用于开关式电源装置的数字IC控制器制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于一种开关式电源（1）的数字IC控制器，包括多个输入端和多个输出端以及一个数字接口。可以使用配置装置（5）来配置IC控制器（3），其方式为使得通过配置装置（5）预配置的控制器单元和滤波器单元以及其它功能被选择和参数化并使用数字接口传送IC控制器（3）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于开关式电源装置的数字IC控制器 本专利技术涉及一种根据权利要求I的前序的数字IC控制器。在此讨论的IC控制器类型一般是已知的。也称为开关式电源的开关式电源装置(例如回扫变换器、正向变换 器或升压控制器和降压控制器)需要这样一种IC控制器以便驱动功率半导体例如FET或IGBT。由于IC控制器通常控制功率半导体的栅电压，因此它也称为“栅驱动器”。功率因数校正器(PFC)也通常需要IC控制器。此外，电源装置的电流和电压分布旨在受在此所讨论的一种控制器类型的控制。上面描述的IC控制器类型从模拟技术是充分已知的。然而，该模拟控制器类型具有一些缺点。特别地，由部件公差导致的变化在其中发生。结果，具有由模拟部件配置的控制器变得不稳定的风险。此外，该模拟控制器类型在电路方面特别复杂。特别地，取决于应用，必须提供10到30个额外的部件，当然也必须确定这些额外的部件的尺寸。此外，仅可用更大困难实现功能性，例如因为功率或温度限制而限制输出电压，所谓的“降额”。实现功率因数校正器(PFC=功率因数校正器)需要例如倍增器。此外，倍增器具有必须由外部电路互连考虑在内的电路不适宜性。此外，在产品寿命期间，滤波器或控制器常量中的改变经常意味着改变电路板的布局，这是应避免的。因此，本专利技术的目标是为开关式电源装置提供一种IC控制器，该IC控制器以一种简单方式构造并容许快速访问开关式电源装置。为实现该目标，在此提出了包括权利要求I的特征的一种数字IC控制器。根据本专利技术的用于开关式电源的数字IC控制器包括多个输入端和多个输出端并也包括一个数字接口。可以通过一个配置装置来配置IC控制器，其方式为使得通过配置装置预配置的控制器和滤波器单元以及进一步的功能被选择和参数化并通过数字接口传送到IC控制器，该配置优选被永久存储在所述IC控制器中。优选地，数字IC控制器具有以下输入接口-实际电压(VACTUAL)；_ 实际电流(IACTUAL);-电源系统电压(VLINE);-温度(TEMP);-用于晶体管开关边缘的同步接口(SYNC_IN，SYNC_0UT)；-操作使能接口(ENABLE)，以及-配置接口(CONF)。此外，数字IC控制器优选具有至少一个以下输出接口 -功率半导体的栅信号(A，\A,B, \B)；-错误/状态消息(\ERR)，以及-设定点电流(ISETP )。在此提出的用于开关式电源装置的数字IC控制器与这种类型的IC控制器的模拟实施方案相反有利地使之有可能通过外部配置装置来配置IC控制器。因此，没有必要对其进行编程。输入接口和输出接口的有限数目进一步提供了 IC控制器的一种特别简单的设计。优选地，IC控制器在电流模式操作中操作。此外，优选地假定配置装置在PC上存储为计算机程序，并且这样容许由开发者简单访问图形用户接口，通过该图像用户接口可以用一种简单方式来改变参数。因此优选地不对IC控制器进行编程，而是专门可配置的，以便开发者不需要执行IC的编程。配置装置的简单操作足够对IC控制器做出改变，特别是选择和参数化所预配置的控制器和滤波器单元以及进一步的功能。优选地，IC控制器用于驱动开关式电源装置。由开发者通过配置装置执行的配置设定如上所述经数字接口被传送到IC控制器并优选地永久存储在那里。可以通过配置装置执行IC控制器的多样配置。被设定的可能参数特别地为-电路类型；_开关频率或带宽；-PWM调制限制；-滤波器时间常数；-控制器配置，特别是时间常数；-电流和电压的设定点和最大值；-关断值；-软起动配置；-功率和温度限制(降额)；-额外输出的配置；-电源电压监控的配置；-消隐模式的配置。本专利技术参考单一附图在下面更详细解释。附图示出了一个纯示例性电源装置I的示意图示。该电源装置类型的功能是充分已知的，并将因此不在本情况下更详细解释。关键是为驱动开关元件2特别是在此被实现为MOSFET的功率半导体，必须通过一个合适IC控制器3来影响驱动。为此目的，IC控制器3的输出端A1、B1、A2、B2被连接到电源装置I的功率半导体或(MOS) FET的栅极端子的输入端。IC控制器3是可通过配置装置5配置的一个数字IC控制器。因此，不同于惯例情况，IC控制器3不通过编程语言被编程，而是根据应用所期望的改变可通过配置装置5来简单执行。这可由用户例如通过图形用户接口(GUI)实现。在此情况下，配置装置5被优选实现为计算机程序并存储在计算机的存储媒体上。通过配置装置5，所预配置的控制器和滤波器单元以及进一步的功能可被选择和参数化。IC控制器3优选以电流模式操作。通过在此实现为例如FET的四个开关元件2或Al、BI、A2、B2，提供了一种开关式电源装置。当然还可为电源装置I提供仅一个或两个或多于四个功率半导体2。原则上，根据本专利技术的IC控制器3实际上可以随意与许多开关元 件相互作用。开关元件2的计时通过IC控制器3来控制。这样，有可能的是在电源装置中调节电流和电压分布。通过配置装置5执行的配置设定经数字接口(例如SDI (串行外围接口)或JTAG (联合测试行为组联合测试行为组)等等)被优选传送到IC控制器。配置设定然后被优选永久存储在IC控制器3中。与微控制器相反，根据本专利技术的IC控制器因此不被编程，而仅是所预配置的控制器和滤波器单元以及进一步的功能性被选择和参数化并随后传送到IC控制器。配置可含有例如电路类型的选择。后者可以是例如升压控制器、降压控制器、回扫变换器、PFC、SEPIC或正向变换器。取决于选择什么类型的变换器，IC控制器3的输入端和输出端的合适配置可然后通过配置装置5被自动执行。根据本专利技术的IC控制器3可因此与任何所期望的电源相互作用。此外，可提供一种相移驱动，即并联电感支路的相位偏移驱动，特别是在驱动升压控制器、降压控制器和PFC时。可能期望的开关频率或带宽或扩展频谱的配置也是可设想的。此外，可以选择PWM调制限制DMIN、DMAX，并且可以在上下开关元件2之间提供空载时 间。滤波器时间常数的选择和设定或在中值滤波器中为模拟信号连接的可能性是此外可设想的。此外，可执行控制器7的配置，该控制器可以是例如P、PI或PID控制器。控制器有可能具有低通滤波器行为。如果提供了一个电位绝缘9，如在图中所展示，那么可以为起动或外部控制额外地提供电压控制器7的时间常数桥接。此外，可执行电流和电压的设定点和最大值与关断值的配置，特别在过压和过流的情况下。此外，可实现软起动配置或可提供线路和温度限制。此外，例如用于状态消息的额外输出或用于将涌流限制器桥接的继电器输出的安装是可设想的。此外，电源电压监控(特别地还是接通和断开滞后的监控的配置)是可设想的。还可在IC控制器中执行消隐模式的配置，以便抑制在晶体管开关瞬间的模拟值的采样。附图明确了 IC控制器3具有用于以下参数的输入受控可变实际电压VACTUAL ；从属受控可变实际电流IACTUAL ;用于PFC的电源系统电压；VLINE ;温度TEMP ;晶体管开关边缘的同步SYNC_IN和SYNC_0UT ;操作使能ENABLE，以及用于配置接口的输入C0NF，其还可以实现为多线形式。此外，IC控制器具有用于以下参数的输出针对开关元件7具有提高的驱动功率的栅信号，其通常是大约2安培用于开关元件2-相变量的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.18 DE 102010000098.1;2010.03.11 DE 10201001.一种用于开关式电源(I)的数字IC控制器(3)，包括多个输入端并包括多个输出端并也包括一个数字接口，其中可以通过一个配置装置(5)来配置该IC控制器(3)，其方式为使得通过该配置装置(5)预配置的控制器和滤波器单元以及进一步功能被选择和参数化并通过该数字接口被传送到该IC控制器(3)。2.如权利要求I所述的数字IC控制器，其特征在于这些配置永久存储在该IC控制器⑶中。3.如权利要求I或2所述的数字IC控制器，其特征在于它具有以下输入接口 -实际电压(VACTUAL)； -实际电流(IACTUAL)； -电源系统电压(VLINE)； -温度(TEMP)； -用于晶体管开关边缘的同步接口(SYNC_IN，SYNC_OUT)； -操作使能接口(ENABLE)，以及 -配置接口(CONF)。4.如以...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·弗朗茨，海科·沙尔，
申请(专利权)人：爱尔伯电子医疗设备公司，
类型：发明
国别省市：