电力系统和纹波电压降低技术方案

本公开涉及电力系统和纹波电压降低。在二极管仿真模式期间，控制器控制由功率转换器的电感器提供的电流的大小以产生为动态负载供电的输出电压。响应于检测到电流的大小越过阈值水平，控制器：i)停用第一开关，诸如功率转换器的低侧开关，并且ii)启动定时器。控制器监测在第一开关的停用之后输出电压的大小。经由定时器，控制器测量定时器的启动时间与输出电压下降到设定点参考电压以下的触发事件之间的持续时间。响应于输出电压下降到设定点参考以下，控制器i)根据持续时间选择脉冲宽度的设置，并且ii)针对所选择的脉冲宽度激活第二开关，诸如功率转换器的高侧开关。诸如功率转换器的高侧开关。诸如功率转换器的高侧开关。

【技术实现步骤摘要】
电力系统和纹波电压降低


[0001]本公开涉及电力系统。

技术介绍

[0002]常规电源可以包括一个或多个DC
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DC转换器，该DC
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DC转换器用于产生相应输出电压以为负载供电。一种类型的DC
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DC转换器是单级功率转换器系统。顾名思义，在单级功率转换器系统中，每个相包括单个功率转换器，该单个功率转换器用于将诸如12V DC(伏特直流电)等输入电压转换为诸如1V DC等相应目标输出电压以为负载供电。
[0003]一种特定类型的功率转换器是降压转换器。所谓的恒定接通时间(COT)开关降压调节器具有固定接通时间，并且使用断开时间脉冲宽度调制(PWM)或频率调制来调节输出电压。
[0004]如果需要，传统的功率转换器可以被配置为在所谓的二极管仿真模式下操作，在该模式下，开关电路系统偶尔被脉冲到接通状态以维持输出电压的调节。通常，为了将输出电压维持在期望范围内，降压转换器比较所生成的输出电压的大小以控制相应开关电路系统(诸如控制开关和同步开关)。

技术实现思路

[0005]实现清洁能源(或绿色技术)对于减少人类对环境的影响非常重要。一般来说，清洁能源包括用于减少能源消耗对环境的总体毒性的任何不断发展的方法和材料。
[0006]本公开包括观察到原始能源(诸如从绿色能源或非绿色能源接收的)通常需要转换成适当形式(诸如期望的AC电压、DC电压等)才能用于为诸如服务器、计算机、移动通信设备、无线基站等终端设备供电。在某些情况下，能量存储在相应的一个或多个电池资源中。替代地，能量从电压发生器或电压源来接收。
[0007]无论能源是来自绿色能源还是非绿色能源，都希望最有效地利用由这样的来源提供的原始能源以减少我们对环境的影响。本公开有助于通过更高效的能源转换来减少我们的碳足迹并且更好地利用能源。
[0008]本公开还包括以下观察，即，电力系统中的所谓的二极管仿真模式的传统实现存在缺陷。例如，当相应负载消耗低功率时，二极管仿真模式的实现通常导致输出电压上的高纹波(电压)。在这种情况下，由于在DC输出电压中生成高大小纹波电压，更难以将输出电压维持在(DC电压)调节范围内。
[0009]与传统方法相比，本文中的实现包括在一个或多个操作条件期间在开关电源中提供更准确的电压调节的新颖方法。
[0010]更具体地，在一种实现中，诸如在二极管仿真模式或其他模式期间，控制器控制由功率转换器提供的电流的大小以产生为动态负载供电的输出电压。例如，控制器可以被配置为监测电流(诸如由功率转换器的电感器提供的电感器电流)的大小。响应于检测到电流的大小越过阈值水平(诸如下降到或等于零或其他合适值)，控制器可以：i)停用第一开关，
诸如多个开关中的低侧开关，并且ii)启动定时器。控制器可以在定时器跟踪经过时间的同时监测在第一开关停用之后输出电压的大小。经由定时器，控制器可以测量定时器的启动时间与输出电压下降到或低于设定点参考电压的触发事件之间的持续时间。响应于输出电压下降到或低于设定点参考，控制器可以：i)根据持续时间(经过的三态持续时间)选择开关的脉冲宽度(或多个脉冲宽度)的设置，并且ii)在所选择的脉冲宽度(接通持续时间)内激活多个开关中的第二开关(诸如高侧开关)。这可以包括确定在下一控制周期上激活高侧开关电路系统的适当脉冲宽度时间，诸如经由将经过时间的大小转换(诸如经由映射或其他合适的函数)为适当的脉冲宽度持续时间调节值并且实现脉冲宽度持续时间调节值以控制高侧开关电路系统。
[0011]因此，本文中的实现包括一种装置，该装置包括控制器，该控制器可操作以：控制由功率转换器提供的电流的大小以产生为动态负载供电的输出电压；测量持续时间(诸如经过时间)，该持续时间是输出电压的大小的函数；并且基于持续时间来控制激活功率转换器的开关的接通时间以增加电流的大小。
[0012]在另一示例中，电流可以是电感器电流。控制器可以根据电感器电流的大小和/或输出电压的大小来测量持续时间。
[0013]在另一示例中，诸如在二极管仿真模式中，控制器可以监测输出电压的大小，并且根据持续时间的大小控制激活开关的脉冲宽度。在一种实现中，如前所述，由控制器控制的开关可以是功率转换器的高侧开关。
[0014]如本文中讨论的装置(诸如电力系统)可以包括用于产生或确定持续时间的定时器。持续时间可以表示定时器的启动时间与输出电压下降到或低于设定点参考电压的触发事件之间的时间差。定时器可以响应于检测到第一触发事件而被启动，诸如检测到来自电感器的输出电流的大小越过阈值。
[0015]在另一示例实现中，在二极管仿真模式下，控制器可以在功率转换器的操作期间测量电感器电流的大小。
[0016]功率转换器的开关可以是第一开关；持续时间可以表示停用第二开关的第一时刻(第一触发事件)与激活第一开关的第二时刻(第二触发事件)之间的差。第一开关可以是功率转换器的高侧开关，并且第二开关可以是功率转换器的低侧开关。
[0017]控制器可以被配置为控制激活开关的脉冲宽度持续时间；脉冲宽度持续时间可以基于所测量的持续时间来选择。如本文中讨论的开关的受控激活降低了与输出电压相关联的纹波电压的大小。
[0018]本文中的实现比传统技术有用。例如，本文中讨论的功率转换器中的一个或多个开关的受控定时降低了与输出电压相关联的纹波电压的大小，诸如在二极管仿真模式或其他电源模式期间。
[0019]这些和其他更具体的实现在下面更详细地公开。
[0020]注意，本文中讨论的技术可以在任何合适的环境中实现，诸如多相电源应用、单相负载点(又称为POL)电源应用等。
[0021]进一步注意，尽管本文中讨论的实现适用于多相电源电路，诸如实现降压转换器、DC
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DC转换器相的那些多相电源电路，但本文中公开的概念可以有利地应用于任何其他合适的拓扑以及一般电源控制应用。
[0022]另外，注意，本文中的实现可以包括计算机处理器硬件(其执行对应软件指令)以执行和/或支持本文中公开的任何或所有方法操作。换言之，一个或多个计算机化设备或处理器(计算机处理器硬件)中的任何一个可以被编程和/或配置为如本文中解释的那样操作以执行本专利技术的不同实现。
[0023]本文中的其他实现包括用于执行上面总结并且在下面详细公开的步骤和操作的软件程序。一种这样的实现包括一种计算机程序产品，该计算机程序产品具有非暂态计算机存储介质(例如，存储器、磁盘、闪存等)，该非暂态计算机存储介质包括编码在其上的计算机程序指令和/或逻辑，该计算机程序指令和/或逻辑当在具有处理器和对应存储器的计算机化设备中执行时将处理器编程为执行本文中公开的任何操作。这种布置通常被提供为软件指令、代码和/或其他数据(例如，数据结构)，该软件指令、代码和/或其他数据(例如，数据结构)被布置或编码在计算机可读存储介质或非暂态计算机可读介质上，诸如光学介质(例如，CD
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ROM)、软盘或硬盘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装置，包括：控制器，可操作以：控制由功率转换器提供的电流的大小以产生为动态负载供电的输出电压；测量持续时间，所述持续时间是所述输出电压的大小的函数；以及基于所述持续时间来控制激活所述功率转换器的开关的接通时间，所述开关的激活可操作以增加提供给所述动态负载的所述电流的大小。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述电流是由所述功率转换器的电感器提供的电感器电流；并且其中所述控制器还可操作以：测量作为所述电感器电流的大小和所述输出电压的大小的函数的所述持续时间。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器还可操作以监测所述输出电压的大小；以及根据所述持续时间的大小控制激活所述开关的脉冲宽度。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述开关是所述功率转换器的高侧开关。5.根据权利要求1所述的装置，还包括：定时器，可操作以产生所述持续时间；以及其中所述持续时间表示启动所述定时器的时间与所述输出电压下降到设定点参考电压以下的触发事件之间的时间差。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述定时器响应于检测到所述电流的大小越过阈值而被启动。7.根据权利要求1所述的装置，其中在二极管仿真模式下，所述控制器可操作以在所述功率转换器的操作期间测量所述电流的大小。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述开关是所述功率转换器的第一开关；并且其中所述持续时间表示停用第二开关的第一时刻与激活所述第一开关的第二时刻之间的差。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一开关是所述功率转换器的高侧开关，并且所述第二开关是所述功率转换器的低侧开关。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述开关的激活降低了与所述输出电压相关联的纹波电压的大小。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制器还可操作以：控制激活所述开关的脉冲宽度持续时间，所述脉冲宽度持续时间是基于所测量的持续时间而选择的。12.一种方法，包括：控制由功率转换器提供的电流的大小以产生为动态负载供电的输出电压；测量持续时间，所述持续时间是所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
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：