專利名稱：改進(jìn)半橋轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域，具體地說，涉及互補(bǔ)驅(qū)動半橋轉(zhuǎn)換器的反饋補(bǔ)償領(lǐng)域。
在一個轉(zhuǎn)換器的初級放置一個隔直流電容器可以改善半橋的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提供零電壓開關(guān)。這種互補(bǔ)驅(qū)動法和初級端的電感結(jié)合的應(yīng)用，可以得到半橋開關(guān)的零電壓開關(guān)。
盡管有許多的優(yōu)勢，但由于實現(xiàn)時所遇到的復(fù)雜性，互補(bǔ)驅(qū)動技術(shù)在半橋轉(zhuǎn)換器中仍未取得廣泛的應(yīng)用。一個典型半橋轉(zhuǎn)換器的電路小信號分析顯示初級隔直流電容器和主變壓器的磁化電感產(chǎn)生一個二階的共振電路。在二次側(cè)，輸出濾波器的電感和電容器產(chǎn)生另一個共振電路，這兩個電路一起形成了一個復(fù)雜且極不穩(wěn)定的四階系統(tǒng)。
許多的研究者在這個問題上探索，但仍未有一個滿意的結(jié)果。例如，Korotkov et al.提出當(dāng)兩個共振電路通過理論伯德圖和相位圖的幫助在傳遞函數(shù)上生效時，相位移接近360度，見Applied PowerElectronics Conference and Exposition，1995，707-11頁Korotkov et al所著“不對稱軟開關(guān)半橋直流-直流轉(zhuǎn)換器的小信號建?！币晃?。由于使用負(fù)反饋來調(diào)制輸出電壓，這個相位移會導(dǎo)致穩(wěn)定性問題。
通過降低開環(huán)增益，在兩個共振電路都發(fā)揮作用之前削減一個的作用有可能解決穩(wěn)定性問題，但這又引起另一個不希望的結(jié)果。例如，由于在設(shè)計反饋補(bǔ)償?shù)木W(wǎng)絡(luò)里增加的約束條件，使得轉(zhuǎn)換器的動態(tài)響應(yīng)大大受損。
Sebastian et al.提出另一個解決方案，刊登在Power ElectronicsCongress，1995年，名為“半橋互補(bǔ)控制的直流-直流轉(zhuǎn)換器的小信號建?！?，依此，與包括初級磁化電感和隔直流電容器、使得相位移降低至小于180度的不對稱半橋轉(zhuǎn)換器相比，它可確保輸出LC濾波器的更高的共振頻率。然而，由于在輸出濾波器上的限制導(dǎo)致與許多常用的轉(zhuǎn)換器指標(biāo)不兼容，使得這種方法的應(yīng)用受到限制。
本發(fā)明的一個示范實施例包括調(diào)制隨隔直流電容器兩端電壓而變的電壓斜坡信號或輸出誤差反饋電壓?？刂齐娫撮_關(guān)的脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器的比較器接受調(diào)制信號，這個內(nèi)部補(bǔ)償回路去除隔直流電容器兩端的電壓變化的影響。
此外，本發(fā)明允許對半橋轉(zhuǎn)換器和全橋轉(zhuǎn)換器的動態(tài)響應(yīng)作進(jìn)一步的優(yōu)化。以下是本發(fā)明眾多實施例中的一部分，使用簡單的二階補(bǔ)償和傳統(tǒng)發(fā)明來穩(wěn)定具有互補(bǔ)驅(qū)動的半橋轉(zhuǎn)換器的輸出電壓調(diào)節(jié)回路。
因此，不受約束的可能的變量包括一個受控電流源提供一個隨半橋轉(zhuǎn)換器的隔直流電容器兩端電壓而變的電流，用以產(chǎn)生供給PWM控制器的電壓斜坡信號。另一方面，一個耦合到半橋轉(zhuǎn)換器上的主變壓器的繞組的電壓調(diào)制輸出電壓誤差信號，然后將誤差信號加到PWM控制器。繞組的電壓與隔直流電容器兩端電壓成比例關(guān)系，在一個期望的相位上提供內(nèi)部回路補(bǔ)償。另一個實施例說明本發(fā)明在全橋轉(zhuǎn)換器上的應(yīng)用。
