[发明专利]同步整流器双向电流传感器

说明书

技术领域

本公开的实施例一般涉及电压和电流传感器。更具体地说，本公开的实施例涉及用于双向电压转换器的电压和电流传感器。

背景技术

在双向电压转换器中，对于每个方向的电流通常使用单独的电压调整器。通常，两个不同的电流感测放大器测量跨过分流器(shunt)的电压。至少有三个与该方法关联的显著的问题。首先，与输入路径串联的分流器引入显著大的功率损耗。例如，在100A系统中，对于50mV的跨过分流器的电压，功率耗散(power dissipation)会在5W的量级。第二，当给电池充电时，通过分流器的电流可能大约为放电电流的1/5，并且跨过分流器的电压将仅为10mV。由于开关调整器(switching regulator)(在其中，功率级辐射高频噪声)中这样小的信号，制造精确测量电流的电流传感器是非常困难的。第三，具有非常高的增益和极高精确度的宽带宽放大器会面临高频辐射和传导的辐照。

发明内容

本发明公开了用于同步整流器双向转换器系统的双向电流感测方法。经由第一互感器(transformer)测量通过第一强制换向同步整流器(force commutated synchronous rectifier)的第一电流，从而提供第一信号。经由第二互感器测量通过第二强制换向同步整流器的第二电流，从而提供第二信号。对第一信号和第二信号进行DC恢复(DC resotored)，从而提供第一DC恢复信号和第二DC恢复信号。第一校正电流加至第一DC恢复信号，从而提供第一校正过的信号，第二校正电流加至第二DC恢复信号，从而提供第二校正过的信号。第一校正过的信号和第二校正过的信号相加，从而提供组合信号。

以这种方式，提供双向电流感测电路，其为信号处理器，该信号处理器不牺牲带宽或精度而生成电感器电流的副本，用作反馈信号或遥测信号。电路中信号相对大(1V的数量级)，因此电路的放大器增益可以低。因此，借助具有大约1mega-Hz的带宽和几个毫伏的输入偏移电压漂移的标准运算放大器，可以实现电感器电流的合理精度再现。与在此描述的电路关联的功率耗散比较低并且不要求不能正常可用的特殊偏压。

在实施例中，同步整流器双向转换器系统的双向电流感测方法包括经由第一互感器测量/感测通过第一强制换向同步整流器的第一电流，从而提供第一信号。经由第二互感器测量/感测通过第二强制换向同步整流器的第二电流，从而提供第二信号。分别对第一信号和第二信号进行DC恢复，从而提供第一DC恢复信号和第二DC恢复信号。第一校正电流加至第一DC恢复信号，从而产生第一校正过的信号，以及第二校正电流加至第二DC恢复信号，从而产生第二校正过的信号。第一校正过的信号和第二校正过的信号相加，从而产生组合信号。

在另一个示例中，同步整流器双向电流传感器系统包括第一互感器，其可操作来感测来自第一同步整流器的第一电流，从而提供第一信号。系统进一步包括第二互感器，其可操作来感测来自第二同步整流器的第二电流，从而提供第二信号；以及DC恢复和求和放大器电路。DC恢复和求和放大器电路包括DC恢复电路以及DC求和放大器，该DC恢复电路可操作来对第一信号和第二信号进行DC恢复，从而提供第一DC恢复信号和第二DC恢复信号。

DC求和放大器包括第一加法电路和第二加法电路，第一加法电路可操作来将第一校正电流加至第一DC恢复信号，从而产生第一校正过的信号，第二加法电路可操作来将第二校正电流加至第二DC恢复信号，从而产生第二校正过的信号。DC求和放大器进一步包括求和反相放大器和反相放大器，求和反相放大器可操作来将第一校正过的信号和第二校正过的信号相加并且放大，从而产生组合信号，反相放大器可操作来将组合信号反相，从而产生第一校正电流和第二校正电流。

在又一个实施例中，一种操作双向电流传感器系统的方法借助第一互感器感测双向转换器的第一强制换向同步整流器的第一信号。该方法进一步借助第二互感器感测双向转换器的第二强制换向同步整流器第二信号，并且分别对第一信号和第二信号进行DC恢复，从而分别提供第一DC恢复信号和第二DC恢复信号。该方法还对第一信号和第二信号进行反馈校正，从而提供与通过双向转换器的双向电流成比例的双向信号，并基于双向信号控制双向转换器。

本发明内容用于以简化的形式介绍后面详细描述中进一步描述的一系列概念。本发明内容无意识别所要求保护主题的关键特征或必要特征，也无意用作帮助确定所要求保护主题的范围。

附图说明