[发明专利]切换模式功率转换

说明书

本申请要求于2014年2月26日提交的第61/994,821号美国临时申请的权益，该申请特此通过全文引用结合于此。

技术领域

本公开内容涉及一种切换模式功率转换器、配置为操作切换模式功率转换器的方法和存储计算机可执行指令的计算机可读存储设备，这些计算机可执行指令响应于执行来使处理部件执行操作。

背景技术

每当在切换模式功率转换器中接通或者关断开关、比如晶体管时，与正在切换的电流和电压成比例地耗散能量。称为切换损耗的与开关操作关联的功率损耗代表显著功率耗散来源并且因此代表在常规开关模式功率转换器内的显著低效率来源。除了增加切换损耗之外，在开关转变时间的针对电压和/或电流的大改变率(即dv/dt和/或di/dt)增加对开关的应力和开关产生的电磁干扰(EMI)的数量。已经开发一些切换方案，这些切换方案利用在开关模式功率转换器内的谐振以在向开关施加的电压在称为谷值的局部最小值时的时间接通开关。其它切换方案使用恒定切换频率或者某些突发的频率。

发明内容

一种被配置为操作切换模式功率转换器的方法，其中功率转换器可操作用于在功率转换器中的切换元件的可变切换频率将输入电压转换成输出电压，该方法包括：一种操作切换模式功率转换器的方法，其中功率转换器可操作以在功率转换器中的切换元件的切换频率将输入电压转换成输出信号；该方法包括：在连续驱动周期中驱动切换元件，其中切换元件被驱动以对于接通时段接通而随后被驱动以对于关断时段关断；在驱动周期期间对反馈信号采样两次或者更多次；反馈信号包括代表切换模式功率转换器的操作参数的信号和噪声；对经采样的反馈信号进行滤波以从经采样的反馈信号提取代表操作参数的信号；以及根据经滤波的反馈信号控制切换元件。

一种可操作用于将输入电压转换成输出电压的切换模式功率转换器包括：控制单元，被配置为在连续驱动周期中驱动切换元件，其中切换元件被驱动以对于接通时段接通而随后被驱动以对于关断时段关断；其中控制单元还被配置为：在驱动周期期间对反馈信号采样两次或者更多次；反馈信号包括代表切换模式功率转换器的操作参数的信号和噪声；对经采样的反馈信号进行滤波以从经采样的反馈信号提取代表操作参数的信号；以及根据经滤波的反馈信号控制切换元件。

一种计算机可读存储设备存储计算机可执行指令，计算机可执行指令响应于执行来使得处理部件：在连续驱动周期中驱动切换模式功率转换器的切换元件，其中切换元件被驱动以对于接通时段接通而随后被驱动以对于关断时段关断；在驱动周期期间对反馈信号采样两次或者更多次；反馈信号包括代表切换模式功率转换器的操作参数的信号和噪声；对经采样的反馈信号进行滤波以从经采样的反馈信号提取代表操作参数的信号；以及根据经滤波的反馈信号控制切换元件。

其它转换器、方法、软件、特征和优点在考察以下各图和详细描述时将是或者将变成是本领域技术人员所清楚的。旨在于将所有这样的附加转换器、方法、程序、特征和优点包括在本说明书内、在本发明的范围内并且受所附权利要求保护。

附图说明

可以参照以下附图和描述更好地理解系统。在各图中，相似参考标号贯穿不同视图指代对应部分。

图1是图示第一示例性切换模式功率转换器的电路图

图2是图示操作切换模式功率转换器的示例性方法的流程图；

图3是图示第二示例性切换模式功率转换器的电路图；

图4是图示图3中所示示例性切换模式功率转换器的开关控制单元的输入和输出信号的示图；

图5是图示图3中所示示例性切换模式功率转换器中的变压器的输入和输出信号的示图；

图6是图示DCM(a)和CCM(b)中的功率半导体开关的输入(初级)电流、输出(次级)电流和对应栅极信号的波形的定时图的示图；

图7是图示图3中所示功率转换器中的反馈信号的采样过程的示图；

图8是使用线性预测器的采样和滤波模块的电路图；

图9是使用陷波滤波器的采样和滤波模块的电路图；以及

图10是使用逆复用、延迟和复用来每切换周期选择一个或者多个适当采样的采样和滤波模块的电路图。

具体实施方式