[发明专利]用于半谐振电压转换器中的相电流估计的方法和装置

权利要求书

1.一种使用可变开关频率的电压转换器，所述电压转换器包括：

第一相，其包括同步整流(SR)开关，当所述SR开关激活时，通过所述SR开关传导具有半周期正弦状形状的SR电流；

PWM发生器，其可操作为通过向所述SR开关提供脉冲宽度调制(PWM)控制信号来控制所述SR开关的逐周期开关，所述PWM控制信号的频率基于所述SR电流的第一估计；以及

电流估计器，其包括：

数字估计电路，其被配置为使用通过所述SR开关的电流的模型以及误差信号来生成所述SR电流的第一估计，并且被配置为以第一频率更新所述SR电流的第一估计，以及

模拟转换电路，其被配置为输入与所述SR电流对应的测量的电流，以第二频率提供转换，并且生成所述误差信号。

2.根据权利要求1所述的电压转换器，其中所述第一相还包括：

功率级，其包括高侧开关和在所述功率级的开关节点处耦合到所述高侧开关的低侧开关；以及

无源电路，其包括变压器/分接电感器，所述无源电路将所述开关节点耦合到所述电压转换器的输出节点，并且所述无源电路在所述SR开关导通时通过所述SR开关被耦合到接地，

其中所述PWM发生器还可操作为通过向所述高侧开关和所述低侧开关中的每个开关提供PWM控制信号来控制所述高侧开关和所述低侧开关的逐周期开关。

3.根据权利要求1所述的电压转换器，还包括附加相，所述附加相中的每个附加相包括附加SR开关，当所述附加SR开关激活时，通过所述附加SR开关传导具有半周期正弦状形状的附加SR电流。

4.根据权利要求1所述的电压转换器，其中所述第一频率大于所述第二频率。

5.根据权利要求1所述的电压转换器，其中所述数字估计电路被配置为基于二阶或更高阶的多项式来对所述SR电流建模。

6.根据权利要求5所述的电压转换器，其中所述多项式是由下式给出的二阶多项式：

I_{SR_EST}＝nα(T_{SR_ON}-t)t

其中n与所述SR开关耦合到的变压器/分接电感器的匝数比相关，

T_{SR_ON}是所述电压转换器的周期内的时间段，所述SR开关在该时间段期间导通，

t是距所述SR开关导通的时段的开始的时间，以及

α基于所述电压转换器的周期的开关时段T_SW以及所述SR开关导通的时间段T_{SR_ON}。

7.根据权利要求1所述的电压转换器，其中所述模拟转换电路包括：

数模转换器，其被配置为输入所述SR电流的第一估计并且以对应于所述第二频率的速率将所述第一估计转换成模拟SR电流估计；

电流求和电路，其被配置为通过对所述模拟SR电流估计和所述测量的电流进行求和来生成模拟误差；以及

模数转换器，其被配置为以对应于所述第二频率的速率将所述模拟误差转换成所述误差信号。

8.根据权利要求1所述的电压转换器，其中所述数字估计电路还包括：

斜率估计器，其被配置为生成所述SR电流的斜率的第一估计，估计的斜率以所述第一频率被更新。

9.根据权利要求1所述的电压转换器，其中所述数字估计电路还包括：

误差积分器，其被配置为对所述误差信号进行积分和缩放以产生积分误差，其中所述积分误差以对应于所述第二频率的速率被更新。

10.根据权利要求9所述的电压转换器，其中所述数字估计电路还包括：

数字求和电路，其被配置为通过对所述积分误差、所述误差信号或所述误差信号的缩放版本、和所述SR电流的斜率的第一估计进行求和来生成改进的斜率估计；以及

斜率积分器，其被配置为对所述改进的斜率估计进行积分。