本專業(yè)技術(shù)人員將從下面的詳細(xì)描述和相應(yīng)附圖明白本發(fā)明的各個方面。


圖1表示一個具有內(nèi)部補(bǔ)償反饋回路和輸出電壓調(diào)制反饋回路的半橋直流-直流電源轉(zhuǎn)換器。
圖2表示本發(fā)明實施例中的一個半橋轉(zhuǎn)換器，它使用一個涉及隔直流電容器的電壓來調(diào)制內(nèi)部補(bǔ)償回路中的輸出誤差信號反饋。
圖3表示本發(fā)明實施例中的一個半橋轉(zhuǎn)換器，它使用一個涉及隔直流電容器的電壓來調(diào)制內(nèi)部補(bǔ)償回路中的輸出誤差信號反饋。
圖4表示使用一個受控電流源在PWM控制器的輸入端產(chǎn)生調(diào)制信號的本發(fā)明的一個實施例。
圖5表示是實現(xiàn)圖4所示電源轉(zhuǎn)換器的更詳細(xì)說明的圖。
圖6是與圖1相似但沒有內(nèi)部回路補(bǔ)償?shù)膶嵤├膶崪y的伯德圖和相位圖。
圖7是在與圖6內(nèi)部回路補(bǔ)償有關(guān)的隔直流電容器和電感的共振頻率1.7KHz處抑制了相位和增益變化的實測的伯德圖和相位圖。
圖8表示本發(fā)明的一個實施例，通過經(jīng)由耦合到半橋轉(zhuǎn)換器的主變壓器的繞組的電壓而獲得的信號說明內(nèi)部回路補(bǔ)償。
圖9是說明在與圖8相似的實施例中實現(xiàn)附加的設(shè)計細(xì)節(jié)的圖。
圖10表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的全橋轉(zhuǎn)換器。
因此，在圖1中，調(diào)制器102讀出隔直流電容器100兩端的電壓作為控制信號，并以此控制信號調(diào)制輸出誤差信號。比較器104通過比較輸出電壓和與反饋網(wǎng)絡(luò)連接的參考106提供的電壓來產(chǎn)生輸出誤差信號，然后將調(diào)制后的輸出誤差信號加到PWM控制器110的比較器108。改變控制信號的相位，使得PWM控制器110讀出電容器100兩端的電壓變化。PWM控制器110響應(yīng)控制信號的變化和被調(diào)制的輸出誤差信號，調(diào)節(jié)半橋的負(fù)載周期，控制開關(guān)112和114，以減少輸出電壓的變化。這一反饋消除了隔直流電容器100兩端的電壓變化在輸出電壓上的影響。因此，從電壓調(diào)節(jié)回路中去除了由初級等效磁化電感116和隔直流電容器100形成的共振電路的影響。
在以上的發(fā)明描述中，負(fù)載周期控制電源轉(zhuǎn)換器，PWM控制器110在內(nèi)部比較器108的輸出的幫助下，決定負(fù)載周期d。相應(yīng)地，負(fù)載周期與內(nèi)部比較器的輸入差有關(guān)，調(diào)制的輸出誤差信號和斜坡信號見等式1。d≈(Vcontrol+Voutput_error)-Vramp1)這里Vcontrol是調(diào)制輸出誤差信號Voutput_error的控制信號，Vramp是斜坡信號，圖2表示這樣一個實施例，其調(diào)制器202接收控制信號和輸出誤差信號。
重排等式1，獲得等效的等式2。d≈Voutput_error-[Vramp+(-Vcontrol)]2)等式2表示下列的重排中引入的控制信號可解釋為調(diào)制圖1的調(diào)制器102的斜坡信號輸入。當(dāng)然，在這種替換的配置中，控制信號的相位也反向以確保一致性。圖3示出這樣一個實施例，其調(diào)制器302接收斜坡信號和控制信號。
而且，在本發(fā)明的實施例中，控制信號Vcontrol與斜坡信號起相同的功能。例如，當(dāng)斜坡信號的斜率是隔直流電容器100兩端電壓的函數(shù)時，這種情況就可能發(fā)生。移去獨立的斜坡信號會進(jìn)一步簡化系統(tǒng)，如圖4所示。
圖4的實施例包括一個半橋轉(zhuǎn)換器，其輸出節(jié)點為418、420，且其負(fù)載周期(1-d)和(d)由PWM控制器410驅(qū)動開關(guān)412、414產(chǎn)生。開關(guān)412、414的開關(guān)操作將來自輸入節(jié)點422和424間的直流供電電壓轉(zhuǎn)換成節(jié)點426、424間的脈沖電壓，變壓器428接收此脈沖電壓，經(jīng)過隔直流電容器400屏蔽直流組件。如圖所示，具有匝數(shù)分別為N1和N2的初級繞組和次級繞組的變壓器428使反映至初級端的磁化電感表現(xiàn)為電感器416。前述的脈沖電壓耦合至次級繞組上，經(jīng)由二極管430和432進(jìn)行半波整流，整流后的電流/電壓通過由電感434和電容器436組成的濾波器去除波紋，在輸出節(jié)點418和420間提供平滑的直流電壓輸出。
在PWM控制器410中的比較器408接收到斜坡信號，然后，調(diào)制提供如前所述的內(nèi)部回路補(bǔ)償。然而，用一個變化的斜坡信號來代替不變的斜坡信號和類似技術(shù)成為可能，在圖4的實施例中，幾種組件，即受控電流源438、電容器440和開關(guān)442產(chǎn)生這種變化的斜坡信號。
圖4中，電流源438對隔直流電容器400兩端讀出的控制信號具有比例常數(shù)為K的幅度比。負(fù)載周期d由PWM控制器確定后，開關(guān)442對電容器440放電，以下的分析盡管在圖4的上下文描述了本發(fā)明的操作，但不是用來限制發(fā)明的范圍。因此，被調(diào)制的電壓斜坡信號的斜率M是M=icurrent_sourceCcurrent_source---3)]]>此斜率不是一個常數(shù)，它隨隔直流電容器400兩端的電壓而變化，因此，M=k·vcontrolCcurrent_source---4)]]>這里Vcontrol是隔直流電容器400兩端的電壓，K是比例常數(shù)，Ccurrent_source是電容器440的電容值，節(jié)點424是測量電壓的參考節(jié)點，PWM控制器410比較斜坡信號和輸出誤差信號以產(chǎn)生負(fù)載周期d。表示如下voutput_error=k·vcontrol·dfsw·Ccurrent_source---5)]]>這里Voutput_error是以節(jié)點424為參考點的輸出誤差信號，fsw是轉(zhuǎn)換器的切換頻率。
均值的小信號分析提供了以下6個等式。s·Linduct·Δiinduct＝(1-D)·Δνinput-Δνcontrol6)Δicontrol=Δiinduct-N2N1(D·Δirectified+Irectified·Δd)----7)]]>Δvcontrol=Δicontrol1s·Ccontrol---8)]]>Δv0=Δirectified1s·Cripple_filter----9)]]>Δvouput_error=kfsw·Ccurrent_source(D·Δvcontrol+Vcontrol·Δd)---10)]]>s·Lripple_filter·Δirectified=N2N1(D·Δvcontrol+Vcontrol·Δd)-Δv0---11)]]>這里Vinput是輸入電壓，Vcontrol是隔直流電容器400兩端電壓，Voutput_error是輸出誤差反饋電壓，Vo是節(jié)點418和420間的輸出電壓，Δ代表其右邊參數(shù)的微小擾動，D、Irectified和Vcontrol分別是d、irectified和Vcontrol的穩(wěn)態(tài)值。
等式10是通過增加擾動到等式5而直接獲得的，等式5是內(nèi)部補(bǔ)償回路產(chǎn)生的影響。
