用于自适应设置VCM控制变量的适当范围的设备和方法技术

用于自适应设置VCM控制变量的适当范围的设备和方法。一种功率转换器包含：双输出谐振转换器，包含第一输出端、第二输出端、共模控制输入端和差模控制输入端，响应于共模控制信号和差模控制信号而控制第一输出端处和第二输出端处的电压/电流；双输出控制器，包含第一误差信号输入端、第二误差信号输入端、共模控制输出端和差模控制输出端，双输出控制器被配置成响应于第一误差信号和第二误差信号而生成共模控制信号和差模控制信号，第一误差信号是第一输出端处的电压/电流的函数，且第二误差信号是第二输出端处的电压/电流的函数，且其中共模控制信号从共模控制输出端输出，且差模控制信号从差模控制输出端输出；以及共模信号偏移电路，被配置成生成共模信号偏移信号。

Devices and methods for adaptively setting appropriate ranges of VCM control variables

【技术实现步骤摘要】
用于自适应设置VCM控制变量的适当范围的设备和方法
本文公开的各种示例性实施例总体上涉及一种用于线性化双输出谐振转换器的控制输入的方法和设备。
技术介绍
对于满载时在大于大约100瓦特(W)的功率下操作的功率转换器，谐振拓扑提供高效且小体积/大功率密度的解决方案。在高于100瓦特的功率电平下，相比于其它拓扑的额外费用(例如，额外开关、额外次级二极管、谐振电容器)通过谐振拓扑的额外优点补偿。存在几种类型的谐振转换器，如串联谐振转换器、LLC转换器和LCC转换器。串联谐振转换器使用谐振电容器Cr和电感器Ls作为谐振部件，而LLC和LCC转换器使用三个谐振部件。对于LLC转换器，变压器的磁化电感参与谐振，而对于LCC转换器，参与谐振的额外电容器存在于变压器的次级侧。谐振电源用于发光二极管(LED)电视机应用以提供供应低压电路的约12VDC的低压输出以及供应用于显示器的背光的LED串的约165V的高压输出。这种谐振电源通常包含主调节回路，所述主调节回路感测12V输出并调节转换器的功率电平以便在负载变化时保持12V输出恒定。165V输出然后以如由谐振变压器的匝数比设定的或多或少的固定比例跟随12V。因为165V输出未被调节，所以165V输出的输出电压可以随165V输出和12V输出上的负载变化而大大变化。因此，通常在165V输出之后使用第二控制级以提供用于LED串的更精确的电源电压。然而，第二控制级增加了这种谐振电源的成本。
技术实现思路
各种示例性实施例的简要概述如下。在以下概述中可以进行一些简化和省略，其旨在突出和介绍各种示例性实施例的一些方面，而不是限制本专利技术的范围。适合于允许本领域普通技术人员制造和使用本专利技术构思的示例性实施例的详细说明将在后面的部分中进行。各种实施例涉及功率转换器，其包含：双输出谐振转换器，其包含第一输出端、第二输出端、共模控制输入端和差模控制输入端，其中响应于在所述共模控制输入端处接收的共模控制信号和在所述差模控制输入端处接收的差模控制信号而控制所述第一输出端处的电压/电流和所述第二输出端处的电压/电流；双输出控制器，其包含第一误差信号输入端、第二误差信号输入端、共模控制输出端和差模控制输出端，其中所述双输出控制器被配置成响应于在所述第一误差信号输入端处接收的第一误差信号和在所述第二误差信号输入端处接收的第二误差信号而生成所述共模控制信号和所述差模控制信号，其中所述第一误差信号是所述第一输出端处的所述电压/电流的函数，并且所述第二误差信号是所述第二输出端处的所述电压/电流的函数，并且其中所述共模控制信号从所述共模控制输出端输出，并且所述差模控制信号从所述差模控制输出端输出；以及共模信号偏移电路，其被配置成生成共模信号偏移信号，其中所述共模信号偏移信号调整所述双输出谐振转换器的所述第一输出端与所述第二输出端之间的输出功率差。描述了各种实施例，其中所述共模信号偏移电路包含：控制逻辑，其被配置成确定所述第一误差信号和所述第二误差信号是否位于特定范围内并且产生指示所述第一误差信号和所述第二误差信号是否位于所述特定范围内的输出信号；以及接收所述控制逻辑的输出的积分器，其被配置成产生所述共模信号偏移信号。描述了各种实施例，其中所述控制逻辑包含：第一比较器，其被配置成接收所述第一误差信号和第一误差信号最小值并且产生指示所述第一误差信号是否小于所述第一误差信号最小值的输出；第二比较器，其被配置成接收所述第一误差信号和第一误差信号最大值并且产生指示所述第一误差信号是否大于所述第一误差信号最大值的输出；第三比较器，其被配置成接收所述第二误差信号和第二误差信号最小值并且产生指示所述第二误差信号是否小于所述第二误差信号最小值的输出；第四比较器，其被配置成接收所述第二误差信号和第二误差信号最大值并且产生指示所述第二误差信号是否大于所述第二误差信号最大值的输出；第一OR门，其被配置成接收所述第一比较器和所述第四比较器的输出并且产生指示所述第一比较器和所述第四比较器的输出超过第一阈值的输出；以及第二OR门，其被配置成接收所述第二比较器和所述第三比较器的输出并且产生指示所述第二比较器和所述第三比较器的输出超过第二阈值的输出，其中所述控制逻辑的输出包含所述第一OR门的输出和所述第二OR门的输出。描述了各种实施例，进一步包含：第一AND门，其被配置成产生作为所述第一OR门的输出的逻辑AND的输出以及指示所述第一输出端处的所述输出功率是否大于零的输入；以及第二AND门，其被配置成产生作为所述第二OR门的输出的逻辑AND的输出以及指示所述第二输出端处的所述输出功率是否大于零的输入。描述了各种实施例，其中所述共模信号偏移被加到从所述双输出控制器输出的所述共模控制信号。描述了各种实施例，进一步包含组合框，所述组合框被配置成接收所述共模控制信号和差模控制信号以产生高边切换信号和低边切换信号，其中所述共模偏移信号控制对所述高边切换信号和所述低边切换信号的应用的定时以在所述双输出谐振转换器中进行切换。描述了各种实施例，其中使用反馈回路生成所述共模控制信号，所述反馈回路使用基于所述第一误差信号和所述第二误差信号的期望δ功率信号以及作为所述第一输出端和所述第二输出端处的输出功率之差的函数的δ功率信号。描述了各种实施例，其中所述双输出控制器被配置成通过预先计算控制变量矩阵并生成作为所述第一和第二误差信号以及所述控制变量矩阵的函数的所述共模控制信号和所述差模控制信号来响应于所述第一误差信号和所述第二误差信号而生成所述共模控制信号和所述差模控制信号。描述了各种实施例，其中所述控制变量矩阵包含变量k11、k12、k21和k22，其中所述期望δ功率信号和所述差模控制信号被生成为：期望_δ_功率＝第一误差信号·k21+第二误差信号·k22；以及Vdm＝第一误差信号·k11+第二误差信号·k12。描述了各种实施例，进一步包含钳位电路，所述钳位电路被配置成将所述共模控制信号钳位到一系列值。描述了各种实施例，其中所述钳位电路进一步包含：功率检测器，其被配置成当所述第一输出端的所述输出功率接近零时产生指示信号；以及极限检测器，其被配置成接收所述共模信号和所述指示信号以基于所述一系列值产生受限共模信号。另外的各种实施例涉及功率转换器，其包含：双输出谐振转换器，其包含第一输出端、第二输出端、占空比控制输入端和频率控制输入端，其中响应于在所述占空比控制输入端处接收的占空比控制信号和在所述频率控制输入端处接收的频率控制信号而控制所述第一输出端处的电压/电流和所述第二输出端处的电压/电流；双输出控制器，其包含第一误差信号输入端、第二误差信号输入端、占空比控制输出端和频率控制输出端，其中所述双输出控制器被配置成响应于所述第一误差信号和第二误差信号而生成所述占空比控制信号和所述频率控制信号；以及占空比控制信号偏移电路，其被配置成生成占空比控制信号偏移信号，其中所述占空比控制信号偏移信号调整所述双输出谐振转换器的所述第一输出端与所述第二输出端之间的输出功率差。描述了各种实施例，其中所述占空比控制信号偏移电路包含：控制逻辑，其被配置成确定所述第一误差信号和所述第二误差信号是否位于特定范围内并且产生指示所述第一误差信号和所述第二误差信号是否位于所述特定范围内的输出信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率转换器，其特征在于，其包括：双输出谐振转换器，其包含第一输出端、第二输出端、共模控制输入端和差模控制输入端，其中响应于在所述共模控制输入端处接收的共模控制信号和在所述差模控制输入端处接收的差模控制信号而控制所述第一输出端处的电压/电流和所述第二输出端处的电压/电流；双输出控制器，其包含第一误差信号输入端、第二误差信号输入端、共模控制输出端和差模控制输出端，其中所述双输出控制器被配置成响应于在所述第一误差信号输入端处接收的第一误差信号和在所述第二误差信号输入端处接收的第二误差信号而生成所述共模控制信号和所述差模控制信号，其中所述第一误差信号是所述第一输出端处的所述电压/电流的函数，并且所述第二误差信号是所述第二输出端处的所述电压/电流的函数，并且其中所述共模控制信号从所述共模控制输出端输出，并且所述差模控制信号从所述差模控制输出端输出；以及共模信号偏移电路，其被配置成生成共模信号偏移信号，其中所述共模信号偏移信号调整所述双输出谐振转换器的所述第一输出端与所述第二输出端之间的输出功率差。

【技术特征摘要】
2018.01.25 US 15/880,2571.一种功率转换器，其特征在于，其包括：双输出谐振转换器，其包含第一输出端、第二输出端、共模控制输入端和差模控制输入端，其中响应于在所述共模控制输入端处接收的共模控制信号和在所述差模控制输入端处接收的差模控制信号而控制所述第一输出端处的电压/电流和所述第二输出端处的电压/电流；双输出控制器，其包含第一误差信号输入端、第二误差信号输入端、共模控制输出端和差模控制输出端，其中所述双输出控制器被配置成响应于在所述第一误差信号输入端处接收的第一误差信号和在所述第二误差信号输入端处接收的第二误差信号而生成所述共模控制信号和所述差模控制信号，其中所述第一误差信号是所述第一输出端处的所述电压/电流的函数，并且所述第二误差信号是所述第二输出端处的所述电压/电流的函数，并且其中所述共模控制信号从所述共模控制输出端输出，并且所述差模控制信号从所述差模控制输出端输出；以及共模信号偏移电路，其被配置成生成共模信号偏移信号，其中所述共模信号偏移信号调整所述双输出谐振转换器的所述第一输出端与所述第二输出端之间的输出功率差。2.根据权利要求1所述的功率转换器，其特征在于，所述共模信号偏移电路包含：控制逻辑，其被配置成确定所述第一误差信号和所述第二误差信号是否位于特定范围内，并且产生指示所述第一误差信号和所述第二误差信号是否位于所述特定范围内的输出信号；以及接收所述控制逻辑的输出的积分器，其被配置成产生所述共模信号偏移信号。3.根据权利要求2所述的功率转换器，其特征在于，所述控制逻辑包含：第一比较器，其被配置成接收所述第一误差信号和第一误差信号最小值，并且产生指示所述第一误差信号是否小于所述第一误差信号最小值的输出；第二比较器，其被配置成接收所述第一误差信号和第一误差信号最大值，并且产生指示所述第一误差信号是否大于所述第一误差信号最大值的输出；第三比较器，其被配置成接收所述第二误差信号和第二误差信号最小值，并且产生指示所述第二误差信号是否小于所述第二误差信号最小值的输出；第四比较器，其被配置成接收所述第二误差信号和第二误差信号最大值，并且产生指示所述第二误差信号是否大于所述第二误差信号最大值的输出；第一OR门，其被配置成接收所述第一比较器和所述第四比较器的输出，并且产生指示所述第一比较器和所述第四比较器的输出超过第一阈值的输出；以及第二OR门，其被配置成接收所述第二比较器和所述第三比较器的输出，并且产生指...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯·哈贝尔施塔特，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL