[发明专利]用于统一伺服系统中的多个控制模式的动态操纵配置

说明书

本发明公开系统和方法，该系统和方法提供控制功率电子装置(例如，功率变换器)的操作的具有多个子控制输入的控制电路。多个子控制输入中的每个从包括反馈电路的单独子控制电路中输出，该反馈电路具有连接到公用控制节点的输入。公用控制节点耦合到控制器(例如，PWM控制器)的输入。子控制电路中的每个的输出由相应的开关(例如，二极管、晶体管等)耦合到公用控制节点，以便子控制电路中的每个可以选择性地耦合到公用控制节点，以将控制信号提供到控制器。由于反馈补偿电路中的每个的部件在调节电压而非更高电源电压下偏压，因此，控制电路可以以最小的延迟在控制模式之间切换。

技术领域

本公开涉及用于功率电子装置的控制系统。

背景技术

一般而言，电源/变换器应用要求电源在被各种电极限(例如，电压、电流、功率、电阻和电导)限制的明确定义的操作区域内操作。电源的操作可以被控制在操作区域内操作，以保护电源、保护耦合到电源的负载，或者用于一些所需的控制效果。根据应用，电源可以(例如)被要求提供不超过指定电流极限的恒定功率输出。此外，一些电源应用要求电源能够有效地在操作模式之间切换。例如，一些电源可以在提供恒定电源到提供恒定电流之间切换。

图1示出DC/DC功率变换器10的简化示意图。功率变换器10通过重复断开和闭合电源开关12进行操作。开关12可以是(例如)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。在一些实施方案中，闭合开关12致使电流从直流(DC)输入源14流过可磁化部分16的绕组(例如，变压器的初级绕组，电感器)。在一个示例中，开关12的端子之间出现粗糙DC电压。在另一示例中，交流(AC)线电压可以(例如)由桥式整流器(未示出)和相关联的平滑电容器(未示出)进行整流，以将经过整流和平滑的粗糙DC电压提供到开关的端子。

当开关12闭合时，流过可磁化部分16的电流可以致使能量存储在可磁化部分中。开关12随后断开。当开关12断开时，存储在可磁化部分16中的能量通过整流器与输出滤波器20(例如，二极管和电容器)转移到功率变换器的输出节点18。电流可以使输出滤波器20充电。在恒定电压(CV)模式下的稳态操作中，开关12可以迅速地切换到断开和闭合，并且以这样的方式使得输出滤波器20上的输出电压V_OUT在输出节点18处保持基本上恒定。

功率变换器10包括控制器22，所述控制器控制开关12的断开和闭合。例如，控制器22可以采取脉冲宽度调制(PWM)控制器的形式。

功率变换器10在利用伺服反馈控制的两个控制模式下操作：恒定电压(CV)模式和恒定电流(CC)模式。在CV操作模式下，输出电压V_OUT由电压感测电路24(例如，电阻分压器)感测。电压感测电路24的输出节点26耦合到电压控制放大器28的反相输入端子。电压控制放大器28可以耦合到正电源和负电源(例如，V_CC和接地、+V_CC和–V_CC等)。电压控制放大器28将电压感测电路的输出节点26处的电压与耦合到非反相输入端子的参考电压V_REF1进行比较，并且在节点29处将比较的结果输出到电压控制放大器28的输出端子上(V_EA)。