求解等式6到11可得出輸出誤差反饋電壓Voutput_error和輸出電壓Vo間的傳遞函數(shù)，結(jié)果可以表示為等式12。Δv0Δvoutput_error=N2N1·fsw·Ccurrent_sourcek·11+s2·Lripple_filter·Cripple_filter---12)]]>等式12表示輸出誤差反饋電壓Voutput_error到輸出電壓Vo間的傳遞函數(shù)是二階系統(tǒng)，取決于由Lripple_filter和Cripple_filter組成的輸出濾波器，由于內(nèi)部補(bǔ)償回路的存在，這個傳遞函數(shù)獨立于初級磁化電感434和隔直流電容器400。
以上計算表示出通過使用與隔直流電容器、如電容器400兩端的電壓成比例的電壓來產(chǎn)生斜坡信號而造成的內(nèi)部回路補(bǔ)償?shù)挠绊憽Ｓ捎谡{(diào)制信號已經(jīng)是一個斜坡信號，不再需要額外的斜坡信號。在隔直流電容器400上電壓的變化引起用以控制開關(guān)412和414的負(fù)載周期相應(yīng)的變化，以調(diào)節(jié)輸出電壓。因此，由初級反映的磁化電感和隔直流電容器形成的共振電路的影響被消除，控制回路大大簡化，而且更加穩(wěn)定。
圖5示出本發(fā)明的一個實施例，電阻548和電容540產(chǎn)生一個斜坡信號，提供給PWM控制器510和開關(guān)542，與隔直流電容器500相連的電阻548檢測電容器500兩端電壓的變化。當(dāng)斜坡信號電壓比電容器兩端電壓小得多時，注入到電容器540的充電電流近似等于電容器500兩端電壓除以電阻548的阻值。這也是一個前述的受控電流源的一個直觀的例子，負(fù)載周期d響應(yīng)電容器500上電壓的變化，消除或降低在輸出電壓上的影響。這樣就實現(xiàn)了內(nèi)部回路補(bǔ)償，它消除或降低了由初級反映磁化電感516和隔直流電容器500形成的共振電路的影響。
圖6和圖7表示第一實施例中無內(nèi)部補(bǔ)償回路和有內(nèi)部補(bǔ)償回路的增益圖和相位圖的比較。在無內(nèi)部回路的實施例中加在PWM控制器上的是固定電壓的斜坡信號，使用的電路參數(shù)如下Linduct＝180uH，初級上的磁化電感；Ccontrol＝44uF，隔直流電容器；Lripple_filter＝1.2uH，輸出濾波電感器；Cripple_filter＝1200uF，輸出濾波電容器。
由初級反映磁化電感516和隔直流電容器500組成的共振電路的共振頻率約為1.7KHz。輸出濾波器的元件534和536形成的共振電路的共振頻率約為4KHz，特別地，與圖6中沒有使用內(nèi)部回路補(bǔ)償相比，圖7中對電感516和電容500組成的共振電路顯示出顯著的抑制效果。
圖8中示出另一個本發(fā)明的實施例。此處使用一個附加的繞組854來采樣隔直流電容器800兩端的電壓，特別地，在半橋轉(zhuǎn)換器上加上全波整流的內(nèi)部回路補(bǔ)償，兩個開關(guān)812和814通過PWM控制器810分別以負(fù)載周期(1-d)和(d)來驅(qū)動。開關(guān)812和814的開關(guān)操作將來自節(jié)點822和824的直流供電電壓轉(zhuǎn)換成脈沖電壓，這個脈沖電壓通過一個包括隔直流電容器800的通道耦合到主變壓器828上，按照負(fù)載周期d閉合開關(guān)814，將隔直流電容器800兩端電壓加到主變壓器828的繞組856上。而且，這個電壓反映到變壓器828的連接的繞組854上。因此，通過閉合開關(guān)814，經(jīng)由繞組854獲得一個隨隔直流電容器800兩端電壓而變化的電壓。整流器852和繞組854的相位是用來產(chǎn)生輸出誤差信號調(diào)制所需的電壓，此電壓與隔直流電容器800有函數(shù)關(guān)系，且具有前述的正確的相位來確保有效的內(nèi)部回路補(bǔ)償。調(diào)制調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)802調(diào)整調(diào)制度以適應(yīng)PWM控制器810。
