[发明专利]具有循环电流补偿的电源和供电方法

说明书

提供一种用于生成输出信号(OUT)的电源(1)。所述电源(1)包括第一逆变器支路(11)和第二逆变器支路(12)，该第一逆变器支路和第二逆变器支路分别用于通过调制输入直流电压(IN)生成第一脉冲宽度调制信号(PWM1)和第二脉冲宽度调制信号(PWM2)。此外，所述电源(1)包括移相器(120)，所述移相器用于通过对信号(PWM1CTRL)进行移相生成临时第二脉冲宽度调制信号(PWM2’)，所述第一脉冲宽度调制信号(PWM1)是从该信号中获得的。此外，所述电源(1)包括补偿器(121)，所述补偿器用于从所述临时第二脉冲宽度调制信号(PWM2’)中确定第二脉冲宽度调制信号(PWM2)。特别地，所述补偿器(121)在生成所述第二脉冲宽度调制信号(PWM2)期间添加补偿信号。最后，所述电源(1)包括耦合电感器(13)，所述电感器用于合并所述第一脉冲宽度调制信号(PWM1)和所述第二脉冲宽度调制信号(PWM2)以形成所述输出信号。

技术领域

本发明涉及开关电源。

背景技术

在开关电源中，使用一个以上开关支路能够提高效率并降低硬件成本。当合并耦合电感器中的一个以上开关支路生成的信号时，可能产生循环电流。这些循环电流导致了耦合电感器的磁饱和，从而导致耦合损耗。因此，重要的是防止耦合电感器内的这种循环电流。

该问题的一个示例解决方案是在每个开关支路中提供霍尔电流传感器，以便测量每个开关支路中的电流。通过这种方法，可以确定循环电流的存在并抵销循环电流。然而该方法也有缺点，因为霍尔电流传感器是相当昂贵的部件。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于生成输出信号的电源和方法，在将硬件成本保持在最低限度的同时实现高效率。

该目的通过权利要求1中的装置的特征以及权利要求9中的方法的特征实现。从属权利要求包含进一步的发展。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于生成输出信号的电源。所述电源包括逆变器支路，用于通过调制输入信号生成第一脉冲宽度调制信号。此外，所述电源包括移相器，其用于通过对信号进行移相生成临时第二脉冲宽度调制信号，所述第一脉冲宽度调制信号是从所述信号中获得的。此外，所述电源包括补偿器，其用于从所述临时第二脉冲宽度调制信号中确定第二脉冲宽度调制信号。特别地，所述补偿器在生成所述第二脉冲宽度调制信号期间添加补偿信号。最后，所述电源包括耦合电感器，其用于合并所述第一脉冲宽度调制信号和所述第二脉冲宽度调制信号以形成所述输出信号。通过使用补偿信号，可以补偿耦合电感器内的循环电流。磁饱和保持在最低限度，这使得电源效率最大化。

根据第一方面的第一种实现方式，所述补偿器用于确定所述第二脉冲宽度调制信号，以便补偿所述耦合电感器内的循环电流，由此实现了特别高的电源效率。

根据第一方面的第二种实现方式，所述逆变器支路用于通过用调制波信号m(n)调制所述输入信号来生成所述第一脉冲宽度调制信号，其中n是时间索引。所述补偿器用于根据所述调制波信号m(n)确定所述补偿信号，由此可以特别有效地减少循环电流。

根据第一方面的第二种实现方式的第一种实现方式，所述调制波信号m(n)是AC信号，由此可以实现特别简单的调制。

根据第一方面的第二种实现方式的第二种实现方式，所述补偿器用于将所述补偿信号确定为：Y＝2xΔm。

Y是所述补偿信号，Δm确定为m(n)–m(n–1)，由此实现了耦合电感器内的循环电流的显著减少。

根据第一方面的第二种实现方式的第二种实现方式的第一种实现方式，所述补偿器用于确定由预定最大值限定的所述补偿信号Y，由此确保了所述电源的连续操作。

根据第一方面的第三种实现方式，所述电源还包括整流器，其用于通过整流AC输入电压来生成DC总线电压，由此可以非常灵活地使用电源线上的所述电源。