功率转换器中的输出电流的间接调节制造技术

一种控制器包括被耦合以接收代表功率转换系统的输入电压信号、输入电流信号和输出电压信号的乘法器块。该乘法器块根据该输入电压信号与该输入电流信号的乘积除以该输出电压信号而输出一个乘法器块输出信号。信号鉴别器根据所述乘法器块输出信号输出一个误差信号。该误差信号代表在该乘法器块输出信号中的大于一个参考信号的部分与该乘法器块输出信号中的小于或等于该参考信号的部分之间的差。开关控制器根据该误差信号生成驱动信号以控制功率开关的开关从而调节该功率转换系统的平均输出电流。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】功率转换器中的输出电流的间接调节相关申请的交叉引用本申请要求享有于2014年11月7日提交的美国临时申请N0.62/076，981的权益，该美国临时申请的内容通过引用方式被整体纳入本文。
本申请总体涉及功率转换系统，且更具体地但不排他地，涉及对功率转换系统中的输出电流的调节。
技术介绍
通常通过控制器控制功率转换系统的运行，该控制器可以被设计为包括传感器以调节功率转换系统的输出的集成电路模块。功率转换系统的常见实例可以包括开关模式功率转换器，且可以被用于各种各样的应用中，诸如用于电子设备的电池充电器或电源。控制器响应于感测到的信息生成用于功率转换系统的有源元件/部件的控制信号以调节输出。例如，如果控制器正在调节功率转换系统的输出电流，通常在耦合至功率转换系统的输出的感测元件(典型地电阻器)两端测量该输出电流以感测通过功率转换系统输出端子传导的输出电流。【附图说明】参考下面的附图描述本专利技术的非限制性且非穷举性实施方案，其中在所有多个视图中相同的参考数字指示相同的部分，除非另有指定。图1是例示根据本公开内容的教导的具有一个控制器的一个示例功率转换系统的方块图，所述控制器响应于输入电压、输入电流和输出电压间接调节输出电流。图2是例示根据本公开内容的教导的在一个示例控制器中包括的一个示例信号鉴别器的方块图，所述控制器响应于输入电压、输入电流和输出电压间接调节输出电流。图3是例示根据本公开内容的教导的具有一个控制器的一个示例功率转换系统的示意图，所述控制器响应于输入电压、输入电流和输出电压间接调节输出电流。图4是例示根据本公开内容的教导的具有一个控制器的一个示例功率转换系统的示例波形的时序图，所述控制器响应于输入电压、输入电流和输出电压间接调节输出电流。图5是例示根据本公开内容的教导的在具有一个控制器的一个示例功率转换系统中生成误差信号的一个示例过程的示例流程图，所述控制器响应于输入电压、输入电流和输出电压间接调节输出电流。在附图的所有若干视图中，对应的参考字符指示对应的部件。本领域技术人员应理解，图中的元件是为了简化和清楚的目的而示出的，并且未必按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可以相对于其他元件被夸大，以帮助提高对本专利技术多种不同实施方案的理解。此外，为了便于较少妨碍观察本专利技术这些不同实施方案，在商业可行的实施方案中有用或必需的常见但是众所周知的元件通常未被示出。【具体实施方式】在下文的描述中，阐明了许多具体细节以提供对本专利技术的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将明了，不必需采用这些具体细节来实施本专利技术。在其他情况下，为了避免使本专利技术模糊，没有详细描述众所周知的材料或方法。在该说明书全文中提到“一个实施方案”、“一实施方案”、“一个实施例”或“一实施例”意指关于该实施方案或实施例描述的具体特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施方案中。因此，在该说明书全文中多个地方出现的短语“在一个实施方案中”、“在一实施方案中”、“一个实施例”或“一实施例”未必全都指相同的实施方案或实施例。再者，所述具体特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案或实施例中以任何合适的组合和/或子组合结合。具体特征、结构或特性可被包括在集成电路、电子电路、组合逻辑电路或提供所描述的功能的其他合适的部件内。此外，应理解，本文中提供的图是出于向本领域普通技术人员解释的目的，并且附图未必按比例绘制。如将被示出的，用于在功率转换系统中使用的一个示例控制器调节该功率转换系统的输出电流而不必直接感测输出电流，这可能是困难的且常常通过必须用输出电流感测电阻器感测输出电流来执行。相反，根据本专利技术的教导的一个示例控制器响应于输入电压、输入电流和输出电压间接地调节功率转换系统的输出电流。