使用循环时间进行交错式升压转换器的环路增益补偿制造技术

描述一种使用循环信号来控制交错式升压转换器的相位环路的增益的方法和设备。在实施例中，相位补偿器将转换器的电力相位的持续时间与所述转换器的循环持续时间进行比较，以生成相位补偿。相位调整模块接收第一和第二转换器的相位反馈信号、测量相位差、接收所述相位补偿并且生成相位控制输出以作为响应。循环控制器接收所述相位控制输出并且生成第一和第二驱动信号以控制相应转换器的第一和第二栅极的切换，其中使用所述相位控制输出调整所述第一和第二驱动信号的时间。第一和第二驱动信号的时间。第一和第二驱动信号的时间。

【技术实现步骤摘要】
使用循环时间进行交错式升压转换器的环路增益补偿


[0001]涉及电力转换领域。

技术介绍

[0002]电力转换广泛用于各种应用，包括可调速电动机驱动、开关模式电力供应、不间断电力供应(UPS)和电池储能。在高功率应用中，通常使两个升压转换器交错以提高性能并减小转换器的大小。对于大电流应用和电压升高，通过固态开关的电流只是输入电流的小部分。交错还使有效切换频率加倍，并允许减小储能电感器和EMI滤波器组件的大小。这也减少了电流中的输入和输出波纹。开关用于为每个转换器的电力相位计时。通常，两个转换器交替操作，使得其电力循环为180度异相。
[0003]功率因数校正(PFC)转换器用于改善电力质量和提高效率。无源PFC可使用调谐LC滤波器来执行，但这些滤波器的频率和功率范围可能有限。有源PFC使用与无源元件相关联的主动控制的固态开关。所述开关允许PFC转换器在不同模式下操作。PFC升压转换器升高输入电压以获得更高的输出电压。

技术实现思路

[0004]描述一种使用循环信号来控制交错式升压转换器的相位环路的增益的方法和设备。在实施例中，相位补偿器被配置成从交错式升压转换器的第一转换器接收循环信号，所述循环信号具有其间从所述第一转换器的输入汲取电力的电力相位，所述电力相位具有其间启用所述第一转换器的第一栅极的初级行程以及其间停用所述第一栅极的次级行程，所述相位补偿器用以将所述电力相位的持续时间与从所述初级行程开始到下一初级行程开始的循环持续时间进行比较并生成相位补偿以作响应。相位调整模块被配置成接收所述交错式升压转换器的第一转换器的第一相位反馈信号和第二转换器的第二相位反馈信号，以测量相位差、接收相位补偿以及响应于所述相位差和所述相位补偿而生成相位控制输出。循环控制器被配置成接收所述相位控制输出并生成第一驱动信号以控制所述第一转换器的第一栅极的切换以及生成第二驱动信号以控制所述第二转换器的第二栅极的切换，其中使用所述相位控制输出来调整所述第一驱动信号和第二驱动信号的时间。
[0005]在一些实施例中，相位调整模块包括相位检测器以接收第一转换器的第一相位反馈信号和第二转换器的第二相位反馈信号、测量第一相位反馈信号与第二相位反馈信号之间的相位差以及产生指示测量的相位检测输出。相位调整模块包括用以组合相位检测输出和相位补偿的相位组合器以及耦合到组合器以接收组合的相位检测输出和相位补偿并生成相位控制输出以作为响应的相位控制器。
[0006]在一些实施例中，相位补偿器另外将相位补偿限制为至少最小值1。
[0007]在一些实施例中，相位调整模块包括：相位检测器，其被配置成接收第一转换器的第一相位反馈信号和第二转换器的第二相位反馈信号、测量第一相位反馈信号与第二相位反馈信号之间的相位差并产生指示测量的相位检测输出；相位控制器，其耦合到所述相位
检测器并且被配置成接收所述相位检测输出并生成相位调整输出以作为响应；以及相位组合器，其被配置成组合所述相位调整输出和所述相位补偿并产生所述相位控制输出。
[0008]在一些实施例中，循环控制器另外用以使用相位控制输出调整第一驱动信号的时间。在一些实施例中，使用从循环控制器到对应栅极的驱动信号来确定循环持续时间。在一些实施例中，通过从循环控制器的存储器读取控制参数来确定循环持续时间。在一些实施例中，当第一转换器的电感器电流变成零时，电力相位持续时间结束。在一些实施例中，当第一转换器的电感器辅助绕组电压变成零时，电力相位持续时间结束。
[0009]在一些实施例中，当耦合到第一栅极的漏极的电压变成输入电压时，电力相位持续时间结束。在一些实施例中，相位补偿器另外将相位补偿限制为超过预定最小值。在一些实施例中，交错式升压转换器在不连续导电模式中操作。在一些实施例中，当第一转换器和第二转换器在边界导电模式中操作时，相位补偿器生成恒定相位补偿。
[0010]在一些实施例中，相位补偿器另外从第二转换器接收第二循环信号，比较第二电力相位持续时间与第二循环信号的第二循环持续时间，并且基于第一比较和第二比较生成相位补偿。
[0011]一些实施例另外包括差分接通时间生成电路，所述差分接通时间生成电路被配置成使用接通时间输入来生成第一转换器的第一接通时间和第二转换器的第二接通时间，所述第一接通时间和所述第二接通时间确定其中接通所述第一转换器和所述第二转换器的持续时间，并且其中循环控制器被配置成接收所述第一接通时间和所述第二接通时间并分别使用第一接通信号和第二接通信号来生成第一驱动信号和第二驱动信号。
[0012]在一些实施例中，差分接通时间生成电路耦合到相位组合器以接收相位控制输出并生成第一和第二接通时间以作响应，以朝向180度调整所述第一相位反馈信号与所述第二相位反馈信号之间的相位。
[0013]在实施例中，交错式升压转换器包括具有第一栅极并在第一相位操作的第一转换器，所述第一转换器被配置成接收输入电力并且生成第一转换输出电力。第二转换器具有第二栅极并在第二相位操作，被配置成接收输入电力并生成第二转换输出电力。相位补偿器被配置成从所述第一转换器和所述第二转换器中的至少一者接收循环信号，所述循环信号具有其间从相应转换器输入汲取电力的电力相位，所述电力相位具有其间启用所述第一栅极的初级行程以及其间停用所述第一栅极的次级行程，相位补偿器用以将所述电力相位的持续时间与从所述初级行程开始到下一初级行程开始的循环持续时间进行比较并生成相位补偿以作响应。相位调整模块被配置成接收所述第一转换器的第一相位反馈信号和所述第二转换器的第二相位反馈信号、测量相位差、接收所述相位补偿以及响应于所述相位差和所述相位补偿而生成相位控制输出。循环控制器被配置成接收相位控制输出并生成第一驱动信号以控制第一栅极的切换以及生成第二驱动信号以控制第二栅极的切换，其中使用所述相位控制输出来调整所述第一驱动信号和第二驱动信号的时间。
[0014]在实施例中，一种方法包括：在第一转换器和第二转换器处接收输入电力；生成输出电力作为所述第一转换器和所述第二转换器的交错输出；从所述第一转换器接收循环信号，所述循环信号具有其间从所述输入电力汲取电力的电力相位，所述电力相位具有其间启用所述第一转换器的第一栅极的初级行程以及其间停用所述第一栅极的次级行程；将所述电力相位的持续时间与所述第一转换器的从所述初级行程开始到下一初级行程开始的
循环持续时间进行比较并生成相位补偿以作响应；接收所述第一转换器的第一相位反馈信号和所述第二转换器的第二相位反馈信号；测量相位差；响应于所述相位差和所述相位补偿而生成相位控制输出；以及生成第一驱动信号以控制所述第一转换器的第一栅极的切换；以及生成第二驱动信号以控制所述第二转换器的第二栅极的切换并且使用所述相位控制输出调整所述第二驱动信号的时间。
[0015]在一些实施例中，所述循环持续时间使用所述第一驱动信号而确定。一些实施例另外包括将所述相位补偿限制为超过预定最小值。
附图说明
[0016]图1是DC
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DC交错式升压转换器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种升压转换器控制系统，其特征在于，包括：相位补偿器，用以从交错式升压转换器的第一转换器接收循环信号，所述循环信号具有其间从所述第一转换器的输入汲取电力的电力相位，所述电力相位具有其间启用所述第一转换器的第一栅极的初级行程以及其间停用所述第一栅极的次级行程，所述相位补偿器用以将所述电力相位的持续时间与从所述初级行程开始到下一初级行程开始的循环持续时间进行比较并生成相位补偿以作响应；相位调整模块，用以接收所述交错式升压转换器的所述第一转换器的第一相位反馈信号和第二转换器的第二相位反馈信号、测量相位差、接收所述相位补偿以及响应于所述相位差和所述相位补偿而生成相位控制输出；循环控制器，用以接收所述相位控制输出并生成第一驱动信号以控制所述第一转换器的第一栅极的切换以及生成第二驱动信号以控制所述第二转换器的第二栅极的切换，其中使用所述相位控制输出来调整所述第一驱动信号和第二驱动信号的时间。2.根据权利要求1所述的升压转换器控制系统，其特征在于，所述相位调整模块包括：相位检测器，用以接收所述第一转换器的第一相位反馈信号和所述第二转换器的第二相位反馈信号、测量所述第一相位反馈信号与所述第二相位反馈信号之间的所述相位差以及产生指示测量的相位检测输出；相位组合器，用以组合所述相位检测输出和所述相位补偿；相位控制器，其耦合到所述组合器以接收组合的相位检测输出和相位补偿并且生成所述相位控制输出以作为响应。3.根据权利要求2所述的升压转换器控制系统，其特征在于，所述相位补偿器另外将所述相位补偿限制为至少最小值1。4.根据权利要求1所述的升压转换器控制系统，其特征在于，所述相位调整模块包括：相位检测器，用以接收所述第一转换器的第一相位反馈信号和所述第二转换器的第二相位反馈信号、测量所述第一相位反馈信号与所述第二相位反馈信号之间的所述相位差以及产生指示测量的相位检测输出；相位控制器，其耦合到所述相位检测器以接收所述相位检测输出并且生成相位调整输出以作为响应；相位组合器，用以组合所述相位调整输出和所述相位补偿并产生所述相位控制输出。5.根据权利要求1所述的升压转换器控制系统，其特征在于，所述循环控制器另外用以使用所述相位控制输出调整所述第一驱动信号的时间。6.根据权利要求1所述的升压转换器控制系统，其特征在于，使用从所述循环控制器到对应栅极的驱动信号或从所述循环控制器的存储器读取控制参数来确定所述循环持续时间。7.根据权利要求1所述的升压转换器控制系统，其特征在于，当在以下之一情况时，电力相位持续时间结束：所述第一转换器的电感器电流变成零时；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉默斯，
申请(专利权)人：恩智浦美国有限公司，
类型：发明
国别省市：