[发明专利]用于功率转换器的控制器及其操作方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及功率电子装置，并且更具体地涉及一种用于功率转换器的控制器及其操作方法。

背景技术

开关模式功率转换器(也称为“功率转换器”)是将输入电压波形转换成指定的输出电压波形的功率供应或者功率处理电路。功率因数校正(“PFC”)功率转换器包括功率链，该功率链具有一般跟随有调节和隔离级的PFC级。功率转换器耦合至电功率源(交流(“ac”)功率源)并且提供直流(“dc”)输出电压。PFC级接收(来自ac功率源的)ac输入电压的整流变型并且提供dc母线电压。调节和隔离级采用母线电压以向负载提供dc输出电压。可以采用包括PFC级以及调节和隔离级的功率转换器以构造“ac适配器”以从ac功率源向笔记本计算机等提供dc输出电压。

与功率转换器关联的控制器通过控制功率转换器中采用的功率开关的导通时段来管理功率转换器的操作。一般而言，控制器耦合于输入与输出之间或者耦合至与内部特性关联的端子，诸如反馈回路配置(也称为“控制回路”或者“闭合控制回路”)中的功率转换器的内部母线电压。

常常用两个交错的升压开关调节器构造PFC功率转换器，该电路配置时常被采用以减少输入和输出纹波电流以及为了满足电磁干扰要求而需要的滤波器的大小。也通常采用平均电流模式控制以调节诸如其内部母线电压或输出电压的功率转换器特性。控制升压开关调节器中的电流的平均值，诸如升压电感器中的平均电流，一般产生比控制升压开关调节器中的电流峰值更好的谐波失真和功率因数校正性能。

然而，用于控制形成有两个交错式升压开关调节器的PFC功率转换器中的电流平均值的常规技术一般在两个交错式升压开关调节器中产生不相等电流。不相等电流生成输入和输出纹波电流的更高电平，这降低PFC功率转换器的电磁干扰性能。

因而，在本领域中需要一种在形成有两个交错式升压开关调节器的功率链中产生基本上相等电流以避免现有技术中的缺点的控制器。

发明内容

技术优点通常由本发明的有利实施例实现，这些实施例包括一种用于功率转换器的控制器及其操作方法。在一个实施例中，控制器包括电流感测设备，该电流感测设备与交错式开关调节器的功率开关的开关端子串联可耦合并且被配置为产生电流感测信号。控制器也包括被配置为根据功率转换器的特性的函数产生误差信号的误差放大器。控制器也包括被配置为在功率开关的占空比的中点对电流感测信号采样并且根据误差信号和电流感测信号的函数调节特性的占空比控制器。

前文已经相当宽泛地概括本发明的特征和技术优点以便可以更好地理解本发明的以下详细描述。下文将描述本发明的附加特征和优点，这些特征和优点形成本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，可以容易利用公开的概念和具体实施例作为用于修改或者设计其它结构或者过程的基础，这些其它结构或者过程用于实现本发明的相同目的。本领域技术人员也应当认识到，这样的等效构造未脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更完整理解本发明，现在参照与附图结合的下文描述，在附图中：

图1图示包括控制器的功率转换器的一个实施例的框图；

图2图示包括采用升压拓扑的示例性功率链的功率转换器的一部分的示意图；

图3图示形成有两个交错式升压开关调节器的功率转换器的实施例的示意图；

图4图示图3的功率转换器的示例操作参数的图形表示；

图5图示形成有两个交错式升压开关调节器的功率转换器的另一实施例的示意图；以及

图6图示图5的功率转换器的示例性操作参数的图形表示。

在不同图中的对应标号和符号除非另有明示则一般指代对应部分并且为了简洁可以在第一实例之后不再描述。绘制附图以图示示例性实施例的相关方面。

具体实施方式

下文详细讨论当前示例性实施例的实现和使用。然而应当理解，本发明提供可以在广泛多种具体情形中实施的许多可应用的发明概念。讨论的具体实施例仅举例说明用于实现和使用本发明的具体方式，并未限制本发明的范围。

将关于具体情形描述实施例，即用于功率转换器的控制器。尽管将在用于形成有两个交错式升压开关调节器的功率因数校正功率转换器的控制器的环境中描述实施例，但是可以从诸如功率放大器或者马达控制器的控制器受益的任何应用均在本发明宽泛的范围内。