CN103199697B - 直流对直流转换器及其控制方法 - Google Patents

直流对直流转换器及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103199697B
CN103199697B CN201210006225.9A CN201210006225A CN103199697B CN 103199697 B CN103199697 B CN 103199697B CN 201210006225 A CN201210006225 A CN 201210006225A CN 103199697 B CN103199697 B CN 103199697B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
controller
power stage
output
driver
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210006225.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103199697A (zh
Inventor
金红元
忽培青
甘鸿坚
应建平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delta Electronics Shanghai Co Ltd
Original Assignee
Delta Electronics Shanghai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Delta Electronics Shanghai Co Ltd filed Critical Delta Electronics Shanghai Co Ltd
Priority to CN201210006225.9A priority Critical patent/CN103199697B/zh
Priority to TW101104263A priority patent/TWI538368B/zh
Priority to US13/481,058 priority patent/US20130176005A1/en
Publication of CN103199697A publication Critical patent/CN103199697A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103199697B publication Critical patent/CN103199697B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0032Control circuits allowing low power mode operation, e.g. in standby mode
    • H02M1/0035Control circuits allowing low power mode operation, e.g. in standby mode using burst mode control
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了一种直流对直流转换器及其控制方法,该直流对直流转换器包括功率级、输出检测单元、控制单元与补偿单元。输出检测单元用以检测功率级的输出状态,控制单元用以基于输出状态来产生一驱动信号给功率级,以控制功率级工作。当功率级工作在一间歇工作模式时,补偿单元用以产生一补偿信号给控制单元,控制单元根据补偿信号来调整驱动信号,藉以使功率级在该间歇工作模式下工作时,有至少一个工作周期的输出功率高于在将要进入该间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率,从而在该间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少。相比于现有技术,本发明的直流对直流转换器在轻载或空载情况下减少了工作次数,提高了轻载或空载效率,且有效改善输出负载突然变大时输出电压的下跌。

Description

直流对直流转换器及其控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术,尤其涉及一种直流对直流转换器及其控制方法。
背景技术
近年来,由于能源节约运动在世界范围内的广泛推行,越来越多的客户要求开关模式的变换器在很宽的负载范围内均能达到高变换效率,所以对变换器在轻载和空载时的效率也提出了很高的要求。对此,国际能源组织(IEA)、美国和欧洲等国家和组织已制定出或正在制定相关标准,以限制开关模式变换器等电气产品在轻载和空载时的损耗。
在实际的直流对直流转换器中引入反馈,通过检测输出状态调节功率级输出,能使变换器输出稳定,而且线路简单,从而受到很多人的青睐。
