CN111384956B - 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 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

通过使用Δ-∑调制器对电力转换器的控制回路进行数字化
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。
在一些实施例中，所述DC移除器的输出被配置为与所述第一数字滤波器和所述积分器两者并行的输入，其中所述第一数字滤波器的输出被配置为所述比例增益单元的输入，其中所述积分器的输出被配置为所述积分器增益单元的输入，其中所述比例增益单元和所述积分器增益单元两者的输出被配置为所述组合器单元的输入。
在一些实施例中，所述第一数字滤波器包括低通滤波器，其中所述低通滤波器滤除与所述控制回路的模拟实施方案类似的高频切换噪声。
在一些实施例中，所述控制回路另外包括(h)第二数字滤波器，其中所述第二数字滤波器的输出被配置为所述第一数字滤波器的输入，其中所述DC移除器的所述输出现在被重新配置为与所述第二数字滤波器和所述积分器两者并行的输入。
在一些实施例中，所述控制回路另外包括(h)第二数字滤波器，其中所述第二数字滤波器的输出被配置为与所述第一数字滤波器和所述积分器两者并行的输入，其中所述DC移除器的所述输出现在被重新配置为所述第二数字滤波器的输入。
在一些实施例中，所述第一数字滤波器包括以下中的一个或多个：(1)IIR(无限冲激响应)滤波器；(2)FIR(有限冲激响应)滤波器；(3)CIC(级联积分器梳状)滤波器；(4)抽取器，其中所述抽取器被配置成用于较低的采样频率；(5)不同类型的数字滤波器，其中所述第二数字滤波器包括以下中的一个或多个：(1)IIR(无限冲激响应)滤波器；(2)FIR(有限冲激响应)滤波器；(3)CIC(级联积分器梳状)滤波器；(4)抽取器，其中所述抽取器被配置成用于较低的采样频率；(5)不同类型的数字滤波器。
在一些实施例中，所述DC移除器的输出被配置为所述第一数字滤波器的输入，其中所述第一数字滤波器的输出被配置为与所述比例增益单元和所述积分器两者并行的输入，其中所述积分器的输出被配置为所述积分器增益单元的输入，其中所述比例增益单元和所述积分器增益单元两者的输出被配置为所述组合器单元的输入。
在一些实施例中，所述控制回路另外包括(h)第二数字滤波器，其中所述第二数字滤波器的输出被配置为所述第一数字滤波器的输入，其中所述DC移除器的所述输出现在被重新配置为所述第二数字滤波器的输入。
在一些实施例中，所述第一数字滤波器包括以下中的一个或多个：(1)IIR(无限冲激响应)滤波器；(2)FIR(有限冲激响应)滤波器；(3)CIC(级联积分器梳状)滤波器；(4)抽取器，其中所述抽取器被配置成用于较低的采样频率；(5)不同类型的数字滤波器。
在一些实施例中，所述第二数字滤波器包括以下中的一个或多个：(1)IIR(无限冲激响应)滤波器；(2)FIR(有限冲激响应)滤波器；(3)CIC(级联积分器梳状)滤波器；(4)抽取器，其中所述抽取器被配置成用于较低的采样频率；(5)不同类型的数字滤波器。
在一些实施例中，所述控制回路另外包括(i)放大器，其中所述放大器的输出被配置为所述Δ-∑调制器的输入。
本发明提供了一种用于提供电力转换器的控制回路的方法，所述方法包括：(a)执行Δ-∑调制，其中当所述电力转换器进行调节时，所述Δ-∑调制的输入处于所述Δ-∑调制的高参考电平与低参考电平之间；(b)执行第一数字滤波；(c)执行比例增益；(d)执行积分。
本发明提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括编码在非暂时性计算机可读介质中的可执行指令，所述可执行指令当由包括电力转换器的系统执行时实施或控制用于提供电力转换器的控制回路的方法，所述方法包括：(a)执行Δ-∑调制，其中当所述电力转换器进行调节时，所述Δ-∑调制的输入处于所述Δ-∑调制的高参考电平与低参考电平之间；(b)执行第一数字滤波；(c)执行比例增益；(d)执行积分。
以上概述并不旨在表示当前或未来权利要求组的范围内的每个示例实施例。下文在附图和具体实施方式中讨论了另外的示例实施例。根据以下结合附图进行的详细描述，本发明的实施例的其它方面和优点将会变得显而易见。
附图说明
图1示出了电力转换器的模拟控制回路的实施方案。
图2示出了根据本发明的一些实施例的Δ-∑调制器的基本实施方案。
图3示出了根据本发明的一些实施例的当输入恰好处于Δ-∑调制器的高参考电平与低参考电平之间的窗口的中间时的Δ-∑调制器的信号。
图4示出了根据本发明的一些实施例的当输入恰好处于Δ-∑调制器的高参考电平与低参考电平之间的窗口的75％处时的Δ-∑调制器的信号。
图5示出了根据本发明的一些实施例的当输入恰好处于Δ-∑调制器的高参考电平与低参考电平之间的窗口的25％处时的Δ-∑调制器的信号。
图6示出了根据本发明的一些实施例的Δ-∑调制器(和DC移除器)以及积分器。
图7A示出了根据本发明的一些实施例的一阶IIR(无限冲激响应)滤波器的第一实施方案。
图7B示出了根据本发明的一些实施例的一阶IIR(无限冲激响应)滤波器的第二实施方案。
图8示出了根据本发明的一些实施例的Δ-∑调制器(和DC移除器)以及PI控制器(比例-积分器控制器)的基本实施方案。
图9示出了根据本发明的一些实施例的添加到Δ-∑调制器(和DC移除器)以及PI控制器(比例-积分器控制器)的基本实施方案中的某种预滤波(例如，第二滤波器)的第一实施例。
图10示出了根据本发明的一些实施例的添加到Δ-∑调制器(和DC移除器)以及PI控制器(比例-积分器控制器)的基本实施方案中的某种预滤波(例如，第二滤波器)的第二实施例。
图11示出了根据本发明的一些实施例的添加到Δ-∑调制器(和DC移除器)以及PI控制器(比例-积分器控制器)的基本实施方案中的某种预滤波(例如，第二滤波器)的第三实施例。
图12示出了根据本发明的一些实施例的在Δ-∑调制器的基本实施方案前面添加放大器以放宽准确性要求。
图13示出了根据本发明的一些实施例的Δ-∑调制器和PI控制器(比例-积分器控制器)的所有可能实施方案的简化示意图。
图14示出了根据本发明的一些实施例的电力转换器的数字控制回路的实施方案。
图15示出了根据本发明的一些实施例的用于提供电力转换器的控制回路的方法的过程流程图。
具体实施方式
将容易理解的是，如本文中总体上描述的并且在附图中示出的实施例的组件可以被布置和设计成各种不同配置。因此，如附图中所表示的，以下对各个实施例的更详细描述并非旨在限制本公开的范围，而是仅表示各个实施例。虽然在附图中呈现了实施例的各个方面，但是除非特别指明，否则附图不一定按比例绘制。
在不偏离本发明的精神或基本特性的情况下，本发明可以以其它具体形式体现。所描述的实施例应在所有方面均仅被视为是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而非本详细描述指示。落入权利要求的同等含义和范围内的所有改变均应包含在权利要求的范围内。
在整个本说明书中对特征、优点或类似语言的提及并不暗示可以用本发明实现的所有特征和优点应当处于或处于本发明的任何单个实施例中。相反，提及特征和优点的语言应被理解为意味着结合实施例描述的具体特征、优点或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个本说明书中对特征和优点以及类似语言的讨论可以但不一定指代同一实施例。
此外，在一个或多个实施例中，本发明的所描述特征、优点和特性可以通过任何适合的方式组合。相关领域的技术人员将认识到，鉴于本文中的描述，可以在没有特定实施例的具体特征或优点中的一个或多个的情况下实践本发明。在其它情况下，在某些实施例中可以认识到可能并不存在于在本发明的所有实施例中的另外特征和优点。
如先前所描述的，大多数电力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。换句话说，使用模拟控制回路将在封装体上产生另外的外部组件和另外的引脚。另外，几乎不可能灵活地改变控制回路参数(例如，比例增益、积分因子等)。
此外，存在高电流充电的趋势。因此，在大多数情况下，需要CC模式(电流控制)，这意味着需要设置2个控制回路。这需要在IC(集成电路)封装体上产生另外的组件和另外的引脚。因此，用数字控制回路替代模拟控制回路的主要原因有以下3点：
1.通过使用数字控制回路代替模拟控制回路，IC封装体可以变得更小，并且可以减小引脚的数量。
2.通过使用数字控制回路代替模拟控制回路，对外部组件的需要减少。
3.通过使用数字控制回路代替模拟控制回路，可以基于系统的设置来优化控制特性。
实施数字回路将解决所讨论的问题。存在多个可以用于实施数字回路的解决方案，并且每个解决方案具有其自身的优点和缺点。
第一数字回路解决方案使用窗口(或多个窗口)来确定输出电压，并且当电压处于窗口外部时，控制采取动作。此方法的优点在于控制电路的简单化。此方法的缺点在于，对于适配器/充电器，纹波远大于输出电压的所需准确性。例如，5V输出电压需要具有1％到2％的准确性，而允许的纹波为100mVpp。因此，每个循环内电压都将超出窗口。使窗口更大将导致更大的纹波，因为在一些情况下系统将总是在窗口内循环。
第二数字回路解决方案使用闪速型ADC或逐次逼近ADC对电压进行采样。此方法仅仅在采样频率远大于转换器的切换频率时才有效，但是这会产生较高的电流消耗。克服这种情况的方法是样本矩何时与转换器的切换循环同步。此方法非常适用于固定频率系统，但是当想要实施频率降低或突发模式以在低功率下保持高效率时，需要另外的样本矩，这使实施方案变得复杂。使采样频率接近切换频率(不同步)会由于输出电压的纹波而使控制属性变差。输出电压纹波由开关模式电源(SMPS)的切换引起。
第三数字回路解决方案使用Δ-∑调制器。本说明书所公开的发明基本上遵循此解决方案，也使用Δ-∑调制器。
Δ-∑ADC是以远高于SMPS的切换频率的频率运行的1位AD(模数)转换器。这种类型的AD转换器的主要优点在于，对设定值的调节是准确的，因为Δ-∑调制器具有积分输入，所述积分输入确保DC电平不会丢失。采样频率可能非常高，因此其不必与SMPS的切换频率同步。因此，当SMPS处于频率降低模式和突发模式时，此方法很好地起作用。
用Δ-∑调制器测量输出电压的缺点在于，当测量输出电压时，会生成低频分量，需要滤除所述低频分量以得到稳定的控制信号。这种滤波会产生延迟，所述延迟会降低调节回路的相位裕度。
本说明书所公开的发明已经通过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来克服“滤波产生延迟”的这个缺点。通过满足此条件，本发明能够使(由于滤波引起的)延迟最小化。
如先前段落中描述的，本说明书所公开的发明使用Δ-∑调制器对控制回路进行数字化。在图2中，示出了Δ-∑调制器(200)的基本示意图。
在输入处，存在差分放大器AMP1，之后是积分器INT1。由比较器COMP1将积分器的输出与参考电平(Vref_1)进行比较。由D触发器DFF1以时钟的频率对比较器的输出进行采样。当D触发器的输出(OUT)为高时，由开关S1将差分放大器的负输入切换为Vref高(Vrefhigh)电平。当D触发器的输出(OUT)为低时，将差分放大器的负输入切换为Vref低(Vref_low)电平。
用Δ-∑调制器对DC(直流)信号进行数字化将产生0和1的序列。在图3中，给出了当输入电压(IN)恰好处于Vref高与Vref低的中间(即，Vi＝(Vref高+Vref低)/2)时的输出信号(OUT)和时钟信号(CLK)。注意，对于输出信号(OUT)，1与0的比率是1∶1(这相当于50％：50％)。
在图4中，给出了当输入电压恰好处于Vref高与Vref低之间的75％(即，Vi＝3/4*Vref高+1/4*Vref低)时的输出信号(OUT)和时钟信号(CLK)。注意，对于输出信号(OUT)，1与0的比率是3∶1(这相当于75％：25％)。
在图5中，给出了当输入电压恰好处于Vref高与Vref低之间的25％(即，Vi＝1/4*Vref高+3/4*Vref低)时的输出信号(OUT)和时钟信号(CLK)。注意，对于输出信号(OUT)，1与0的比率是1∶3(这相当于25％：75％)。
基于图3-5，可以看到，当输入(1N)处于Vref高与Vref低的中间(即，图3，其中Vi＝(Vref高+Vref低)/2)时，输出具有可以更容易滤除的最高频率。这还将产生控制回路的最小延迟。
因此，在本发明中，将描述一种方法，所述方法确保在控制回路稳定时，系统恰好处于范围的中间。在此方法中，可以发现可以将Δ-∑调制器的输出频率最大化的高效解决方案。
在一些实施例中，本发明提供了一种电力转换器的控制回路，所述控制回路可以包括：(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。
在一些实施例中，当所述电力转换器进行调节时，所述Δ-∑调制器的所述输入可以基本上处于所述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，当所述电力转换器进行调节时，所述Δ-∑调制器的所述输入可以恰好处于所述Δ-∑调制器的所述高参考电平与所述低参考电平之间的中点处。在一些实施例中，当所述电力转换器进行调节时，所述Δ-∑调制器的所述输入可以接近或靠近所述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。
图6示出了根据本发明的一些实施例的Δ-∑调制器(和DC移除器)以及积分器。在图6中，Δ-∑调制器(Δ∑)被标记为元件610。DC移除器被标记为元件620。积分器被标记为元件650。
在大多数控制回路中，积分器用于使偏移误差等于0。在将积分器放置在Δ-∑调制器之后时，可以确定输入最终将处于Vref高与Vref低的中间，因为在Δ-∑调制器的输出处，1的数量应当等于0的数量。否则，积分器输出将上升或下降。
在一些实施例中，积分器可以简单地是向上/向下计数器，如图6所示。
对于大多数电力转换器而言，仅以补偿形式将积分器添加到网络中会使回路行为不稳定。因此，需要比例部件，并且应将PDM(脉冲密度调制)流转换为可以与比例因子相乘的数字。例如，不允许控制回路的相位裕度具有较大的延迟，因为较大的延迟会降低控制回路的相位裕度。
在一些实施例中，电力转换器的控制回路可以包括：(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；(d)积分器。
然而，对于大多数电力转换器而言，仅以补偿形式将积分器添加到网络中会使回路行为不稳定。因此，需要比例部件。因此，在一些实施例中，电力转换器的控制回路可以包括：(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，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。
图7A示出了根据本发明的一些实施例的一阶IIR(无限冲激响应)滤波器的第一实施方案(或第一实施例)。
图7B示出了根据本发明的一些实施例的一阶IIR(无限冲激响应)滤波器的第二实施方案(或第二实施例)。
当滤波器(如第一数字滤波器等)是一阶IIR(无限冲激响应)滤波器时，相位和增益的行为可以等于模拟实施方案并且不会产生另外的延迟。
在一些实施例中，第一数字滤波器可以包括以下之一：(1)IIR(无限冲激响应)滤波器；(2)FIR(有限冲激响应)滤波器；(3)CIC(级联积分器梳状)滤波器；(4)抽取器，其中所述抽取器被配置成用于较低采样频率；(5)不同类型的数字滤波器(即，不是IIR滤波器、FIR滤波器、CIC滤波器或抽取器)。当第一数字滤波器充当抽取器时，则此滤波器后面的电路可以处于较低速率。在较低速率下，可以放宽计算速度。
在一些实施例中，第一数字滤波器可以包括非抽取器滤波器和降低抽取器后面的电路的更新频率的抽取器滤波器。
因此，总体而言，对于一些实施例，第一数字滤波器可以包括以下中的一个或多个：(1)IIR(无限冲激响应)滤波器；(2)FIR(有限冲激响应)滤波器；(3)CIC(级联积分器梳状)滤波器；(4)抽取器，其中所述抽取器被配置成用于较低采样频率；(5)不同类型的数字滤波器(即，不是IIR滤波器、FIR滤波器、CIC滤波器或抽取器)。
图8示出了根据本发明的一些实施例的Δ-∑调制器(和DC移除器)以及PI控制器(比例-积分器控制器)的基本实施方案。此外，图8示出了与模拟控制回路具有相同行为的数字控制回路(具有PI控制器)的基本实施方案。
对于图8，在一些实施例中，电力转换器的控制回路可以包括：(a)Δ-∑调制器(Δ∑)810，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830；(c)比例增益单元840；(d)积分器850；(e)DC移除器820；(f)积分器增益单元860；以及(g)组合器单元870。
对于图8，在一些实施例中，Δ-∑调制器(Δ∑)810的输出是PDM(脉冲密度调制)，其中PDM由DC移除器820进一步处理，其中DC移除器的输出被配置为与第一数字滤波器830和积分器850两者并行的输入，其中第一数字滤波器830的输出被配置为比例增益单元840的输入，其中积分器850的输出被配置为积分器增益单元860的输入，其中比例增益单元840和积分器增益单元860两者的输出被配置为组合器单元870的输入。
IIR滤波器之前的某种预滤波可以使IIR滤波器的输出处的信号的噪声较小。此滤波器可以是FIR滤波器或IIR滤波器。截止频率高得多，使得传递函数由IIR滤波器确定。
图9示出了根据本发明的一些实施例的添加到Δ-∑调制器(和DC移除器)以及PI控制器(比例-积分器控制器)的基本实施方案中的某种预滤波(例如，第二滤波器)的第一实施例。
在图9中，如果未使用抽取器，则所有滤波器仍可以以与Δ-∑调制器的频率相同的频率运行。添加滤波器加上抽取器(例如，CIC滤波器，其为与插值器或抽取器组合的优化级FIR滤波器)，然后可以降低IIR滤波器的更新频率。在滤波系数P和I不是通过移位来实施的情况下，降低更新频率可以有助于降低电流消耗。例如，当P和I动作需要相乘或相除时。这些动作可能消耗大量电流。可以通过仅使数字值移位来产生仅乘以(或除以)因子2的简单数字乘法器(或除法器)。这不(或几乎不)需要另外的供电电流。因此，需要降低电流消耗。
对于图9，优选实施例可以是用于第一数字滤波器的IIR滤波器和用于第二数字滤波器的FIR滤波器加上抽取器。然而，对于图9，总体而言，第二数字滤波器与第一数字滤波器可以具有相同的滤波器拓扑结构选择。此外，第一数字滤波器和第二数字滤波器两者均可以具有抽取(即，用于较低采样频率的抽取器)。在较低采样频率下，可以放宽计算速度。
因此，在一些实施例中，第二数字滤波器可以包括以下之一：(1)IIR(无限冲激响应)滤波器；(2)FIR(有限冲激响应)滤波器；(3)CIC(级联积分器梳状)滤波器；(4)抽取器，其中所述抽取器被配置成用于较低采样频率；(5)不同类型的数字滤波器(即，不是IIR滤波器、FIR滤波器、CIC滤波器或抽取器)。当第二数字滤波器充当抽取器时，则此滤波器后面的电路可以处于较低速率。
在一些实施例中，第二数字滤波器可以包括非抽取器滤波器和降低抽取器后面的电路的更新频率的抽取器滤波器。
因此，总体而言，对于一些实施例，第二数字滤波器可以包括以下中的一个或多个：(1)IIR(无限冲激响应)滤波器；(2)FIR(有限冲激响应)滤波器；(3)CIC(级联积分器梳状)滤波器；(4)抽取器，其中所述抽取器被配置成用于较低采样频率；(5)不同类型的数字滤波器(即，不是IIR滤波器、FIR滤波器、CIC滤波器或抽取器)。
对于图9，在一些实施例中，电力转换器的控制回路可以包括：(a)Δ-∑调制器(Δ∑)910，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930；(c)比例增益单元940；(d)积分器950；(e)DC移除器920；(f)积分器增益单元960；(g)组合器单元970；以及(h)第二数字滤波器(980)。
对于图9，在一些实施例中，控制回路另外包括(h)第二数字滤波器(980)，其中第二数字滤波器(980)的输出被配置为第一数字滤波器(930)的输入，其中DC移除器(920)的输出现在被重新配置为与第二数字滤波器(980)和积分器(950)两者并行的输入。
图10示出了根据本发明的一些实施例的添加到Δ-∑调制器(和DC移除器)以及PI控制器(比例-积分器控制器)的基本实施方案中的某种预滤波(例如，第二滤波器)的第二实施例。
在图10中，第二滤波器(其包括抽取器)被放置成使得除了第一数字滤波器之外，积分器也可以以较低频率运行。因此，在图10中，所添加的第二滤波器(其包括抽取器)可以降低第一数字滤波器和积分器两者的更新频率。
对于图10，在一些实施例中，电力转换器的控制回路可以包括：(a)Δ-∑调制器(Δ∑)1010，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1030；(c)比例增益单元1040；(d)积分器1050；(e)DC移除器1020；(f)积分器增益单元1060；(g)组合器单元1070；以及(h)第二数字滤波器(1080)。
对于图10，在一些实施例中，控制回路另外包括(h)第二数字滤波器(1080)，其中第二数字滤波器(1080)的输出被配置为与第一数字滤波器(1030)和积分器(1050)两者并行的输入，其中DC移除器(1020)的输出现在被重新配置为第二数字滤波器(1080)的输入。
图11示出了根据本发明的一些实施例的添加到Δ-∑调制器(和DC移除器)以及PI控制器(比例-积分器控制器)的基本实施方案中的某种预滤波(例如，第二滤波器)的第三实施例。
在图11中，第一数字滤波器也放置在积分器前面。这不影响控制回路的行为。
对于图11，在一些实施例中，电力转换器的控制回路可以包括：(a)Δ-∑调制器(Δ∑)1110，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1130；(c)比例增益单元1140；(d)积分器1150；(e)DC移除器1120；(f)积分器增益单元1160；(g)组合器单元1170；以及(h)第二数字滤波器(1180)。
对于图11，在一些实施例中，DC移除器(1120)的输出被配置为第二数字滤波器(1180)的输入，其中第二数字滤波器(1180)的输出被配置为第一数字滤波器(1130)的输入，其中第一数字滤波器(1130)的输出被配置为与比例增益单元(1140)和积分器(1150)两者并行的输入，其中积分器(1150)的输出被配置为积分器增益单元(1160)的输入，其中比例增益单元(1140)和积分器增益单元(1160)两者的输出被配置为组合器单元(1170)的输入。
图12示出了根据本发明的一些实施例的在Δ-∑调制器的基本实施方案前面添加放大器以放宽准确性要求。
在将图8-11(或其它可能的系统)的实施方案(或实施例)放入闭环系统中时，设定值恰好处于Vref高与Vref低中间。在目标应用中，对这些电平的准确性要求非常高，因此放宽准确性要求的改进之一是在Δ-∑调制器前面添加差分放大器(如果需要的话，具有滤波)，如图12所示。
当电压Vin等于Vref时，差分放大器的输出恰好为Δ-∑调制器的参考电压的一半。使用“G”，可以设置放大器的增益。
在图12的情况下，控制回路的设定值通过Vref设置。Δ-∑的电压(Vref_Δ∑)没那么重要，因为添加了此电压的一半作为放大器的输出的偏移。图12的块的输入是Vin和Vref。
在图2的情况下，控制回路的设定值可以通过ref高和Vref低设置。调节电平恰好处于中间。因此，当限定Vref高＝Vref+ΔV并且Vref低＝Vref-ΔV时，图2的块的输入Vi等于(Vref高+Vref低)/2＝(Vref+ΔV+Vref-ΔV)/2＝Vref。
图8-11中示出了Δ-∑调制器和PI控制器(比例-积分器控制器)的一些示例实施方案(或实施例)。Δ-∑调制器和PI控制器的其它实施方案(或实施例)也是可能的，但本说明书中未示出或具体描述这些实施方案。Δ-∑调制器和PI控制器的所有可能实施方案(或实施例)均可以被描绘为图13中示出的简化示意图。换句话说，图13示出了根据本发明的一些实施例的Δ-∑调制器和PI控制器(比例-积分器控制器)的所有可能实施方案的简化示意图。
图14示出了根据本发明的一些实施例的电力转换器1400的数字控制回路的实施方案。在图14中，给出了整合了概念的总应用。注意，数字控制回路被示出为图13的简化示意图。在图14中，示出了电压回路(与VSNS相关联)和电流回路(与ISNS相关联)两者。在反馈组件1410中，电压回路和电流回路的输入现在为数字。根据这些数字，可以生成控制器的设定值。
图15示出了根据本发明的一些实施例的用于提供电力转换器的控制回路的方法的过程流程图。如图15所示，方法1500开始于步骤1510，在所述步骤1510处，所述方法执行Δ-∑调制，其中当电力转换器进行调节时，Δ-∑调制的输入处于Δ-∑调制的高参考电平与低参考电平之间。然后，所述方法继续进行到步骤1520。在步骤1520中，所述方法执行第一数字滤波。接下来，在步骤1530处，所述方法执行比例增益。最后，在步骤1540处，所述方法执行积分。
在此说明书中，已经就所选一组细节呈现了示例实施例。然而，本领域的普通技术人员应理解，可以实践包括这些细节中的不同的所选一组细节的许多其它示例实施例。以下权利要求旨在涵盖所有可能的示例实施例。
尽管以特定顺序示出和描述了本文中的一种和多种方法的操作，但是可以改变每种方法的操作的顺序，使得某些操作可以以相反的顺序执行，或者使得某些操作可以至少部分地与其它操作同时执行。在另一个实施例中，不同操作的指令或子操作可以通过间歇和/或交替的方式执行。
还应当指出的是，方法的操作中的至少一些操作可以使用存储在计算机可用存储介质上供计算机执行的软件指令来实施。例如，计算机程序产品的实施例包括用于存储计算机可读程序的计算机可用存储介质，所述计算机可读程序当在计算机上执行时使计算机执行如本文所描述的操作。
计算机可用或计算机可读介质可以是电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统(或设备或装置)或传播介质。计算机可读介质的例子包括半导体或固态存储器、磁带、可移除计算机软磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、刚性磁盘和光盘。光盘的例子包括只读存储器压缩盘(CD-ROM)、读/写压缩盘(CD-R/W)、数字视频盘(DVD)和蓝光盘。
所描述实施例的各个方面、实施例、实施方案或特征可以单独地或以任何组合使用。所描述实施例的各个方面可以通过软件、硬件或硬件和软件的组合来实施。
出于解释的目的，前述描述使用特定术语来提供对所描述实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言应显而易见的是，实践所描述实施例不需要具体细节。因此，出于说明和描述的目的而呈现了以上对具体实施例的描述。所述描述不旨在是详尽的或将所描述实施例限制于所公开的精确形式。对于本领域普通技术人员而言应显而易见的是，鉴于以上教导，许多修改和变化是可能的。

Claims (7)

1.一种电力转换器的控制回路，其特征在于，所述控制回路包括：
Δ-Σ调制器，其中当所述电力转换器进行调节时，所述Δ-Σ调制器的输入处于所述Δ-Σ调制器的高参考电平与低参考电平之间；
第一数字滤波器；
比例增益单元；
积分器；
DC移除器；
其中，所述第一数字滤波器的输出被配置为所述比例增益单元的输入；
其中，来自所述DC移除器的输出被配置为所述第一数字滤波器的输入；
其中，来自所述DC移除器的输出还被配置为所述积分器的输入；
其中，所述Δ-Σ调制器的输出是脉冲密度调制PDM信号，其中所述PDM信号由所述DC移除器进一步处理，当所述Δ-Σ调制器的所述输入恰好处于所述Δ-Σ调制器的高参考电平与低参考电平之间的中点处时，所述DC移除器的输出的平均值为零。
2.根据权利要求1所述的控制回路，其特征在于，当所述电力转换器进行调节时，所述Δ-Σ调制器的所述输入基本上处于所述Δ-Σ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。
3.根据权利要求1所述的控制回路，其特征在于，
所述控制回路的输入是所述电力转换器的以下参数之一：
电压；
电流；
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。
4.根据权利要求1所述的控制回路，其特征在于，其另外包括积分器增益单元和组合器单元。
5.根据权利要求1所述的控制回路，其特征在于，其另外包括放大器，其中所述放大器的输出被配置为所述Δ-Σ调制器的输入。
6.一种用于提供电力转换器的控制回路的方法，其特征在于，所述方法包括：
执行Δ-Σ调制，其中当所述电力转换器进行调节时，所述Δ-Σ调制的输入处于所述Δ-Σ调制的高参考电平与低参考电平之间；
对来自Δ-Σ调制器的输出执行DC移除；
对DC移除器的输出执行第一数字滤波；
对所述第一数字滤波器的输出执行比例增益；
对所述DC移除器的输出执行积分；
其中，所述Δ-Σ调制器的输出是脉冲密度调制PDM信号，并且其中，当所述Δ-Σ调制器的所述输入恰好处于所述Δ-Σ调制器的高参考电平和低参考电平之间的中点处时，所述DC移除器的输出的平均值为零。
7.一种计算机程序产品，其特征在于，其包括编码在非暂时性计算机可读介质中的可执行指令，所述可执行指令当由包括电力转换器的系统执行时实施或控制根据权利要求6所述的方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113078834B (zh) * 2021-03-25 2022-02-18 华中科技大学 基于数字式delta-sigma与PID双环控制的逆变器及设计方法
CN113364323B (zh) * 2021-06-29 2022-06-07 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种基于脉冲密度的辅助变流器控制系统及其方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1965465A (zh) * 2004-03-08 2007-05-16 汉阳大学校产学协力团 利用数字调制的数字dc－dc转换器
CN102594350A (zh) * 2011-11-25 2012-07-18 香港应用科技研究院有限公司 可调整功率和性能的可设置级联西格玛-德尔塔模数转换器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3830924B2 (ja) * 2003-07-04 2006-10-11 松下電器産業株式会社 縦続型デルタシグマ変調器
US7239257B1 (en) * 2005-10-03 2007-07-03 Zilker Labs, Inc. Hardware efficient digital control loop architecture for a power converter
US7568117B1 (en) * 2005-10-03 2009-07-28 Zilker Labs, Inc. Adaptive thresholding technique for power supplies during margining events
US7969339B2 (en) * 2006-03-23 2011-06-28 Freescale Semiconductor, Inc. Electronic device and integrated circuit comprising a delta-sigma converter and method therefor
KR100771854B1 (ko) * 2006-08-22 2007-11-01 삼성전자주식회사 전원 전압의 변동을 보상할 수 있는 저 노이즈 직류-직류변환기
US7864546B2 (en) * 2007-02-13 2011-01-04 Akros Silicon Inc. DC-DC converter with communication across an isolation pathway
US7652604B2 (en) 2007-02-28 2010-01-26 Exar Corporation Programmable analog-to-digital converter for low-power DC-DC SMPS
US7696913B2 (en) * 2007-05-02 2010-04-13 Cirrus Logic, Inc. Signal processing system using delta-sigma modulation having an internal stabilizer path with direct output-to-integrator connection
US20100045376A1 (en) 2008-08-25 2010-02-25 Eric Soenen Class d amplifier control circuit and method
US8441235B2 (en) 2011-01-31 2013-05-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Battery charger digital control circuit and method
US9621043B2 (en) * 2015-08-31 2017-04-11 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Versatile current sensor for switching regulator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1965465A (zh) * 2004-03-08 2007-05-16 汉阳大学校产学协力团 利用数字调制的数字dc－dc转换器
CN102594350A (zh) * 2011-11-25 2012-07-18 香港应用科技研究院有限公司 可调整功率和性能的可设置级联西格玛-德尔塔模数转换器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Digital PWM controller with one-bit noise-shaping interface";Jeongjin Roh;《Analog Integrated Circuits and Signal Processing》;第第49卷卷(第第1期期);第11-17页 *

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