检测设备制造技术

本公开涉及一种检测设备。在该设备中，检测取决于升压变换器的输出电压以及跨升压变换器的第一组寄生电阻的电压降的第一电压。还检测取决于跨升压变换器的第二组寄生电阻的电压降的第二电压。将电压相比较以确定临界占空比，并且升压变换器根据不超过临界占空比的占空比来操作。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及升压变换器的输出功率最大化的占空比的检测，并且特别地涉及具有生成占空比并且根据占空比操作升压变换器的反馈级的升压变换器。
技术介绍
升压变换器在传统上以具有固定的最大值的可变占空比操作。将升压变换器限制为最大占空比保护升压变换器免受过多的电感器电流的影响，但是没有使由升压变换器提供的输出功率最大化。例如，当由电压源(诸如电池)提供的输入可变(最大)功率随着时间和使用而降低时，升压变换器的输出功率意图通过反馈调节回路保持恒定。然而，在占空比被限制为最大值DMAX的情况下，升压变换器没有达到期望的输出电压，并且因此没有达到期望的输出功率。另外，在没有固定(或者在高值)占空比极限的情况下操作升压变换器引入了使得升压变换器变得不稳定的风险。通过超过某个临界占空比值DCRIT，升压变换器变得不稳定并且落入升压变换器输入输出变换特性的负增益区域。
技术实现思路
升压变换器是一种直流(DC)到DC(DC到DC)变换器，其(向负载)提供比(例如通过电源，诸如电池)向升压变换器提供的输入电压大的输出电压。升压变换器可以根据指定升压变换器的开关的定时的占空比来操作。在0到1的范围内的占空比指定升压变换器的输出电压。为了操作升压变换器，存在使升压变换器的输出功率(和输出电压)最大化的临界占空比。以更低的占空比操作升压变换器不会产生最大可能输出电压。然而，在很多应用和情况下，期望的输出电压小于最大可能输出电压。因此，在这些情况下，升压变换器可以以小于临界占空比DCRIT的占空比操作。如果想要更高的输出电压，则增加占空比以提供更高的输出电压。然而，重要的是不超过临界占空比。以比临界占空比更高的占空比操作升压变换器将产生更低的电压并且可能导致使升压变换器变得不稳定(由于负增益)。本公开的目的是提供一种检测设备，以至少部分地解决现有技术中的上述问题。根据本公开的一个方面，提供了一种检测设备，包括：升压变换器，包括具有第一寄生电阻的第一开关和具有第二寄生电阻的第二开关以及具有第三寄生电阻的电感，所述升压变换器被配置成输出输出电压；脉冲宽度调制器，被配置成根据占空比操作所述第一开关和所述第二开关并且基于所接收的电压调节所述占空比；多个电压感测级，被配置成感测相应的多个电压，所述多个电压中的每个电压取决于以下项中的一项或多项：所述输出电压、跨所述第一寄生电阻的电压、跨所述第二寄生电阻的电压以及跨所述第三寄生电阻的电压；占空比限制器，被配置成将所述多个电压相比较并且输出指示用于操作所述升压变换器的临界占空比的第一电压差；以及反馈控制器，被配置成：接收所述输出电压、参考电压和所述第一电压差；确定所述输出电压与所述参考电压之间的第二电压差；将所述第二电压差限制为所述第一电压差；以及向所述脉冲宽度调制器输出所述第二电压差以调节用以操作所述升压变换器的所述占空比。根据示例性实施例，所述多个电压包括第一电压和第二电压，所述第一电压是所述输出电压与跨所述第二寄生电阻和所述第三寄生电阻的电压的和之间的差值。根据示例性实施例，所述第一电压仅在所述占空比的第二周期上被供应，并且在所述占空比的持续时间上被求平均。根据示例性实施例，所述多个电压包括第一电压和第二电压，所述第二电压是跨所述第一寄生电阻和所述第三寄生电阻的电压之和。根据示例性实施例，所述第二电压仅在所述占空比的第一周期上被供应，并且在所述占空比的持续时间上被求平均。根据示例性实施例，所述占空比具有第一周期和第二周期，在所述第一周期期间，所述脉冲宽度调制器将所述第一开关切换至导电状态并且将所述第二开关切换至非导电状态，在所述第二周期期间，所述脉冲宽度调制器将所述第一开关切换至所述非导电状态并且将所述第二开关切换至所述导电状态。根据本公开的另一方面，提供了一种检测设备，包括：升压变换器，具有多个电部件，所述多个电部件分别具有多个寄生电阻，所述升压变换器被配置成根据占空比操作并且被配置成输出输出电压；以及反馈级，被配置成感测相应的多个电压，所述多个电压中的每个电压分别取决于跨所述多个寄生电阻的多个电压降中的一个或多个电压降，所述反馈级被配置成至少部分基于所述多个电压确定临界占空比并且将用以操作所述升压变换器的所述占空比限制为所述临界占空比。根据示例性实施例，所述升压变换器包括第一开关、第二开关和电感，所述多个寄生电阻包括用于所述第一开关的第一寄生电阻、用于所述第二开关的第二寄生电阻以及用于所述电感的第三寄生电阻，并且所述占空比具有第一周期和第二周期，在所述第一周期期间，所述第一开关处于导电状态并且所述第二开关处于非导电状态，在所述第二周期期间，所述第一开关处于所述非导电状态并且所述第二开关处于所述导电状态。根据示例性实施例，所述反馈级包括第一电压感测级和第二电压感测级。根据示例性实施例，所述第一电压感测级包括：第一滤波器，与所述电感并联耦合，并且被配置成感测作为跨第一寄生电阻和第三寄生电阻的电压降之和的第一电压并且输出所述第一电压；第一周期电压缩放级，耦合到所述第一滤波器并且被配置成按照所述第一周期与所述占空比的持续时间的比例缩放所述第一电压；第二滤波器，耦合到所述第一周期电压缩放级，并且被配置成感测缩放后的所述第一电压并且输出缩放后的所述第一电压。根据示例性实施例，所述第一滤波器包括在第一中间节点处彼此串联耦合的第一电阻和第一电容；所述第一电压缩放级包括第三开关和第四开关，所述第三开关耦合在所述第一中间节点与第二中间节点之间，所述第四开关耦合在所述第二中间节点与接地节点之间，所述第三开关被配置成在所述第一周期期间被置于所述导电状态并且在所述第二周期期间被置于所述非导电状态，所述第四开关被配置成在所述第一周期期间被置于所述非导电状态并且在所述第二周期期间被置于所述导电状态；所述第二滤波器包括彼此串联耦合的第二电阻和第二电容，所述第二滤波器与所述第四开关并联耦合，所述第二滤波器感测跨所述第二电容的所述第一电压。根据示例性实施例，所述第二电压感测级包括：电压求和级，耦合到所述第一电压感测级并且被配置成感测跨所述第二寄生电阻和所述第三寄生电阻的电压降之和；电压减法级，耦合到所述电压求和级和所述升压变换器的输出端子，并且被配置成确定由所述输出端子提供的所述升压变换器的输出电压与跨所述第二寄生电阻和所述第三寄生电阻的所述电压降之和之间的电压差；第二周期电压缩放级，耦合到所述电压减法级并且被配置成按照所述占空比的所述第二周期与所述占空比的持续时间的比例缩放所述电压差；滤波器，耦合到所述第二周期电压缩放级，并且被配置成感测缩放后的所述电压差并且输出缩放后的第二电压。根据示例性实施例，所述反馈级包括：占空比限制级，耦合到所述第一电压感测级和所述第二电压感测级，并且被配置成从所述第一电压感测级接收缩放后的第一电压并且从所述第二电压感测级接收缩放后的第二电压，所述占空比限制级被配置成确定所述缩放后的第一电压与所述缩放后的第二电压之间的第一电压差并且输出所述第一电压差。根据示例性实施例，所述反馈级包括：脉冲宽度调制器，被配置成根据所述占空比操作所述升压变换器；以及反馈控制级，耦合到所述升压变换器、所述占空比限制级和所述脉冲宽度调制器，所述占空比限制级被配置成接收参考电压和所述升压变换器的输出电压，确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测设备，其特征在于，包括：升压变换器，包括具有第一寄生电阻的第一开关和具有第二寄生电阻的第二开关以及具有第三寄生电阻的电感，所述升压变换器被配置成输出输出电压；脉冲宽度调制器，被配置成根据占空比操作所述第一开关和所述第二开关并且基于所接收的电压调节所述占空比；多个电压感测级，被配置成感测相应的多个电压，所述多个电压中的每个电压取决于以下项中的一项或多项：所述输出电压、跨所述第一寄生电阻的电压、跨所述第二寄生电阻的电压以及跨所述第三寄生电阻的电压；占空比限制器，被配置成将所述多个电压相比较并且输出指示用于操作所述升压变换器的临界占空比的第一电压差；以及反馈控制器，被配置成：接收所述输出电压、参考电压和所述第一电压差；确定所述输出电压与所述参考电压之间的第二电压差；将所述第二电压差限制为所述第一电压差；以及向所述脉冲宽度调制器输出所述第二电压差以调节用以操作所述升压变换器的所述占空比。