图1所示为直流对直流转换器的主架构图。直流对直流转换器主要由四部分组成:功率级1、输出检测单元2和控制单元3组成,其中控制单元3由控制器4和驱动单元5组成。输出检测单元2检测变换器的输出状态,通过控制单元3产生驱动信号控制功率级1工作,从而构成了一个反馈环路,实现了对变换器的闭环控制,所以可以获得很高的输出精度和很高的工作稳定度。传统的控制方法为:反馈信号的变化随负载变化单调变化。在轻载和空载时,反馈信号会使变换器在每个工作周期传输的能量非常小。由于驱动损耗和开关损耗的原因,变换器的转换效率非常低。而且由于调节器滞后的原因,在输出负载突然变大时输出电压会有较大下跌。传统的提高轻载和空载效率的方法为:间歇工作模式。以图2为例,当负载下降时,反馈信号大小随负载下降一起下降。当下降到VL时不再下降,当反馈信号量低于此基准时,变换器停止工作,当反馈信号量高于此基准时,变换器恢复工作,每个周期传输功率大小依然由反馈信号量决定,从而实现变换器工作在间歇工作模式。这样在单位时间内的开关次数和总体损耗减少。由于此时反馈信号量仍然在进入间歇工作模式附近,采用这种方法在待机时每个周期输出的能量依然较小,因此工作周期还是较多,轻载和空载损耗较高。再者如果输出负载突然变大,由于反馈环路中调节器的影响,输出电压会有较大的下跌。
由此可见,上述现有的控制机制,显然仍存在不便与缺陷,而有待加以进一步改进。为了解决上述问题,相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道,但长久以来一直未见适用的方式被发展完成。因此,如何能有效地减小轻载和空载损耗及有效改善输出负载突然变大时输出电压的下跌,实属当前重要研发课题之一,亦成为当前相关领域亟需改进的目标。
发明内容
本发明的目的之一是在于,提供一种新颖的开关间歇式控制方式,适用于直流对直流转换器及其控制方法,得以有效地减少轻载和空载损耗,同时能有效改善输出负载突然变大时输出电压的下跌。
依据本发明一实施例,提供了一种直流对直流转换器,该直流对直流转换器包括一功率级、一输出检测单元、一控制单元与一补偿单元。输出检测单元用以检测功率级的输出状态,控制单元用以基于输出状态来产生一驱动信号给功率级,藉以控制功率级工作。当功率级工作在一间歇工作模式时,补偿单元用以产生一补偿信号给控制单元,控制单元根据补偿信号来调整驱动信号,使功率级在该间歇工作模式下工作时,有至少一个工作周期的输出功率高于在将要进入该间歇工作模式时的正常模式下的输出功率,从而在该间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少。
再者,功率级在间歇工作模式下工作时的输出功率高于在将要进入间歇工作模式时的正常模式下的输出功率。
控制单元可包含一驱动器与一控制器。驱动器电性耦接功率级,控制器用以控制驱动器去发送驱动信号。
补偿单元产生补偿信号给驱动器,驱动器根据补偿信号来调整驱动信号。或者,补偿单元产生补偿信号给控制器,控制器根据补偿信号令驱动器去调整驱动信号。
控制器可包含一第一控制器、一第二控制器与一调节器。第一控制器电性耦接驱动器,第二控制器电性耦接第一控制器。调节器用以自输出检测单元接收一输出信号,并根据输出信号以产生一调节信号分别给第一、第二控制器,其中补偿单元所产生的补偿信号传送给第二控制器,第二控制器产生的控制信号送给第一控制器,使第一控制器得以产生在间歇工作模式的控制信号给驱动器,藉以使驱动器调整驱动信号。
或者,控制器包含一与门电路、一第一控制器、一第二控制器与一调节器。与门电路电性耦接驱动器,第一控制器电性耦接与门电路,第二控制器电性耦接与门电路。调节器用以自输出检测单元接收一输出信号,并根据输出信号以产生一调节信号分别给第一、第二控制器,第一控制器根据调节信号以产生一第一控制信号,补偿单元所产生的补偿信号传送给第二控制器,第二控制器基于调节信号所产生的一第二控制信号送给与门电路,当第一、第二控制信号相符时,与门电路得以在间歇工作模式输出第一控制信号给驱动器,藉以使驱动器调整驱动信号。
再者,于直流对直流转换器中,第二控制器可包含一比较器,用以比较其基准与调节信号以输出第二控制信号。
补偿单元所产生的补偿信号补偿基准或调节信号。
当调节信号量低于一第一预设值时,功率级工作在间歇工作模式,并且补偿信号把基准补偿至一第二预设值,使得当调节信号量低于第二预设值时,功率级停止工作;当调节信号量高于第二预设值时,功率级恢复工作,其中第二预设值高于第一预设值。
当输出检测单元检测出输出状态由轻载或空载变为重载时,补偿单元取消对基准的补偿,功率级工作在一正常模式。
依据本发明另一实施例,提供了一种直流对直流转换器的控制方法,直流对直流转换器包含一功率级,该控制方法包含下列步骤:
(a)检测功率级的输出状态;
(b)基于输出状态来产生一驱动信号给功率级,藉以控制功率级工作;
(c)当功率级工作在一间歇工作模式时,产生一补偿信号;
(d)根据补偿信号来调整驱动信号,使功率级在该间歇工作模式下工作时,有至少一个工作周期的输出功率高于在将要进入该间歇工作模式时的正常模式下的输出功率,从而在该间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少。
再者,功率级在间歇工作模式下工作时的输出功率高于在将要进入间歇工作模式时的正常模式下的输出功率。
直流对直流转换器更包含一驱动器,步骤(d)包含:控制驱动器去发送驱动信号。
步骤(c)包含产生补偿信号给驱动器,步骤(d)包含由驱动器根据补偿信号来调整驱动信号。
或者,步骤(d)包含根据补偿信号令驱动器去调整驱动信号。