圖9說明一個使用兩個電阻956和958來實現(xiàn)與調(diào)制網(wǎng)絡(luò)802相似的調(diào)制網(wǎng)絡(luò)902的實施例。為此，下式表示忽略二級管952上的壓降，在PWM控制器910的比較器908的輸入處的調(diào)制誤差信號。vmod_output_error=1R956+R958·(voutput_error·R956-vcontrol·N4N1·R958)---13)]]>Voutput_error是輸出誤差信號，Vcontrol是隔直流電容器900兩端的電壓，N4和N1分別是繞阻954和960的匝數(shù)，節(jié)點924是上述的參考節(jié)點。
另一個實施例將本發(fā)明擴(kuò)展至全橋轉(zhuǎn)換器，如圖10所示。圖10說明直流輸入加于輸入節(jié)點1022和1024。開關(guān)1012、1013、1014和1015以全橋結(jié)構(gòu)連接并分別由負(fù)載周期d1、d2、d3、d4驅(qū)動，將直流輸入轉(zhuǎn)換為連接到變壓器1028和1029的脈沖電壓。隔直流電容器1000阻止直流電流進(jìn)入變壓器1028和1029。交流脈沖電壓耦合到次級繞組，然后由整流器1030和1032整流，由電感1034和電容器1036組成的低通輸出濾波器通過降低波紋，提供一個平滑的直流輸出。
由隔直流電容器1000兩端的電壓通過受控電流源iconstant_current1038調(diào)制PWM控制器1010的斜坡信號。除了本實施例擴(kuò)展到全橋轉(zhuǎn)換器之外，該實施例功能的操作原理與前面所述相同。從PWM控制器1010得到的用來驅(qū)動四個開關(guān)1012、1014、1013和1015的負(fù)載周期d1、d2、d3和d4根據(jù)調(diào)制的斜坡信號進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)然，在這種配置中，電容器1000的電壓變化反映到調(diào)制的斜坡信號，產(chǎn)生期望的內(nèi)部回路補(bǔ)償。
因此，對設(shè)計一個用以產(chǎn)生期望且容易調(diào)制的輸出電壓的直流到直流的電壓轉(zhuǎn)換的電源轉(zhuǎn)換器已公開有一些設(shè)計和原理。這樣的電源轉(zhuǎn)換器包括用于接收電源的輸入端；至少一個連接到輸入端以產(chǎn)生隨負(fù)載周期而變的可變電流的開關(guān)；用于轉(zhuǎn)換可變電流以產(chǎn)生轉(zhuǎn)換電流的磁組件；連接到磁組件上的輸入電容器；用于對轉(zhuǎn)換電流整流以產(chǎn)生整流電流的整流電路；用于平滑輸出端整流電流的濾波器；用于產(chǎn)生反映輸出端電壓和期望參考之間偏差的誤差信號的反饋網(wǎng)絡(luò)；控制器，用于接收誤差信號、讀出輸入電容器兩端電壓、并響應(yīng)用于產(chǎn)生驅(qū)動信號的斜坡信號，根據(jù)負(fù)載周期操作至少一個開關(guān)。從而，電源轉(zhuǎn)換器是以一個閉環(huán)回路反饋系統(tǒng)進(jìn)行工作的。變更和增強(qiáng)包括不同的調(diào)制方案，電流源的使用，對一個或多個關(guān)心的隔直流電容器兩端的電壓值采樣的不同方法和擴(kuò)展到全橋電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計。
盡管前述發(fā)明的描述包含在此所描述的一些實施例中，但是本發(fā)明的范圍不限于此。本專業(yè)技術(shù)人員可以清楚地了解，公開的本發(fā)明包含公開的實施例以及配置有不同的濾波器結(jié)構(gòu)、二級管、整流器和磁性材料其它實施例。這些變化包括在以下權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實現(xiàn)從直流到直流的電壓轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生期望調(diào)節(jié)的輸出電壓的電源轉(zhuǎn)換器，它包括用于接收電源的輸入端；至少一個連接到所述輸入端以產(chǎn)生隨負(fù)載周期而變的可變電流的開關(guān)；用于轉(zhuǎn)換所述可變電流以產(chǎn)生轉(zhuǎn)換電流的磁組件；連接到所述磁組件上的輸入電容器；用于對所述轉(zhuǎn)換電流整流以產(chǎn)生整流電流的整流電路；用于平滑輸出端的所述整流電流的濾波器；用于產(chǎn)生反映所述輸出端電壓和期望參考之間偏差的誤差信號的反饋網(wǎng)絡(luò)；控制器，用于接收所述誤差信號、讀出所述輸入電容器兩端電壓、并響應(yīng)用于產(chǎn)生驅(qū)動信號的斜坡信號，根據(jù)所述負(fù)載周期操作所述至少一個開關(guān)，從而，所述電源轉(zhuǎn)換器作為閉環(huán)回路反饋系統(tǒng)進(jìn)行工作。
2.如權(quán)利1所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于輸入電容器兩端的電壓調(diào)制調(diào)制器中的誤差信號。
3.如權(quán)利1所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于輸入電容器兩端的電壓調(diào)制調(diào)制器中的誤差信號。
4.一種實現(xiàn)從直流到直流的電壓轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生期望調(diào)節(jié)的輸出電壓的電源轉(zhuǎn)換器，它包括用于接收電源的輸入端；連接到所述輸入端以產(chǎn)生可變電流的開關(guān)；用于轉(zhuǎn)換所述可變電流以產(chǎn)生轉(zhuǎn)換電流的磁組件；連接到所述磁組件上的輸入電容器；用于對所述轉(zhuǎn)換電流整流以產(chǎn)生整流電流的整流電路；用于平滑所述整流電流的濾波器；連接到所述濾波器的輸出端，用于提供平滑后的所述整流電流；響應(yīng)所述輸入電容器兩端的電壓而產(chǎn)生電流的電流源；連接到所述電流源的電流源電容器，通過所述電流源充電；至少一個開關(guān)，用于周期性對所述電流源電容器放電以產(chǎn)生斜坡信號；用于產(chǎn)生反映所述輸出端電壓和期望參考之間偏差的誤差信號的反饋網(wǎng)絡(luò)；以及控制器，用于接收所述誤差信號和用于產(chǎn)生驅(qū)動信號的所述斜坡信號，根據(jù)所述負(fù)載周期操作所述開關(guān)，從而，所述電源轉(zhuǎn)換器作為閉環(huán)回路反饋系統(tǒng)進(jìn)行工作。
5.一種實現(xiàn)從直流到直流的電壓轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生期望調(diào)節(jié)的輸出電壓的電源轉(zhuǎn)換器，它包括用于接收電源的輸入端；連接到所述輸入端以產(chǎn)生隨負(fù)載周期而變的可變電流的開關(guān)；用于轉(zhuǎn)換所述可變電流以產(chǎn)生轉(zhuǎn)換電流的磁組件；連接到所述磁組件上的輸入電容器；用于對所述轉(zhuǎn)換電流整流以產(chǎn)生整流電流的整流電路；用于平滑所述整流電流的濾波器；連接到所述濾波器的輸出端，用于提供平滑后的所述整流電流；磁性耦合到第一磁組件以提供關(guān)于所述輸入電容器兩端的電壓的控制信號的第二磁組件；用于產(chǎn)生反映所述輸出端電壓和期望參考之間偏差的誤差信號的反饋網(wǎng)絡(luò)；以及控制器，用于接收所述誤差信號、所述控制信號和用于產(chǎn)生驅(qū)動信號的所述斜坡信號，根據(jù)所述負(fù)載周期操作所述開關(guān)，從而，所述電源轉(zhuǎn)換器作為閉環(huán)回路反饋系統(tǒng)進(jìn)行工作。
6.如權(quán)利要求5所述的電源轉(zhuǎn)換器還包含一個整流器，所述整流器連接到所述第二磁組件以產(chǎn)生與所述輸入電容器兩端的電壓有關(guān)的信號。
7.如權(quán)利要求6所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述控制信號調(diào)制調(diào)制器中的所述誤差信號。
8.如權(quán)利要求6所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述輸入電容器兩端的電壓調(diào)制調(diào)制器中的斜坡信號。
9.如權(quán)利要求6所述的電源轉(zhuǎn)換器還包含用以檢測所述輸出誤差信號的第一電阻。
10.如權(quán)利要求9所述的電源轉(zhuǎn)換器還包含用以檢測關(guān)于所述輸入電容器兩端的電壓的信號的第二電阻，所述第二電阻連接于所述第一電阻以產(chǎn)生一個與所述輸出誤差信號和關(guān)于所述輸入電容器兩端電壓的信號之差成比例的信號。
11.如權(quán)利要求10所述的電源轉(zhuǎn)換器還包含將所述第一和第二電阻連接在一起的裝置，以產(chǎn)生一個與所述輸出誤差信號和關(guān)于所述輸入電容器兩端電壓的信號之差成比例的信號。
12.一種簡化半橋直流-直流電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的調(diào)制的方法，所述方法包含以下步驟在磁組件的初級端提供隔直流電容器；讀出所述隔直流電容器兩端的電壓作為控制信號；從包含控制信號、輸出誤差信號和斜坡信號組成的組中選擇至少一個來產(chǎn)生調(diào)制的輸出誤差信號；響應(yīng)在PWM控制器接收的調(diào)制的輸出誤差信號，確定負(fù)載周期以驅(qū)動至少一個處于電源輸入到所述電源轉(zhuǎn)換器的通道上的開關(guān)。
全文摘要
通常，在一個半橋轉(zhuǎn)換器中，初級的隔直流電容器和電感器與次級的電感器和電容器混合會產(chǎn)生一個復(fù)雜的轉(zhuǎn)換動態(tài)特性，使得轉(zhuǎn)換器很難穩(wěn)定。此公開系統(tǒng)和方法通過將反饋輸出誤差信號或斜波信號調(diào)制成隨隔直流電容器兩端電壓而變化的信號并提供給PWM控制器，可以使轉(zhuǎn)換器穩(wěn)定。該調(diào)制消除了在輸出電壓調(diào)節(jié)回路中由初級電感和隔直流電容器所形成的共振電路的影響，進(jìn)一步調(diào)整電源開關(guān)的負(fù)載周期可以保持輸出電壓不被隔直流電容器上的電壓變化所干擾。由于此內(nèi)部補(bǔ)償回路引起的電壓調(diào)節(jié)反饋回路僅響應(yīng)輸出電感－電容濾波器，此回路的傳輸函數(shù)從四階特性表現(xiàn)為二階特性，因此穩(wěn)定性問題簡化成常規(guī)二階補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。因此，轉(zhuǎn)換器可以被優(yōu)化為快速暫態(tài)響應(yīng)。
文檔編號H02M3/335GK1405963SQ0211997
公開日2003年3月26日 申請日期2002年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月20日
發(fā)明者廖柱幫, 潘毅杰, 龐敏熙 申請人:香港大學(xué)