为了例示，图1示出接收输入电压Vin104以在负载124处产生输出电压Vq120和输出电流1。122的一个示例功率转换系统100。在一个实施例中，功率转换系统100是交流-直流(ac-dc)功率转换器，其中输入电压Vin104是从输入电压源(未示出)接收的经整流和经滤波的交流输入电压Vrect102。功率转换系统100包括功率转换块110，该功率转换块由控制器132控制以调节输出电流1。122。功率转换块110通常包括至少一个开关112、至少一个电感器116和至少一个电容器118。通过相应地布置功率转换块110的开关、电感器和电容器，功率转换块110可被配置成降压转换器的许多变体中的一种。应注意，功率转换块110还可按照其他转换器拓扑(诸如，反激转换器)配置。控制器132接收代表输入电流Iin106的输入电流感测信号UINS126、代表输入电压Vin104的输入电压感测信号Uvins128和代表输出电压Vq120的输出电压感测信号UV(]S130。控制器132输出驱动信号148以控制功率转换块110的开关112的开关。驱动信号148是在开关周期TS期间可以是逻辑高或逻辑低的逻辑信号。当驱动信号148是逻辑高时开关112可以闭合，且当驱动信号148是逻辑低时开关112可以断开。闭合开关还可以被称为处于导通(ON)状态。断开开关还可以被称为处于关断(OFF)状态。在一个实施例中，开关112是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。在另一个实施例中，控制器132可以被实施为单片集成电路或可以用分立电气部件实施或者用分立部件和集成部件的组合实施。控制器132和开关112可以形成被制造成混合集成电路或单片集成电路的集成电路的一部分。在例示的实施例中，功率转换系统100可以包括一个或多个感测电路系统以感测输入电压Vin104和输出电压％120，且产生输入电压感测信号Uvins128和输出电压感测信号UV0S130o可以使用多种感测电流的方式中的任何一种来感测输入电流IIN106且向控制器132提供输入电流感测信号UINS126，所述感测电流的方式诸如，例如接收传导电流的电阻器两端的电压，或例如从电流变压器接收按比例缩放的电流，或例如接收传导电流的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的导通电阻两端的电压。控制器132包括计算单元142 (其还可以被称为乘法器142)、信号鉴别器140和开关控制器144。乘法器142接收输入电压感测信号UVINS128、输入电流感测信号UIINS126和输出电压感测信号UV(]S130。由乘法器142输出的信号Ux134代表输入电压感测信号UVINS128和输入电流感测信号Uiins126的乘积除以输出电压感测信号UV(]S130。在一些实施例中，例如当功率转换系统100被用作LED驱动器以向一个或多个LED提供功率时，在调节期间信号Ux134的平均值可以等于输出电流1。122的平均值。低通滤波器136接收信号Ux134且输出经滤波的信号UfI38，该经滤波的信号UfI38是信号Ux134的低通滤波的版本。经滤波的信号Uf138具有与信号Ux134的平均值相同的平均值。低通滤波器136可以是控制器132的一部分或可以在控制器132的外部。如例示的，经整流的输入电压Vrect102可以是周期性的，具有周期?Υ/2，该周期?Υ/2也可以被称为半线循环。在一些情况下，输出电流1。122也可以是周期性的，其具有的周期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在功率转换系统中使用的控制器，包括：一个乘法器块，被耦合以接收代表所述功率转换系统的感测到的输入电压的输入电压信号、代表所述功率转换系统的感测到的输入电流的输入电流信号和代表所述功率转换系统的感测到的输出电压的输出电压信号，其中所述乘法器块被耦合以根据所述输入电压信号与所述输入电流信号的乘积除以所述输出电压信号而输出一个乘法器块输出信号；一个信号鉴别器，被耦合以响应于所述乘法器块输出信号而输出误差信号，其中所述误差信号代表所述乘法器块输出信号中的大于一个参考信号的部分与所述乘法器块输出信号中的小于或等于所述参考信号的部分之间的差；以及一个开关控制器，被耦合以响应于所述误差信号生成一个驱动信号，以控制所述功率转换系统的功率开关的开关从而调节所述功率转换系统的平均输出电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·Y·张，R·L·J·普雷吉特泽，毛鸣明，T·帕斯通，
申请(专利权)人：电力集成公司，
类型：发明
国别省市：美国;US