本发明专利技术涉及高电压生成器，特别是涉及用于供应ＤＣ输出电压ｏｕｔ的降压ＤＣ－ＤＣ转换器电路（降压转换器），其例如可用于Ｘ射线照相术成像系统的电压供应电路中。根据本发明专利技术，降压转换器的存储感应器电流Ｌ的峰值由控制电路μＣ’控制，控制电路μＣ’调节此存储感应器Ｌ的反馈线路中的半导体开关的开通时间Δｔｏｎ。作为其结果，通常用于今天的降压转换器设计中的输出电流传感器ＣＳ变得多余。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高电压生成器，特别是涉及用于供应DC输出电压的降压DC-DC转换器电路(降压转换器(buck converter))，其可以例如用于X射线照相术成像系统的电压供应电路中。根据本专利技术，降压转换器的存储感应器电流的峰值由控制电路控制，控制电路调节此存储感应器的反馈线路中的半导体开关的开通时间。作为其结果，通常用于今天的降压转换器设计中的输出电流传感器变得多余。
技术介绍
降压转换器或降压DC-DC转换器是开关模式电源，其包括存储感应器L、输出电容器C。ut、半导体开关s(其可以例如作为双极晶体管或场效应晶体管实现)以及续流二极管 (freewheeling diode)D，用于控制感应器两端的电压降让并从而控制通过此感应器的电流1。降压转换器的操作相当简单，因为其在开通状态和关断状态之间周期性地交替，在开通状态，感应器连接到输入电压Hin以便在感应器中存储电能，在关断状态，感应器放电到负载中，负载诸如是欧姆电阻器R。在开通状态，感应器两端的电压降让由降压转换器的输入电压Uin和输出电压U。ut给出。如能够容易地计算的，通过感应器的电流L线性上升。在开通状态，因为续流二极管由输入电压Hin反向偏置，所以没有电流流过此二极管。在关断状态，二极管D正向偏置，使得感应器两端的电压降为让=-Uout (当假定二极管电压降^ 可忽略时)并且感应器电流IJ華低。
技术实现思路
在相关文献中公开的常规DC-DC电压转换器中，感应器电流L可以由设置在感应支路中的电流传感器测得。探测的电流值馈至控制半导体开关S的开通状态持续时间Δ t。n 的控制单元。在较高操作频率，严重的问题是，电流传感器的反应时间慢，并且归因于所述电流传感器引起的信号延迟，降压转换器的转换精度降低。另外的问题是需要给电流传感器供应电压以及包括该电流传感器的降压转换器的相对高的生产成本。因此，本专利技术的目的是提供一种克服上述问题的DC-DC电压转换器。根据本专利技术， 通过一种DC-DC电压转换器实现了这个，该转换器的工作无需根据电流传感器探测的测得的感应器电流i来进行控制。为了实现此目的，本专利技术的第一范例性实施例涉及一种控制单元，用于控制以不连续电流模式操作的DC-DC电压转换器电路的功能性，其中，所述控制单元包括电流模拟器，所述电流模拟器用于模拟第一半导体开关的每一个循环再现的开通状态阶段中，流过设置在所述DC-DC电压控制器电路的感应支路中的存储感应器的感应器电流的斜率，在所述第一半导体开关的每一个循环再现的开通状态阶段期间，所述存储感应器连接至所述 DC-DC电压转换器电路的DC输入电压。所述控制单元由此被配置为基于所述感应器电流的所模拟的斜率来控制此开通状态阶段的持续时间。根据本专利技术，可以将所述电流模拟器配置为通过在第二半导体开关的循环再现的关断状态阶段期间对存储电容器进行充电来控制所述第一半导体开关的开通状态阶段的持续时间，所述第二半导体开关的循环再现的关断状态阶段的持续时间由数字周期性控制信号的占空比规定；使得所述电容器两端的电压降的斜率因子取决于所述感应器电流的所模拟的斜率；以及使得所述第一半导体开关的开通状态的持续时间等于所述存储电容器的充电过程期间所述电容器的电压的上升时间。在此第一范例性实施例的优选实施例中，所述电流模拟器可以包括电压控制的电流源，所述电压控制的电流源的输出电流用于在所述第二半导体开关的关断状态阶段中对所述存储电容器进行充电，所述电压控制的电流源由控制电压控制，所述控制电压与所述 DC-DC电压转换器电路的输入电压和输出电压的差成比例。所述控制电压由此可以由所述DC-DC电压转换器电路的输入电压和输出电压的差给出，其中所述差被所述电压控制的电流源的增益控制电压倍乘，使得存储电容器两端的电压降的斜率因子与此增益控制电压直接成比例且所述第一半导体开关的开通状态的持续时间与此增益控制电压不直接成比例。电流模拟器可以有利地被配置为使得所述第一半导体开关的开通状态的持续时间与预定DC参考电压直接成比例，所述参考电压用作所述电压控制的电流源的供应电压。