直流对直流转换器更包含一电性耦接驱动器的第一控制器与一电性耦接第一控制器的第二控制器,控制方法更包含:根据输出状态以产生一调节信号分别给第一、第二控制器,其中步骤(c)所产生的补偿信号传送给第二控制器,第二控制器产生的控制信号送给第一控制器,使第一控制器得以产生在间歇工作模式的控制信号给驱动器,藉以使驱动器调整驱动信号。
或者,直流对直流转换器更包含一电性耦接驱动器的与门电路与电性耦接与门电路的第一、第二控制器,控制方法更包含:根据输出状态以产生一调节信号分别给第一、第二控制器,第一控制器根据调节信号以产生一第一控制信号,步骤(c)所产生的补偿信号传送给第二控制器,第二控制器基于调节信号所产生的一第二控制信号送给与门电路,当第一、第二控制信号相符时,与门电路得以在间歇工作模式输出第一控制信号给驱动器,藉以使驱动器调整驱动信号。
再者,于控制方法中,第二控制器包含一比较器,用以比较其基准与调节信号以输出第二控制信号。
步骤(c)包含产生补偿信号以补偿基准或调节信号。
步骤(c)更包含:当调节信号量低于一第一预设值时,功率级工作在间歇工作模式,利用补偿信号把基准补偿至一第二预设值,使得当调节信号量低于第二预设值时,功率级停止工作;当调节信号量高于第二预设值时,功率级恢复工作,其中第二预设值高于第一预设值。
步骤(c)更包含:当步骤(a)检测出输出状态由轻载或空载变为重载时,取消对基准的补偿,功率级工作在一正常模式。
综上所述,本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。藉由加入补偿,使功率级在该间歇工作模式下工作时,有至少一个工作周期的输出功率高于在将要进入该间歇工作模式时的正常模式下的输出功率,从而在该间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少。在轻载或空载情况下当功率级工作时,由于减少了轻载或空载时的工作次数,所以提高了轻载或空载效率,且有效改善输出负载突然变大时输出电压的下跌。
附图说明
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后,将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中,
图1所示为直流对直流转换器的主架构图;
图2表示传统的直流对直流转换器控制方法的调节信号量的变化图;
图3是依照本发明一实施例的变换器间歇工作模式时功率传输方式;
图4是依照本发明一实施例的直流对直流转换器典型应用线路图;
图5是图4的直流对直流转换器的工作流程图;
图6是依照本发明一实施例所绘示的控制单元的第一种补偿方法;
图7是依照本发明另一实施例所绘示的控制单元的第二种补偿方法;
图8是依照本发明一实施例所绘示的控制单元中控制器的第一种补偿方法;
图9是依照本发明另一实施例所绘示的控制单元中控制器的第二种补偿方法;
图10表示图9的控制单元中控制器的第二种补偿方法的具体实施方式;
图11是依照本发明一实施例所绘示的调节信号量的变化图;
图12是依照本发明一实施例所绘示的进入间歇工作模式的流程图;以及
图13是依照本发明一实施例所绘示的退出间歇工作模式的流程图。
【主要组件符号说明】
1:功率级
2:输出检测单元
3:控制单元
4:控制器
5:驱动单元
6:补偿单元
410:第一控制器
420:第二控制器
430:调节器
440:与门电路
A:切入点
S121~S550:步骤
VL:第一预定值
VH:第二预定值
具体实施方式
为了使本发明之叙述更加详尽与完备,可参照所附之图式及以下所述各种实施例,图式中相同之号码代表相同或相似之组件。另一方面,众所周知的组件与步骤并未描述于实施例中,以避免对本发明造成不必要的限制。
于具体实施方式部分与权利要求书部分,涉及“耦接(coupledwith)”之描述,其可泛指一组件透过其他组件而间接连接至另一组件,或是一组件无须透过其他组件而直接连接至另一组件。
于具体实施方式部分与权利要求书部分,除非内文中对于冠词有所特别限定,否则“一”与“该”可泛指单一个或复数个。
本文中所使用的“约”、“大约”或“大致”用以修饰任何可些微变化的数量,但这种些微变化并不会改变其本质。于实施方式中若无特别说明,则代表以“约”、“大约”或“大致”所修饰之数值的误差范围一般是容许在百分之二十以内,较佳地是于百分之十以内,而更佳地则是于百分之五以内。
本发明提出的新的技术解决方案是为了能够满足严格的轻载和空载高效率的要求,同时解决了在轻载和空载情况下负载突然增加时输出下跌的问题。本发明的主要控制方法是,在控制单元中加入补偿,使功率级在该间歇工作模式下工作时,有至少一个工作周期的输出功率高于在将要进入该间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率,从而在该间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少;也就是说可以不要求每一个工作周期的输出功率都要高于在将要进入间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率,实务上只要能够达到“在间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少”即可。于一实施例中,可以使功率级在间歇工作模式下工作时的输出功率高于在将要进入间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率,如图3所示。在轻载或空载情况下当功率级工作时,由于每个工作周期内可以传输更多的能量,所以减少了轻载或空载时的工作次数,提高了轻载或空载效率。
本发明的一实施方式的典型应用示意图,即图4所示的直流对直流转换器,其可适用于电力变换器,或是广泛地运用在相关的技术环节。
在图4中,直流对直流转换器包括功率级1、输出检测单元2、控制单元3与补偿单元6。在结构上,控制单元3电性耦接功率级1,输出检测单元2电性耦接控制单元3,补偿单元6电性耦接控制单元3。于使用时,输出检测单元2用以检测功率级1的输出状态,控制单元3用以基于输出状态来产生一驱动信号给功率级1,藉以控制功率级1工作。当功率级1工作在一间歇工作模式时,补偿单元6用以产生一补偿信号给控制单元3,控制单元3根据补偿信号来调整驱动信号,藉以使功率级1在间歇工作模式下工作时,有至少一个工作周期的输出功率高于在将要进入该间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率,从而在该间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少;于一实施例中,使功率级1在间歇工作模式下工作时的输出功率高于在将要进入间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率,即正常模式(连续工作模式)转为间歇工作模式的切入点A对应的输出功率。
值得注意的是,当转换器工作在间歇工作模式时,补偿单元6产生的补偿信号,使得控制单元3在间歇工作时产生的驱动可使功率级1在工作时比间歇模式进入点传输更高功率的工作状态。
具体的工作流程如图5所示,于步骤S510中输出功率不断下降,当步骤S520判定输出检测单元检测到输出功率小于一定值时,转换器进入间歇工作模式。于步骤S530~S550,此时补偿单元产生的补偿信号使得控制单元产生的驱动信号可使功率级1在该间歇工作模式下工作时,有至少一个工作周期的输出功率高于在将要进入该间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率,从而在该间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少;于一实施例中,使功率级在间歇工作模式下工作时的输出功率高于在将要进入间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率。
控制单元3可包含驱动器5与控制器4。在结构上,驱动器5电性耦接功率级1,控制器4电性耦接驱动器5。于使用时,控制器4用以控制驱动器5去发送驱动信号。补偿单元6产生的补偿信号可以补偿给控制单元3中的驱动器5,如图6所示,驱动器5根据补偿信号来调整驱动信号。或者,补偿单元6产生的补偿信号也可以补偿给控制单元3中的控制器4,如图7所示,控制器4根据补偿信号令驱动器5去调整驱动信号。
当补偿单元6产生的补偿信号补偿给控制单元3中的驱动器时,补偿信号使驱动器产生的驱动信号发生改变,藉以使功率级1在该间歇工作模式下工作时,有至少一个工作周期的输出功率高于在将要进入该间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率,从而在该间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少;于一实施例中,功率级在间歇工作模式下工作时的输出功率高于在将要进入间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率。被改变的可以是驱动信号的占空比发生改变,用于定频、依靠改变占空比使输出稳定的反激电路、正激电路、不对称半桥电路等;也可以是驱动信号的频率发生改变,用于定占空比、依靠改变频率使输出稳定的谐振线路,如LLC串联谐振电路等;也可以是驱动信号的占空比和频率同时发生改变,如临界断续模式的反激电路、Boost电路等。
当补偿单元6产生的补偿信号补偿给控制单元3中的控制器时,补偿信号使控制器产生的控制信号发生改变,使得功率级1在该间歇工作模式下工作时,有至少一个工作周期的输出功率高于在将要进入该间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率,从而在该间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少;于一实施例中,功率级在间歇工作模式下工作时的输出功率高于在将要进入间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率。
以图8为例,控制器4可包含第一控制器410、第二控制器420与调节器430。在结构上,调节器430电性耦接第一控制器410与第二控制器420,第一控制器410电性耦接驱动器5,第二控制器420电性耦接第一控制器410。输出检测单元2产生的输出信号传输给控制器4中的调节器430。调节器430自输出检测单元2接收此输出信号,并根据输出信号以产生一调节信号分别给用于正常模式控制的第一控制器410和间歇模式控制的第二控制器420,第二控制器420产生的控制信号送给正常模式第一控制器410产生间歇模式控制的控制信号。因此补偿单元6产生的补偿信号可以补偿给控制器4中的第二控制器420以影响间歇模式工作时的第一控制器410输出的控制信号,使第一控制器410得以产生在间歇工作模式的控制信号给驱动器5,藉以使驱动器5调整驱动信号,使功率级1在该间歇工作模式下工作时,有至少一个工作周期的输出功率高于在将要进入该间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率,从而在该间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少;于一实施例中,使功率级1在间歇工作模式下工作时的输出功率高于在将要进入间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率。
以图9为例,控制器4可包含第一控制器410、第二控制器420、调节器430以及与门电路440。在结构上,与门电路440电性耦接驱动器5,第一控制器410电性耦接与门电路440,第二控制器420电性耦接与门电路440,调节器430电性耦接第一控制器410和第二控制器420。输出检测单元2产生的输出信号传输给控制器4中的调节器430,调节器430自输出检测单元2接收此输出信号,并根据输出信号以产生一调节信号分别给用于正常模式控制的第一控制器410和间歇模式控制的第二控制器420。第二控制器420产生的第二控制信号控制第一控制器410产生的第一控制信号是否传输给驱动器5,此功能可由一与门电路440实现,当第一、第二控制信号相符时,与门电路440得以在间歇工作模式输出第一控制信号给驱动器5,藉以使驱动器5调整驱动信号。补偿单元6产生的补偿信号可以补偿给控制器中的第二控制器420以影响间歇工作模式时的第一控制器410输出的第一控制信号,使功率级1在该间歇工作模式下工作时,有至少一个工作周期的输出功率高于在将要进入该间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率,从而在该间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少;于一实施例中,使功率级1在间歇工作模式下工作时的输出功率高于在将要进入间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率。
具体的实施方法可以为,如图10所示,第二控制器420可以是一个比较器。随着输出负载的减轻,为了使功率级传输的功率减少,调节器430产生的调节信号不断减少,当调节信号减少到小于第二控制器420中的基准时,第一控制器410根据调节信号产生的控制信号停止,驱动器5不产生驱动信号,即转换器工作在间歇工作模式。此时将补偿单元6产生的补偿信号补偿给第二控制器420中的基准或调节信号,因此调节器430产生的调节信号可使功率级1在该间歇工作模式下工作时,有至少一个工作周期的输出功率高于在将要进入该间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率,从而在该间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少;于一实施例中,使功率级1在间歇工作模式下工作时的输出功率高于在将要进入间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率,从而提高轻载或空载效率。
此方法还有另外一个优点是:在间歇模式时由于补偿单元6产生的补偿信号的补偿,调节器产生的调节信号可使功率级在间歇工作模式下工作时的输出功率高于在将要进入间歇工作模式时的正常模式(连续工作模式)下的输出功率,因此当输出负载突然变大时,调节器产生的调节信号从间歇模式工作点变化到重载工作点的时间可以明显减少。所以可以有效减少,甚至消除在传统控制模式下,当转换器在轻载或空载模式下负载突然增加时,输出电压的下跌。
以轻载间歇工作模式时在第二控制器420中的基准处加入补偿单元6产生的补偿信号为例,如果是输出负载增加时调节信号量单调上升的调节电路,具体的实施方法如图11所示。随着输出负载的下降,调节信号量降低。当调节信号量低于第一预设值VL时,转换器工作在间歇工作模式,并且把基准补偿至第二预设值VH。应了解到,第一预设值VL与第二预设值VH的具体数值并非一个绝对固定值,熟习此项技艺者当可是当时需要弹性设定相关的参数。
当调节信号量低于第二预设值VH时,变换器停止工作;当调节信号量高于第二预设值VH时,变换器恢复工作。在间歇工作模式时,调节信号量运行在第二预设值VH附近,每个周期传输的能量与正常模式调节信号量为第二预设值VH时传输的能量相同,大于调节信号量为第一预设值VL时每个周期传输的能量,因而提高了轻载时的效率。具体流程图如图12所示的步骤S121~S125。
检测负载状况,当负载状况由轻载变为重载时,即由间歇工作模式变为正常工作模式时,取消在基准上的补偿,变换器工作在正常模式。由于切出工作间歇模式时调节信号量为VH,因此当负载在轻载模式下突然增加时,调节器产生的调节信号量从VH点到稳定点比从VL点到稳定点需要的时间少。因此能有效减少,甚至消除在传统控制模式下,当转换器在轻载模式下负载突然增加时,输出电压的下跌。具体流程图如图13所示的步骤S131~S135。
以LLC串联谐振转换器为例,负载越大,工作频率越低,负载越轻,工作频率越高。调节器产生的调节信号量与转换器的工作频率一一对应,即负载越大,反馈信号量越大,工作频率越低;负载越小,反馈信号量越小,工作频率越高。工作在间歇工作模式下时,当调节信号量小于第二控制器420中的基准时,转换器停止工作,当调节信号量大于第二控制器420中的基准时,转换器恢复工作。具体的控制方法是:在间歇工作模式下,使转换器工作在比正常模式下将要进入间歇工作模式时传输更高功率的工作状态,即间歇工作模式下的工作频率低于正常模式下将要进入间歇工作模式时的工作频率,即进入间歇工作模式后,使第二控制器420中的基准升高。当负载状况由轻载变为重载后,转换器的工作模式由间歇工作模式变为正常工作模式,且第二控制器420中的基准也降低恢复。
如上所述之输出检测单元2、控制单元3与补偿单元6,其具体实施方式可为软件、硬件与/或轫体。举例来说,若以执行速度及精确性为首要考虑,则该单元基本上可选用硬件与/或轫体为主;若以设计弹性为首要考虑,则该单元基本上可选用软件为主;或者,该单元可同时采用软件、硬件及轫体协同作业。应了解到,以上所举的这些例子并没有所谓孰优孰劣之分,亦并非用以限制本发明,熟习此项技艺者当视当时需要,弹性选择该些单元的具体架构。
上文中,参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是,本领域中的普通技术人员能够理解,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (20)

1.一种直流对直流转换器,其特征在于,所述直流对直流转换器包含:
一功率级;
一输出检测单元,用于检测该功率级的输出状态;
一控制单元,用于基于该输出状态来产生一驱动信号给该功率级,藉以控制该功率级工作;以及
一补偿单元,用于当该功率级进入一间歇工作模式时,产生一补偿信号给该控制单元,该控制单元根据该补偿信号来调整该驱动信号,藉以使该功率级在该间歇工作模式下工作时,该功率级在该间歇工作模式下工作时的输出功率高于在将要进入该间歇工作模式时的正常模式下的输出功率,从而在该间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少。
2.如权利要求1所述的直流对直流转换器,其特征在于,该控制单元包含:
一驱动器,电性耦接该功率级;以及
一控制器,用于控制该驱动器去发送该驱动信号。
3.如权利要求2所述的直流对直流转换器,其特征在于,该补偿单元产生该补偿信号给该驱动器,该驱动器根据该补偿信号来调整该驱动信号。
4.如权利要求2所述的直流对直流转换器,其特征在于,该补偿单元产生该补偿信号给该控制器,该控制器根据该补偿信号令该驱动器去调整该驱动信号。
5.如权利要求4所述的直流对直流转换器,其特征在于,该控制器包含:
一第一控制器,电性耦接该驱动器;
一第二控制器,电性耦接该第一控制器;以及
一调节器,用于自该输出检测单元接收一输出信号,并根据该输出信号以产生一调节信号分别给该第一、第二控制器,其中该补偿单元所产生的该补偿信号传送给该第二控制器,该第二控制器产生的控制信号送给该第一控制器,使该第一控制器得以产生在该间歇工作模式的控制信号给该驱动器,藉以使该驱动器调整该驱动信号。
6.如权利要求4所述的直流对直流转换器,其特征在于,该控制器包含:
一与门电路,电性耦接该驱动器;
一第一控制器,电性耦接该与门电路;
一第二控制器,电性耦接该与门电路;以及
一调节器,用于自该输出检测单元接收一输出信号,并根据该输出信号以产生一调节信号分别给该第一、第二控制器,该第一控制器根据该调节信号以产生一第一控制信号,该补偿单元所产生的该补偿信号传送给该第二控制器,该第二控制器基于该调节信号和该补偿信号所产生的一第二控制信号送给该与门电路,当该第一、第二控制信号相符时,该与门电路得以在该间歇工作模式输出该第一控制信号给该驱动器,藉以使该驱动器调整该驱动信号。
7.如权利要求6所述的直流对直流转换器,其特征在于,该第二控制器包含一比较器,用于比较其基准与该调节信号以输出该第二控制信号。
8.如权利要求7所述的直流对直流转换器,其特征在于,该补偿单元所产生的该补偿信号补偿该基准或该调节信号。
9.如权利要求8所述的直流对直流转换器,其特征在于,当调节信号量低于一第一预设值时,该功率级工作在该间歇工作模式,并且该补偿信号把该基准补偿至一第二预设值,使得当调节信号量低于该第二预设值时,该功率级停止工作;当调节信号量高于该第二预设值时,该功率级恢复工作,其中该第二预设值高于该第一预设值。
10.如权利要求9所述的直流对直流转换器,其特征在于,当该输出检测单元检测出该输出状态由轻载或空载变为重载时,该补偿单元取消对该基准的补偿,该功率级工作在一正常模式。
11.一种直流对直流转换器的控制方法,该直流对直流转换器包含一功率级,其特征在于,该控制方法包含:
(a)检测该功率级的输出状态;
(b)基于该输出状态来产生一驱动信号给该功率级,藉以控制该功率级工作;
(c)当该功率级工作在一间歇工作模式时,产生一补偿信号;以及
(d)根据该补偿信号来调整该驱动信号,藉以使该功率级在该间歇工作模式下工作时,该功率级在该间歇工作模式下工作时的输出功率高于在将要进入该间歇工作模式时的正常模式下的输出功率,从而在该间歇工作模式时使得相同负载下的平均驱动次数减少。
