[发明专利]用于具有交错的转换器级的开关调节器的控制设备、开关调节器及对应的控制方法

说明书

一种用于开关调节器(1)的控制设备(2)，开关调节器(1)具有使用交错的操作来操作的两个或更多个转换器级(3)，每个转换器级(3)包括电感元件(10)和开关元件(12)，控制设备(2)生成具有开关周期(T_SW)的命令信号(V_G1，V_G2)以用于控制开关元件(12)的开关并且确定相应的电感元件(10)中的能量的存储阶段和所存储的能量到输出元件(7)的传送阶段的交替。控制设备(20)生成以开关周期(T_SW)的适当的部分来相位偏移的命令信号(V_G1，V_G2)以获得交错的操作。特别地，同步级(32)生成同步信号(Sync)，并且控制级(26)生成由同步信号(Sync)定时用于转换器级(3)的命令信号(V_G1，V_G2)。

本申请是于2015年11月30日提交的申请号为201510862483.0、题为“用于具有交错的转换器级的开关调节器的控制设备、开关调节器及对应的控制方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于功率转换器的控制设备，特别地涉及具有交错的级的功率因子校正(PFC)调节器，即包括以合适的共同相位偏移来操作的两个或更多个转换器级；本发明还涉及对应的开关调节器和对应的控制方法。

背景技术

开关式电源已知被设计成将在输入处接收的量(例如来自电气电源的AC电压)转换成经调节的输出量(例如DC电压)用于供应电气负载。

这样的电源通常必须满足关于对应的电气性能的严格的要求；例如它们必须确保高的质量因子以及基本上统一的功率因子。

出于这一原因，通常想象将开关调节器(所谓的“PFC调节器”)用在电源的输入级，开关调节器由合适的控制设备控制用于调节在从电网汲取时的功率因子。

特别地，在需要例如用于平板电视(平板TV)或用于工业应用的大量(例如大约1kW)电力的汲取的应用中，已经提出了具有以合适的相位偏移来操作的大量交错的(interleaved)转换器级的PFC调节器的使用。实际上可以示出，与单个转换器级的使用相比，大量交错的转换器级的使用使得能够增加能够达到的电力电平。

图1中描绘PFC调节器1作为示例；PFC调节器1由对应的控制设备2来控制并且包括交错的并且在这种情况下以反相位(即以180°的相位偏移)来操作的两个转换器级3(本文中未详细描述)。

PFC调节器1具有：输入端子IN，其上存在由整流器级5生成的输入电压V_IN，输入电压V_IN从例如由电源线6从电网供应的AC线电压V_AC开始；以及输出端子OUT，电荷存储元件7连接到输出端子，输出端子特别地是电容器，其上存在输出电压V_OUT，例如DC电压，输出电压V_OUT在期望值处被调节。

以本文中未详细描述并且图1中未图示的方式，每个转换器级3包括开关元件和至少一个电感元件，开关元件在操作上耦合到电感元件并且通过控制设备2在脉冲宽度调制(PWM)开关中被控制，用于在开关周期的第一间隔(例如所谓的导通间隔T_ON)在电感元件中循环地存储能量，并且用于在开关周期的第二间隔(在示例中为所谓的关断间隔T_OFF)向电荷存储元件7释放所存储的能量。

控制设备2被制成为集成电路，并且具有封装件以及对应的输入和输出引脚，并且可以安装在具有形成PFC调节器1的电路部件的相同的印刷电路板(PCB)上。

以本文中未详细描述的方式，控制设备2向转换器级3的开关元件供应命令信号，并且从相同的转换器级3接收反馈信号，以经由适当的控制回路来提供输出电压Vout的调节。