电流模拟器也可以被配置为使得所述第一半导体开关的开通状态的持续时间与所述存储电容器的充电过程期间所述电容器的电压的上升时间不直接成比例。此外，本专利技术的第二范例实施例涉及一种DC-DC电压转换器电路，其包括参照所述第一范例实施例所描述的控制单元。此DC-DC电压转换器电路由此可以被配置为实现降压转换器的功能性。作为其替代，所述DC-DC电压转换器电路可以由此被置为实现升压转换器的功能性。优选地，所述DC-DC电压转换器电路可以实施为集成电路。本专利技术的第三范例实施例涉及一种X射线系统的电压供应单元，其中所述电压供应单元包括参照上述第二范例实施例公开的DC-DC电压转换器电路。本专利技术的第四范例实施例涉及一种X射线系统，所述X射线系统包括参照所述第三范例实施例公开的集成电压供应单元。本专利技术的第五范例实施例涉及一种用于控制以不连续电流模式操作的DC-DC电压转换器电路的功能性的方法。根据本专利技术，所述方法包括以下步骤模拟第一半导体开关的每一个循环再现的开通状态阶段中，流过设置在所述DC-DC电压控制器电路的感应支路中的存储感应器的感应器电流的斜率，在所述第一半导体开关的每一个循环再现的开通状态阶段期间，所述存储感应器连接至所述DC-DC电压转换器电路的DC输入电压，以及基于所述感应器电流的所模拟的斜率来控制此开通状态阶段的持续时间。所声称的方法还可以包括以下步骤通过在第二半导体开关的循环再现的关断状态阶段期间对存储电容器进行充电来控制所述第一半导体开关的开通状态阶段的持续时间，所述第二半导体开关的循环再现的关断状态阶段的持续时间由数字周期性控制信号的占空比规定，使得所述电容器两端的电压降的斜率因子取决于所述感应器电流的所模拟的斜率，以及使得所述第一半导体开关的开通状态的持续时间等于所述存储电容器的充电过程期间所述电容器的电压的上升时间。除此外，所述方法可以包括通过控制电压来控制电压控制的电流源的操作的步骤，所述电压控制的电流源的输出电流用于在所述第二半导体开关的关断状态阶段中对所述存储电容器进行充电，所述控制电压与所述DC-DC电压转换器电路的输入电压和输出电压的差成比例。此控制电压可以由所述DC-DC电压转换器电路的输入电压和输出电压的差给出， 其中所述差被所述电压控制的电流源的增益控制电压倍乘，使得所述电容器两端的电压降的斜率因子与此增益控制电压直接成比例且所述第一半导体开关的开通状态的持续时间与此增益控制电压不直接成比例。所述第一半导体开关的开通状态的持续时间由此可以与预定DC参考电压直接成比例，所述预定DC参考电压用作所述电压控制的电流源的供应电压。根据所述方法，还可以提供为使所述第一半导体开关的开通状态的持续时间与所述存储电容器的充电过程期间所述电容器的电压的上升时间不直接成比例。最终，本专利技术的第六范例性实施例涉及一种计算机程序产品，当在根据所述第一范例实施例的控制单元的处理装置上运行时，所述计算机程序产品用于实施参照所述第五范例实施例描述的方法。附图说明将通过针对以下描述的实施例并针对附图的范例来阐述本专利技术的这些和其它有益特征和方面。其中图Ia示出了开通状态的常规降压本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种控制单元（μＣ’），用于控制以不连续电流模式操作的ＤＣ－ＤＣ电压转换器电路（ＶＣＣ’）的功能性，所述控制单元包括电流模拟器（ＣＳ’），所述电流模拟器（ＣＳ’）用于模拟在第一半导体开关（Ｓ）的每一个循环再现的开通状态阶段中，流过设置在所述ＤＣ－ＤＣ电压控制器电路（ＶＣＣ’）的感应支路中的存储感应器（Ｌ）的感应器电流（ＩＬ（ｏｎ））的斜率（ｄＩＬ（ｏｎ）／ｄｔ），在所述第一半导体开关（Ｓ）的每一个循环再现的开通状态阶段期间，所述存储感应器（Ｌ）连接至所述ＤＣ－ＤＣ电压转换器电路（ＶＣＣ’）的ＤＣ输入电压（Ｕｉｎ），其中，所述控制单元（μＣ’）被配置为基于所述感应器电流（ＩＬ（ｏｎ））的所模拟的斜率（ｄＩＬ（ｏｎ）／ｄｔ）来控制此开通状态阶段的持续时间（Δｔｏｎ）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：W·雷克斯霍伊恩，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL
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