用于实现电力转换器电路的软启动的方法、设备和系统技术方案

公开了一种用于实现电力转换器电路的软启动的方法、设备和系统。本公开内容涉及在数字和混合信号电力转换器中实现平缓的电力变换。例如在接通设备电源后电力转换器启动时，“软启动”对电力转换器的输出中的突然的电力变化进行平滑。电力转换器可以接收包括启动命令以及包括电力水平设定点的数字控制信号。本公开内容包括接收数字控制信号并将修改的控制信号输出到电力转换器的电路，所述修改的控制信号使电力转换器平缓地改变电力转换器的电力输出，直到电力输出达到电力水平设定点。该电路基于输入的数字控制信号的特性动态地确定每个步进的步进大小、时间长度和其他参数。

Method, equipment and system for soft start of power converter circuit

A method, device and system for realizing soft start of a power converter circuit are disclosed. The present disclosure relates to the realization of smooth power conversion in digital and mixed signal power converters. For example, when the power converter starts after the power of the equipment is turned on, \soft start\ smoothes the sudden power change in the output of the power converter. The power converter may receive a digital control signal including a start command and a power level set point. The present disclosure includes a circuit for receiving a digital control signal and outputting the modified control signal to a power converter, wherein the modified control signal causes the power converter to smoothly change the power output of the power converter until the power output reaches the power level set point. The circuit dynamically determines the step size, time length and other parameters of each step based on the characteristics of the input digital control signal.

【技术实现步骤摘要】
用于实现电力转换器电路的软启动的方法、设备和系统
本公开内容涉及电力转换器电路。
技术介绍
软启动是电力转换器实现的用以对突然的电力变化的瞬变进行平滑的功能。例如，在启动时或者对于其他电力变化，可能发生突然的电力变化。通过将控制电力转换器的电力输出的信号通过低通滤波器，可以在模拟域和数字域中均实现软启动。经滤波的控制信号驱动电力转换器以输出更平缓的输出电力变化，例如斜坡，而不是大的阶跃变化。
技术实现思路
一般而言，本公开内容涉及用于在数字和混合信号电力转换器中实现平缓电力变换或“软启动”的电路和技术。例如在接通设备电源后电力转换器启动时，“软启动”对电力转换器的输出中的突然的电力变化进行平滑。电力转换器可以接收包括启动命令并且包括电力水平设定点的数字控制信号。例如，电力水平设定点可以是零与100％输出电力之间的任何设定点。本公开内容包括接收数字控制信号并将修改的控制信号输出到电力转换器的电路，修改的控制信号使电力转换器平缓地改变电力转换器的电力输出，直到电力输出达到电力水平设定点。该电路基于输入数字控制信号的特性动态地确定每个步进(step)的步进大小、时间长度和其他参数。在一个示例中，本公开内容涉及一种方法，其包括：接收脉冲调制(PM)输入信号；确定由PM输入信号的一个或更多个特性指示的目标电力水平设定点；基于PM输入信号的一个或更多个特性确定斜坡参数以调整输出信号在多个步进中达到目标电力水平设定点；以及将输出信号发送到电力转换器电路，其中，输出信号根据确定的斜坡参数在多个步进中变化以达到目标电力水平设定点。在另一示例中，本公开内容涉及一种设备，其包括：输入元件，其被配置成接收脉冲调制(PM)输入信号；PM分析单元，其被配置成确定接收的PM输入信号的一个或更多个特性；控制信号生成单元，其被配置成输出控制信号，其中，控制信号生成单元被配置成调整控制信号以在多个步进中匹配由PM输入信号指示的电力水平设定点；斜坡参数确定单元，其被配置成基于接收的PM输入信号的一个或更多个特性来确定多个步进的参数。在另一示例中，本公开内容涉及一种系统，包括检测电路，所述检测电路包括：输入元件，其被配置成接收脉冲调制(PM)输入信号；PM分析单元，其被配置成确定接收的PM输入信号的一个或更多个特性，其中，接收的PM输入信号的一个或更多个特性限定电力转换器电路的电力水平设定点；控制信号生成单元，其被配置成输出控制信号，其中，控制信号生成单元被配置成调整控制信号以在多个步进中匹配由PM输入信号指示的电力水平设定点；以及斜坡参数确定单元，其被配置成基于接收的PM输入信号的一个或更多个特性来确定多个步进的参数。该系统还包括电力转换器电路，其被配置成向负载输出电力，其中，控制信号控制电力的大小以在多个步进中并且根据确定的斜坡参数进行变化，使得电力的大小达到电力水平设定点。在附图和以下描述中阐述了本公开内容的一个或更多个示例的细节。根据说明书和附图以及权利要求，本公开内容的其他特征、目的和优点将是明显的。附图说明图1是示出实现本公开内容的平缓电力变换技术的示例系统的框图。图2是示出本公开内容的软启动技术的示例实现方式的时序图。图3A是示出本公开内容的软启动技术的示例硬件实现方式的框图。图3B是示出本公开内容的软启动技术的另一示例硬件实现方式的框图。图4是示出本公开内容的软启动技术的示例集成电路封装实现方式的概念性示意图。图5是示出根据本公开内容的一个或更多个技术的到负载的输出电流的变化的示例的时序图。图6是示出本公开内容的一个或更多个技术的示例操作的流程图。具体实施方式本公开内容涉及用于在数字和混合信号电力转换器中实现“软启动”的电路和技术。“软启动”是平缓的电力变换，以对电力转换器的输出中的突然的电力变化进行平滑，例如在接通设备电源后电力转换器启动时的突然的电力变化。电力转换器可以接收包括启动命令以及电力水平设定点的数字控制信号。例如，电力水平设定点可以是零与100％输出电力之间的任何设定点。本公开内容描述了接收输入数字控制信号并将修改的控制信号输出到电力转换器的电路，修改的控制信号使电力转换器平缓地改变电力转换器的电力输出，直到电力输出达到电力水平设定点。该电路基于输入数字控制信号的特性动态地确定每个步进的步进大小、时间长度和其他参数。本公开内容的软启动技术还将平缓的电力变换应用于在电力转换器操作期间而不仅仅是在启动期间发生的电力变化。例如，电力水平设定点可以响应于来自负载的电力需求的变化或例如由用户命令的电力转换器的电力水平设定点的变化而变化。电力水平设定点可以通过控制器例如微处理器经由信号发送到电力转换器。电力转换器启动信号和电力水平设定点信号可以组合在来自控制器的一个信号中。本公开内容的电路可将软启动滤波应用于来自控制器的该组合的控制信号。软启动滤波也可以被描述为软启动调节。与其他软启动技术相比，本公开内容的软启动技术可以提供优势。例如，使用固定响应低通滤波器进行软启动可能不够灵活，无法适应不同情况，例如在各种不同的应用和不同的使用案例中使用给定的电力转换器设计。因此，在一些示例中，利用外部电阻器-电容器(RC)或类似类型的外部低通滤波器来调谐模拟控制器的软启动。外部低通滤波器可以根据需要灵活选择不同的低通滤波器部件，以将相同的电力转换器设计应用于不同的应用，但需要电力转换器中包含外部引脚和附加部件。与模拟控制器类似地，对于数字控制器，可以利用外部或内部数字滤波器来调谐软启动，在一些示例中，需要控制器引脚和模数转换器(ADC)电路的额外费用。在其他示例中，可以利用特定的控制器参数化(例如，在外部提供斜坡特性的情况下)来实现软启动，其中具有参数化接口和非易失性存储器的额外费用。相反，本公开内容的技术向数字和混合信号电力转换器提供动态软启动，电力转换器从数字控制信号接收启动和电力水平设定点控制。数字控制信号特性，例如占空比和频率，决定电力水平设定点。本公开内容的技术基于数字控制信号特性动态地确定平缓的电力变换，例如，步进大小和步进长度。修改的电力转换器输出信号基于输入数字控制信号特性，并将电力转换器输出信号斜坡变化至电力水平设定点，而无需定制的外部部件、额外引脚、ADC、参数化接口，也不需要非易失性存储器。图1是示出实施本公开内容的平缓电力变换技术的示例系统的框图。系统50的示例仅是本公开内容的技术的一种可能的实现方式。在其他示例中，系统50的一些功能可以被组合，或者系统50可以包括比图1的示例中描绘的更多或更少的功能。在图1的示例中，系统50包括控制器10、检测和滤波器电路20、电力转换器电路30和负载40。系统50可以用于控制各种应用中的到负载的电力，所述应用包括照明例如在汽车应用中的发光二极管(LED)、电动马达的速度和电力输出、工业电力应用、计算机和服务器电力应用、视听电力和其他类型的电力应用。在一些示例中，控制器10可以响应于到控制器的输入信号14输出控制信号12。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于实现电力转换器电路的软启动的方法，包括：/n接收脉冲调制PM输入信号；/n确定由所述PM输入信号的一个或更多个特性指示的目标电力水平设定点；/n基于所述PM输入信号的一个或更多个特性，确定斜坡参数以调整输出信号在多个步进中达到所述目标电力水平设定点；以及/n将所述输出信号发送到电力转换器电路，其中，所述输出信号根据所确定的斜坡参数在所述多个步进中变化以达到所述目标电力水平设定点。/n

【技术特征摘要】
20180927 US 16/144,7281.一种用于实现电力转换器电路的软启动的方法，包括：
接收脉冲调制PM输入信号；
确定由所述PM输入信号的一个或更多个特性指示的目标电力水平设定点；
基于所述PM输入信号的一个或更多个特性，确定斜坡参数以调整输出信号在多个步进中达到所述目标电力水平设定点；以及
将所述输出信号发送到电力转换器电路，其中，所述输出信号根据所确定的斜坡参数在所述多个步进中变化以达到所述目标电力水平设定点。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标电力水平设定点确定所述电力转换器电路的输出参数。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述输出参数是输出电压。


4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述输出参数是输出电流。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或更多个特性包括所述PM输入信号的频率。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述斜坡参数包括确定所述多个步进中的每个步进的步进长度。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述斜坡参数包括确定所述多个步进的步进大小和步进数量中的一个或更多个。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述PM输入信号的一个或更多个特性包括确定所述PM输入信号的接通时间。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述PM输入信号的一个或更多个特性包括确定所述PM输入信号的占空比。


10.一种用于实现电力转换器电路的软启动的设备，包括：
输入元件，其被配置成接收脉冲调制PM输入信号；
PM分析单元，其被配置成确定所接收的PM输入信号的一个或更多个特性；
控制信号生成单元，其被配置成输出控制信号，其中，所述控制信号生成单元被配置成调整所述控制信号以在多个步进中匹配由所述PM输入信号指示的电力水平设定点；以及
斜坡参数确定单元，其被配置成基于所接收的PM输入信号的一个或更多个特性来确定所述多个步进的参数。


11.根据权利要求10所述的设备，还包括电力转换器电路，其中，所述设备还被配置成从所述电力转换器电路输出电力信号以为负载供电，其中，所述控制信号控制所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚·莫里奇，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT