电源而将所述接通电压阈值设置为第三电压电平，其中，所述第一电压电平、所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·费尔特克勒，赖因哈德·穆勒，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT