单电感器双输出控制方法技术

一种功率控制器，其包括：功率级，所述功率级被配置成接收输入功率并对电感器充电，所述功率级包括输出功率级，所述输出功率级被配置成输出第一电压和第二电压，以及反馈电路，所述反馈电路用于确定所述第一电压和所述第二电压的误差信号；第一回路，所述第一回路被配置成使用所述误差信号确定要存储在所述电感器中的能量的量；以及第二回路，所述第二回路被配置成确定所述电感器在所述第一电压与所述第二电压之间的放电，其中所述第二回路确定对所述第一电压和所述第二电压供电之间的至少一个转变点的移动平均。

【技术实现步骤摘要】
单电感器双输出控制方法
本文所公开的示例实施例总体上涉及单电感器双输出控制器和控制方法。
技术介绍
在DC-DC转换器中，先前的控制结构具有单输入和单输出。现有方法无法实现有效管理单个电感器的功率递送的同时有效使用一个电感器而非多个电感器。
技术实现思路
下文呈现了各个示例实施例的简要概述。在以下概述中可以进行一些简化和省略，这旨在突出和引入各个示例实施例的一些方面，而不是限制本专利技术的范围。足以允许本领域的普通技术人员制造和使用本专利技术概念的示例实施例的详细描述将在后面的章节中呈现。示例实施例包括一种功率控制器，所述功率控制器包括：功率级，所述功率级被配置成接收输入功率并对电感器充电，所述功率级包括：输出功率级，所述输出功率级被配置成输出第一电压和第二电压；以及反馈电路，所述反馈电路用于确定所述第一电压和所述第二电压的误差信号；第一回路，所述第一回路被配置成使用所述误差信号确定要存储在所述电感器中的能量的量；以及第二回路，所述第二回路被配置成确定所述电感器在所述第一电压与所述第二电压之间的放电，其中所述第二回路确定对所述第一电压和所述第二电压供电之间的至少一个转变点的移动平均。所述第一回路可以包括输出误差加法器和脉冲宽度调制(PWM)控制器。所述第二回路可以包括多个比较器和移动平均块。所述第一电压可以大于所述第二电压。所述电感器可以在连续周期期间被充电和放电。可以对多个连续周期求和并求平均，以确定所述第一电压与所述第二电压之间的所述移动平均。<br>在求和之前可以对所述多个连续周期进行加权。所述移动平均可以包括多个转变点，所述多个转变点限制从周期到周期的变化。所述多个连续周期可以为至少两个周期。所述输出功率级可以包括经过升压的电压输出和经过降压的电压输出。示例实施例还可以包括控制电路中的功率的方法，所述方法包括接收输入功率并且使用功率级对电感器充电；使用所述电感器输出第一电压和第二电压；以及确定所述第一电压和所述第二电压的误差信号；使用所述误差信号通过第一回路确定要存储在所述电感器中的能量的量；以及通过第二回路确定所述电感器在所述第一电压与所述第二电压之间的放电，其中所述第二回路确定对所述第一电压和所述第二电压供电之间的至少一个转变点的移动平均。所述方法可以包括在所述第一回路中使用输出误差加法器和脉冲宽度调制(PWM)控制器。所述方法可以包括在所述第二回路中使用多个比较器和移动平均块。所述方法可以包括在连续周期期间对所述电感器充电和放电。所述方法可以包括对多个连续周期求和并求平均，以确定所述第一电压与所述第二电压之间的所述移动平均。在求和之前可以对所述多个连续周期进行加权。所述移动平均可以包括多个转变点，所述多个转变点限制从周期到周期的变化。所述输出功率级可以包括升压转换器和降压转换器。附图说明当结合附图考虑以下详细描述和所附权利要求时，本专利技术的其它目的和特征将变得更加显而易见。尽管示出并描述了若干个示例实施例，但在每个图中，相似的附图标记标识相似部件，在附图中：图1示出了根据本文所描述的示例实施例的单电感器双输出(SIDO)；图2示出了根据图1的SIDO的电感器电流方案；图3A和3B示出了根据图1的移动平均对电感器电流的影响；图4A和4B示出了根据本文所描述的示例实施例的在频谱域上的移动平均对SIDO输出的影响；图5示出了被配置成计算未加权移动平均的n个样品的示例子集；并且图6示出了根据图1的具有升压输出电压以及伴随不同输出电压的降压的示例实施例。具体实施方式应理解，附图仅是示意性的，并且未按比例绘制。还应理解，相同的附图标记在所有附图中用于指示相同或者类似的部件。描述和附图示出了各个示例实施例的原理。因此，应了解，本领域的技术人员将能够设计出体现本专利技术的原理并且包括在本专利技术的范围内的各种布置，但是本文中并未明确描述或示出所述布置。此外，本文所引用的所有例子原则上明确旨在用于教学目的以帮助读者理解本专利技术的原理和一位或多位专利技术人为了推动本领域的发展而贡献的概念，并且应被理解为不限于这种具体引用的例子和条件。另外，除非另有指示(例如，“否则”或“或在替代方案中”)，否则本文所使用的术语“或”指代非排他性的或(即，和/或)。而且，本文所描述的各个示例实施例不一定相互排斥，因为某些示例实施例可以与一个或多个其它示例实施例组合形成新的示例实施例。如“第一”、“第二”、“第三”等描述语并不意味着限制所讨论的要素的顺序，而是用来区分一个要素与下一个要素，并且通常是可互换的。如最大值或最小值等值可以是预先确定的并且可以基于应用设定为不同的值。在DC-DC转换器中，先前的控制结构具有单输入和单输出。示例实施例描述了一种具有单输入和双输出的DC-DC转换器。电感器可以是首选存储元件，并且因此用于控制单个电感器的控制方法可以被称为单电感器双输出(SIDO)控制方法。如本文所描述的SIDO控制器或SIDO控制方法可以是用于在一个或多个DC电路中使用的至少两个不同输出之间切换的切换转换器。示例实施例可以延伸到具有多于两个输出的多个输出的单个电感器。示例实施例可以使用两个控制回路来构造SIDO控制器和控制方法。主回路可以包括脉冲宽度调制(PWM)控制器，所述PWM控制器被配置成控制要在电感器中充电的一定量的电流的充电持续时间。第二分配回路可以包括被配置成控制功率级的各种电压输出之间的切换循环的特性的逻辑比较器和移动平均逻辑块。因此，功率级可以包括两个或两个以上输出区段，例如在图3B中示出为Vout1和Vout2。可以存在另外的功率级。在第一输出负载的第一级期间，第一输出负载可以在Vout1处被驱动一段时间。当已经满足了第一输出负载时，电流分配电路将被转变为第二输出负载并在在Vout2处被驱动第二段时间。Vout1或Vout2可以具有相比于另一个更高的值。一些电压输出可以阶梯状升高到高于给定电压输入，如在升压转换器中。其它电压输出可以阶梯状降低到给定电压输入以下，如在降压转换器中。可以使用不同的输出电压向不同的负载供应电流。使用本文所描述的电路和方法可以实现在有效管理单个电感器的功率递送的同时有效使用一个电感器而非多个电感器。控制结构和方法包括外部组件，所述外部组件包括电感器和输出电容器。功率级可以包括输出功率级以及死区时间和驱动器电路。控制结构和方法结合了PWM控制器、比较器和移动平均技术以产生双输出电压，所述双输出电压以恒定切换频率操作，以在频谱域中获得可预测谐波。主回路可以由PWM控制器控制。PWM控制器输入是两个输出电压(VOUT1和VOUT2)的误差之和，所述误差之和用于限定要在电感器中充电的电流的量。可以使用不同输出的误差之和来控制主回路并计算在电感器中馈送不同输出负载所需的总电流。包括PWM控制器的主回路通过控制PWM的脉冲宽度确定对电感器充电的持续时间和浓度。示例实施例可以用比较器和移动平均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率控制器，其特征在于，包括：/n功率级，所述功率级被配置成接收输入功率并对电感器充电，所述功率级包括：/n输出功率级，所述输出功率级被配置成输出第一电压和第二电压；以及/n反馈电路，所述反馈电路用于确定所述第一电压和所述第二电压的误差信号；/n第一回路，所述第一回路被配置成使用所述误差信号确定要存储在所述电感器中的能量的量；以及/n第二回路，所述第二回路被配置成确定所述电感器在所述第一电压与所述第二电压之间的放电，其中所述第二回路确定对所述第一电压和所述第二电压供电之间的至少一个转变点的移动平均。/n

【技术特征摘要】
20190604 EP 19305723.91.一种功率控制器，其特征在于，包括：
功率级，所述功率级被配置成接收输入功率并对电感器充电，所述功率级包括：
输出功率级，所述输出功率级被配置成输出第一电压和第二电压；以及
反馈电路，所述反馈电路用于确定所述第一电压和所述第二电压的误差信号；
第一回路，所述第一回路被配置成使用所述误差信号确定要存储在所述电感器中的能量的量；以及
第二回路，所述第二回路被配置成确定所述电感器在所述第一电压与所述第二电压之间的放电，其中所述第二回路确定对所述第一电压和所述第二电压供电之间的至少一个转变点的移动平均。


2.根据权利要求1所述的功率控制器，其特征在于，所述第一回路包括输出误差加法器和脉冲宽度调制(PWM)控制器。


3.根据权利要求1或2所述的功率控制器，其特征在于，所述第二回路包括多个比较器和移动平均块。


4.根据权利要求1到3中任一项所述的功率控制器，其特征在于，所述第一电压大于所述第二电压。


5.根据权利要求1到4中任一项所述的功率控制器，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·文森特·索雷斯，尼古拉斯·帕特里克·万塔隆，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL