ES2536153B1 - Control of the average value of the current flowing through a coil, a transistor and a diode in electronic power converters modulated by pulse width - Google Patents

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Abstract

Se presenta una técnica de control que regula el valor medio de la corriente que circula por una bobina, por un transistor y por un diodo pertenecientes a la etapa de potencia de un convertidor conmutado, no resonante, modulado por ancho de pulso. Permite regular el valor medio de cualquiera de las corrientes indicadas midiendo la corriente que circula por la bobina, por el transistor o por el diodo. El tiempo que se tarda en corregir una perturbación es el mínimo posible en varios casos. La corrección de las perturbaciones no presenta sobrepaso. La técnica de control propuesta es aplicable a convertidores cc/cc, ca/cc, inversores, circuitos correctores del factor de potencia, control de motores, etc.A control technique is presented that regulates the average value of the current flowing through a coil, a transistor and a diode belonging to the power stage of a switched, non-resonant converter, modulated by pulse width. It allows to regulate the average value of any of the currents indicated by measuring the current flowing through the coil, the transistor or the diode. The time it takes to correct a disturbance is the minimum possible in several cases. The correction of the disturbances does not show excess. The proposed control technique is applicable to DC / DC, AC / DC converters, inverters, power factor correction circuits, motor control, etc.

Description

Control del valor medio de la corriente que circula por una bobina, por un transistor y por un diodo en convertidores electrónicos de potencia modulados por ancho de pulso. Control of the average value of the current flowing through a coil, a transistor and a diode in electronic power converters modulated by pulse width.

DESCRIPCIÓN DESCRIPTION

5  5

Control del valor medio de la corriente por una bobina, por un transistor y por un diodo en convertidores electrónicos de potencia modulados por ancho de pulso.  Control of the average value of the current by a coil, by a transistor and by a diode in electronic power converters modulated by pulse width.

Sector de la técnica Technical sector

10  10

La presente invención se encuadra en el sector de los convertidores electrónicos de potencia modulados por ancho de pulso (“PWM converters: pulse width modulation converters”) y más concretamente con la regulación del valor medio de la corriente lineal a trozos que circula por bobinas, por transistores y por diodos.  The present invention falls within the field of electronic pulse width modulated power converters ("PWM converters: pulse width modulation converters") and more specifically with the regulation of the average value of the linear current into pieces that circulates through coils, by transistors and diodes.

Estado de la técnica 15 State of the art 15

El control del valor medio de la corriente que circula por una bobina, por un transistor o por un diodo pertenecientes a la etapa de potencia de un convertidor conmutado, modulado por ancho de pulso, tiene múltiples aplicaciones en el campo de la Electrónica de Potencia como, por ejemplo, en convertidores cc/cc, convertidores ca/cc, circuitos correctores del factor de potencia, inversores, control de motores, etc. 20  The control of the average value of the current flowing through a coil, a transistor or a diode belonging to the power stage of a switched converter, modulated by pulse width, has multiple applications in the field of Power Electronics as , for example, in DC / DC converters, AC / DC converters, power factor correction circuits, inverters, motor control, etc. twenty

Desde que se comenzaron a utilizar convertidores conmutados hasta hoy se han publicado diversas técnicas de control para regular este tipo de corrientes. Entre las numerosas técnicas propuestas cabe destacar las siguientes:  Since they began using switched converters until today, various control techniques have been published to regulate this type of currents. Among the many techniques proposed, the following should be noted:

_ Control en modo corriente de pico (“Peak current mode control”)  _ Peak current mode control

25  25

_ Control en modo corriente media (“Average current mode control”)  _ Control in average current mode (“Average current mode control”)

_ Control en banda de histéresis (“Hysteretic current mode control: U.S. Patent 4456872”)  _ Hysteretic band control (“Hysteretic current mode control: U.S. Patent 4456872”)

_ Control con tiempo de apagado constante (“Constant off-time current mode control”) 30  _ Constant off-time current mode control (30)

_ Control con tiempo de encendido constante (“Constant on-time current mode control”)  _ Control with constant on-time current mode control

Las características básicas de las técnicas anteriores se pueden consultar, entre otras, en las siguientes referencias: 35  The basic characteristics of the previous techniques can be consulted, among others, in the following references: 35

Richard Redl, Nathan O. Sokal, “Current-mode control, five different types, used with the three basic classes of power converters: small-signal ac and large-signal dc characterization, stability requirements, and implementation of practical circuits”. PESC’85 Record (IEEE Catalog no. 85CH2117-0), pp. 771-785 Richard Redl, Nathan O. Sokal, “Current-mode control, five different types, used with the three basic classes of power converters: small-signal ac and large-signal dc characterization, stability requirements, and implementation of practical circuits”. PESC’85 Record (IEEE Catalog no. 85CH2117-0), pp. 771-785

40  40

Richard Redl, Istvan Novak, “Instabilities in current-mode controlled switching voltage regulators”. PESC’81 Record (IEEE Publication 81CH1652-7), pp. 17-28, 1981 IEEE. Richard Redl, Istvan Novak, "Instabilities in current-mode controlled switching voltage regulators". PESC’81 Record (IEEE Publication 81CH1652-7), pp. 17-28, 1981 IEEE.

Lloyd Dixon, Average current mode control of switching power supplies. Application Note U-140, Unitrode Integrated Circuits. Lloyd Dixon, Average current mode control of switching power supplies. Application Note U-140, Unitrode Integrated Circuits.

Todas las técnicas publicadas hasta ahora presentan uno o varios inconvenientes en relación a la rapidez con la que se corrige una perturbación, el error en régimen permanente, la complejidad del diseño del regulador (etapa 5 de control), el número de componentes que requiere la implementación de la técnica, su coste, etc.  All the techniques published so far have one or several disadvantages in relation to the speed with which a disturbance is corrected, the error in permanent regime, the complexity of the design of the regulator (control stage 5), the number of components required by the implementation of the technique, its cost, etc.

La técnica de control propuesta en la presente invención destaca frente a las técnicas publicadas hasta ahora en lo siguiente:  The control technique proposed in the present invention stands out against the techniques published so far in the following:

10  10

_ Minimiza el tiempo que se tarda en corregir una perturbación. En varios casos, dicho tiempo es el menor posible. _ Minimizes the time it takes to correct a disturbance. In several cases, this time is the shortest possible.

_ Presenta un error nulo en régimen permanente. _ Presents a null error in permanent regime.

15  fifteen

_ La respuesta de la corriente controlada ante un escalón en la señal de referencia no presenta sobrepaso. _ The response of the controlled current to a step in the reference signal does not exceed.

_ No es necesario tener ningún tipo de conocimientos de Regulación Automática para diseñar el sistema de control propuesto, a pesar de que se trata de un control no lineal. _ It is not necessary to have any knowledge of Automatic Regulation to design the proposed control system, although it is a non-linear control.

20  twenty

_ La implementación de la técnica propuesta requiere muy pocos componentes, todos ellos de bajo coste. _ The implementation of the proposed technique requires very few components, all of them low cost.

_ Se puede utilizar para regular el valor medio de la corriente que circula por una bobina, por un transistor o por un diodo pertenecientes a la etapa de potencia de un convertidor conmutado, que funcione en modo de conducción continuo. Se puede utilizar en convertidores con rectificación síncrona. 25 _ It can be used to regulate the average value of the current flowing through a coil, a transistor or a diode belonging to the power stage of a switched converter, which operates in continuous driving mode. It can be used in converters with synchronous rectification. 25

_ No es necesario medir la misma corriente que se regula. Con esta técnica se puede regular el valor medio de la corriente que circula por una bobina, por un transistor y por un diodo midiendo una corriente proporcional a la corriente que circula por cualquiera de estos componentes. Así, por ejemplo, se puede controlar el valor medio de la corriente que circula por una bobina midiendo únicamente la corriente que circula por un diodo por el que 30 circule la misma corriente que circula por la bobina (o un valor proporcional) durante los intervalos de tiempo en los que la bobina cede parte de la energía que tiene almacenada. _ It is not necessary to measure the same current that is regulated. With this technique, the average value of the current flowing through a coil, a transistor and a diode can be regulated by measuring a current proportional to the current flowing through any of these components. Thus, for example, the average value of the current flowing through a coil can be controlled by measuring only the current flowing through a diode through which the same current flowing through the coil (or a proportional value) circulates during the intervals of time in which the coil yields part of the energy it has stored.

Descripción de la invención Description of the invention

35  35

La presente invención se aplica a convertidores electrónicos de potencia caracterizados por lo siguiente:  The present invention applies to electronic power converters characterized by the following:

_ El transistor o transistores de la etapa de potencia funcionan como conmutadores. Es decir, o están saturados o están en corte, cambiando constantemente de un estado a otro a alta frecuencia. Durante los intervalos de tiempo en los que un transistor está saturado, la corriente que circula por él varía linealmente 40 con el tiempo, siendo dicha corriente igual o proporcional a la corriente que circula por la bobina. _ The transistor or transistors of the power stage function as switches. That is, they are saturated or in court, constantly changing from one state to another at high frequency. During the time intervals in which a transistor is saturated, the current flowing through it varies linearly over time, said current being equal to or proportional to the current flowing through the coil.

_ La corriente que circula por la bobina es lineal a trozos y siempre circula corriente por la bobina. Es decir, el convertidor funciona en modo de conducción continuo. La invención es aplicable a convertidores con rectificación síncrona. _ The current flowing through the coil is linear in pieces and current always flows through the coil. That is, the converter operates in continuous driving mode. The invention is applicable to converters with synchronous rectification.

_ Tanto la tensión de entrada como la tensión de salida del convertidor o bien son constantes o bien varían 5 con una frecuencia mucho menor que la frecuencia de conmutación del transistor (o transistores) de la etapa de potencia. _ Both the input voltage and the output voltage of the converter are either constant or vary 5 with a frequency much lower than the switching frequency of the transistor (or transistors) of the power stage.

_ La caída de tensión en los condensadores pertenecientes a la etapa de potencia del convertidor varía con una frecuencia mucho menor que la frecuencia de conmutación del transistor (o transistores) de la etapa de 10 potencia. _ The voltage drop in the capacitors belonging to the power stage of the converter varies with a frequency much less than the switching frequency of the transistor (or transistors) of the power stage.

Con el fin de facilitar la comprensión del sistema de control propuesto y sin que ello limite su campo de aplicación a convertidores cc/cc no aislados, en los siguientes párrafos se va a hacer referencia a un convertidor cc/cc reductor (“buck”) no aislado representado en la Figura 1. Las corrientes que circulan en régimen 15 permanente por la bobina, por el transistor y por el diodo de este convertidor se representan en las Figuras 2, 3 y 4 respectivamente.  In order to facilitate the understanding of the proposed control system and without limiting its scope to non-isolated DC / DC converters, the following paragraphs will refer to a reducing DC / DC converter (“buck”) Non-insulated represented in Figure 1. The currents that circulate in permanent regime 15 through the coil, through the transistor and through the diode of this converter are represented in Figures 2, 3 and 4 respectively.

En relación a las Figuras 1- 4 y a un convertidor modulado por ancho de pulso en general, se van a utilizar los siguientes términos en esta patente: 20  In relation to Figures 1-4 and a pulse width modulated converter in general, the following terms will be used in this patent:

Id: valor medio de la corriente que circula por el diodo en régimen permanente. Id: average value of the current flowing through the diode in permanent regime.

IL: valor medio de la corriente que circula por la bobina en régimen permanente. IL: average value of the current flowing through the coil in permanent regime.

25  25

iLpico: valor de pico de la corriente que circula por la bobina en régimen permanente. iLpico: peak value of the current flowing through the coil in permanent mode.

iLvalle: valor de valle de la corriente que circula por la bobina en régimen permanente. iLvalle: valley value of the current flowing through the coil in permanent regime.

IT: valor medio de la corriente que circula por el transistor en régimen permanente. 30 IT: average value of the current flowing through the transistor in permanent regime. 30

: relación entre la tensión de referencia del sistema de control interno (RsIL) y la tensión de referencia del control externo (vref). sLrefkRIv: relationship between the reference voltage of the internal control system (RsIL) and the reference voltage of the external control (vref). sLrefkRIv

L: inductancia de la bobina 35 L: coil inductance 35

Q: señal de disparo del transistor. Un nivel alto de tensión en esta señal indica que el transistor está saturado (la energía que almacena la bobina crece linealmente con el tiempo), mientras que un nivel bajo de tensión indica que el transistor está en corte (la energía que almacena la bobina disminuye linealmente con el tiempo). Q: transistor trigger signal. A high voltage level in this signal indicates that the transistor is saturated (the energy stored by the coil grows linearly over time), while a low voltage level indicates that the transistor is cut (the energy stored by the coil decreases linearly with time).

40  40

R: entrada de puesta a cero (“reset”) del biestable RS que se utiliza para implementar la lógica del control interno. R: Zero reset input of the RS flip-flop used to implement the internal control logic.

Rs: ganancia del sensor de corriente (se supone que su valor es constante). Rs: current sensor gain (its value is assumed to be constant).

Rs·id(t): tensión proporcionada por el sensor que mide la corriente que circula por el diodo Rs · id (t): voltage provided by the sensor that measures the current flowing through the diode

Rs·iL(t): tensión proporcionada por el sensor que mide la corriente que circula por la bobina 5 Rs · iL (t): voltage provided by the sensor that measures the current flowing through the coil 5

Rs·iT(t): tensión proporcionada por el sensor que mide la corriente que circula por el transistor Rs · iT (t): voltage provided by the sensor that measures the current flowing through the transistor

RsIL: tensión de referencia del control interno. RsIL: reference voltage of the internal control.

10  10

S: entrada de puesta a uno (“set”) del biestable RS que se utiliza para implementar la lógica del control interno. S: one-set input of the RS flip-flop that is used to implement the internal control logic.

toff: tiempo durante el que el transistor está en corte en cada ciclo de conmutación. Dependiendo del control interno utilizado, este tiempo puede ser constante o bien variable con las condiciones de funcionamiento del convertidor. 15 toff: time during which the transistor is cut in each switching cycle. Depending on the internal control used, this time may be constant or variable with the operating conditions of the converter. fifteen

TOFF: tiempo constante durante el que el transistor está en corte en cada ciclo de conmutación. En este caso se cumple que toff = TOFF = cte. TOFF: constant time during which the transistor is cut in each switching cycle. In this case it is true that toff = TOFF = cte.

toff min: tiempo mínimo durante el que el transistor está en corte en cada ciclo de conmutación, cuando el sensor 20 de corriente mide la corriente que circula por el diodo. toff min: minimum time during which the transistor is cut in each switching cycle, when the current sensor 20 measures the current flowing through the diode.

ton: tiempo durante el que el transistor está saturado en cada ciclo de conmutación. Dependiendo del control interno utilizado, este tiempo puede ser constante o bien variable con las condiciones de funcionamiento del convertidor. 25 ton: time during which the transistor is saturated in each switching cycle. Depending on the internal control used, this time may be constant or variable with the operating conditions of the converter. 25

Ton: tiempo constante durante el que el transistor está saturado en cada ciclo de conmutación. En este caso se cumple que ton = Ton = cte. Ton: constant time during which the transistor is saturated in each switching cycle. In this case it is true that ton = Ton = cte.

ton min: tiempo mínimo durante el que el transistor está saturado en cada ciclo de conmutación cuando el sensor 30 de corriente mide la corriente que circula por el transistor. ton min: minimum time during which the transistor is saturated in each switching cycle when the current sensor 30 measures the current flowing through the transistor.

ts = ton + toff ≡ duración de 1 ciclo de conmutación del transistor. Si se utiliza un control interno que haga que el transistor permanezca saturado un tiempo constante en cada ciclo de conmutación, entonces se cumple que: ts = Ton + toff.. Si el control interno utilizado hace que el transistor permanezca en corte un tiempo constante en cada 35 ciclo de conmutación, entonces se cumple que: ts = ton + Toff. ts = ton + toff ≡ duration of 1 transistor switching cycle. If an internal control is used that causes the transistor to remain saturated for a constant time in each switching cycle, then it is true that: ts = Ton + toff .. If the internal control used causes the transistor to remain in cut for a constant time in every 35 switching cycle, then it is true that: ts = ton + Toff.

vc: tensión generada por el control interno. En cada ciclo de conmutación, ésta tensión se compara con la tensión proporcionada por el sensor de corriente para determinar el instante en el que el transistor se satura (permaneciendo en dicho estado un tiempo ton = Ton = cte) o bien se pone en corte (permaneciendo en dicho 40 estado un tiempo toff = Toff = cte). vc: voltage generated by the internal control. In each switching cycle, this voltage is compared with the voltage provided by the current sensor to determine the moment at which the transistor becomes saturated (remaining in that state for a time ton = Ton = cte) or it is cut ( remaining in said state 40 a time toff = Toff = cte).

vref : tensión de referencia del control externo. Establece el valor medio, en régimen permanente, de la corriente a regular. Su valor puede ser igual a RsIL, RsIT ó RsId. vref: external control reference voltage. It establishes the average value, in permanent regime, of the current to be regulated. Its value can be equal to RsIL, RsIT or RsId.

vL(t): caída de tensión en la bobina (ver Figura 1). Se considera que vL(t) es positiva cuando la bobina incrementa la energía que almacena. 5 vL (t): voltage drop in the coil (see Figure 1). VL (t) is considered positive when the coil increases the energy it stores. 5

vL-off: valor de la caída de tensión en la bobina [vL(t)] durante los intervalos de tiempo en los que la bobina cede parte de la energía que tiene almacenada (vL-off < 0). En el convertidor de la Figura 1 corresponde al caso en el que el transistor está en corte. vL-off: value of the voltage drop in the coil [vL (t)] during the time intervals in which the coil yields part of the energy it has stored (vL-off <0). In the converter of Figure 1 corresponds to the case in which the transistor is cut.

10  10

vL-on: valor de la caída de tensión en la bobina [vL(t)] durante los intervalos de tiempo en los que la bobina incrementa la energía que almacena (vL-on > 0). En el convertidor de la Figura 1 corresponde al caso en el que el transistor está saturado. vL-on: value of the voltage drop in the coil [vL (t)] during the time intervals in which the coil increases the energy it stores (vL-on> 0). In the converter of Figure 1 it corresponds to the case in which the transistor is saturated.

α: señal presente en la salida del monoestable redisparable que temporiza el tiempo constante que el transistor 15 está saturado (Ton) o que está en corte (Toff), en cada ciclo de conmutación. α: signal present at the output of the redisparable monostable that timing the constant time that transistor 15 is saturated (Ton) or that is cut (Toff), in each switching cycle.

β: señal presente en la salida del monoestable que temporiza el tiempo mínimo de conducción (ton min) o bien el tiempo mínimo de corte (toff min) del transistor, en función de si el sensor de corriente mide la corriente que circula por el transistor o bien mide la corriente que circula por el diodo. 20 β: signal present at the monostable output that timing the minimum conduction time (ton min) or the minimum cut-off time (toff min) of the transistor, depending on whether the current sensor measures the current flowing through the transistor or measure the current flowing through the diode. twenty

La técnica de control propuesta en esta patente se puede dividir en dos partes, correspondientes a un control interno y a un control externo anidados.  The control technique proposed in this patent can be divided into two parts, corresponding to an internal control and an external control nested.

Control interno: 25  Internal control: 25

La tarea del control interno consiste en hacer que el valor medio de la corriente que circula por la bobina siga a la tensión de referencia (RsIL) que genera el control externo. Para lograr esto se dispone de 2 opciones:  The task of internal control is to make the average value of the current flowing through the coil follow the reference voltage (RsIL) generated by the external control. To achieve this there are 2 options:

1º opción: Utilizar un control interno que haga que el transistor permanezca saturado un tiempo constante (ton = 30 Ton = cte) en cada ciclo de conmutación (ver Figura 1). El inicio de dicho intervalo de tiempo (Ton) lo determina el instante en el que la tensión generada por el sensor de corriente iguala a una tensión de control (vc) definida de la siguiente manera (ver Figura 5):  1st option: Use an internal control that causes the transistor to remain saturated for a constant time (ton = 30 Ton = cte) in each switching cycle (see Figure 1). The start of said time interval (Ton) is determined by the moment at which the voltage generated by the current sensor equals a control voltage (vc) defined as follows (see Figure 5):

(1) 35 2soncsLLonRTvRIvL                                                                                                                         (1) 35 2soncsLLonRTvRIvL

El cálculo de vc resulta muy sencillo si durante el intervalo toff de cada periodo de conmutación se puede medir o predecir el valor (vL-on) de la caída de tensión en la bobina durante el siguiente intervalo ton = Ton = cte (ver Figura 5). Ya que el valor del término Rs·Ton / 2L es constante y conocido de antemano y RsIL es la tensión de referencia del control interno. 40  The calculation of vc is very simple if during the toff interval of each switching period the value (vL-on) of the voltage drop in the coil can be measured or predicted during the following interval ton = Ton = cte (see Figure 5 ). Since the value of the term Rs · Ton / 2L is constant and known in advance and RsIL is the reference voltage of the internal control. 40

Es necesario mencionar que hay convertidores (topologías) en los que el valor (vL-on) de la caída de tensión en la bobina durante los intervalos ton es conocida en todo momento (en la Figura 1, vL-on = vi  vo), mientras que hay otros convertidores (topologías) en los que dicho valor sólo es conocido durante los intervalos ton de cada periodo de conmutación. En estos casos lo que se puede hacer es medir su valor durante el intervalo ton de cada periodo de conmutación y guardarlo para generar el valor de vc durante el siguiente intervalo toff. 5  It is necessary to mention that there are converters (topologies) in which the value (vL-on) of the voltage drop in the coil during the ton intervals is known at all times (in Figure 1, vL-on = vi  vo) , while there are other converters (topologies) in which said value is only known during the ton intervals of each switching period. In these cases, what can be done is to measure its value during the ton interval of each switching period and save it to generate the vc value during the next toff interval. 5

En cada ciclo de conmutación, al finalizar el intervalo ton = Ton = cte el transistor se pone en corte y se mantiene en este estado mientras la tensión proporcionada por el sensor que mide la corriente que circula por la bobina [RsiL(t)] o por el diodo [Rsid(t)] sea superior a la tensión de control vc (ver Figuras 5, 8, 14). En el momento en el que se igualan ambas tensiones se satura el transistor y se inicia una nueva temporización de Ton segundos. Al 10 finalizar dicha temporización se vuelve a poner en corte el transistor, iniciando así un nuevo ciclo de conmutación.  At each switching cycle, at the end of the interval ton = Ton = cte the transistor is cut and maintained in this state while the voltage provided by the sensor that measures the current flowing through the coil [RsiL (t)] or by the diode [Rsid (t)] is greater than the control voltage vc (see Figures 5, 8, 14). At the moment when both voltages are equalized, the transistor is saturated and a new timing of Ton seconds is started. At the end of said timing, the transistor is cut again, thus initiating a new switching cycle.

En el caso de que el sensor mida la corriente que circula por el diodo, es necesario garantizar que el transistor permanezca en corte un tiempo mínimo (toff-min) en cada ciclo de conmutación (ver Figura 14). Ya que de esta forma, con independencia de la perturbación que se produzca en las condiciones de funcionamiento del 15 convertidor, el control interno siempre va a conocer el valor de la corriente que circula por la bobina cada Ton segundos. Lo cual le permite regular el valor de la corriente que circula por la bobina durante los estados transitorios. La duración del tiempo mínimo que el transistor está en corte (toff-min) debe ser suficiente para que durante el mismo se pueda medir el valor de la corriente que circula por el diodo [Rsid(t)] y compararlo con el valor de vc. 20  In the event that the sensor measures the current flowing through the diode, it is necessary to ensure that the transistor remains in cutoff for a minimum time (toff-min) in each switching cycle (see Figure 14). Since in this way, regardless of the disturbance that occurs in the operating conditions of the converter, the internal control will always know the value of the current flowing through the coil every Ton seconds. This allows you to regulate the value of the current flowing through the coil during the transient states. The duration of the minimum time that the transistor is in cut (toff-min) must be sufficient so that during it the value of the current flowing through the diode [Rsid (t)] can be measured and compared with the value of vc . twenty

2º opción: Utilizar un control interno que haga que el transistor permanezca en corte un tiempo constante (toff = Toff = cte) en cada ciclo de conmutación. El inicio de dicho intervalo de tiempo (Toff) lo determina el instante en el que la tensión generada por el sensor de corriente iguala a la tensión de control (vc) definida de la siguiente manera (ver Figura 6): 25  2nd option: Use an internal control that causes the transistor to remain in cut for a constant time (toff = Toff = cte) in each switching cycle. The start of this time interval (Toff) is determined by the moment at which the voltage generated by the current sensor equals the control voltage (vc) defined as follows (see Figure 6): 25

(2) 22soffsoffcsLLoffsLLoffRTRTvRIvRIvLL                                                                             (2) 22soffsoffcsLLoffsLLoffRTRTvRIvRIvLL

El cálculo de vc resulta muy sencillo si durante el intervalo ton de cada periodo de conmutación se puede medir o predecir el valor vL-off  de la caída de tensión en la bobina durante el siguiente intervalo toff. Ya que el valor del 30 término Rs·Toff / 2L es constante y conocido de antemano y RsIL es la tensión de referencia del bucle interno.  The calculation of vc is very simple if during the ton interval of each switching period the value vL-off  of the voltage drop in the coil can be measured or predicted during the next toff interval. Since the value of the term Rs · Toff / 2L is constant and known in advance and RsIL is the reference voltage of the internal loop.

Hay convertidores (topologías) en los que el valor de la caída de tensión en la bobina durante los intervalos toff es conocida en todo momento (en la Figura 1, vL-off= vo), mientras que hay otros convertidores (topologías) en los que dicha caída de tensión sólo es conocida durante los intervalos toff de cada periodo de conmutación. En 35 estos casos lo que se puede hacer es medir su valor durante el intervalo toff de cada periodo de conmutación y guardarlo para generar el valor de vc durante el siguiente intervalo ton.  There are converters (topologies) in which the value of the voltage drop in the coil during the toff intervals is known at all times (in Figure 1, vL-off = vo), while there are other converters (topologies) in which said voltage drop is only known during the toff intervals of each switching period. In these cases, what can be done is to measure its value during the toff interval of each switching period and save it to generate the value of vc during the next ton interval.

En cada ciclo de conmutación, al finalizar el intervalo toff = Toff = cte se satura el transistor y se mantiene en este estado mientras la tensión proporcionada por el sensor que mide la corriente que circula por la bobina [RsiL(t)] o 40 por el transistor [RsiT(t)] sea inferior a vc (ver Figuras 6, 10 y 12). En el momento en el que se igualan ambas  At each switching cycle, at the end of the interval toff = Toff = cte the transistor is saturated and maintained in this state while the voltage provided by the sensor that measures the current flowing through the coil [RsiL (t)] or 40 times the transistor [RsiT (t)] is less than vc (see Figures 6, 10 and 12). At the moment in which both are equalized

tensiones se pone en corte el transistor y se inicia una temporización de Toff segundos. Cuando finaliza dicha temporización se satura el transistor, iniciando así un nuevo ciclo de conmutación. voltages the transistor is cut and a timing of Toff seconds starts. When said timing ends, the transistor is saturated, thus initiating a new switching cycle.

En el caso de que se mida la corriente que circula por el transistor, es necesario garantizar que el transistor permanece saturado un tiempo mínimo (ton-min) en cada periodo de conmutación (ver Figura 12). Ya que de esta forma, con independencia de los cambios que se produzcan en las condiciones de funcionamiento del 5 convertidor, el control interno siempre va a conocer el valor de la corriente que circula por la bobina cada Toff segundos. Lo cual le permite regular el valor de la corriente que circula por la bobina durante los estados transitorios. La duración del tiempo mínimo que está saturado el transistor (ton-min) debe ser suficiente para que durante el mismo se pueda medir el valor de la corriente que circula por el transistor [RsiT(t)] y compararlo con el valor de vc. 10  In the event that the current flowing through the transistor is measured, it is necessary to ensure that the transistor remains saturated for a minimum time (ton-min) in each switching period (see Figure 12). Since in this way, regardless of the changes that occur in the operating conditions of the converter, the internal control will always know the value of the current flowing through the coil every Toff seconds. This allows you to regulate the value of the current flowing through the coil during the transient states. The duration of the minimum time that the transistor is saturated (ton-min) must be sufficient so that during it the value of the current flowing through the transistor [RsiT (t)] can be measured and compared with the value of vc. 10

El sistema de control interno no es continuo. Durante los intervalos de tiempo constantes (Toff o Ton, según sea el caso), el control interno no percibe los cambios en la tensión de referencia (RsIL) o en la caída de tensión en la bobina (vL-on o vL-off según sea el caso), debiendo esperar al siguiente intervalo de tiempo no constante (ton o toff, según sea el caso) para percibir dichos cambios y modificar el valor de la tensión de control (vc).  The internal control system is not continuous. During constant time intervals (Toff or Ton, as the case may be), the internal control does not perceive changes in the reference voltage (RsIL) or in the voltage drop in the coil (vL-on or vL-off according to be the case), having to wait for the next non-constant time interval (ton or toff, as the case may be) to perceive these changes and modify the value of the control voltage (vc).

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La utilización de un control interno que haga que el transistor o transistores de la etapa de potencia conmuten o bien con un tiempo de saturación o bien con un tiempo de corte constante en cada periodo de conmutación lo decide el diseñador del convertidor. Y para ello deberá tener en cuenta lo siguiente:  The use of an internal control that causes the transistor or transistors of the power stage to switch either with a saturation time or with a constant cut-off time in each switching period is decided by the converter designer. And for this you must take into account the following:

_ Para que el convertidor funcione con un tiempo de conducción constante (ton = Ton = cte) hay que medir, 20 en cada ciclo de conmutación, la corriente que circula por la bobina o bien la corriente que circula por el diodo (ver Figuras 8 y 14) _ For the converter to operate with a constant conduction time (ton = Ton = cte), 20 must be measured in each switching cycle, the current flowing through the coil or the current flowing through the diode (see Figures 8 and 14)

_ Para que el convertidor funcione con un tiempo de corte constante (toff = Toff = cte) hay que medir, en cada ciclo de conmutación, la corriente que circula por la bobina o bien la corriente que circula por el 25 transistor (ver Figuras 10 y 12) _ For the converter to operate with a constant cut-off time (toff = Toff = cte), in each switching cycle, the current flowing through the coil or the current flowing through the transistor must be measured (see Figures 10 and 12)

Entre las propiedades más importantes del bucle de control interno cabe destacar las siguientes:  Among the most important properties of the internal control loop are the following:

_ Un análisis matemático de su dinámica, así como diversas simulaciones y resultados empíricos confirman 30 que el sistema de control interno es estable para [tON / (tON +tOFF)]  [0, 1). _ A mathematical analysis of its dynamics, as well as various simulations and empirical results confirm that the internal control system is stable for [tON / (tON + tOFF)]  [0, 1).

_ El error en régimen permanente es nulo. _ The error in permanent regime is null.

_ El control interno se puede implementar en su totalidad analógicamente, con independencia del caso que se 35 considere. Lo que hace que resulte adecuado para convertidores que operen tanto a bajas como a altas frecuencias de conmutación. _ The internal control can be implemented in its entirety analogically, regardless of the case considered. This makes it suitable for converters that operate at both low and high switching frequencies.

_ Se puede modificar fácilmente la lógica de control para que los convertidores puedan funcionar tanto en modo de conducción continuo como en modo de conducción crítico, de acuerdo con la potencia demandada 40 por la carga. _ The control logic can be easily modified so that the converters can operate both in continuous driving mode and in critical driving mode, according to the power demanded by the load.

_ En convertidores con rectificación síncrona, el control interno puede regular el valor medio de la corriente que circula por la bobina en ambos sentidos si se permite que la tensión vc y la tensión generada por el sensor de corriente puedan tomar tanto valores positivos como negativos. _ In converters with synchronous rectification, the internal control can regulate the average value of the current flowing through the coil in both directions if the voltage vc and the voltage generated by the current sensor are allowed to take both positive and negative values.

Control externo: 5 External control: 5

Sólo es necesario implementar un bucle de control externo en el caso de que se quiera regular el valor medio de la corriente que circula por el transistor o por el diodo. En el caso de que se quiera regular el valor medio de la corriente que circula por la bobina basta con implementar el control interno descrito en los párrafos anteriores, con independencia de la topología que se considere. 10  It is only necessary to implement an external control loop in case you want to regulate the average value of the current flowing through the transistor or through the diode. In case you want to regulate the average value of the current flowing through the coil, it is enough to implement the internal control described in the previous paragraphs, regardless of the topology considered. 10

La tarea del control externo consiste en determinar el valor en régimen permanente de la tensión de referencia del control interno (RsIL) a partir de su propia tensión de referencia (vref) y de las condiciones de funcionamiento del convertidor en cada momento. La relación (k) entre dichas tensiones de referencia resulta conveniente expresarla en función de los valores vL-on y vL-off de las caídas de tensión en la bobina. En general, dicha relación depende de la topología de la etapa de potencia del convertidor y del tipo de corriente a regular [iT(t) o id(t)]. En 15 la práctica se pueden dar los siguientes casos:  The task of external control is to determine the permanent regime value of the reference voltage of the internal control (RsIL) from its own reference voltage (vref) and the operating conditions of the converter at all times. The relationship (k) between these reference voltages is convenient to express according to the values vL-on and vL-off of the voltage drops in the coil. In general, this relationship depends on the topology of the power stage of the converter and the type of current to be regulated [iT (t) or id (t)]. In 15 cases, the following cases may occur:

_ Si se regula el valor medio de la corriente que circula por el transistor (vref = RsIT), se cumple lo siguiente: _ If the average value of the current flowing through the transistor is regulated (vref = RsIT), the following is true:

(3) 20 1 LonisLrefsTsTsTLoffovvRIkvkRIRIRIvv                                                       (3) 20 1 LonisLrefsTsTsTLoffovvRIkvkRIRIRIvv

Reductor Reducer

_ Si se regula el valor medio de la corriente que circula por el diodo (vref = RsId), se cumple lo siguiente: _ If the average value of the current flowing through the diode is regulated (vref = RsId), the following is true:

(4) 1 LoffisLrefsdsdsdLoniovvRIkvkRIRIRIvvv                                              (4) 1 LoffisLrefsdsdsdLoniovvRIkvkRIRIRIvvv

Reductor Reducer

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_ Si se regula el valor medio de la corriente que circula por la bobina (vref = RsIL), se cumple que: _ If the average value of the current flowing through the coil is regulated (vref = RsIL), it is true that:

(k = 1 para todas las topologías) (5) sLrefrefRIkvv              (k = 1 for all topologies) (5) sLrefrefRIkvv

Existen topologías en las que vL-on y vL-off no son conocidas en todo momento. En tales casos, es necesario 30 muestrear y guardar su valor para que esté disponible (sea conocido) durante, al menos, el siguiente periodo de conmutación. En la práctica, sólo es necesario muestrear dichas caídas de tensión con la frecuencia necesaria para que el sistema de control perciba los cambios significativos que se produzcan en las mismas.  There are topologies in which vL-on and vL-off are not known at all times. In such cases, it is necessary to sample and save its value so that it is available (known) for at least the next switching period. In practice, it is only necessary to sample these voltage drops with the frequency necessary for the control system to perceive the significant changes that occur in them.

El sistema de control propuesto en esta patente es aplicable a convertidores con rectificación síncrona, 35 permitiendo controlar de forma automática el sentido de la transferencia de potencia entre la entrada y la salida del convertidor, de acuerdo con el valor (positivo o negativo) de la tensión de referencia (vref).  The control system proposed in this patent is applicable to converters with synchronous rectification, 35 allowing automatic control of the direction of power transfer between the input and output of the converter, according to the value (positive or negative) of the reference voltage (vref).

Breve explicación de los dibujos Brief explanation of the drawings

Figura 1: Topología de la etapa de potencia de un convertidor cc/cc de tipo reductor (“buck”) Figure 1: Topology of the power stage of a dc-type converter (buck)

Figura 2: Corriente que circula por la bobina del convertidor reductor representado en la Figura 1, en régimen 5 permanente y funcionando en modo de conducción continuo. Figure 2: Current flowing through the coil of the reduction converter represented in Figure 1, in permanent mode 5 and operating in continuous driving mode.

Figura 3: Corriente que circula por el transistor del convertidor reductor representado en la Figura 1, en régimen permanente y funcionando en modo de conducción continuo. Figure 3: Current flowing through the transistor of the reduction converter represented in Figure 1, in permanent mode and operating in continuous driving mode.

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Figura 4: Corriente que circula por el diodo del convertidor reductor representado en la Figura 1, en régimen permanente y funcionando en modo de conducción continuo. Figure 4: Current flowing through the diode of the reduction converter represented in Figure 1, in permanent mode and operating in continuous driving mode.

Figura 5: Se representa, en régimen permanente, la tensión de control generada por el control interno (vc), la tensión generada por el sensor que mide la corriente que circula por la bobina [RsiL(t)] y la caída de tensión en la 15 bobina [vL(t)], correspondientes al caso en el que el transistor permanece saturado un tiempo constante (Ton) en cada ciclo de conmutación. Se indica la relación entre el valor de la tensión vc y el valor de la tensión de referencia del control interno (RsIL). Figure 5: The control voltage generated by the internal control (vc), the voltage generated by the sensor that measures the current flowing through the coil [RsiL (t)] and the voltage drop in the coil [vL (t)], corresponding to the case in which the transistor remains saturated for a constant time (Ton) in each switching cycle. The relationship between the value of the voltage vc and the value of the reference voltage of the internal control (RsIL) is indicated.

Figura 6: Se representa, en régimen permanente, la tensión de control generada por el control interno (vc), la 20 tensión generada por el sensor que mide la corriente que circula por la bobina [RsiL(t)] y la caída de tensión en la bobina [vL(t)], correspondientes al caso en el que el transistor permanece en corte un tiempo constante (Toff) en cada ciclo de conmutación. Se indica la relación entre el valor de la tensión vc y el valor de la tensión de referencia del control interno (RsIL). Figure 6: The control voltage generated by the internal control (vc), the voltage generated by the sensor that measures the current flowing through the coil [RsiL (t)] and the voltage drop is represented in permanent mode in the coil [vL (t)], corresponding to the case in which the transistor remains in cut for a constant time (Toff) in each switching cycle. The relationship between the value of the voltage vc and the value of the reference voltage of the internal control (RsIL) is indicated.

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Figura 7: Esquema parcial simplificado del sistema de control (interno y externo) propuesto en esta patente, correspondiente al caso en el que el sensor de corriente mide la corriente que circula por la bobina y el transistor permanece saturado un tiempo constante (Ton) en cada ciclo de conmutación. Figure 7: Simplified partial scheme of the control system (internal and external) proposed in this patent, corresponding to the case in which the current sensor measures the current flowing through the coil and the transistor remains saturated for a constant time (Ton) in Each switching cycle.

Figura 8: Relación entre las tensiones presentes en diversos puntos del esquema indicado en la Figura 7, tanto 30 en régimen permanente como en régimen transitorio. Figure 8: Relationship between the tensions present in various points of the scheme indicated in Figure 7, both in permanent and transient regime.

Figura 9: Esquema parcial simplificado del sistema de control (interno y externo) propuesto en esta patente, correspondiente al caso en el que el sensor de corriente mide la corriente que circula por la bobina y el transistor permanece en corte un tiempo constante (Toff) en cada ciclo de conmutación. 35 Figure 9: Simplified partial scheme of the control system (internal and external) proposed in this patent, corresponding to the case in which the current sensor measures the current flowing through the coil and the transistor remains in constant cut-off time (Toff) in each switching cycle. 35

Figura 10: Relación entre las tensiones presentes en diversos puntos del esquema indicado en la Figura 9, tanto en régimen permanente como en régimen transitorio. Figure 10: Relationship between the tensions present in various points of the scheme indicated in Figure 9, both in permanent and transient regime.

Figura 11: Esquema parcial simplificado del sistema de control (interno y externo) propuesto en esta patente, 40 correspondiente al caso en el que el sensor de corriente mide la corriente que circula por el transistor. Figure 11: Simplified partial scheme of the control system (internal and external) proposed in this patent, 40 corresponding to the case in which the current sensor measures the current flowing through the transistor.

Figura 12: Relación entre las tensiones presentes en diversos puntos del esquema indicado en la Figura 11, tanto en régimen permanente como en régimen transitorio. Figure 12: Relationship between the tensions present in various points of the scheme indicated in Figure 11, both in permanent and transient regime.

Figura 13: Esquema parcial simplificado del sistema de control (interno y externo) propuesto en esta patente, correspondiente al caso en el que el sensor de corriente mide la corriente que circula por el diodo. 5 Figure 13: Simplified partial scheme of the control system (internal and external) proposed in this patent, corresponding to the case in which the current sensor measures the current flowing through the diode. 5

Figura 14: Relación entre las tensiones presentes en diversos puntos del esquema indicado en la Figura 13, tanto en régimen permanente como en régimen transitorio. Figure 14: Relationship between the tensions present in various points of the scheme indicated in Figure 13, both in permanent and transient regime.

Figura 15: Esquema de un circuito que alimenta 30 diodos emisores de luz (“leds: light emitting diodes”) con 10 una corriente constante de 1A, a partir de la tensión de salida típica de un circuito corrector del factor de potencia (375 ± 25v/100Hz), utilizando la técnica de control propuesta en esta patente. Se regula el valor medio de la corriente que circula por la bobina (y por los diodos led) con un error nulo, midiendo la corriente que circula por el transistor. Figure 15: Diagram of a circuit that supplies 30 light emitting diodes (“LEDs: light emitting diodes”) with a constant current of 1A, from the typical output voltage of a power factor correction circuit (375 ± 25v / 100Hz), using the control technique proposed in this patent. The average value of the current flowing through the coil (and LEDs) is regulated with a null error, measuring the current flowing through the transistor.

15  fifteen

Figura 16: Relación entre diversas tensiones en el esquema indicado en la Figura 15. Figure 16: Relationship between various voltages in the scheme indicated in Figure 15.

Modos de realización de la invención Embodiments of the invention

El sistema de control interno, con independencia de la corriente que mida el sensor [iL(t), iT(t) o id(t)], se puede 20 implementar en su totalidad analógicamente, aunque también es posible implementarlo con un microcontrolador, un procesador de señales digitales (“DSP: Digital Signal Processor”), una matriz de puertas reconfigurable (“FPGA: Field Programmable Gate Array”) o un circuito integrado de aplicación específica (“ASIC: Application Specific Integrated Circuit”).  The internal control system, regardless of the current measured by the sensor [iL (t), iT (t) or id (t)], can be implemented in its entirety analogically, although it is also possible to implement it with a microcontroller, a digital signal processor (“DSP: Digital Signal Processor”), a reconfigurable door array (“FPGA: Field Programmable Gate Array”) or a specific application integrated circuit (“ASIC: Application Specific Integrated Circuit”).

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El control interno propuesto en esta patente se puede implementar de diversas formas, con resultados idénticos o muy similares en cuanto al tiempo que se tarda en corregir una perturbación y a la magnitud del sobrepaso que presenta la corriente que circula por la bobina durante un transitorio. En las Figuras 7, 9, 11 y 13 se muestran, a modo de ejemplo, esquemas analógicos simplificados de posibles realizaciones del sistema de control interno, de acuerdo con los distintos casos que se pueden dar en la práctica. 30  The internal control proposed in this patent can be implemented in a variety of ways, with identical or very similar results in terms of the time it takes to correct a disturbance and the magnitude of the overflow presented by the current flowing through the coil during a transient. Figures 7, 9, 11 and 13 show, by way of example, simplified analog schemes of possible embodiments of the internal control system, in accordance with the different cases that can occur in practice. 30

En cuanto al control externo cabe decir que aunque se puede implementar mediante un circuito analógico, resulta mucho más sencillo implementarlo utilizando un microcontrolador, un DSP, una FPGA o un ASIC. En las Figuras 7, 9, 11 y 13 se indica el cálculo a realizar por el control externo. El valor del parámetro k que aparece en dichas figuras se indica en las ecuaciones 3, 4 y 5, junto con su valor para el caso del convertidor 35 representado en la Figura 1.  As for external control, it can be said that although it can be implemented through an analog circuit, it is much easier to implement it using a microcontroller, a DSP, an FPGA or an ASIC. Figures 7, 9, 11 and 13 indicate the calculation to be performed by the external control. The value of the parameter k that appears in these figures is indicated in equations 3, 4 and 5, together with its value for the case of the converter 35 represented in Figure 1.

Claims (7)

REIVINDICACIONES 1. Un método que regula el valor medio de la corriente, lineal a trozos, que circula por una bobina perteneciente a la etapa de potencia de un convertidor electrónico conmutado, que funciona en modo de conducción continuo. Para corregir el valor medio de la corriente que circula por la bobina, el método propuesto modifica en cada 5 ciclo de conmutación la relación entre el tiempo que el transistor (o transistores) de la etapa de potencia está en corte y el tiempo que está saturado. 1. A method that regulates the average value of the current, linear in pieces, that circulates through a coil belonging to the power stage of a switched electronic converter, which operates in continuous driving mode. To correct the average value of the current flowing through the coil, the proposed method modifies in every 5 switching cycle the relationship between the time that the transistor (or transistors) of the power stage is in cut and the time that is saturated . Con este método de regulación, en cada ciclo de conmutación, el transistor (o transistores) permanece en un estado (corte o saturación) un tiempo constante T y a continuación pasa al otro estado (saturación o corte) en el que permanece un tiempo variable, cuya duración depende de las condiciones de funcionamiento del 10 convertidor. La duración del tiempo variable se determina, en cada ciclo de conmutación, como el tiempo que tarda la tensión generada por el sensor de corriente en igualar a una tensión de control vc definida de la siguiente manera:  With this method of regulation, in each switching cycle, the transistor (or transistors) remains in a state (cut or saturation) for a constant time T and then passes to the other state (saturation or cut) in which a variable time remains, whose duration depends on the operating conditions of the converter. The duration of the variable time is determined, in each switching cycle, as the time it takes for the voltage generated by the current sensor to match a control voltage vc defined as follows: ()2scsLLRTvRIvtL  () 2scsLLRTvRIvtL Cuando finaliza el estado de duración variable, el transistor (o transistores) pasa al otro estado con una duración 15 constante (T) y así sucesivamente.  When the variable duration state ends, the transistor (or transistors) goes to the other state with a constant duration (T) and so on. 2. En el método de regulación de la reivindicación 1, si se quiere que el transistor (o transistores) de la etapa de potencia permanezca saturado un tiempo constante T = Ton en cada ciclo de conmutación, entonces para determinar el valor de vc hay que utilizar el valor de la caída de tensión en la bobina durante los intervalos de 20 tiempo en los que ésta incrementa la energía que almacena [vL(t) = vL-on > 0]. Cumpliéndose que en este caso sólo es necesario medir una corriente proporcional a la corriente que circula por la bobina durante los intervalos de tiempo que la bobina cede parte de la energía que tiene almacenada. 2. In the regulation method of claim 1, if it is desired that the transistor (or transistors) of the power stage remain saturated for a constant time T = Ton in each switching cycle, then to determine the value of vc it is necessary to use the value of the voltage drop in the coil during the time intervals in which it increases the energy it stores [vL (t) = vL-on> 0]. Complying that in this case it is only necessary to measure a current proportional to the current flowing through the coil during the time intervals that the coil yields part of the energy it has stored. 3. En el método de regulación de la reivindicación 1, si se quiere que el transistor (o transistores) de la etapa de 25 potencia permanezca en corte un tiempo constante T = Toff en cada ciclo de conmutación, entonces para determinar el valor de vc hay que utilizar el valor de la caída de tensión en la bobina durante los intervalos de tiempo en los que ésta cede parte de la energía que tiene almacenada [vL(t) = vL-off < 0]. Cumpliéndose que en este caso sólo es necesario medir una corriente proporcional a la corriente que circula por la bobina durante los intervalos de tiempo en los que la bobina incrementa la energía que almacenada. 30 3. In the regulation method of claim 1, if it is desired that the transistor (or transistors) of the power stage remains in constant cutoff time T = Toff in each switching cycle, then to determine the value of vc the value of the voltage drop in the coil must be used during the time intervals in which the coil yields part of the energy stored [vL (t) = vL-off <0]. Complying that in this case it is only necessary to measure a current proportional to the current flowing through the coil during the time intervals in which the coil increases the energy stored. 30 4. Añadiendo un bucle de control externo al método de control de la reivindicación 1 se regula el valor medio (IT) de la corriente que circula por el transistor (o transistores) de la etapa de potencia por el que circula una corriente proporcional a la corriente que circula por la bobina cuando ésta incrementa la energía que almacena. La tarea del bucle externo consiste en generar la tensión de referencia RsIL del bucle de control (interno) de la 35 reivindicación 1 a partir de la tensión de referencia del bucle de control externo (RsIT) y de las caídas de tensión en la bobina (vL-on y vL-off). El valor de la tensión de referencia RsIL a generar por el bucle externo cumple lo siguiente: 4. Adding an external control loop to the control method of claim 1 regulates the average value (IT) of the current flowing through the transistor (or transistors) of the power stage through which a current proportional to the current flows. current flowing through the coil when it increases the energy it stores. The task of the external loop is to generate the reference voltage RsIL of the control loop (internal) of claim 1 from the reference voltage of the external control loop (RsIT) and the voltage drops in the coil ( vL-on and vL-off). The value of the reference voltage RsIL to be generated by the external loop complies with the following: 1LonsLsTLoffvRIRIv  1LonsLsTLoffvRIRIv 40  40 5. Añadiendo un bucle de control externo al método de control de la reivindicación 1 se regula el valor medio (Id) de la corriente que circula por el diodo de la etapa de potencia por el que circula una corriente proporcional a la corriente que circula por la bobina cuando ésta cede parte de la energía que almacena. La tarea del bucle externo consiste en generar la tensión de referencia RsIL del bucle de control (interno) de la reivindicación 1 a partir de la tensión de referencia del bucle externo (RsId) y de las caídas de tensión en la bobina (vL-on y vL-off). El 5 valor de la tensión de referencia RsIL a generar por el bucle externo cumple lo siguiente: 5. Adding an external control loop to the control method of claim 1 regulates the average value (Id) of the current flowing through the diode of the power stage through which a current proportional to the current flowing through the coil when it yields part of the energy it stores. The task of the external loop is to generate the reference voltage RsIL of the control loop (internal) of claim 1 from the reference voltage of the external loop (RsId) and the voltage drops in the coil (vL-on and vL-off). The 5 value of the reference voltage RsIL to be generated by the external loop complies with the following: 1LoffsLsdLonvRIRIv        1LoffsLsdLonvRIRIv 6. En el método de control de la reivindicación 1, si se mide únicamente el valor de una corriente proporcional a la corriente que circula por el transistor, hay que garantizar que el transistor permanece en conducción un 10 tiempo mínimo (ton min) en cada ciclo de conmutación. 6. In the control method of claim 1, if only the value of a current proportional to the current flowing through the transistor is measured, it must be ensured that the transistor remains in conduction for a minimum time (ton min) in each switching cycle 7. En el método de control de la reivindicación 1, si se mide únicamente el valor de una corriente proporcional a la corriente que circula por el diodo, hay que asegurar que el transistor permanece en corte un tiempo mínimo (toff min) en cada ciclo de conmutación. 15 7. In the control method of claim 1, if only the value of a current proportional to the current flowing through the diode is measured, it must be ensured that the transistor remains in cut for a minimum time (toff min) in each cycle switching fifteen
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