[发明专利]两相交错转换器及其控制方法

说明书

本发明涉及一种两相交错转换器，其包括两个子电路，电压控制器，电流控制器，平衡控制器和移相器。该电压控制器接收两个子电路的输出电压并输出与该输出电压电平成比例的信号。该电流控制器接收所述电压控制器输出的信号和来自所述两个子电路中的一个子电路的电感电流，并且输出控制所述两个子电路中负责一相的一个子电路的控制信号。该平衡控制器接收从所述两个子电路输出的电流值并且计算从所述两个子电路输出电流值之间的差，以控制应用于所述两个子电路中的一个子电路的控制信号的占空比。该移相器将从所述平衡控制器输出的控制信号的相位移位。

技术领域

本发明涉及两相交错转换器及其控制方法。

背景技术

交错转换器被很好地理解为，是可以通过应用因电流分布造成的电流与因分布电流的数量造成的相差之间的偏移效应而降低电流纹波幅度(通常是全部纹波)的转换器。此外，交错转换器能够有利减少输入和输出滤波器的容量和体积。

图1和2是示出根据现有技术的交错转换器的电流控制方案的电路图。图1的交错转换器是两相交错转换器10，其将输入电压源30的输入电压Vin转换为输出电压。用于控制每相转换器的交错控制器20包括对应于每相的电流控制器。也就是说，用于控制A相电流的A相电流控制器21被设置在A相子电路11中，用于控制B相电流的B相电流控制器22被设置在B相子电路12中。

在这类交错转换器中，输出电容器40的电压通过电压控制器23测量并被提供给每个电流控制器。用于每相的电流控制器生成用于控制每相的占空比并将该占空比传送给交错转换器，以便该转换器的电流输出被控制。因此，虽然设置了用于控制每相的电流控制器以便电感电流可以被平衡，但微型计算机的负载系数增加。电感电流是由电流控制器输出的用于控制每相的电流。

图2是示出根据现有技术具有单一电流控制器的交错转换器的电路图。图2的交错转换器是两相交错转换器10，其将输入电压源30的输入电压转换为输出电压。用于控制每相转换器的交错控制器20包括单一电流控制器21。

此外，单一电流控制器21的信号输出被相移以控制另一相交错转换器。也就是说，当交错转换器控制A和B相电流，并且控制控制器21控制A相转换器时，B相转换器12用通过移相器24将A相电流控制器的信号输出相移180°而生成的信号进行控制。换句话说，一个电流控制器用于生成具有控制一相电流的占空比的信号，另一相电流通过具有相同占空比并通过将用于控制一相电流的信号移相180°获得的信号进行控制。

虽然上述方案具有降低微型计算机的负载量的优点，但是其难以瞬态、精准地反映另一相电流的变化，因此会出现电流不平衡。

发明内容

本发明试图解决与现有技术关联的上述问题。本发明的目的是提供这样一种两相交错转换器，其能够有效防止在两相交错转换器中可能发生的功率器件相电流之间的不平衡。

本发明的另一个目的是提供一种包括电流控制器和平衡控制器的两相交错转换器，所述平衡控制器可以解决相电流之间的不平衡，并且还可以通过电流控制器和平衡控制器简化计算过程而减少微计算机上的负载。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面的两相交错转换器包括两个子电路，所述两个子电路包括彼此并行连接的输入端和彼此并行连接的输出端，以便将直流(DC)或交流(AC)输入电压转换为具有不同于输入电压电平的电平的输出电压。还包括电压控制器，其配置成接收两个子电路的输出电压并输出与输出电压电平成比例的信号，以及电流控制器，其配置成接收电压控制器的输出信号和来自两个子电路中的一个子电路的电感电流，并且输出用于控制两个子电路中负责一相的一个子电路的控制信号。此外，该两相交错转换器包括平衡控制器，其配置成接收从两个子电路输出的电流值并且计算从两个子电路输出的电流值间的差，以控制应用于两个子电路中的一个子电路的控制信号的占空比。还包括移相器，其配置成将从平衡控制器输出的控制信号的相位移位。更具体地，两个子电路中的一个子电路直接接收从平衡控制器输出的控制信号，并且剩下的子电路从移相器接收相移控制信号。