两相交错转换器及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种两相交错转换器，其包括两个子电路，电压控制器，电流控制器，平衡控制器和移相器。该电压控制器接收两个子电路的输出电压并输出与该输出电压电平成比例的信号。该电流控制器接收所述电压控制器输出的信号和来自所述两个子电路中的一个子电路的电感电流，并且输出控制所述两个子电路中负责一相的一个子电路的控制信号。该平衡控制器接收从所述两个子电路输出的电流值并且计算从所述两个子电路输出电流值之间的差，以控制应用于所述两个子电路中的一个子电路的控制信号的占空比。该移相器将从所述平衡控制器输出的控制信号的相位移位。

【技术实现步骤摘要】
两相交错转换器及其控制方法
本专利技术涉及两相交错转换器及其控制方法。
技术介绍
交错转换器被很好地理解为，是可以通过应用因电流分布造成的电流与因分布电流的数量造成的相差之间的偏移效应而降低电流纹波幅度(通常是全部纹波)的转换器。此外，交错转换器能够有利减少输入和输出滤波器的容量和体积。图1和2是示出根据现有技术的交错转换器的电流控制方案的电路图。图1的交错转换器是两相交错转换器10，其将输入电压源30的输入电压Vin转换为输出电压。用于控制每相转换器的交错控制器20包括对应于每相的电流控制器。也就是说，用于控制A相电流的A相电流控制器21被设置在A相子电路11中，用于控制B相电流的B相电流控制器22被设置在B相子电路12中。在这类交错转换器中，输出电容器40的电压通过电压控制器23测量并被提供给每个电流控制器。用于每相的电流控制器生成用于控制每相的占空比并将该占空比传送给交错转换器，以便该转换器的电流输出被控制。因此，虽然设置了用于控制每相的电流控制器以便电感电流可以被平衡，但微型计算机的负载系数增加。电感电流是由电流控制器输出的用于控制每相的电流。图2是示出根据现有技术具有单一电流控制器的交错转换器的电路图。图2的交错转换器是两相交错转换器10，其将输入电压源30的输入电压转换为输出电压。用于控制每相转换器的交错控制器20包括单一电流控制器21。此外，单一电流控制器21的信号输出被相移以控制另一相交错转换器。也就是说，当交错转换器控制A和B相电流，并且控制控制器21控制A相转换器时，B相转换器12用通过移相器24将A相电流控制器的信号输出相移180°而生成的信号进行控制。换句话说，一个电流控制器用于生成具有控制一相电流的占空比的信号，另一相电流通过具有相同占空比并通过将用于控制一相电流的信号移相180°获得的信号进行控制。虽然上述方案具有降低微型计算机的负载量的优点，但是其难以瞬态、精准地反映另一相电流的变化，因此会出现电流不平衡。
技术实现思路
本专利技术试图解决与现有技术关联的上述问题。本专利技术的目的是提供这样一种两相交错转换器，其能够有效防止在两相交错转换器中可能发生的功率器件相电流之间的不平衡。本专利技术的另一个目的是提供一种包括电流控制器和平衡控制器的两相交错转换器，所述平衡控制器可以解决相电流之间的不平衡，并且还可以通过电流控制器和平衡控制器简化计算过程而减少微计算机上的负载。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面的两相交错转换器包括两个子电路，所述两个子电路包括彼此并行连接的输入端和彼此并行连接的输出端，以便将直流(DC)或交流(AC)输入电压转换为具有不同于输入电压电平的电平的输出电压。还包括电压控制器，其配置成接收两个子电路的输出电压并输出与输出电压电平成比例的信号，以及电流控制器，其配置成接收电压控制器的输出信号和来自两个子电路中的一个子电路的电感电流，并且输出用于控制两个子电路中负责一相的一个子电路的控制信号。此外，该两相交错转换器包括平衡控制器，其配置成接收从两个子电路输出的电流值并且计算从两个子电路输出的电流值间的差，以控制应用于两个子电路中的一个子电路的控制信号的占空比。还包括移相器，其配置成将从平衡控制器输出的控制信号的相位移位。更具体地，两个子电路中的一个子电路直接接收从平衡控制器输出的控制信号，并且剩下的子电路从移相器接收相移控制信号。在本专利技术的示例性实施例中，当一个子电路的电感电流大于剩下的子电路的电感电流时，平衡控制器可以减少应用于两个子电路中的一个子电路的控制信号的占空比，并且当一个子电路的电感电流小于剩下的子电路的电感电流时，可以增加应用于两个子电路中的一个子电路的控制信号的占空比。此外，移相器可以配置成将从平衡控制器输出的控制信号的相位移位180°。本专利技术的某些示例性实施例中的平衡控制器可以配置成从剩下的子电路的电感电流值减去一个子电路的电感电流值，以获得差值，对该差值积分以获得占空比差值，将从电流控制器输出的控制信号的占空比乘以通过从“1”减去所述占空比差值而获得的值，以便向两个子电路中的一个子电路施加乘积结果作为控制信号，并且将从电流控制器输出的控制信号的占空比乘以通过向“1”加上所述占空比差值而获得的值，以便向剩下的子电路施加乘积结果作为控制信号。平衡控制器还可以或可选地配置成从剩下的子电路的电感电流值减去一个子电路的电感电流值，以获得差值，以一个预定的放大比放大该差值，向以另一个预定的放大比放大的值加上通过对以所述一个预定的放大比放大的值积分而获得的值，以便获得占空比差值，将从电流控制器输出的控制信号的占空比乘以通过从“1”减去所述占空比差值而获得的值，以便向两个子电路中的一个子电路施加乘积结果作为控制信号，并且将从电流控制器输出的控制信号的占空比乘以通过向“1”加上所述占空比差值而获得的值，以便向剩下的子电路施加乘积结果作为控制信号。根据本专利技术的另一方面，控制两相交错转换器的方法可以包括：感测两相交错转换器的两个子电路的电感电流值；通过控制器计算两个子电路的电感电流间的差；并且当两个子电路中的一个子电路的一个电感电流值小于剩下的子电路的剩下的电感电流值时，增加应用于所述一个子电路的控制信号的占空比。根据本专利技术的又一方面，控制两相交错转换器的方法可以包括：感测两相交错转换器的两个子电路的电感电流值；计算两个子电路的电感电流间的差；并且当两个子电路中的一个子电路的一个电感电流值大于剩下的子电路的剩下的电感电流值时，减少应用于所述一个子电路的控制信号的占空比。如上所述，根据本专利技术的两相交错转换器具有下列优点。首先，微计算机上的负载可以减少，这样高价微计算机可以用低价微计算机替换，从而降低制造成本。其次，相电流之间的不平衡可以通过使用子电路间的电流差解决。因此可以阻止过流流过转换器的功率器件，这样可以获得两相交错转换器的性能和可靠性。第三，用于各相的子电路的电感电流可以被保持在均衡状态，这样可以减少电感电流的纹波。附图说明现通过参考特定示例性实施例和附图详细描述本专利技术的上述特征和其他特征，应当理解，给出的上述示例性实施例和附图仅是说明性的，本专利技术不限于所述实施例和附图，其中：图1是示出根据现有技术的交错转换器的一个电流控制方案的电路图；图2是示出根据现有技术的交错转换器的另一个电流控制方案的电路图；图3是示出两相交错转换器的每个子模块输出的电流值的比较结果的曲线图；图4是示出根据本专利技术示例性实施例的应用于两相交错转换器的每个子电路的控制信号的占空比控制的视图；图5是示出根据本专利技术示例性实施例从A相子电路输出的电流大于从B相子电路输出的电流的视图；图6是示出根据本专利技术示例性实施例调整应用于每个子电路的控制信号以将电流不平衡状态变为电流平衡状态的视图；图7是详细示出根据本专利技术示例性实施例实施的两相交错转换器的电路图；图8是示出根据本专利技术示例性实施例调整应用于两相交错转换器的控制信号的占空比的过程的流程图；图9是示出根据本专利技术示例性实施例的两相交错转换器中的平衡控制器的内部配置的电路图；图10是示出在应用根据本专利技术示例性实施例的两相交错转换器之前，即平衡控制器250未应用于两相交错转换器的状态下，每相的电感电流的曲线图；图11是示出测量从根据本专利技术示例性实施例应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两相交错转换器，其包括：两个子电路，所述两个子电路包括彼此并行连接的输入端和彼此并行连接的输出端，以便将直流(DC)或交流(AC)输入电压转换为具有不同于输入电压电平的电平的DC输出电压；电压控制器，其配置成接收所述两个子电路的输出电压并输出电流基准信号；电流控制器，其配置成接收由所述电压控制器输出的信号和来自所述两个子电路中的一个子电路的电感电流，并且输出控制所述两个子电路中负责一相的一个子电路的控制信号；平衡控制器，其配置成接收从所述两个子电路输出的电流值并且计算从所述两个子电路输出的电流值间的差，以便控制应用于所述两个子电路中的一个子电路的控制信号的占空比；以及移相器，其配置成将从所述平衡控制器输出的控制信号的相位移位，其中所述两个子电路中的一个子电路直接接收从所述平衡控制器输出的控制信号，并且剩下的子电路从所述移相器接收移相控制信号。

【技术特征摘要】
2013.11.26 KR 10-2013-01443351.一种两相交错转换器，其包括：两个子电路，所述两个子电路包括彼此并行连接的输入端和彼此并行连接的输出端，以便将直流(DC)或交流(AC)输入电压转换为具有不同于输入电压电平的电平的DC输出电压；电压控制器，其配置成接收所述两个子电路的输出电压并输出电流基准信号；电流控制器，其配置成接收由所述电压控制器输出的信号和来自所述两个子电路中的一个子电路的电感电流，并且输出控制所述两个子电路中负责一相的一个子电路的控制信号；平衡控制器，其配置成接收从所述两个子电路输出的电流值并且计算从所述两个子电路输出的电流值间的差值，基于所述差值计算占空比差值，将从所述电流控制器输出的控制信号的占空比乘以通过从“1”减去所述占空比差值而获得的值，以便将乘积结果应用于所述两个子电路中的一个子电路作为控制信号，并且将从所述电流控制器输出的控制信号的占空比乘以通过向“1”加上所述占空比差值而获得的值，以便将乘积结果应用于剩下的子电路作为控制信号；以及移相器，其配置成将从所述平衡控制器输出的控制信号的相位移位，其中所述两个子电路中的一个子电路直接接收从所述平衡控制器输出的控制信号，并且剩下的子电路从所述移相器接收移相控制信号。2.根据权利要求1所述的两相交错转换器，其中当所述两个子电路中的一个子电路的电感电流大于剩下的子电路的电感电流时，所述平衡控制器减少应用于所述一个子电路的控制信号的占空比。3.根据权利要求1所述的两相交错转换器，其中当所述两个子电路中的一个子电路的电感电流小于剩下的子电路的电感电流时，所述平衡...

【专利技术属性】
技术研发人员：成玄旭，郭武信，全信慧，张熙崇，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR