CN103348575A - 具有用于模拟经过存储扼流圈的电流的电路的直流电压转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于至少部分模拟经过直流电压转换器的存储扼流圈（L1）的电流的电路，所述电路具有第一输入和/或输出端（N1）和第二输入和/或输出端（N2）。所述电路包括：用于产生第一信号（U1）的第一装置（1），所述第一装置检测或者模拟经过存储扼流圈（L1）的电流的直流部分，其中，第一装置（1）包括用于产生第一信号（U1）的第一元件（11）；用于产生第二信号或第二信号的分量的第二装置（2），所述第二装置模拟经过存储扼流圈（L1）的电流的交流部分；和用于将第一信号（U1）和第二信号或者将第一信号（U1）或第二信号的分量组合成至少部分模拟经过存储扼流圈的电流的信号（U（I_L））的第三装置（3），其中，第一装置（1）的第一元件（11）包括测量电阻（R），其中，测量电阻（R）一方面与存储扼流圈（L1）和第一电容器（C1）连接并且另一方面与第一输入和输出端（N1）连接。

Description

具有用于模拟经过存储扼流圈的电流的电路的直流电压转换器
技术领域
本发明涉及一种用于至少部分模拟经过直流电压转换器、尤其是双向直流电压转换器、例如双向升降压转换器的存储扼流圈的电流的电路，所述电路具有用于与第一电网连接的第一输入和/或输出端和用于与第二电网连接的第二输入和/或输出端。
背景技术
在文献DE69634709T2中公开了一种双向升降压转换器，所述升降压转换器也称作为“升压降压”转换器。也已知一种电路，借助所述电路能够检测经过开关转换器的存储扼流圈的电流。在该文献中还提及用于检测电流的其他常规方法和电路。在文献中，也论述用于检测经过开关转换器的电流的该已知的方法和电路的问题。
常规的电路和方法基于两种不同的原理，即检测经由测量电阻的电流和借助于变压器和变压器的次级电路中的测量电阻来检测电流。
在此也要简要介绍这两种原理。
在使用测量电阻时，有利地只能测量具有比边界频率fg=R/2pi*Lp小很多的频率的电流，其中，Lp是测量电阻的寄生电感并且R是测量电阻的电阻。在大电流的情况下，需要低欧姆的测量电阻，以便保持损失功率小。这导致边界频率小。
但是，对于直流电压转换器而言有利的是也称作转换器频率的开关频率，所述开关频率在100kHz至1000kHz的范围中。仅这样，相对于合理的成本获得令人满意的效率和结构大小。否则，需要昂贵的扼流圈和耗费的滤波元件来实现所需要的对电磁辐射的防护（EMV）。
当已知寄生电感器并且由制造商具体说明时，甚至借助滤波电路补偿测量电阻的频率相关性。通常情况不是如此。因此，通常不考虑补偿。
可替选地，为了实现高边界频率，能够使用高欧姆的测量电阻。但是，这引起高损耗功率。因此，同样需要附加的冷却。
尤其也在已经列出的参考文献DE69634709T2中公开的、借助于变压器和在次级电路中的测量电阻进行电流测量必需购买昂贵的变压器。
在国家半导体公司出版的2008年12月8日的数据文献“LM5116Wide Range Synchronous Buck Controller”中公开了一种电路（数据文献的第11页），借助所述电路不测量而是模拟经过直流电压转换器的存储扼流圈的电流，所述直流电压转换器为同步转换器。在直流电压转换器中设置有至少暂时与存储扼流圈串联的并且然后将线圈电流进行引导的测量电阻。借助于保持环节从测量电阻上降落的电压中检测直流电压部分。而线圈电流的交流部分从直流电压转换器的输入端上的电压和直流电压转换器的输出端上的电压构成的电压差中导出。
因此，该电路包括：
-用于产生第一信号的第一装置，所述第一装置检测经过存储扼流圈的电流的直流部分，其中，第一装置包括用于产生第一信号的第一元件，
-用于产生第二信号的第二装置，所述第二装置模拟经过存储扼流圈的电流的交流部分，和
-用于将第一信号和第二信号组合成至少部分模拟经过存储扼流圈的电流的信号的第三装置。
借助于在所述数据文献的第11页上说明的位置处的测量电阻检测经过存储扼流圈的电流的直流部分具有下述缺点：
在数据文献第11页上的附图中用RS表示的测量电阻具有（简化地观察）寄生的串联电感和寄生的并联电容。所述测量电阻形成借助断续的电流信号激励的振荡回路。如果关断在数据文献的第11页上的图中用Q1表示的MOSFET，那么这导致，在将存储扼流圈L1与两个MOSFET Q1、Q2连接的节点SW上的电压起振（umschwingen）并且与下电势相比变为更负。现在，MOSFET Q2被强制开关（MOSFET Q2的寄生并联二极管变为导通）。在测量电阻上的信号根据MOSFET的最终的开关时间、MOSFET电容、MOSFET Q2的接通延迟、MOSFET Q2的下部的寄生二极管的存储作用、非理想的存储扼流圈L1以及测量电阻RS的固有寄生元件显示出瞬态特性。所述瞬态特性的幅度能够为期望的有用信号的多倍。因此，测量电阻RS的有效电阻必须被选择得尽可能大，因此得到可用的信号干扰比。借助采样保持电路对信号进行采样在电阻值小的情况下越来越困难，因为采样持续一定时间。在该时间内，要采样的信号不应改变。此外，在转换器频率更高的情况下，瞬态特性与MOSFET Q2导通的时间相比持续得更长。因此，所采样的信号也不能用。
