CN107979265A - 交错式电源及对应的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交错式电源及对应的控制方法。根据本发明的一些方面,公开了示例性交错式电源及对应的控制方法。示例性交错式电源包括输入端子,输出端子,以及联接在输入端子与输出端子之间的第一相位电路。第一相位电路包括第一电感器和第一开关。电源还包括联接在输入端子与输出端子之间的第二相位电路。第二相位电路包括第二电感器和第二开关。电源还包括至少一个电流传感器,以及控制器,当感测的输出电流低于电流阈值时,控制器能够操作以在交错模式下控制第一相位电路和第二相位电路,以及当感测的输出电流高于电流阈值时,控制器能够操作以在同相模式下控制第一相位电路和第二相位电路。
Description
技术领域
本发明涉及包括交错式功率因数校正(PFC)电路的交错式电源及对应的控制方法。
背景技术
本部分提供与本发明相关的背景信息,该背景信息不一定是现有技术。
交错式功率因数校正(PFC)电路电源包括在不同相位向负载提供电力的多个转换器相位电路。交错式PFC电路电源能够在电源的输出端处减少电流纹波。在某些条件下,通过交错式PFC电路电源的不同相位的电流可能会变得不平衡。
发明内容
本部分提供了本发明的概括性总结,且不是本发明的全部范围或本发明的所有特征的全面公开。
概念1:一种交错式电源,包括:
输入端子,所述输入端子用于接收输入电压;
输出端子,所述输出端子用于向负载提供输出电流;
第一相位电路,所述第一相位电路联接在所述输入端子与所述输出端子之间,所述第一相位电路包括第一电感器以及联接到所述第一电感器的第一开关;
第二相位电路,所述第二相位电路联接在所述输入端子和所述输出端子之间,所述第二相位电路包括第二电感器以及联接到所述第二电感器的第二开关;
至少一个电流传感器,所述电流传感器联接到所述输出端子以感测所述输出电流;以及
控制器,所述控制器联接到所述电流传感器、所述第一开关以及所述第二开关,当感测的所述输出电流低于电流阈值时,所述控制器能够操作以在交错模式下控制所述第一相位电路和所述第二相位电路,以及当感测的所述输出电流高于所述电流阈值时,所述控制器能够操作以在同相模式下控制所述第一相位电路和所述第二相位电路。
概念2:根据概念1所述的电源,其中,所述第一相位电路包括联接到所述第一电感器的第一二极管,并且所述第二相位电路包括联接到所述第二电感器的第二二极管。
概念3:根据概念1或2所述的电源,其中,所述第一开关是场效应晶体管,并且所述第二开关是场效应晶体管。
概念4:根据概念1-3中任一项所述的电源,其中,所述第一相位电路和所述第二相位电路并联联接。
概念5:根据概念1-4中任一项所述的电源,其中,所述第一相位电路包括升压转换器拓扑,并且所述第二相位电路包括升压转换器拓扑。
概念6:根据概念1-5中任一项所述的电源,其中,所述电流阈值是通过所述第一相位电路的电流与通过所述第二相位电路的电流不平衡时的输出电流值。
概念7:根据概念1-6中任一项所述的电源,其中,所述电流阈值是所述第一电感器和所述第二电感器中的至少一者处于饱和状态时的输出电流值。
概念8:根据概念1-7中任一项所述的电源,其中,所述电流阈值是所述电源的电流极限值。
概念9:根据概念8所述的电源,其中,所述控制器用于在所述控制器从所述交错模式切换到所述同相模式时增大所述电流极限值。
概念10:根据概念9所述的电源,其中,所述同相模式下的所述电流极限值是所述交错模式下的所述电流极限值的约两倍。
概念11:根据概念1-10中任一项所述的电源,其中,所述控制器能够操作以在所述交错模式期间在连续操作模式下控制所述第一相位电路和所述第二相位电路。
概念12:根据概念1-11中任一项所述的电源,其中,所述控制器能够操作以在所述交错模式期间在临界操作模式下控制所述第一相位电路和所述第二相位电路。
概念13:根据概念1-12中任一项所述的电源,其中,所述至少一个电流传感器是联接到所述第一相位电路以感测通过所述第一相位电路的电流的第一电流传感器,所述电源还包括联接到所述第二相位电路以感测通过所述第二相位电路的电流的第二电流传感器。
概念14:根据概念1-13中任一项所述的电源,其中,所述控制器能够操作以在所述输出电流超过所述电流阈值之后的固定时段时,将所述第一相位电路和所述第二相位电路的操作从所述同相模式改变到所述交错模式。
概念15:根据概念14所述的电源,其中,所述固定时段在大约二十毫秒和大约五十毫秒之间。
概念16:根据概念1-15中任一项所述的电源,其中,一旦所述输出电流减小到低于指定的电流值时,所述控制器能够操作以将所述第一相位电路和所述第二相位电路的操作从所述同相模式改变到所述交错模式。
概念17:根据概念16所述的电源,其中,所述指定的电流值与所述电流阈值基本上相同。
概念18:根据概念16所述的电源,其中,所述指定的电流值小于所述电流阈值。
概念19:根据概念1-18中任一项所述的电源,其中,所述输入电压是AC 输入电压,并且所述控制器能够操作以在所述AC输入电压的大约过零点处,将所述第一相位电路和所述第二相位电路的操作从所述同相模式改变到所述交错模式。
概念20:一种控制交错式电源的方法,所述电源包括用于接收输入电压的输入端子、用于向负载提供输出电流的输出端子、联接在所述输入端子和所述输出端子之间的第一相位电路、以及联接在所述输入端子和所述输出端子之间的第二相位电路,所述第一相位电路包括第一电感器和联接到所述第一电感器的第一开关,所述第二相位电路包括第二电感器和联接到所述第二电感器的第二开关,所述方法包括:
在所述输出端子处感测输出电流;
当感测的所述输出电流低于电流阈值时,控制所述第一相位电路和所述第二相位电路在交错模式下操作;以及
当感测的所述输出电流高于所述电流阈值时,控制所述第一相位电路和所述第二相位电路在同相模式下操作。
概念21:根据概念20所述的方法,其中:
所述第一相位电路包括联接到所述第一电感器的第一二极管;
所述第二相位电路包括联接到所述第二电感器的第二二极管;
所述第一开关是场效应晶体管;
所述第二开关是场效应晶体管;以及
所述第一相位电路和所述第二相位电路并联联接。
概念22:根据概念20或21所述的方法,其中,所述电流阈值是通过所述第一相位电路的电流与通过所述第二相位电路的电流不平衡时的输出电流值。
概念23:根据概念20-22中任一项所述的方法,其中,所述电流阈值是所述第一电感器和所述第二电感器中的至少一者处于饱和状态时的输出电流值。
概念24:根据概念20-23中任一项所述的方法,其中,所述电流阈值是所述电源的电流极限值。
概念25:根据概念24所述的方法,还包括:
当从所述交错模式切换到所述同相模式时增大所述电流极限值。
概念26:根据概念25所述的方法,其中,所述同相模式下的所述电流极限值是所述交错模式下的所述电流极限值的约两倍。
概念27:根据概念20-26中任一项所述的方法,其中,在交错模式下控制所述第一相位电路和所述第二相位电路包括在连续操作模式下控制所述第一相位电路和所述第二相位电路。
概念28:根据概念20-27中任一项所述的方法,其中,在交错模式下控制所述第一相位电路和所述第二相位电路包括在临界操作模式下控制所述第一相位电路和所述第二相位电路。
概念29:根据概念20-28中任一项所述的方法,其中,所述感测输出电流包括感测所述第一相位电路的输出电流,所述方法还包括感测所述第二相位电路的输出电流。
概念30:根据概念20-29中任一项所述的方法,还包括:
在所述输出电流超过所述电流阈值之后的固定时段时,将所述第一相位电路和所述第二相位电路的操作从所述同相模式改变到所述交错模式。
概念31:根据概念30所述的方法,其中,
所述固定时段在大约二十毫秒和大约五十毫秒之间。
概念32:根据概念20-31中任一项所述的方法,还包括:
一旦所述输出电流减小到低于指定的电流值时,将所述第一相位电路和所述第二相位电路的操作从所述同相模式改变到所述交错模式。
概念33:根据概念32所述的方法,其中,所述指定的电流值与所述电流阈值基本上相同。
概念34:根据概念32所述的方法,其中,所述指定的电流值小于所述电流阈值。
概念35:根据概念20-34中任一项所述的方法,其中,所述输入电压是AC 输入电压,所述方法还包括:在所述AC输入电压的大约过零点处,将所述第一相位电路和所述第二相位电路的操作从所述同相模式改变到所述交错模式。
根据本发明的一个方面,交错式电源包括用于接收输入电压的输入端子、用于向负载提供输出电流的输出端子、联接在所述输入端子和所述输出端子之间的第一相位电路。所述第一相位电路包括第一电感器和联接到所述第一电感器的第一开关。所述电源还包括联接在所述输入端子与所述输出端子之间的第二相位电路。所述第二相位电路包括第二电感器和联接到所述第二电感器的第二开关。所述电源还包括至少一个电流传感器和控制器,所述电流传感器联接到所述输出端子以感测所述输出电流,所述控制器联接到所述电流传感器、所述第一开关和所述第二开关。当感测的所述输出电流低于电流阈值时,所述控制器能够操作以在交错模式下控制所述第一相位电路和所述第二相位电路,以及当感测的所述输出电流高于所述电流阈值时,所述控制器能够操作以在同相模式下控制所述第一相位电路和所述第二相位电路。
根据本发明的另一方面,公开了一种控制交错式电源的方法,所述电源包括用于接收输入电压的输入端子、用于向负载提供输出电流的输出端子、联接在所述输入端子和所述输出端子之间的第一相位电路、以及联接在所述输入端子和所述输出端子之间的第二相位电路,所述第一相位电路包括第一电感器和联接到所述第一电感器的第一开关,所述第二相位电路包括第二电感器和联接到所述第二电感器的第二开关,所述方法包括:在所述输出端子处感测输出电流;当感测的所述输出电流低于电流阈值时,在交错模式下控制所述第一相位电路和所述第二相位电路;当感测的所述输出电流高于所述电流阈值时,在同相模式下控制所述第一相位电路和所述第二相位电路。
从本文提供的描述中,其它方面和应用范围将变得明显。应当理解,本发明的各个方面和特征可以单独实施或者与一个或多个其它方面和特征组合实施。还应当理解,本文的描述和具体示例仅仅用于说明性目的,并不旨在限制本发明的范围。
附图说明
本文中所描述的附图仅用于所选实施方式而非所有可能的实现方式的说明性目的,且不意图限制本发明的范围。
图1为根据本发明的一个示例性实施方式的交错式电源的示意图。
图2为示出图1中电源的示例性控制信号和电感器电流的曲线图。
图3为示出图1中电源的示例性电感器电流在交错操作模式期间和同相操作模式期间的曲线图。
图4为根据本发明另一示例性实施方式的交错式电源的示意图。
贯穿附图中的多个视图,对应的附图标记指示对应的部分和/或特征。
具体实施方式
现在将参照附图更全面地描述示例性实施方式。
提供示例性实施方式,使得本发明将是透彻的且将向本领域的技术人员全面传达范围。提出多个具体细节,诸如具体部件、设备、和方法的示例,以提供对本发明的实施方式的透彻理解。对于本领域的技术人员来说显而易见的是,不需要采用具体细节,示例性实施方式可以以许多不同形式来体现,以及具体细节和示例性实施方式二者均不应当被理解为限制本发明的范围。在一些示例性实施方式中,没有详细地描述公知的过程、公知的设备结构、和公知的技术。
本文中所使用的术语仅出于描述特定示例性实施方式的目的且不意图进行限制。如本文中所使用,单数形式“一”和“该”可以意图也包括复数形式,除非上下文另有明确指示。术语“包括”、“包含”和“具有”是包含性的且因此指所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、和/或部件的存在,但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或附加。本文中所描述的方法步骤、过程和操作不应被理解为必须要求它们以所讨论或所示出的特定次序来执行,除非具体被认定为执行次序。也将理解,可以采用附加或替选步骤。
尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可以在本文中用于描述各种元件、部件、区域、层和/或区段,但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应当受这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或区段与另一个区域、层或区段区分。诸如“第一”、“第二”的术语和其它数字术语在本文中使用时不暗示顺序或次序,除非上下文有明确指示。因此,下文讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一区段可以被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二区段,而不脱离示例性实施方式的教导。
为了便于描述,在本文中可以使用空间相对术语,诸如“内部”、“外部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等,来描述如图中所示的一个元件或特征与其它的一个或多个元件或特征的关系。除了图中示出的取向之外,空间相对术语可以意图涵盖设备在使用或操作中的不同取向。例如,如果图中的设备被翻转,则描述为在其它元件或特征的“下方”或“下面”的元件将被取向为在该其它元件或特征的“上方”。因而,示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方两种取向。该设备可以被另外地取向(旋转90度或以其它取向旋转)且本文中所使用的空间相对描述符被相应地理解。
根据本发明的一个示例性实施方式的交错式电源在图1中示出,且总体上用附图标记100表示。如图1所示,交错式电源100包括用于从电压源接收输入电压的输入端子102,以及向负载提供输出电流的输出端子104。
电源100包括联接在输入端子102和输出端子之间的两个相位电路106和 108。相位电路106包括电感器110以及联接到电感器110的开关112。相位电路108包括电感器114以及联接到电感器114的开关116。
电源100还包括联接到输出端子104的电流传感器118,以感测电源100的输出电流。控制器120联接到电流传感器118、相位电路106的开关112、以及相位电路108的开关116。
当感测的输出电流低于电流阈值时,控制器120可操作以在交错模式下控制相位电路106和相位电路108,以及当感测的输出电流高于电流阈值时,控制器120可操作以在同相模式下控制相位电路106和相位电路108。
在一些实施方式中,电流阈值可以对应于通过相位电路106和相位电路108 的电流变得不平衡时的输出电流值。例如,在以较低输出电流值的正常操作期间,控制器120能够在交错操作模式下操作相位电路106和相位电路108,并且每个相位中的电流可以基本上平衡(例如,相等、在相对于彼此的公差范围内等)。一旦输出电流增大到电流阈值(例如,由于负载处的冲击电流等),则相位电路106可以比相位电路108传导更多的电流,反之亦然。
当通过相位电路106和相位电路108的电流变得不平衡时,传导较高电流的相位可能经历高电流应力,诸如电感器110或电感器114的电流上限、开关 112或开关116的电流上限等。如果电源100保持处于交错模式下,则使相位电路106和相位电路108再次变得平衡需要相当长的时间,并且相位电路中的部件可能经历长时间段的高电流应力。
为了减小相位电路106和相位电路108之间的不平衡电流,当输出电流达到电流阈值时,控制器120能够将相位电路106和相位电路108切换到同相操作模式。
在一些实施方式中,将操作模式从交错切换到同相可以包括增大电源的电流极限值。例如,电源100在交错操作模式期间的电流极限值可能不足以处理电源100在同相模式下被操作时的满载电流。一旦电源100在同相模式下变得更平衡,控制器120能够切换回交错操作模式。当切换到交错操作模式时,控制器120可以减小电源的电流极限值。
控制器120可以基于任一合适的条件将操作从同相模式切换到交错模式。例如,控制器120可以在同相模式下操作电源100达固定时段(例如,二十毫秒、五十毫秒等),然后将操作改变回交错模式。该固定时段可以对应于足以允许输出电流减小到低于电流阈值、减小到能够通过交错操作模式适当处理的值等的时段。
在一些实施方式中,当电源100的AC输入电压近似为零(例如,在AC输入电压的过零点处等)时,控制器120可以将操作从同相模式切换到交错模式。在这种情况下,输出电流应当极其低(例如,近似于零),并且控制器120能够切换到交错操作模式。如果输出电流稍后超过电流阈值,则控制器120能够再次改变到同相模式,并且然后在AC输入电压的下一个过零点处重置回交错模式。
在其它实施方式中,当输出电流减小到低于指定的值时,控制器120可以切换回交错操作模式。该指定的值可以与用于从交错模式改变到同相模式的电流阈值相似、可以低于用于从交错模式改变到同相模式的电流阈值(例如,以产生迟滞条件)等。例如,指定的电流值可以是大约零安培。
控制器120可以包括能够控制开关112和开关116以操作电源100的相位的任一合适的硬件和/或软件。例如,控制器120可以包括微处理器、微控制器、逻辑门、一个或多个集成电路、存储在存储器中的计算机可执行指令等。
输入端子102和输出端子104可以包括用于传递电压和/或电流的任一合适的电连接,包括但不限于电连接器、导线、电路节点等。
图2示出了图1中电源100的控制信号和电感器电流的示例波形。信号224 是来自控制器120的、去往相位电路106的开关112的控制信号,以及信号226 是来自控制器120的、去往相位电路108的开关116的控制信号。开关控制信号224和开关控制信号226是用于分别接通开关112和开关116的脉冲。在这种情况下,控制器120能够经由控制信号224和控制信号226操作相位电路106 和相位电路108。
图2还示出了通过相位电路106的电感器110的电流228以及通过相位电路108的电感器114的电流230。如图2所示,信号224或信号226的每个脉冲使得对应的电感器电流228或230增大。
图2示出了初始在交错模式下操作的控制信号224和控制信号226。例如,控制信号224和控制信号226使得相位电路106和相位电路108彼此之间成大约180度异相来操作。如图2所示,在交错模式下操作相位电路106和相位电路108可以使得电感器电流228和电感器电流230达到电流阈值222。
一旦电感器电流228和电感器电流230达到电流阈值222,则控制信号224 和控制信号226在点232处切换到同相操作模式。例如,控制信号224和控制信号226可以基本上同步操作以在基本上相同的相位中操作相位电路106和相位电路108。将控制信号224和控制信号226切换到同相操作模式可以使得电感器电流228和电感器电流230减小(例如,当它们变得更平衡时等)。
图3示出了在交错操作模式和同相操作模式期间电感器电流228和电感器电流230的示例值和示例相位。如图3所示,在交错操作期间,电感器电流228 和电感器电流230彼此之间成大约180度异相。每个电感器电流228和230都达到大约4A的电流峰值。在这种情况下,可以将电源的电流极限设置为大约 4.8A,以便交错操作模式能够以大约百分之二十裕度输送满载电流。
在同相操作期间,电感器电流228和电感器电流230具有大致相同的相位。每个电感器电流228和230都达到大约2A的电流峰值。在同相模式下,4.8A 的电流极限将为每个相位的电感器提供2.4A,从而仅输送4A负载需求中的大约60%。在这种情况下,当操作模式从交错切换到同相时,可以提高电流极限。例如,电流极限可以加倍到9.6A的值、电流极限可以被设置为低于双倍值(例如,约8A)等。一旦电源稳定(例如,电流在每个相位中基本上平衡等),可以将操作模式改变回交错模式,并且可将电流极限重置回4.8A。
图4示出了根据本发明的另一示例性实施方式的交错式电源400。如图4所示,交错式电源400从电压源Vs接收输入电压。电源的输出端联接到负载440 以向负载提供输出电流。电源还包括与负载440并联的输出电容器438。
电源400包括具有电感器410、开关412和二极管434的相位电路406。在这种情况下,相位电路406被布置在升压转换器拓扑中。电源400还包括具有电感器414、开关416和二极管436的相位电路408。相位电路408被布置在升压转换器拓扑中。
电压源Vs联接到可选的滤波器电路442。可选的滤波器电路442可以包括电磁干扰(EMI)滤波器、涌入电流限制器等。
可选的滤波器电路442联接到桥接电路并向该桥接电路提供输入电压Vin。在这种情况下,可以对来自电压源Vs的交流电流(AC)进行滤波和整流以向相位电路406和相位电路408提供直流电流(DC)。
电源400还包括用于感测电源400的输出电流的电流传感器418。当感测的输出电流低于电流阈值时,相位电路406和相位电路408可以在交错模式下操作。当感测的输出电流高于电流阈值时,相位电路406和相位电路408可以在同相模式下操作。
如图4所示,相位电路406和相位电路408是并联的。因此,电源400是具有两个相位的交错式功率因数校正(PFC)电路电源。如应显而易见的,其它实施方式可以包括多于两个的相位、可以具有不是并联的相位电路、可以不包括功率因数校正(PFC)电路等。
开关412和开关416示出为场效应晶体管(FET)开关。如应显而易见的,其它实施方式可以包括其它类型的开关、每个相位电路多于一个的开关等。
尽管相位电路406和相位电路408示出为升压转换器拓扑,其它实施方式可以包括具有其它转换器拓扑的相位电路。例如,在一些实施方式中,相位电路可以包括与降压转换器联接的升压转换器等。
电流传感器418可以是能够感测输出电流的任一合适的电流传感器(例如,感测电阻器等)。尽管图4仅示出了一个电流传感器418,其它实施方式可以包括多于一个电流传感器。例如,每个相位电路都可以包括联接到该相位电路的电流传感器以检测通过该相位电路的电流。控制器可以基于每个相位电路的电流值操作一个或多个相位电路。
电流阈值可以是用于将电源400的操作从交错模式改变到同相模式的任一合适的阈值。例如,如以上所描述的,电流阈值可以是通过电源的不同相位的电流不平衡时(例如,一个相位比另一相位传导多得多的电流等)的电流值。这可能会导致对相位电路中的一个或多个部件(诸如相位电路的电感器、相位电路的开关、相位电路的二极管等)的电流应力。
在一些实施方式中,电流阈值可以是相位电路中的电感器接近饱和状态(例如,电流达到电感器的最大电流值等)时的电流值。
电流阈值可以是电源的电流极限值。例如,如果去往负载的输出电流达到电源的电流极限值(例如,可以由一个相位电路电感器提供的最大电流),则电源可以从交错操作模式切换到同相操作模式。在这种情况下,可以增大电流极限以引起从交错操作到同相操作的变化。在一些实施方式中,当从交错操作切换到同相操作时,电流极限可以几乎翻倍。
在交错操作模式期间,电源可以以任一合适的交错式布置来操作相位电路。例如,可以以彼此之间成大约180度异相来操作相位电路、可以用其它相移来操作相位电路等。在交错操作期间,可以在连续模式下操作相位电路,在交错操作期间,可以在临界模式下操作相位电路等。
在另一实施方式中,公开了一种控制交错式电源的方法。该电源包括适于接收输入电压的输入端子、适于向负载提供输出电流的输出端子、联接在输入端子与输出端子之间的第一相位电路、以及联接在输入端子与输出端子之间的第二相位电路,第一相位电路包括第一电感器和联接到第一电感器的第一开关,第二相位电路包括第二电感器以及联接到第二电感器的第二开关。该方法包括:感测输出端子处的输出电流。当感测的输出电流低于电流阈值时,该方法包括在交错模式下控制第一相位电路和第二相位电路。当感测的输出电流高于电流阈值时,该方法包括在同相模式下控制第一相位电路和第二相位电路。
在一些实施方式中,第一相位电路可以包括联接到第一电感器的第一二极管,第二相位电路可以包括联接到第二电感器的第二二极管,第一开关可以是场效应晶体管,第二开关可以是场效应晶体管,第一相位电路和第二相位电路可以并联等。
电流阈值可以是通过第一相位电路的电流与通过第二相位电路的电流不平衡时的电流值、可以是第一电感器和第二电感器中的至少一者处于饱和状态时的电流值、可以是电源的电流极限值。
该方法可以包括当从交错模式切换到同相模式时,增大电流极限值。同相模式下的电流极限值可以为交错模式下的电流极限值的约两倍。
在交错模式下控制第一相位电路和第二相位电路可以包括在连续操作模式下控制第一相位电路和第二相位电路。在交错模式下控制第一相位电路和第二相位电路可以包括在临界操作模式下控制第一相位电路和第二相位电路。
在一些实施方式中,感测输出电流可以包括感测第一相位电路的输出电流,并且该方法可以还包括感测第二相位电路的输出电流。
该方法可以包括在输出电流超过电流阈值之后的固定时段时,将第一相位电路和第二相位电路的操作从同相模式改变到交错模式。该固定时段可以在大约二十毫秒和大约五十毫秒之间。
该方法可以包括一旦输出电流值减小到低于指定的电流值,则将第一相位电路和第二相位电路的操作从同相模式改变到交错模式。例如,指定的电流值可以与电流阈值基本上相同、指定的电流值可以小于电流阈值(例如,约零安培等)等。
在一些实施方式中,输入电压可以是AC输入电压。在这些情况下,该方法可以包括在AC输入电压的大约过零点处(例如,当AC输入为约零且对应的输出电流为约零时),将第一相位电路和第二相位电路的操作从同相模式改变到交错模式。
本文公开的任何示例性实施方式、方面和/或特征,可以与本文公开的任一其它的示例性实施方式、方面和/或特征适当组合使用,而不脱离本发明的范围。例如,本文描述的交错式电源可以使用其它方法来操作,本文描述的示例性控制方法可以用其它交错式电源实施等,而不脱离本发明的范围。
交错操作模式可以比同相操作模式提供更低的纹波电流,然而,交错式电源的不同相位在电流极限条件下(例如,一个相位电路的电感器可能处于饱和状态等)可能会变得不平衡。同相操作模式可以在电流极限条件下提供增大的电流平衡。然而,同相操作模式可以比交错操作模式提供更高的电流纹波。本文所描述的一些示例性实施方式可以解决与常规交错式电源电流极限控制相关联的问题,并且可以提供与交错操作和同相操作两者相关联的优点。
出于说明和描述的目的,已经提供了前述的实施方式的描述。这并不旨在穷举或限制本发明。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式,而是在可适用时,可以互换并且可以在所选择的实施方式中使用,即使没有具体示出或描述。特定实施方式的各个元件或特征也可以以多种方式变化。这些变化不应当视为背离本发明,并且这些修改旨在被包括在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种交错式电源,包括:
输入端子,所述输入端子用于接收输入电压;
输出端子,所述输出端子用于向负载提供输出电流;
第一相位电路,所述第一相位电路联接在所述输入端子与所述输出端子之间,所述第一相位电路包括第一电感器以及联接到所述第一电感器的第一开关;
第二相位电路,所述第二相位电路联接在所述输入端子和所述输出端子之间,所述第二相位电路包括第二电感器以及联接到所述第二电感器的第二开关;
至少一个电流传感器,所述电流传感器联接到所述输出端子以感测所述输出电流;以及
控制器,所述控制器联接到所述电流传感器、所述第一开关以及所述第二开关,当感测的所述输出电流低于电流阈值时,所述控制器能够操作以在交错模式下控制所述第一相位电路和所述第二相位电路,以及当感测的所述输出电流高于所述电流阈值时,所述控制器能够操作以在同相模式下控制所述第一相位电路和所述第二相位电路。
2.根据权利要求1所述的电源,其中,所述第一相位电路包括联接到所述第一电感器的第一二极管,并且所述第二相位电路包括联接到所述第二电感器的第二二极管。
3.根据权利要求1或2所述的电源,其中,所述第一开关是场效应晶体管,并且所述第二开关是场效应晶体管。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电源,其中,所述第一相位电路和所述第二相位电路并联联接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电源,其中,所述第一相位电路包括升压转换器拓扑,并且所述第二相位电路包括升压转换器拓扑。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电源,其中,所述电流阈值是通过所述第一相位电路的电流与通过所述第二相位电路的电流不平衡时的输出电流值。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的电源,其中,所述电流阈值是所述第一电感器和所述第二电感器中的至少一者处于饱和状态时的输出电流值。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的电源,其中,所述电流阈值是所述电源的电流极限值。
9.根据权利要求8所述的电源,其中,所述控制器用于在所述控制器从所述交错模式切换到所述同相模式时增大所述电流极限值。
10.根据权利要求9所述的电源,其中,所述同相模式下的所述电流极限值是所述交错模式下的所述电流极限值的约两倍。
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