[发明专利]可重配置电力转换器中的极点补偿

说明书

在包括连接至开关电感器电路的开关电容器电路的电力转换器中，重配置逻辑使开关电容器电路在具有不同变压比的第一开关电容器配置与第二开关电容器配置之间转变。补偿器补偿否则将由两个开关电容器配置之间的转变引起的电力转换器的正向传递函数的变化。

技术领域

本公开内容涉及电力转换器，并且具体来说，涉及控制电力转换器的操作。

背景技术

期望电力转换器将第一电压变换成第二电压。在这样做时，有必要控制电力转换器，以在存在第一电压或第二电压的负载的变化时产生正确的第二电压。

对电力转换器的控制可以涉及使用反馈，从而形成反馈控制的电力转换器。为了简单起见，本文将把反馈控制的电力转换器称为“受控电力转换器”。没有反馈控制的电力转换器在本文中被称为“非受控电力转换器”。

通常，受控电力转换器的总体“闭环”响应取决于环路传递函数，该环路传递函数包括由非受控电力转换器提供的正向传递函数和由一个或更多个反馈模块提供的反馈传递函数。正向传递函数与反馈传递函数的组合产生受控电力转换器的闭环传递函数。

反馈模块的适当设计提供了一种控制电力转换器的操作的各种特性的方法。例如，反馈传递函数可以用来避免不稳定性或调整整个受控电力转换器的允许增益裕度或相位裕度。

无需赘言，反馈传递函数与正向传递函数是紧密耦合的。如果正向传递函数发生变化，则通常还需要改变反馈传递函数，以保持受控电力转换器的期望特性。这意味着在不了解正向传递函数的情况下，无法正确地设计反馈传递函数。

通常，这不会造成困难。可以以实验方式或者通过检查由电力转换器的制造商提供的规格表来得到正向传递函数。然而，这是以正向传递函数不变为前提的。如果在操作期间正向传递函数显著地变化，特别是如果正向传递函数以不能完全预测的方式显著地变化，则会面临移动的目标。因此，难以适当地设计反馈模块。

发明内容

一方面，本发明涉及重新配置电力转换器的开关电容器电路，使得：这样的重新配置不需要重新配置用于控制电力转换器的补偿电路中的至少之一。特别地，本发明涉及对电力转换器的开关电容器电路及其第一补偿电路进行重新配置，以避免需要改变其第二补偿电路，从而避免改变适当反馈设计所依赖的环路传递函数。例如，与电力转换器一起重新配置的第一补偿电路可以与电力转换器集成，并且可以通过重新配置开关电容器电路的同一重配置逻辑进行重新配置。这避免了需要重新配置外部补偿电路。

一方面，本发明的特征在于补偿器和重配置逻辑。该重配置逻辑使连接至调节器的开关电容器电路在具有彼此不同的相应第一变压比和第二变压比的第一开关电容器配置与第二开关电容器配置之间转变。这引起由开关电容器电路和调节器限定的非受控电力转换器的正向传递函数的变化。补偿器补偿将由第一开关电容器配置与第二开关电容器配置之间的转变引起的正向传递函数的变化。

在一些实施方式中，重配置逻辑对开关电容器电路和补偿器二者进行重新配置。

在其他实施方式中，当重配置逻辑使开关电容器被重新配置时，重配置逻辑还使补偿器被重新配置以补偿由于重新配置开关电容器电路而引起的变化。

在其他实施方式中，补偿器包括从第二补偿电路接收电压的第一补偿电路。以下实施方式在这些实施方式中：补偿在第一补偿电路与向第一补偿电路提供信号的第二补偿电路之间分配。以下实施方式在这些实施方式中：第二补偿电路控制环路传递函数的增益裕度和相位裕度。

在一些实施方式中，补偿器补偿正向传递函数的变化的线性分量。以下实施方式在这些实施方式中：补偿器包括第一补偿电路，该第一补偿电路补偿正向传递函数的变化的线性分量，并且从补偿变化的非线性分量的第二补偿电路接收电压。

在一些实施方式中，补偿器具有补偿器传递函数，并且配置之间的转变使得补偿器传递函数的零点以频率步长移动。