发明内容
本发明基于下述问题，改进所述电路，使得可以不使用测量电阻或者使用低欧姆的测量电阻、能够使用高转换器频率、能够放弃用于补偿测量电阻的寄生元件的滤波电路并且能够低成本地制造该电路。
所述问题通过第一装置的第一元件包括测量电阻来实现，其中，测量电阻一方面与存储扼流圈和第一电容器连接而另一方面与第一输入和输出端连接。
代替测量经过存储扼流圈的电流，从可借助简单装置检测的其他电学变量借助于根据本发明的电路模拟经过存储扼流圈的电流。对经过存储扼流圈的电流的模拟在许多情况下质量良好，使得能够不进行具有与此关联的所有缺点的对电流的精确测量。这样，模拟仅部分地对应于实际的扼流圈电流，其中，扼流圈电流的模拟在对于进一步处理而言重要的区段中正确地进行模拟。
检测经过存储扼流圈的电流的直流部分的用于产生第一信号的第一装置的扩展方案基于下面要强调的考虑。
代替使用用于检测经过存储扼流圈的完整的电流的测量电阻，测量电阻为此仅用于测量经过存储扼流圈的电流的直流部分并且将所测得的电流变换成对应于电流的第一信号。借助于测量电阻检测经过存储扼流圈的电流的交流部分不是必需的。在测量交流部分时通常出现的问题能够被绕过。电流的直流部分优选能够在仅流过直流电流的位置上被测量。这例如能够是经过第一输入和/或输出端的电流。
基于用以构造用于产生对应于经过存储扼流圈的电流的直流部分的第一电压的第一装置的考虑，而提出用于产生第一信号的第一元件，所述第一元件检测经过存储扼流圈的电流的平均值、即直流部分。从所检测的电流中产生第一信号，所述第一信号对应于经过存储扼流圈的电流的直流部分。所述第一元件是用于产生第一信号的第一装置的一部分。
第一装置的第一元件具有两个反并联连接的跨导放大器，将在测量电阻上降落的电压输送给所述跨导放大器的输入端。经过存储扼流圈的电流的借助于测量电阻和电容器滤波的直流部分流经测量电阻。在可以为用于产生第一信号的第一装置的第一元件之一的测量电阻之上的电压能够通过两个跨导放大器中的一个转换成电流。两个跨导放大器中的哪一个将电压转换成电流在此取决于：电流沿哪个方向流经测量电阻。这个或这些跨导放大器的输出电流能够经由电阻和电容器构成的并联电路引导至地。通过并联电路的电容器能够平滑电流。通过电阻可以将通过电容器平滑的电流转换成电压。所述电压能够形成第一信号，所述第一信号对应于经过存储扼流圈的直流电流。
检测经过存储扼流圈的电流的交流部分的用于产生第二信号的或者这种第二信号的分量的第二装置的一个扩展方案基于下面要强调的考虑。
能够获得给出经过存储扼流圈的电流的交流部分的第二信号，在所述第二信号中对模拟在存储扼流圈上的电压的信号进行积分，因为已知的是，在扼流圈上的电压对应于经过扼流圈的电流的导数（U=L*dl/dt）。
因此，第二装置有利地具有用于产生第三信号的元件，所述第三信号模拟在存储扼流圈上的电压。模拟在存储扼流圈上的电压的第三信号能够由施加在直流电压转换器的第一输入和/或输出端上的和/或施加在直流电压转换器的第二输入和/或输出端上的电压来形成。第三信号不是对在存储扼流圈上的电压的测量的结果。更确切地说，检测和使用可简单检测的电学变量，以便模拟在存储扼流圈上的电压。
对于多种应用足够的是，仅必须模拟扼流圈上的电压，所述电压引起扼流圈电流的上升。对电压在确定的周期重复的时间段上进行积分类似于感兴趣的时域的卷积。通过仅需要“被卷积的”信号的确定部分能够设定确定的边界参数，使得偏置量在积分之后不导致信号的“流失”。
根据是否通过直流电压转换器将能量从第一输入和/或输出端运输至第二输入和/或输出端，在直流电压转换器的存储扼流圈上的电压可以通过在第一输入和/或输出端与第二输入和/或输出端之间的电压差或者通过第一或第二输入和/或输出端上的电压来模拟。在双向升降压直流电压转换器中，在存储扼流圈上的电压在升压运行中通过在第一输入和/或输出端上的电压来模拟，所述第一输入和/或输出端因此具有输入端的功能。在降压运行中，所述电压通过在第一输入和/或输出端与第二输入和/或输出端之间的电压差来模拟，其中，因此第一输入和/或输出端具有输出端的功能而第二输入和/或输出端具有输入端的功能。
用于产生模拟在存储扼流圈上的电压的第三信号的元件能够具有第一运算放大器，在所述第一运算放大器上施加有施加在第一输入或输出端上的电压，所述电压在升压运行中用于产生第三信号。第一运算放大器可以是电压跟随器。第一运算放大器的输出端优选经由第一可控开关元件与第一节点连接。第一可控开关元件能够由控制装置在直流电压转换器的升压运行中被激励以闭合。