12.如权利要求11所述的控制方法,其特征在于,该直流对直流转换器更包含一驱动器,步骤(d)包含:
控制该驱动器去发送该驱动信号。
13.如权利要求12所述的控制方法,其特征在于,步骤(c)包含产生该补偿信号给该驱动器,步骤(d)包含由该驱动器根据该补偿信号来调整该驱动信号。
14.如权利要求12所述的控制方法,其特征在于,步骤(d)包含根据该补偿信号令该驱动器去调整该驱动信号。
15.如权利要求12所述的控制方法,其特征在于,该直流对直流转换器更包含一电性耦接该驱动器的第一控制器与一电性耦接该第一控制器的第二控制器,该控制方法更包含:
根据该输出状态以产生一调节信号分别给该第一、第二控制器,其中步骤(c)所产生的该补偿信号传送给该第二控制器,该第二控制器产生的控制信号送给该第一控制器,使该第一控制器得以产生在该间歇工作模式的控制信号给该驱动器,藉以使该驱动器调整该驱动信号。
16.如权利要求12所述的控制方法,其特征在于,该直流对直流转换器更包含一电性耦接该驱动器的与门电路与电性耦接该与门电路的第一、第二控制器,该控制方法更包含:
根据该输出状态以产生一调节信号分别给该第一、第二控制器,该第一控制器根据该调节信号以产生一第一控制信号,步骤(c)所产生的该补偿信号传送给该第二控制器,该第二控制器基于该调节信号和该补偿信号所产生的一第二控制信号送给该与门电路,当该第一、第二控制信号相符时,该与门电路得以在该间歇工作模式输出该第一控制信号给该驱动器,藉以使该驱动器调整该驱动信号。
17.如权利要求16所述的控制方法,其特征在于,该第二控制器包含一比较器,用于比较其基准与该调节信号以输出该第二控制信号。
18.如权利要求17所述的控制方法,其特征在于,步骤(c)包含产生该补偿信号以补偿该基准或该调节信号。
19.如权利要求18所述的控制方法,其特征在于,步骤(c)更包含:
当调节信号量低于一第一预设值时,该功率级工作在该间歇工作模式,利用该补偿信号把该基准补偿至一第二预设值,使得当调节信号量低于该第二预设值时,该功率级停止工作;当调节信号量高于该第二预设值时,该功率级恢复工作,其中该第二预设值高于该第一预设值。
20.如权利要求19所述的控制方法,其特征在于,步骤(c)更包含:
当步骤(a)检测出该输出状态由轻载或空载变为重载时,取消对该基准的补偿,该功率级工作在一正常模式。
CN201210006225.9A 2012-01-10 2012-01-10 直流对直流转换器及其控制方法 Active CN103199697B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210006225.9A CN103199697B (zh) 2012-01-10 2012-01-10 直流对直流转换器及其控制方法
TW101104263A TWI538368B (zh) 2012-01-10 2012-02-09 直流對直流轉換器及其控制方法
US13/481,058 US20130176005A1 (en) 2012-01-10 2012-05-25 Dc/dc converter and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210006225.9A CN103199697B (zh) 2012-01-10 2012-01-10 直流对直流转换器及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103199697A CN103199697A (zh) 2013-07-10
CN103199697B true CN103199697B (zh) 2016-07-06

Family

ID=48722092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210006225.9A Active CN103199697B (zh) 2012-01-10 2012-01-10 直流对直流转换器及其控制方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20130176005A1 (zh)
CN (1) CN103199697B (zh)
TW (1) TWI538368B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201526491A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 Ibm 電源供應系統的效率調整
KR102202413B1 (ko) 2014-01-21 2021-01-14 삼성디스플레이 주식회사 출력 전압 제어 방법, 이 출력 전압 제어 방법을 수행하는 출력 전압 제어 장치 및 이 출력 전압 제어 장치를 포함하는 표시 장치
FR3101213B1 (fr) 2019-09-24 2023-01-20 Commissariat Energie Atomique Dispositif de modulation de phase et/ou d’amplitude
