[发明专利]相电流估计器和开关功率转换器

权利要求书

1.一种相电流估计器，包括：

模拟电路，可操作为通过比较开关功率转换器的相电流与代表所述相电流的估计值的模拟值，来产生相电流估计误差；以及

数字电路，可操作为基于所述相电流估计误差和多个与所述开关功率转换器的操作相关联的参数来修改所述相电流估计值，

其中所述数字电路包括：

跟踪单元，可操作为在所述开关功率转换器的PWM周期的不同PWM(脉冲宽度调制)状态期间以不同的增益值来缩放所述相电流估计误差；

斜率估计器单元，可操作为基于所述PWM周期的所述不同PWM状态和与所述开关功率转换器的操作相关联的电压参数，通过积分产生所述相电流的新的估计值；以及

斜率校正单元，可操作为校正所述相电流估计误差中的积分误差。

2.根据权利要求1所述的相电流估计器，其中模拟电路包括：

DAC(数模转换器)，可操作为将由所述数字电路产生的所述相电流估计值转换为代表所述相电流估计值的模拟值；以及

ADC(模数转换器)，可操作为将对应于代表所述相电流估计值的模拟值和所述相电流之间的差别的模拟误差信号转换为数字误差信号，所述数字误差信号对应于由所述数字电路分析的所述相电流估计误差。

3.根据权利要求1所述的相电流估计器，其中所述跟踪单元可操作为：

在接通PWM状态期间以第一增益值缩放所述相电流估计误差，其中PWM脉冲在所述PWM周期的第一部分被激活，并且所述相电流具有正斜率；

在关断PWM状态期间以第二增益值缩放所述相电流估计误差，其中PWM脉冲在所述PWM周期的第二部分被解除激活，并且所述相电流具有负斜率；以及

在接通和关断PWM状态之间的过渡PWM状态期间以第三增益值缩放相电流估计误差，并且所述相电流从正斜率过渡到负斜率。

4.根据权利要求3所述的相电流估计器，其中所述第二增益值大于所述第一增益值和所述第三增益值，使得所述相电流估计误差在所述PWM周期的所述关断PWM状态期间比所述PWM周期的所述接通PWM状态和所述过渡PWM状态期间以更大的值缩放。

5.根据权利要求1所述的相电流估计器，其中如果所述开关功率转换器操作在所述相电流从正斜率快速变化到负斜率的高开关频率，所述斜率估计器单元和所述斜率校正单元被使能，并且其中如果所述开关功率转换器处于高阻抗模式，或者如果所述开关功率转换器操作在所述相电流从正斜率缓慢变化到负斜率的低开关频率，所述斜率估计器单元和所述斜率校正单元被停用。

6.根据权利要求1所述的相电流估计器，其中所述斜率估计器单元可操作为：

在接通PWM状态期间，产生第一相电流的斜率估计值其中PWM脉冲在所述PWM周期的第一部分被激活，并且所述相电流具有正斜率；其中v_in是所述开关功率转换器的输入电压，v_o是所述开关功率转换器的输出电压，L是耦合在被分析的相和由所述开关功率转换器驱动的负载之间的电感器的电感；

在关断PWM状态期间，产生第二相电流的斜率估计值其中PWM脉冲在所述PWM周期的第二部分被解除激活，并且所述相电流具有负斜率；以及

在高阻抗期间，当所述相电流高于预定值时，产生第三相电流的斜率估计值其中v_d是所述相的主体二极管电压降。

7.根据权利要求6所述的相电流估计器，其中所述斜率估计器单元可操作为当相处于高阻抗状态时，产生的第四相电流的斜率估计值为零。

8.根据权利要求1所述的相电流估计器，其中所述斜率校正单元可操作为：

在关断PWM状态期间，以第一增益值对所述相电流估计误差积分和缩放，其中PWM脉冲在所述PWM周期的第二部分被解除激活，并且所述相电流具有负斜率；以及

在接通PWM状态期间，以第二增益值缩放紧靠之前的PWM周期的关断PWM时间段期间产生的所述相电流估计误差的先前积分版本，其中PWM脉冲在所述PWM周期的第一部分被激活，并且所述相电流具有正斜率。

9.根据权利要求8所述的相电流估计器，其中所述斜率校正单元可操作为以第三增益值缩放紧靠之前的PWM周期的关断PWM时间段期间产生的所述相电流估计误差的先前积分版本，以用作在所述PWM周期的所述关断PWM状态期间以所述第一增益值对所述相电流估计误差积分的初始点。