【技术特征摘要】
2015.12.18 US 14/975,1381.一种检测设备，其特征在于，包括：升压变换器，包括具有第一寄生电阻的第一开关和具有第二寄生电阻的第二开关以及具有第三寄生电阻的电感，所述升压变换器被配置成输出输出电压；脉冲宽度调制器，被配置成根据占空比操作所述第一开关和所述第二开关并且基于所接收的电压调节所述占空比；多个电压感测级，被配置成感测相应的多个电压，所述多个电压中的每个电压取决于以下项中的一项或多项：所述输出电压、跨所述第一寄生电阻的电压、跨所述第二寄生电阻的电压以及跨所述第三寄生电阻的电压；占空比限制器，被配置成将所述多个电压相比较并且输出指示用于操作所述升压变换器的临界占空比的第一电压差；以及反馈控制器，被配置成：接收所述输出电压、参考电压和所述第一电压差；确定所述输出电压与所述参考电压之间的第二电压差；将所述第二电压差限制为所述第一电压差；以及向所述脉冲宽度调制器输出所述第二电压差以调节用以操作所述升压变换器的所述占空比。2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述多个电压包括第一电压和第二电压，所述第一电压是所述输出电压与跨所述第二寄生电阻和所述第三寄生电阻的电压的和之间的差值。3.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述第一电压仅在所述占空比的第二周期上被供应，并且在所述占空比的持续时间上被求平均。4.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述多个电压包括第一电压和第二电压，所述第二电压是跨所述第一寄生电阻和所述第三寄生电阻的电压之和。5.根据权利要求4所述的检测设备，其特征在于，所述第二电压仅在所述占空比的第一周期上被供应，并且在所述占空比的持续时间上被求平均。6.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述占空比具有第一周期和第二周期，在所述第一周期期间，所述脉冲宽度调制器将所述第一开关切换至导电状态并且将所述第二开关切换至非导电状态，在所述第二周期期间，所述脉冲宽度调制器将所述第一开关切换至所述非导电状态并且将所述第二开关切换至所述导电状态。7.一种检测设备，其特征在于，包括：升压变换器，具有多个电部件，所述多个电部件分别具有多个寄生电阻，所述升压变换器被配置成根据占空比操作并且被配置成输出输出电压；以及反馈级，被配置成感测相应的多个电压，所述多个电压中的每个电压分别取决于跨所述多个寄生电阻的多个电压降中的一个或多个电压降，所述反馈级被配置成至少部分基于所述多个电压确定临界占空比并且将用以操作所述升压变换器的所述占空比限制为所述临界占空比。8.根据权利要求7所述的检测设备，其特征在于，所述升压变换器包括第一开关、第二开关和电感，所述多个寄生电阻包括用于所述第一开关的第一寄生电阻、用于所述第二开关的第二寄生电阻以及用于所述电感的第三寄生电阻，并且所述占空比具有第一周期和第二周期，在所述第一周期期间，所述第一开关处于导电状态并且所述第二开关处于非导电状态，在所述第二周期期间，所述第一开关处于所述非导电状态并且所述第二开关处于所述导电状态。9.根据权利要求8所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·米卡尔，
申请(专利权)人：意法半导体ALPS有限公司，
类型：新型
国别省市：法国;FR