IT202000000877A1 (it) * 2020-01-17 2021-07-17 St Microelectronics Srl Circuito di controllo pfc per un convertitore boost, relativo circuito integrato, convertitore boost, alimentatore e procedimento

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1992494A (zh) * 2005-12-26 2007-07-04 富士通株式会社 直流-直流变换器和直流-直流变换器控制电路
TWM408880U (en) * 2011-03-14 2011-08-01 Power Mate Technology Co Ltd DC power converter having a very low load loss

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6396252B1 (en) * 2000-12-14 2002-05-28 National Semiconductor Corporation Switching DC-to-DC converter with discontinuous pulse skipping and continuous operating modes without external sense resistor
US8716995B2 (en) * 2010-11-24 2014-05-06 Rohm Co., Ltd. Control circuit for switching power supply
US9219411B2 (en) * 2011-09-13 2015-12-22 Intel Deutschland Gmbh DC/DC converter, method for providing an output voltage on the basis of an input voltage and computer program

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1992494A (zh) * 2005-12-26 2007-07-04 富士通株式会社 直流-直流变换器和直流-直流变换器控制电路
TWM408880U (en) * 2011-03-14 2011-08-01 Power Mate Technology Co Ltd DC power converter having a very low load loss

Also Published As

Publication number Publication date
TWI538368B (zh) 2016-06-11
US20130176005A1 (en) 2013-07-11
CN103199697A (zh) 2013-07-10
TW201330475A (zh) 2013-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103199697B (zh) 直流对直流转换器及其控制方法
US8253395B2 (en) Bus voltage optimizer for switched power converter
CN103326580B (zh) 直流-直流转换器、电力变换器及其控制方法
CN1603998A (zh) 占空比估计器
CN102062460B (zh) 一种空调机组的精确送风系统及其实现方法
JP2011151949A (ja) 位相シフト式フルブリッジ電源転換システム及びその制御方法
CN102315043A (zh) 双闭环反馈控制模块
CN111030470B (zh) 两级变换器的母线调压电路及方法
CN103457453B (zh) 一种用于降低音频噪音的控制方法
CN102237801A (zh) 一种双向直流变换器的控制方法
CN101055995A (zh) 智能峰谷分时节电器
CN110994986B (zh) 一种电源控制方法
CN201417403Y (zh) 开关电源的恒功率控制装置
CN115425851B (zh) 一种llc谐振变换器的控制方法
CN1920726B (zh) 具有控制电路的切换式稳压装置与控制方法
CN102508511B (zh) 基于功率扰动的光伏逆变器mppt控制方法
CN101856764A (zh) 电焊机软开关模糊pid控制焊接电源的单片机控制方法
CN105305474B (zh) 一种电网负荷快速平衡调节系统及其控制方法
CN102857094A (zh) 一种基于滞环控制的Boost工作切换方法及其系统
CN104426376B (zh) 具有谐振型转换器的交换式电源供应器及其控制方法
CN115224948A (zh) 一种llc谐振变换器的控制方法
CN102548077B (zh) 一种微波炉电源功率调整方法
CN201018291Y (zh) 智能峰谷分时节电器
CN201290072Y (zh) 电焊机软开关逆变焊接电源的单片机控制系统
CN201118466Y (zh) 具备调变变压电力的电源架构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant