开关电路制造技术

本申请公开了一种开关电路(400)，包括包含至少一个绕组的电感元件(406)和开关(404)，该开关被配置为根据开关控制信号(412)将功率从电压源(402)输送至电感元件(406)。该开关电路(400)还包括控制器(408)，该控制器被配置为对电感元件(406)上的电压进行积分以产生表示电感元件中的磁通量的信号，以及采用表示电感元件中的磁通量的信号估计峰值磁化电流以控制开关(404)。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及开关电路领域和操作开关电路的方法，并且具体地，虽然非排他性地，涉及具有控制器的开关电路，该控制器被配置为确定开关电路的平均输出电流。
技术介绍
在已知的具有位于初级侧的干线隔离和控制的开关模式电源(SMPS)中，可能需要检测将被调整的输出变量，例如，输出电压或输出电流。检测到的输出变量随后可以用来调整SMPS使得输出处于目的水平。已知的是，检测输出变量，将输出变量与次级侧处的参考值进行比较，并将表示所述比较的误差信号发送至初级侧，用于调整。EP 1405397 (Koninklijke Philips Electronics N. V)公开了电流受控式开关模 式电源，其中线电压和初级电流由初级侧的辅助绕组仿真。流入电阻器(Rl)中的电流由第一和第二电流镜缓冲，以在脉宽调制器的输入端处提供随着时间变化的电压。该电压用来提供开关模式电源的电流模式受控操作。说明书中的现有公开文献或任何
技术介绍
的列出或讨论不应当被当作是对所述文献或
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是现有技术状态的一部分或是公知常识的认同。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种开关电路，包括包括至少一个绕组的电感元件；开关，该开关被配置为根据开关控制信号将功率从电压源输送至电感元件；和控制器，该控制器被配置为对电感元件上的电压进行积分以产生表示电感元件中的磁通量的信号；以及采用表示电感元件中的磁通量的信号估计峰值磁化电流以控制开关。电感元件中的磁通量也可以被称为“磁化电流”，并且因此可以为绕组中按匝比进行调整的所有电流的总和。对电感元件上的电压进行积分以产生表示电感元件中的磁通量的信号可以被称为提供仿真信号。采用该仿真信号使得能够为峰值磁化电流确定更精确的值，并且因此可以提供更精确的开关电路。由于可以获得表示该电路的输出的更精确的反馈，因此该开关电路可以是更精确的，并且可以提供该电路的更精确的控制。在一些示例中，控制器可以被配置为控制开关以提供恒定的平均输出电流。与现有技术相反，可以减少在从反激变换器(例如)的初级侧的信号确定峰值磁化电流时可能引入的至少一些误差。在一些实施例中，开关可耦接在电压源和电感元件之间。控制器可以被配置为采用表示电感元件中的磁通量的信号补偿由开关电路中的传播延迟和/或谐振引起的误差。在一些实施例中，谐振也可以称为漏极上升时间，并且可以指1A X 2 X71 X的最大上升时间。在一些或大多数示例中，上升时间由在关断时通过开关的漏极的电流、漏极节点上的总电容和输入电压确定。这种误差可能在从反激变换器(例如)的初级侧的信号确定峰值磁化电流时由现有技术引入。开关可以为FET或任何其他晶体管。在其中开关为FET的示例中，它在FET的源极处具有电压(Vsource),并且在FET的源极处具有电压的期望值(Vsource, setpoint),FET的源极处的电压(Vsource)可以通过包括在FET的源极处的检测电阻器而被测量。控制器进一步被配置为当FET关断时(SI)将表示电感元件中的磁通量的信号的值记录为第一值(A),在次级行程(secondary stroke)开始时(S2)在磁通量的峰值处将表示电感元件中的磁通量的信号的值记录为第二值(B)。该控制器进一步被配置为采用第一值(A)和第二值(B)确定表示电感元件中的磁通量的信号在SI和S2处的值之间的比，以及采用确定的比调整Vsource或Vsource, setpoint,以在控制FET时估计峰值磁化电流。以这种方式，磁化电流在FET闭合之后继续增加(S卩，FET的栅极的信号变低)的程度可以被确定，并被记录为“确定的比”。所述确定的比可以用来偏调Vsource和Vsource, setpoint之间的比较,使得可以更精确地控制平均输出电流。在一些示例中，检测FET或电流镜可以用于检测通过开关的电流。·控制器可以被配置为将Vsource, setpoint的值乘以第一值/第二值(A/B),以提供修正的Vsource, setpoint信号，并且将修正的Vsource, setpoint信号与Vsource进行比较，以确定开关将操作的时间。根据该示例，可以从开关电路的之前的操作循环记录第一和/或第二值，使得可以在不必为将被记录的第二值等待当前循环的情况下操作开关电路。控制器可以被配置为将Vsource在SI时的值乘以第二值/第一值(B/A),以确定峰值磁化电流。控制器还可以被配置为将表示电感元件中的磁通量的信号乘以缩放因子⑶，以提供表示峰值磁化电流的修改信号；以及调整缩放因子(D)，使得表示电感元件中的磁通量的修改信号的值在初级行程期间趋向于通过开关的电流的值；以及通过在开关电路的次级行程开始时测量表示电感元件中的磁通量的修改信号确定峰值磁化电流。开关电路的初级行程可以被认为是开关闭合瞬时和电感器的最大磁化电流的瞬时之间的时间段。次级行程可以被认为是磁能流向输出端直到电感元件中的电流越过零的时间段。在替代实施例中，初级行程可以被认为是开关闭合的瞬时和开关关断的瞬时之间的时间段。控制器可以包括积分器，该积分器被配置为处理表示电感元件中的磁通量的修改信号和表示通过开关的电流的信号，以调整缩放因子(D)。这可以在模拟或数字域中进行。控制器可以包括一个或多个开关，所述一个或多个开关被配置为将表示电感元件中的磁通量的修改信号和/或表示通过开关的电流的信号从积分器上断开，使得不根据不是在初级行程期间获得的信号更新缩放因子(D)。控制器可以包括比较器，该比较器被配置为将表示电感元件中的磁通量的信号与在初级行程期间通过开关的电流进行比较。控制器可以包括增/减计数器，该增/减计数器被配置为根据比较器的输出增加或减小缩放因子⑶。增/减计数器可以被配置为，在比较器的输出被认为代表表示电感元件中的磁通量的修改信号和表示通过开关的电流的信号之间可接受的比较时不调整缩放因子(D)。比较器输出可以在与系统的逻辑状态相关联的特定时刻被处理。在其他示例中，控制器可以包括窗口比较器，其被配置在缩放因子⑶位于窗口之外时增加或减小缩放因子(D)。本领域技术人员将认识到，其他实施方案是可行的。例如，数字实施方案可以用来与实际电流的测量值和仿真信号相关地调整缩放因子(D)。 控制器还可以被配置为采用峰值磁化电流确定平均输出电流。平均输出电流可以用于控制开关电路的开关。该电路可以包括连接至电感元件的辅助绕组。辅助绕组被配置为向控制器提供表 示电感元件上的电压的信号。电感元件可以为变压器，并且控制器被配置为对变压器的磁化电感上的电压进行积分以产生表示变压器中的电流的信号。可以提供一种开关电路，包括包括至少一个绕组的电感元件；开关，该开关被配置为根据开关控制信号将功率从电压源输送至电感元件；和控制器，该控制器被配置为对电感元件上的电压进行积分以产生表示电感元件中的磁化电流的信号；当开关关断时(SI)将表示电感元件中的磁化的信号的值记录为第一值(A);在次级行程开始时(S2)将表示电感元件中的磁化电流的信号的值记录为第二值(B)；米用第一值(A)和第二值(B)确定表不电感兀件中的磁化电流的信号在SI和S2处的值之间的比；以及采用确定的比调整Vsource或Vsource, setpoint,以在控制FET时估计峰值磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电路(400)，包括：电感元件(406)，该电感元件包括至少一个绕组；开关(404)，该开关被配置为根据开关控制信号(412)将功率从电压源(402)输送至电感元件(406)；和控制器(408)，该控制器被配置为：对电感元件(406)上的电压进行积分以产生表示电感元件中的磁通量的信号；以及采用表示电感元件中的磁通量的信号估计峰值磁化电流以控制开关(404)。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：威莱姆斯·朗格斯拉格，汉斯·哈尔贝施塔特，祖恩·克莱恩彭宁，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：