[发明专利]电流测量电路

说明书

根据本发明，用于为用于控制电源转换器的电源开关的切换的控制器提供测量信号的电流测量电路包括用于感测表示通过电源转换器的第一电源开关的电流的第一双向电流的第一电流感测电路。第一电流感测电路适于提供指示第一双向电流的第一感测信号。电流测量电路还包括用于感测表示通过电源转换器的第二电源开关的电流的第二双向电流的第二电流感测电路。第二电流感测电路适于提供指示第二双向电流的第二感测信号。此外，电流测量电路包括适于基于第一感测信号、第二感测信号和表示电源转换器的输入电压的极性的极性信号来提供第一测量信号的切换电路，其中第一测量信号在第一时间间隔期间指示第一双向电流并在第三时间间隔期间指示第二双向电流。

技术领域

本发明涉及一种用于为用于控制电源转换器的电源开关的切换的控制器提供测量信号的电流测量电路，其包括用于感测表示通过电源转换器的第一电源开关的电流的第一双向电流的第一电流感测电路。第一电流感测电路适于提供指示第一双向电流的第一感测信号。电流测量电路还包括用于感测表示通过电源转换器的第二电源开关的电流的第二双向电流的第二电流感测电路。第二电流感测电路适于提供指示第二双向电流的第二感测信号。此外，电流测量电路包括适于基于第一感测信号、第二感测信号和表示电源转换器的输入电压的极性的极性信号来提供第一测量信号的切换电路。

此外，本发明涉及一种用于为用于控制电源转换器的电源开关的切换的控制器提供测量信号的方法。该方法包括以下步骤：

a）通过感测表示通过电源转换器的第一电源开关的电流的第一双向电流来提供第一感测信号；

b）通过感测表示通过电源转换器的第二电源开关的电流的第二双向电流来提供第二感测信号；和

c）基于第一感测信号、第二感测信号和表示电源转换器的输入电压的极性的极性信号来提供第一测量信号。

此外，本发明涉及电源转换器及用于其的控制装置，两者都包括所述电流测量电路。

背景技术

用于电流测量的电路广泛用于电源转换器中。通常，电流测量用于例如通过过电流保护来控制电源转换器并确保可靠的操作。

电源转换器的最新开发趋势对电流测量施加了新的要求。例如，电源转换器开发的一个趋势是零电压切换。零电压切换被认为由于降低了电源开关的切换损耗而提高了电源转换器的效率。此外，零电压切换允许增加切换频率而不会过度损害效率。增加的切换频率继而允许电源转换器的更小且更具成本效益的电感器。然而，切换频率越高，通过电源转换器的电感器和/或电源开关的电流的精确实时测量就变得越复杂。因此，在一些电源转换器中，例如在具有三角形电流模式（TCM）的功率因数校正器（PFC）中，电流测量仅用于检测电感器电流的过零（zero-crossing），其继而用于控制电源转换器的电源开关的零电压切换。这对过电流保护和具有开环电流控制的这种转换器的电流控制的准确性施加了限制。通常，过零检测不允许闭环电流控制，而只允许开环电流控制。真实的幅度电流测量使得能够实现闭环电流控制，其促进更高质量的干线（mains）电流波形，尤其是在电源线干扰情形下。这是针对PFC的关键性能标准。

US 2016/0134185 A1（中兴通讯公司，中国）公开了一种用于图腾柱无桥电源转换器的电流过零检测设备。该电流过零检测设备包括电流互感器和开关，其被控制成使得在电流互感器中存储能量。在通过电源开关的电流的过零时释放该能量。释放的能量用于检测通过电源开关的电流的过零。尽管电流过零检测设备输出指示通过电源开关的电流的过零的信号，但电流过零设备并不意图测量通过电源开关的电流的真实幅度，尤其不在所述电流增加并接近它的最大值时。因此，过电流保护是不可能的。