[发明专利]功率转换装置

说明书

技术领域

本发明关于一种功率转换装置。

背景技术

随着能源价格日益高涨、环保意识的抬头以及因应各国陆续订定的能源规范，市场对于电子产品的能量转换效率的标准是越来越严苛，传统的功率转换装置，以电源供应器（power supply）为例，在此方面逐渐显现出其不足之处，因而使得具有较佳能量转换效率的交换式电源供应器（Switched-mode power supply,SMPS）日渐为市场所青睐。

交换式电源供应器主要可分为模拟控制式以及数字控制式。模拟控制式容易产生截波，而导致能量转换效率不尽理想，故以渐渐被数字控制式所取代。数字控制式通过采用比例积分-微分控制器（proportional integral derivative controller,PID controller）来克服模拟控制式的缺点，然而PID控制器缺少斜率补偿的机制，若反馈系统受噪声影响将产生非预期的PID控制器运算结果，因而导致输出震荡的情况，且PID控制器需要进行大量的运算，需要处理能力较高的微控制器（micro control unit,MCU），成本因而增加。

因此，如何提供一种功率转换装置，不仅具有斜率补偿的机制，且具有较低的运算量，而可以降低制造成本，已成为重要的课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种功率转换装置，不仅具有斜率补偿的机制，且具有较低的运算量，而可以降低制造成本。

为达上述目的，本发明提供一种功率转换装置，其进行一能量信号的转换，功率转换装置包括一控制单元、一脉宽调变单元、一转换单元以及一斜率补偿单元。控制单元输出一目标功率信号。脉宽调变单元耦接控制单元，产生一切换信号。转换单元耦接脉宽调变单元，根据切换信号将能量信号进行功率转换以输出一能量转换信号。斜率补偿单元耦接控制单元及脉宽调变单元，根据目标功率信号及一反馈信号进行一斜率补偿以输出一补偿信号至脉宽调变单元，其中，切换信号根据目标功率信号及补偿信号产生。

在一实施例中，控制单元输出一下降趋势信号至斜率补偿单元，斜率补偿单元依据下降趋势信号对目标功率信号进行处理以产生一斜降信号，并依据斜降信号及反馈信号输出补偿信号。

在一实施例中，目标功率信号及下降趋势信号系计算机指令。

在一实施例中，斜率补偿单元包括一斜波产生器、一数字模拟转换器以及一比较器。斜波产生器依据目标功率信号及下降趋势信号输出一斜降信号。数字模拟转换器耦接斜波产生器，将斜降信号由数字信号转换为模拟信号。比较器耦接数字模拟转换器及脉宽调变单元，依据斜降信号及反馈信号输出补偿信号。

在一实施例中，目标功率信号的一代表值大于一实际转换所需值。

在一实施例中，能量信号进行全波整流。

在一实施例中，控制单元依据能量信号的电压及反馈信号产生目标功率信号。

在一实施例中，转换单元为直流至交流转换单元或直流至直流转换单元。

在一实施例中，目标功率信号代表能量信号进行转换后的一目标电流值。

在一实施例中，更包括一反馈单元，依据能量转换信号产生反馈信号。

承上所述，依据本发明的一种功率转换装置，其使用数字式的动态斜率补偿机制，消除二次谐波震荡的问题，而可提高输出的能量转混信号的稳定性，并进低噪声的影响，另外，搭配以输出电流作为反馈控制的方式，可以避免功率转换装置因电流过大而导致故障的情况，而提高可靠度。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的一种功率转换装置的系统方块图。

图2为一种斜率补偿单元的系统方块图。

图3为能量转换信号的实际波形示意图。

图4为各信号的示意图。

图5为目标功率信号的示意图。

图6为本发明另一较佳实施例的一种功率转换装置的系统方块图。

其中，附图标记说明如下：

1、1a：功率转换装置

11：控制单元

12：脉宽调变单元

13、13a：转换单元

131：电压感测器

132：转换电路

133：驱动电路

14：斜率补偿单元

141：斜波产生器

142：数字模拟转换器

143：比较器

15：反馈单元

a：目标功率信号的最大值

b：目标功率信号的最小值