[发明专利]切换模式电力转换器中的模拟反馈回路的自适应性数字修改

说明书

相关专利申请案

本申请案主张由Scott Dearborn、Terry L.Cleveland及Clifford Ellison III在2010年12月29日申请的题为“自适应性集成式模拟控制系统补偿(Adaptive Integrated Analog Control System Compensation)”的共同拥有的第61/427,912号美国临时专利申请案的优先权，且所述临时专利申请案特此以引用的方式并入本文中以达成所有目的。

技术领域

本发明涉及闭合回路模拟负反馈系统，且更确切地说，涉及调适对闭合回路模拟负反馈系统的操作条件的补偿。

背景技术

闭合回路模拟负反馈系统用于许多应用中，例如(但不限于)电力转换系统，所述电力转换系统连接到能量源(例如，电压源)且在电力负载范围内产生另一形式或值的能量(例如，不同电压及电流)。闭合回路模拟负反馈系统一般针对在不同操作条件(至多为折衷)的范围内的操作经优化，且针对所述不同操作条件中的一些或大多数来说可能并非最佳的。因此，由于在模拟设计中可用的选择有限且固定，动态性能(即，瞬态响应等)必定为次佳的。

在一般意义上，电力转换系统中的电力转换器可定义为持续地将一种形式的能量转换成另一形式的能量的装置。在此系统执行其转换功能的同时在其内的任何能量存储或能量损耗通常与能量转化过程相同。存在如下许多类型的装置：可以不同程度的成本、可靠性、复杂性及效率提供此功能。

用于电力转换的机构可采取许多基本形式，例如本质上为机械、电力或化学处理的那些形式。本文的焦点将在于电力转换器，其使用组件(包含电感器、电容器、变压器、开关及电阻器)的受限集合以电力方式且以动态型式执行能量转化。这些电路组件的连接方式是通过所要的电力转化来确定。电阻器引入不合需要的电力损耗。由于在大多数应用中高效率通常为优先(overriding)要求，因此在主电力控制路径中应避免或最少化电阻性电路元件。仅在极少场合下且出于极特定的原因才将消耗电力的电阻引入到主电力控制路径中。在辅助电路(例如，总系统的序列、监视器及控制电子设备)中，高值电阻器为常见元件，因为其损耗影响通常无关紧要。

本文的此焦点在于基于电感器的DC到DC切换模式电力转换器的动态性能。动态行为直接确定或影响切换模式电力转换器的四个重要特性：1)反馈回路的稳定性；2)对输入电压涟波的阻绝及对输入电压扰动的紧密相关瞬态响应；3)输出阻抗及对负载扰动的紧密相关瞬态响应；及4)与输入EMI滤波器的兼容性。

归因于切换模式电力转换器的操作的复杂性，预测其动态行为及在所有操作条件下对其进行补偿并非始终为易事。在无准确预测的情况下，且仅取决于建置电路及执行组件反复直到操作令人满意为止，工程成本可容易地逐步上升，排程可能被错过，且最终设计解决方案很少得到优化。

发明内容

因此，需要动态地调适对闭合回路负反馈系统中的操作条件的补偿的能力。