用于产生第三信号的元件还可以具有第二运算放大器。第二运算放大器能够被反馈。所述第二运算放大器能够布线为差分放大器。在第二运算放大器的输入端上有利地施加用于在降压运行中产生第三信号的并且施加在第一输入和/或输出端和第二输入和/或输入端上的电压。第二运算放大器的输出端提供第三信号并且优选经由第二可控开关元件与第一节点连接。代替差分放大器也可以使用其他减法器，借助所述其他减法器能够减去输入和/或输出端上的电压。在直流电压转换器的降压运行中，第二可控开关元件能够由控制装置被激励以闭合。
第二装置可以具有用于对第三信号积分的元件，借助所述元件能够产生第四信号。用于积分的元件可以具有可由第三信号可控制的电流源和串联于可控电流源而具有由可控开关元件和电容器构成的并联电路。所述可控开关元件能够由控制装置激励，使得所述开关元件在经过存储扼流圈的电流上升时被打开，使得对电容器充电，并且所述开关元件在经过存储扼流圈的电流下降时被闭合，以便使电容器放电。构成第四信号的在电容器上的电压不能够直接地用作模拟经过存储扼流圈的电流的交流部分的第二信号。第四信号模拟经过扼流圈线圈的电流的交流部分的移动了交流部分的峰值的数值。当从第四信号中减去交流部分的峰值时，从所述第四信号中能够产生模拟交流部分的第二信号。
因此，第二装置包括用于产生第五信号的元件，所述第五信号模拟经过存储扼流圈的电流的交流部分的峰值。给出经过存储扼流圈的电流的交流部分的峰值的第五信号能够从第四信号中产生，所述第四信号通过积分形成。第二装置的用于产生第五信号的元件为此可以具有检测器，借助所述检测器检测第二信号的振动宽度。可由所述检测器产生的信号能够借助于运算放大器以0.5的放大系数来减半，以便因此用作为给出交流部分的峰值的第五信号。
因此，用于将交流部分和直流部分组合的第三装置可以具有将第五信号从第四信号中减去以产生第二信号的元件。然后，第一信号和第二信号能够通过用于相加的元件来相加，以便产生模拟经过存储扼流圈的电流的信号。
可替选地且优选地，首先也可以将形成第二信号的第一分量的第五信号借助于第三装置的减法器从第一信号中减去，以便产生辅助信号。接下来，辅助信号与借助于将第三装置的加法器与形成第二信号的第二分量的第四信号组合，以便产生模拟电流的信号。在该情况下，不必须形成第二信号本身。
在一种可替选的电路中，通过借助于与直流部分的第四信号串联的电容器与第四信号分开来产生第七信号。因此，第七信号是第四信号的交流部分。
第一信号和第七信号通过经由两个（相同的）电阻与节点连接来被动地相加。节点上的电压局部地与扼流圈电流成比例。尽管第七信号是双极性信号，但是所述第七信号也仅被动地被进一步处理。
可替选电路的缺点是，电路具有高通特性并且会引起在闭合的控制回路中的振动倾向。但是可能地，将所述电路设计为，使得所述电路如相位提升的环节地起作用，这导致在闭合的控制回路中的稳定的作用。
附图说明
以下借助所附的附图详细地阐明本发明。在此示出：
图1示出根据本发明的电路装置，其具有双向的升降压直流电压转换器和用于模拟经过直流电压转换器的存储扼流圈的电流的根据本发明的电路。
具体实施方式
图1中示出的根据本发明的电路装置在功率部件中包括双向的升降压直流电压转换器。在所述功率部件中或者在直流电压转换器中将第一电网的电压转换成第二电网的电压或者相反地将第二电网的电压转换成第一电网的电压。通过相应地激励直流电压转换器的可控开关元件W1、W2能够控制能量流。除了可控开关元件W1、W2之外，直流电压转换器包括按已知的布置并联于开关元件设置的二极管D1、D2、第一电容器C1、存储扼流圈L1和第二电容器C2。在第一输入和输出端N1上与在第二输入和输出端N2上一样能够施加相对于地的电压。第一输入和输出端N1经由测量电阻R与存储扼流圈L1与第一电容器C1之间的节点P连接。
可控开关元件W1、W2的控制通过控制装置S进行。
双向升降压直流电压转换器能够以已知的方式和方法来运行，以便将能量从第一电网传递至第二电网，反之亦然。
开关装置除包括功率部件（即直流电压转换器）之外还包括用以能够部分地模拟经过直流电压转换器的存储扼流圈L1的电流的电路。
该电路包括用于部分地模拟流经存储扼流圈L1的电流的直流部分的第一装置1。除了所述第一装置1之外，该电路包括用于模拟流经存储扼流圈L1的电流的交流部分的第二装置2。
第一装置1包括用于产生第一信号的第一元件11，所述第一信号对应于经过存储扼流圈L1的电流的所测得的直流部分。为此，第一元件11包括两个反并联连接的跨导放大器OTA1a、OTA1b，将在测量电阻R上降落的电压输送给所述跨导放大器的输入端。根据流经测量电阻R的电流的电流方向，通过其中一个跨导放大器或者通过另一跨导放大器OTA1a、OTA1b产生下述电流，所述电流通过由电容器C3和电阻R3构成的并联电路来平滑并且转换成电压。在所述并联电路上降落的电压作为第一信号U1来提供。
流经存储扼流圈L1的电流的交流部分在下面通过第二装置2形成：
首先，借助用于模拟在存储扼流圈L1上降落的电压的元件21模拟电压信号U3、即通过在存储扼流圈L1上降落的电压模拟的第三信号。所述元件包括可控开关元件sw_BOOST，所述可控开关元件由控制装置S在直流电压转换器的升压运行中闭合。然后，在第一输入和/或输出端上的电压在电路的节点K上提供作为第三信号U3。
用于模拟在存储扼流圈L1上降落的电压的元件包括减法器25，所述减法器将在第一输入和/或输出端N1上的电压从在第二输入和/或输出端N2上的电压中减去。减法器25的输出端经由可控开关元件sw_Buck与节点K连接。可控开关元件sw_Buck在直流电压转换器的降压运行中由控制装置S激励以闭合。然后，减法器25的输出电压作为第三信号U3施加在节点K上。
第三信号U3借助用于积分的元件22来积分，以便产生第四信号。为此，第三信号U3控制可控电流源G1，所述可控电流源的电流经由电容器C和另一可控开关元件SW_C构成的并联电路来输送。根据经过存储扼流圈1的电流是上升还是下降，电容器C在可控开关元件SW_C打开时被充电或者经由闭合的可控开关元件SW_C来放电。开关元件SW_C的打开和闭合与直流电压转换器的开关元件W1和W2的开关同步地进行。在电容器C上的电压形成第四信号U4，所述第四信号模拟经过存储扼流圈L1的电流的移动了交流部分的峰值的交流部分。
借助于用于检测振动宽度的检测器D从第四信号U4中产生第六信号U6，所述第六信号给定第四信号的振动宽度。借助于运算放大器OP4将振动宽度减半，以便因此得到通过第五信号U5所提供的峰值。
第一信号U1、第四信号和第五信号U5借助于用于组合的装置3组合成所寻找的、模拟经过存储扼流圈的电流的信号U（I_L）。在此，通过用于组合的装置的减法器31首先将辅助变量Uh通过减去第五信号U5而从第一信号U1中减去。然后，将辅助变量与第四信号U4相加并且第四信号U4和辅助信号Uh之和形成模拟经过存储扼流圈L1的电流的信号U（I_L）。
控制装置S优选具有指示通过直流电压转换器的能量传递的方向的输入端。此外，控制装置S具有输入端，经由所述输入端将脉冲宽度调制的信号PWM输送给控制装置。所述信号PWM能够由PW调制器M从模拟经过存储扼流圈L1的电流的信号U（I_L）和控制信号中产生。
附图标记表
N1        直流电压转换器的第一输入和输出端
N2        直流电压转换器的第二输入和输出端
C1        直流电压转换器的N1侧的电容器
C2        直流电压转换器的N2侧的电容器
D1        直流电压转换器的二极管
D2        直流电压转换器的二极管
W1        直流电压转换器的可控开关元件
W2        直流电压转换器的可控开关元件
L1        直流电压转换器的存储扼流圈
R         测量电阻
OTA1a，   跨导放大器
OTA1b
R3        用于电流电压转换的电阻
C3        平滑电容器
sw_Boost  可控开关元件
sw_Buck
P         直流电压转换器的节点
G1        可控电流源
C         积分电容器
SW_C      可控开关元件
D         用于检测振动宽度的检测器
OP4       用于产生峰值的运算放大器
1         用于产生第一信号U1的装置
11        第一装置的用于产生第三信号U3的第一元件
2         用于产生第二信号U2的或者用于产生第二信号U2的分量的第二装置
21        第二装置的用于产生第三信号U3的元件
22        第二装置的用于积分和产生第四信号U4的元件
23        第二装置的用于产生第五信号U5的元件
K         在第二装置的用于产生第三信号U3的元件中的第一节点
3         用于将直流部分（第一信号U1）和交流部分（第二信号U2）或者第一信号U1和第二信号U2的分量组合的装置
31        减法器
32        加法器
U1至U5    第一至第五信号
Uh        辅助信号
S         控制装置
M         PWM调制器

Claims (10)

1.用于至少部分模拟经过直流电压转换器的存储扼流圈（L1）的电流的电路，所述直流电压转换器尤其是双向直流电压转换器、例如双向升降压转换器，所述电路具有用于与第一电网连接的第一输入和/或输出端（N1）和用于与第二电网连接的第二输入和/或输出端（N2），其中，所述电路包括：
-用于产生第一信号（U1）的第一装置（1），所述第一装置检测或者模拟经过存储扼流圈（L1）的电流的直流部分，其中，第一装置（1）包括用于产生第一信号（U1）的第一元件（11），
-用于产生第二信号或第二信号的分量的第二装置（2），所述第二装置模拟经过存储扼流圈（L1）的电流的交流部分，和
-用于将第一信号（U1）和第二信号或者将第一信号（U1）或第二信号的分量组合成至少部分模拟经过存储扼流圈的电流的信号（U（I_L））的第三装置（3），
其特征在于，
第一装置（1）的第一元件（11）包括测量电阻（R），其中，测量电阻（R）一方面与存储扼流圈（L1）和第一电容器（C1）连接并且另一方面与第一输入和输出端（N1）连接。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，第一装置（1）的第一元件（11）具有两个反并联连接的跨导放大器（OTA1a，OTA1b），在测量电阻（R）上降落的电压被输送给所述跨导放大器。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，跨导放大器（OTA1a，OTA1b）的输出能够经由一个或多个转换元件（R3，C3）转换成电压，其中，所述电压作为第一信号（U1）能够在所述一个或多个转换器元件（R3，C3）上截取。
4.根据权利要求1至3之一所述的电路，其特征在于，第二装置（2）具有用于根据施加在第一输入和/或输出端（N1）上和/或施加在第二输入和/或输出端（N2）上的电压产生第三信号（U3）的元件（21）。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，第二装置（2）能够激励元件（22），使得在升压运行中能够根据施加在第一输入和/或输出端（N1）上的电压产生第三信号（U3）和/或在降压运行中能够根据第一输入和/或输出端（N1）与第二输入和/或输出端（N2）之间的电压差产生第三信号（U3）。
6.根据权利要求3或4所述的电路，其特征在于，第二装置（2）具有用于对第三信号（U3）积分的元件（22），借助所述元件能够产生第四信号（U4）。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，第二装置（2）包括用于根据第四信号（U4）产生第五信号（U5）的元件（23），所述元件模拟经过存储扼流圈（L1）的电流的交流部分的峰值。
8.根据权利要求1至7之一所述的电路，其特征在于，第三装置（3）具有用于将第五信号（U5）从第一信号（U1）中减去以产生辅助信号（Uh）的元件（31）。
9.根据权利要求6至8之一所述的电路，其特征在于，用于积分的元件（22）具有能够由第三信号（U3）控制的电流源（G1）和以串联于能够控制的所述电流源（G1）的方式具有由可控开关元件（SW_C）和电容器（C）构成的并联电路。
10.电路装置，其包括直流电压转换器和用于模拟经过直流电压转换器的存储扼流圈（L1）的电流的电路，所述直流电压转换器尤其是双向直流电压转换器、例如双向升降压转换器，其特征在于，用于模拟电流的所述电路根据权利要求1至9之一构成。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110573372A (zh) * 2017-03-23 2019-12-13 黑拉有限责任两合公司 使用一个ac/dc转换器实现用于电动车辆的快速电池充电和马达驱动的装置

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012107442A1 (de) * 2012-08-14 2014-05-15 Hella Kgaa Hueck & Co. Steuergerät für einen Auf- und Abwärtswandler
DE102012108149A1 (de) * 2012-09-03 2014-03-06 Hella Kgaa Hueck & Co. Flusskompensation für Fluss-Nachbildungen für mehrphasige Gleichspannungswandler
DE102012108150A1 (de) * 2012-09-03 2014-03-06 Hella Kgaa Hueck & Co. Mehrphasiger Gleichspannungswandler mit Schaltungsanordnung zum Nachbildeneines magnetischen Flusses durch zumindest zwei Induktivitäten
DE102013101400A1 (de) * 2013-02-13 2014-08-14 Hella Kgaa Hueck & Co. Gleichspannungswandler
DE102013102269A1 (de) * 2013-03-07 2014-09-11 Hella Kgaa Hueck & Co. Gleichspannungswandler mit Schaltung zum Nachbilden eines Stroms durch eine Speicherdrossel mit nichtlinearer Slope-Kompensation
DE102013210641A1 (de) 2013-06-07 2014-12-11 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Verfahren zum Einstellen einer Stromstärke zum Betreiben einer Halbleiterlichtquelle einer Beleuchtungseinrichtung
TWI544302B (zh) * 2014-06-05 2016-08-01 台達電子工業股份有限公司 電壓轉換器及電壓轉換方法
CN105226922B (zh) * 2014-06-05 2018-03-09 台达电子工业股份有限公司 电压转换器及电压转换方法
DE102015100022A1 (de) * 2015-01-05 2016-07-07 Hella Kgaa Hueck & Co. Schaltungsanordnung zum zumindest abschnittsweise Nachbilden eines magnetischen Flusses durch zumindest zwei Induktivitäten eines mehrphasigen Gleichspannungswandlers
DE102015100023A1 (de) * 2015-01-05 2016-07-07 Hella Kgaa Hueck & Co. Schaltungsanordnung zum zumindest abschnittsweise Nachbilden eines magnetischen Flusses durch Induktivitäten eines Gleichspannungswandlers mit mehreren Phasen
JP2017017467A (ja) * 2015-06-30 2017-01-19 株式会社東芝 積分器、ａｄ変換器、及び放射線検出装置
KR101709875B1 (ko) * 2015-12-16 2017-02-23 한양대학교 산학협력단 시간 영역에서 제어되는 dc-dc 컨버터 및 이에 사용되는 스위칭 제어 장치
US10601323B2 (en) * 2017-12-15 2020-03-24 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Peak current detection for compensating errors in a power converter
JP6993207B2 (ja) * 2017-12-20 2022-01-13 Fdk株式会社 双方向スイッチング電源用の電流検出装置
US20240146199A1 (en) * 2022-10-27 2024-05-02 Texas Instruments Incorporated Voltage balancing in half-bridge voltage converter

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN88100072A (zh) * 1987-01-09 1988-07-20 梅兰日兰公司 反相器输出变压器初级线圈电流的测量电路
US20050168199A1 (en) * 2003-12-12 2005-08-04 Lumileds Lighting U.S., Llc DC-to-DC converter
US20060152874A1 (en) * 2005-01-10 2006-07-13 Linear Technology Corporation DC/DC converter with current limit protection
US20100131219A1 (en) * 2008-11-21 2010-05-27 Stewart Kenly Digital compensator for power supply applications
CN101764516A (zh) * 2008-09-30 2010-06-30 凹凸电子（武汉）有限公司 电源系统、供电方法以及显示系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5498984A (en) 1994-09-30 1996-03-12 Maxim Integrated Products High side, current sense amplifier using a symmetric amplifier
FR2729516B1 (fr) 1995-01-13 1997-04-18 Sextant Avionique Convertisseurs de tension bidirectionnels de type continu-continu et capteur de courant
US7403200B2 (en) * 2003-05-30 2008-07-22 International Rectifier Corporation Current sensing bi-directional switch and plasma display driver circuit
US7282894B2 (en) * 2004-08-25 2007-10-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for performing lossless sensing and negative inductor currents in a high side switch
DE102006039411B4 (de) * 2006-08-23 2012-12-06 Schneider Electric Motion Deutschland Gmbh & Co. Kg Messvorrichtung zur Messung eines elektrischen Stroms
US8085024B2 (en) 2008-04-29 2011-12-27 Exar Corporation Self-tuning digital current estimator for low-power switching converters
TWI384736B (zh) * 2009-07-15 2013-02-01 Delta Eletronics Inc 具電流檢測電路之無橋功率因數校正電路系統及其方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN88100072A (zh) * 1987-01-09 1988-07-20 梅兰日兰公司 反相器输出变压器初级线圈电流的测量电路
US20050168199A1 (en) * 2003-12-12 2005-08-04 Lumileds Lighting U.S., Llc DC-to-DC converter
US20060152874A1 (en) * 2005-01-10 2006-07-13 Linear Technology Corporation DC/DC converter with current limit protection
CN101764516A (zh) * 2008-09-30 2010-06-30 凹凸电子（武汉）有限公司 电源系统、供电方法以及显示系统
US20100131219A1 (en) * 2008-11-21 2010-05-27 Stewart Kenly Digital compensator for power supply applications

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110573372A (zh) * 2017-03-23 2019-12-13 黑拉有限责任两合公司 使用一个ac/dc转换器实现用于电动车辆的快速电池充电和马达驱动的装置
CN110573372B (zh) * 2017-03-23 2023-07-21 黑拉有限责任两合公司 用于对电池充电以及驱动电动马达的电功率转换装置

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Publication number Publication date
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CN103348575B (zh) 2016-11-02
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EP2673869B1 (de) 2016-04-06
US20140347029A1 (en) 2014-11-27
DE102010061042A1 (de) 2012-06-06
WO2012076457A1 (de) 2012-06-14

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