用于并联级功率转换器的电压调整系统和方法技术方案

本公开涉及用于并联级功率转换器的电压调整系统和方法。其中功率系统包括第一DC‑DC转换器电路和第二DC‑DC转换器电路，每个都包括功率输入端和传感器。传感器包括传感器输出端以及电流传感器和电压传感器中的至少一个。功率系统还包括：主功率因子校正(PFC)电路，包括耦合至第一DC‑DC转换器电路的功率输入端的功率输出端；以及从PFC电路，包括耦合至第二DC‑DC转换器电路的功率输入端的功率输出端以及耦合至第二DC‑DC转换器电路的传感器输出端和第一DC‑DC转换器电路的传感器输出端的电压调整端。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及用于具有多个并联级的功率转换器的系统和方法，在具体实施例中，涉及用于调整并联DC-DC转换级的输入电压。
技术介绍
AC-DC转换器被用于各种应用。这些应用包括向电信系统、办公和工业设备、军事系统和消费电子产品提供电能。使用AC-DC转换器的消费电子设备包括膝上型计算机、桌上型计算机、监控器、路由器、蓝光播放器、打印机、电视等。各种配置可用于AC-DC转换系统，包括具有整流器、功率因子校正(PFC)级和DC-DC转换级的配置。可使用的一种类型的DC-DC转换级是开关模式电源(SMPS)DC-DC转换器，其包括能量存储元件和开关元件以将能量从这些存储元件切换到转换器输出。存储元件例如可以包括电感器和电容器。开关元件例如可以包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。一些SMPS转换器还使用变压器在它们的输入和输出之间提供电流隔离，并且可以使它们的开关元件位于该变压器的初级侧。这种SMPS转换器能够提供转换器输出电压的线调节和负载调节。
技术实现思路
根据本专利技术的第一示例性实施例，提供了一种用于功率转换的方法。该方法包括：通过多个并联级对多个输入信号执行DC-DC转换以得到多个输出信号，每个输出信号均具有相应的幅度。该方法还包括：确定多个测量信号，每个测量信号根据多个输出信号中的一个信号的相应幅度来定标，以及根据多个测量信号调整多个输入信号中的至少一个的相应电压。根据本专利技术的第二示例性实施例，提供了一种功率电路。该功率电路包括多个并联级，其被配置为对多个输入信号执行DC-DC转换以得到每个均具有相应幅度的多个输出信号，以及确定多个测量信号，每个测量信号均根据多个输出信号中的一个信号的相应幅度。该功率电路还被配置为根据多个测量信号调整多个输入信号中的至少一个的相应输入电压。根据本专利技术的第三示例性实施例，提供了一种功率系统。该功率系统包括第一DC-DC转换器电路和第二DC-DC转换器电路，每个DC-DC转换器电路均包括功率输入端和传感器。传感器包括传感器输出端以及电流传感器和电压传感器中的至少一个。功率系统还包括：主功率因子校正(PFC)电路，包括耦合至第一DC-DC转换器电路的功率输入端的功率输出端；以及从PFC电路，包括耦合至第二DC-DC转换器电路的功率输入端的功率输出端以及耦合至第二DC-DC转换器电路的传感器输出端和第一DC-DC转换器电路的传感器输出端的电压调整端。附图说明为了更好地理解本专利技术及其优势，现在结合附图进行以下描述。图1A是示出根据本文所述实施例的向电负载提供过滤DC输出电流的AC-DC转换器的框图；图1B是示出根据本文所述实施例的AC-DC转换器的可选实施例的框图；图2A是示出根据本文所述实施例的可用作用于AC-DC转换器的DC-DC转换级的三个并联谐振LLC转换级的框图；图2B是示出根据本文所述实施例的用于具有相等值和等电位输入电压的理想部件的图2A的交错LLC转换级的设计的预测对应输出电流的示图；图2C是示出根据本文所述实施例的用于具有不相等值的分量的图2A的交错LLC转换级的设计的预测对应输出电流的示图；图3A示出根据本文所述实施例的可用作用于AC-DC转换器的DC-DC转换级的两个并联LLC转换级的框图；图3B是示出根据本文所述实施例的用于具有相等值的理想分量的图3A的交错LLC转换级的设计的预测对应输出电流的示图；图3C是示出根据本文所述实施例的用于具有不相等值和等电位输入电压的分量的图3A的交错LLC转换级的设计的预测对应输出电流的示图；图3D是示出根据本文所述实施例的用于具有不相等值和反馈调整输入电压的分量的图3A的交错LLC转换级的设计的预测对应输出电流的示图；图4A是示出根据本文所述实施例的具有每一个都耦合至不同并联PFC级的三个谐振LLCDC-DC转换级的AC-DC转换器的框图；图4B是示出根据本文所述实施例的图4A的AC-DC转换器的第一可选实施例的框图；图4C是示出根据本文所述实施例的图4A的AC-DC转换器的第二可选实施例的框图；图5是示出根据本文所述实施例的PFC调节器电路的框图；以及图6是示出根据本文所述实施例的用于功率转换的方法的流程图。具体实施方式以下详细描述本专利技术优选实施例的制造和使用。然而，应该理解，本专利技术提供了许多可在各种具体条件下具体化的可应用专利技术概念。所讨论的具体实施例仅仅是制造和使用本专利技术的具体方式而不用于限制本专利技术的范围。将在具体条件(即，使用多个并联PFC级和多个并联DC-DC转换级的AC-DC转换器的系统和方法)下参照优选实施例描述本专利技术。本专利技术的实施例还可以应用于其他电路，包括但不限于开关模式电源和其他类型的电源系统。在各个实施例中，AC-DC转换器向电负载提供过滤输出电流。该AC-DC转换器包括接收AC功率或整流AC功率的多个并联PFC级，并且每个PFC级都向相应的DC-DC转换级提供功率。多个DC-DC转换级具有对应的输出电流，它们被组合以提供总输出电流。这些对应输出电流中的每一个都具有波纹分量，但是每个DC-DC转换器的开关组相对于其他DC-DC转换器的开关组来定时，使得它们对应的输出电流被交错，意味着不同的电流波纹在不同的时刻达到它们相应的峰值。