用于功率转换器的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于功率转换器的系统和方法。依据实施例，功率供给控制器包含第一控制器、第二控制器、变换电路、开关信号生成器。第一控制器被配置成基于第一功率供给测量信号来提供第一控制参数，并且第二控制器被配置成基于第二功率供给测量信号来提供第二控制参数。变换电路被配置成提供取决于第一控制参数和第二控制参数两者的第一开关控制参数并且提供取决于第一控制参数和第二控制参数两者的第二开关控制参数。开关信号生成器被配置成生成取决于第一开关控制参数和第二开关控制参数两者的开关信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及用于电子电路的系统和方法，并且在特定实施例中涉及用于转换器电路的系统和方法。
技术介绍
转换器电路在比如从计算机到汽车的许多电子应用中是普遍的。用于电压和/或转换器电路的常见应用是在功率供给系统中。通常，在功率供给系统内的电压通过执行DC-DC、DC-ACJP /或AC-DC转换来生成，所述执行是通过操作加载有电感器或变换器的开关作为转换器电路。一类这样的系统包含开关模式功率供给(SMPS)。SMPS经常比其它类型的功率转换系统更高效，因为功率转换通过电感器或变换器的受控充电和放电来执行并且减少由于跨过电阻性电压降的功率耗散而损失的能量。可以被用于SMPS的开关转换器电路尤其可以包含降压转换器、升压转换器、反激转换器、半桥转换器、和全桥转换器。降压转换器和升压转换器两者都典型地利用电感器而反激转换器将负载隔离并且可以通过变换器的使用将电压转换比例倍增。半桥转换器经常使用耦合到在开关晶体管之间的中间节点处的电感器的两个晶体管，并且全桥转换器经常使用四个开关晶体管。另一个类型的转换器是双半桥串联转换器，其包含与耦合在两个半桥转换器之间的能量储存器元件(诸如电感器)串联耦合的两个半桥转换器电路。在许多开关模式功率转换器中，开关的定时由反馈控制系统确定以控制功率供给的输出电压和/或电流特性。比如，反馈控制器可以将测量的功率供给的输出电压与电压参考比较以产生误差信号，并且随后使用误差信号以调节确定开关信号的脉冲宽度调制器电路的占空比。
技术实现思路
依据实施例，功率供给控制器包含第一控制器、第二控制器、变换电路、开关信号生成器。第一控制器被配置成基于第一功率供给测量信号来提供第一控制参数，并且第二控制器被配置成基于第二功率供给测量信号来提供第二控制参数。变换电路被配置成提供取决于第一控制参数和第二控制参数两者的第一开关控制参数并且提供取决于第一控制参数和第二控制参数两者的第二开关控制参数。开关信号生成器被配置成生成取决于第一开关控制参数和第二开关控制参数两者的开关信号。【附图说明】为了本专利技术和其优点的更完全理解，现在对连同附图进行的下面描述进行参考，在附图中: 图1图解了实施例开关转换器电路的框图； 图2图解了实施例开关转换器电路的更详细的框图； 图3图解了实施例开关信号的波形图； 图4图解了实施例开关转换器电路的示意图； 图5a和5b图解了在图5a中示出输出功率并且在图5b中示出效率的实施例开关转换器电路的控制平面； 图6a_6d图解了实施例开关转换器电路的进一步控制平面； 图7图解了用于开关转换器电路的操作的实施例方法的流程图； 图8图解了用于开关转换器电路的特定实施例控制器的框图； 图9a_9c图解了实施例实施系统的示意图； 图10图解了替选的实施例开关转换器电路的示意图； 图11图解了操作的实施例方法的流程图； 图12图解了另一个实施例开关转换器电路的示意图； 图13图解了进一步实施例开关转换器电路的示意图；并且图14图解了封装的实施例开关转换器电路的透视图。在不同附图中对应的数字和符号通常指的是对应的部分，除非另外指示。绘制附图以清楚地图解实施例的相关方面并且不必成比例绘制。【具体实施方式】各种实施例的实现和使用在以下被详细讨论。然而应该被意识到的是本文描述的各种实施例在各种各样的特定语境下是可应用的。讨论的特定实施例仅仅图解了用于实现和使用各种实施例的特定方式，并且不应该在限定的范围内理解。关于在特定语境中的各种实施例(也就是电子转换器电路并且更具体而言DC/DC转换器电路)进行描述。本文描述的各种实施例中的一些包含控制系统、开关转换器电路、功率供给和开关功率供给、调整的DC/DC转换器、DC/DC双半桥串联转换器、以及控制和效率优化方法。在其它实施例中，各方面也可以被应用到依据如在本领域中所知的任何方式涉及任何类型的转换器或开关电路的其它应用。开关转换器使用开关序列以充电和放电在输入侧处的电感器并且操作在转换器的输出侧上的同步整流器。在谐振模式开关转换器中，谐振回路(resonant tank)在其谐振频率或在其谐振频率附近被充电和放电。在一些情形下，可以通过以在操作期间最小化跨过开关的电压的方式和/或在操作期间最小化跨过开关的电流的方式来操作开关而最小化开关损耗。这可以比如通过下述来实现:确定最小化开关损耗的先验的开关序列，或使用直接检测或估计这样的零电压或零电流开关条件的电路。因而，通过最小化跨过开关损失的功率的数量，可以增加转换器的总体效率。在本专利技术的实施例中，多变量控制系统被用来确定开关信号。比如，在一个实施例中，快调整环路被用来控制输出电压，并且更慢效率优化环路被用来最小化转换器的平均输入电流。在功率转换器内，输出电压Vtot和平均电流I IN被感测并且被转换成两个中间控制参数Θ和K。这些中间控制参数随后通过变换块被变换成开关控制参数(比如占空比dA和在开关支路之间的相移Φ )，所述开关控制参数被调制器用来操作功率转换器的开关。从中间控制参数Θ和K到开关控制参数4和Φ的变换被完成以使得开关控制参数彼此相关，并且开关控制参数收敛以提供功率转换器的高效操作。在一个示例中，电压控制器和平均电流控制器的单独输出各自影响占空比dA和在开关支路的控制信号之间的相移Φ两者。从电压和电流控制器输出到占空比和相移的该映射可以是极映射。比如，电压控制器的输出K可以是定义与开关参数的最大功率点的矢量距离的第一中间参数，并且平均电流控制器的输出Θ可以定义矢量的斜率或角度。当然应该理解的是，在替选的实施例中，开关信号可以使用除占空比4和相移Φ之外的其它参数来参数化，功率供给的受控输出可以与输出电压和平均输入电流不同，和/或中间控制变量变换可以关于与最大功率点的极距离而与极变换不同。图1图解了实施例开关转换器电路100的框图，所述实施例开关转换器电路100包含耦合到开关转换器104的控制器102，所述开关转换器104被耦合在功率供给106和负载108之间。开关转换器104可以被配置成将来自功率供给106的输入信号转换到用于负载108的输出信号，并且可以经过变换块110接收来自控制器102的开关控制信号。在各种实施例中，开关转换器104可以被实施为任何类型的开关转换器。在一些实施例中，开关转换器104是任何类型的双有源桥转换器，比如诸如非谐振双半桥转换器。在特定的实施例中，开关转换器104是双半桥串联转换器。依据各种实施例，控制器102测量输入电流Iin和输出电压Vqut并且接收参考电压VKEF。在其它实施例中，控制器102可以测量任何其它变量。控制器102将测量的输出电压Vqut与参考电压Vkef比较。在一些实施例中，控制器102起下述作用:最小化输入电流和在输出电压Votjt与参考电压V KEF之间的差。在特定的实施例中，控制器102生成与开关转换器104的输出功率有关的中间极控制参数K，并且控制器102生成与开关转换器104的效率有关的中间极控制参数Θ。极控制参数K和Θ在以开关转换器104的最大功率点为中心的极控制平面中分别是幅值和角度，如以下详细描述的。变换块110将极控制参数K和Θ变换成形成笛卡尔控制平面的坐标的物理开关参数。比如，将极控制参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率供给控制器，包括：输入接口，配置成电接收来自开关模式功率供给的第一功率供给测量信号和第二功率供给测量信号；第一控制器，配置成基于第一功率供给测量信号提供第一控制参数；第二控制器，配置成基于第二功率供给测量信号提供第二控制参数；变换电路，配置成　　提供第一开关控制参数，所述第一开关控制参数取决于第一控制参数和第二控制参数两者，并且　　提供第二开关控制参数，所述第二开关控制参数取决于第一控制参数和第二控制参数两者；以及开关信号生成器，配置成生成开关信号，所述开关信号取决于第一开关控制参数和第二开关控制参数两者；以及输出接口，配置成电驱动开关信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：L斯坎多拉，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE