[发明专利]通过使用Δ-Σ调制器对电力转换器的控制回路进行数字化

说明书

大多数AC‑DC转换器具有模拟控制回路，这需要另外的用于补偿器的引脚，并且当例如需要改变输出电压时，改变设置的选项有限。本说明书公开了使用Δ‑∑ADC(模数转换器)对输入电压进行数字化的系统和方法。所述Δ‑∑ADC后面的滤波器可能产生很大的延迟，所述延迟会降低控制回路的相位裕度。为了最小化所述延迟，本发明确保当达到设定值时，Δ‑∑调制器的输入处于输入范围的中间。在一些实施例中，可以使用Δ‑∑调制器连同PI控制器(比例‑积分器控制器)来实施数字控制回路。

技术领域

所描述的实施例总体上涉及提供电力转换的系统和方法，并且更具体地说涉及通过对控制回路进行数字化来提供电力转换的系统和方法。

背景技术

大多数电力转换器具有模拟控制回路。这些电力转换器可以包括例如AC/DC(交流/直流)电力转换器和DC/DC(直流/直流)电力转换器。

在图1中，示出了电力转换器100的模拟控制回路的示例实施方案。图1中示出的电力转换器100是反激式转换器，但这可以是任何类型的转换器。电力转换器100包括反馈组件110。对于反馈，可以使用光耦接器或通信变压器。对于非隔离式转换器，反馈块不含电源隔离并且可以是例如导线。

对于图1示出的实施方案，可以看出，两个放大器用于控制电压和电流两者。在图1中，顶部放大器(与ISNS相关联)控制电流，而底部放大器(与VSNS相关联)控制电压。对于所述系统，可以基于所述两个放大器的输出来生成转换器的设定值。

对于具有模拟控制回路的电力转换器，需要另外的用于补偿器的引脚，并且当例如需要改变输出电压时，改变设置的选项有限。

由于使用模拟控制回路产生的这些问题，所以非常需要通过对控制回路进行数字化来提供电力转换的系统和方法。

发明内容

本说明书公开了通过对控制回路进行数字化来提供电力转换的系统和方法。具体地说，本说明书公开了使用Δ-∑ADC(模数转换器)对输入电压进行数字化的系统和方法。所述Δ-∑ADC后面的滤波器可能产生很大的延迟，所述延迟会降低控制回路的相位裕度。为了最小化所述延迟，本发明确保当达到设定值时，Δ-∑调制器的输入处于输入范围的中间。ADC的PDM(脉冲密度调制器)输出信号的频率具有最高频率并且可以更容易地被滤除，从而产生平滑的调节。在一些实施例中，可以使用Δ-∑调制器(和DC移除器)连同PI控制器(比例-积分器控制器)来实施数字控制回路。

本发明提供了一种电力转换器的控制回路，所述控制回路包括：(a)Δ-∑调制器，其中当所述电力转换器进行调节时，所述Δ-∑调制器的输入处于所述Δ-∑调制器的高参考电平与低参考电平之间；(b)第一数字滤波器；(c)比例增益单元；(d)积分器。

在一些实施例中，当所述电力转换器进行调节时，所述Δ-∑调制器的所述输入基本上处于所述Δ-∑调制器的所述高参考电平与所述低参考电平之间的中点处。

在一些实施例中，所述控制回路的输入是所述电力转换器的以下参数之一：(1)电压；(2)电流；(3)功率；其中所述控制回路的输出是用于驱动所述电力转换器的控制信号。

在一些实施例中，所述控制回路另外包括(e)DC移除器，其中所述Δ-∑调制器的输出是PDM(脉冲密度调制)，其中所述PDM由所述DC移除器进一步处理。

在一些实施例中，当所述Δ-∑调制器的所述输入恰好处于所述Δ-∑调制器的所述高参考电平与所述低参考电平之间的所述中点处时，所述DC移除器的输出的平均值为零。

在一些实施例中，所述DC移除器的输出被配置为所述积分器的输入。

在一些实施例中，所述控制回路另外包括(f)积分器增益单元和(g)组合器单元。