在组合各个输出电流之后，总输出电流具有横跨输出滤波器电容器提供的波纹分量和横跨与该电容器并联连接的电负载提供的DC分量。输出滤波器电容器从输出到电负载过滤电流波纹，并且该电容器的大小和成本通常根据输出电流波纹的幅度来确定。在使用理想部件的理论设计中，DC-DC转换器的各个输出电流中的波纹的幅度可以被设计为相同，使得交错将减小总输出电流的波纹。然而，在实际的实施中，每个得到的部件具有不同于理想的容限。如果不检查，则这些部件容限会引起一些对应输出电流的幅度大于其他电流的幅度，这会阻止交错并联级设计成功减小总输出电流波纹。为了缓解这些部件容限的影响，可以从一个或多个DC-DC转换级到一个或多个PFC级提供反馈以使得后者改变它们所提供的电压。在具有两个并联PFC级(每一级都分别耦合至两个并联DC-DC转换级)的示例性实施例中，一个PFC级可以是不被其对应DC-DC转换级控制的主PFC级，而另一PFC级可以是被其对应DC-DC转换级控制的从PFC级。在这种实施例中，DC-DC转换级直接或间接地监控它们的对应输出电流的波纹幅度，并且提供使得由从PFC级提供的电压增加或减小的控制信号。为了提供各个输出电流的波纹均衡，由从PFC级提供的电压增加(如果其相关联的DC-DC转换级具有波纹幅度小于其他DC-DC转换级的波纹幅度的输出电流的话)，而由从PFC级提供的电压减小(如果该波纹幅度大于其他DC-DC转换级的波纹幅度的话)。图1A示出了向电负载116提供过滤DC输出电流的AC-DC转换器。该AC-DC转换器包括主PFC级104a以及一个或多个从PFC级104b-104n。在图1A的实施例中，AC-DC转换器还包括整流器102。在其他实施例中，可以使用不要求整流器的无桥PFC级。每个PFC级104a-104n都接收来自整流器102的相同整流AC电压和电流，并且每一个都向相应的一个DC-DC转换级106a-106n提供一个DC-DC转换输入电压Vin_a-Vin_n。P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于功率转换的方法，包括：通过多个并联级对多个输入信号执行DC‑DC转换，以得到多个输出信号，每个输出信号均具有相应的幅度；确定多个测量信号，每个测量信号均根据所述多个输出信号中的一个信号的相应幅度来定标；以及根据所述多个测量信号调整所述多个输入信号中的至少一个信号的相应电压。

【技术特征摘要】
2015.09.08 US 14/848,1031.一种用于功率转换的方法，包括：通过多个并联级对多个输入信号执行DC-DC转换，以得到多个输出信号，每个输出信号均具有相应的幅度；确定多个测量信号，每个测量信号均根据所述多个输出信号中的一个信号的相应幅度来定标；以及根据所述多个测量信号调整所述多个输入信号中的至少一个信号的相应电压。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过多个功率因子校正级接收包括交流信号和整流信号中的一个信号的功率信号；以及对所述功率信号执行功率因子校正以得到所述多个输入信号。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个输出信号中的第一输出信号包括根据所述多个输入信号中的第一输入信号定标的电流波纹幅度，所述多个输出信号中的第二输出信号包括根据所述多个输入信号中的第二输入信号定标的电流波纹幅度，并且调整所述多个输入信号中的至少一个信号的相应电压包括：根据第一测量信号和第二测量信号确定根据所述第一输出信号的电流波纹幅度和所述第二输出信号的电流波纹幅度之间的差定标的控制信号；以及根据所述控制信号调整所述第二输入信号的电压。4.根据权利要求3所述的方法，其中调整所述第二输入信号的电压包括以下一种：当所述第二输出信号的电流波纹幅度小于所述第一输出信号的电流波纹幅度时，增加所述第二输入信号的电压；以及当所述第二输出信号的电流波纹幅度大于所述第一输出信号的电流波纹幅度时，减小所述第二输入信号的电压。5.根据权利要求4所述的方法，其中：所述多个功率因子校正级包括被配置为输出所述第一输入信号的主级和被配置为输出所述第二输入信号的从级；以及调整所述第二输入信号的电压包括以下一种：调整所述从级的切换频率；以及调整所述从级的占空比。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个输出信号中的每个信号还包括不同的信号相位。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个并联级包括LLC转换器，所述LLC转换器包括谐振槽，以及所述谐振槽包括谐振电容器。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述谐振槽还包括分流电阻器，并且所述方法还包括：根据所述分流电阻器两端的电压确定所述多个测量信号的测量信号。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述LLC转换器还包括与所述谐振槽并联耦合的并联分支电路，所述并联分支电路包括分流电阻器和与所述分流电阻器串联耦合的分流电容器，以及所述方法还包括：根据所述分流电阻器两端的电压确定所述多个测量信号中的测量信号。10.一种功率电路，包括：多个并联级，被配置为：对多个输入信号执行DC-DC转换以得到多个输出信号，每个输出信号均具有相应的幅度；以及确定多个测量信号，每个测量信号均根据所述多个输出信号中的一个信号的相应幅度确定；并且其中所述功率电路被配置为根据所述多个测量信号调整所述多个输入信号中的至少一个信号的相应输入电压。11.根据权利要求10所述的功率电路，还包括：多个功率因子校正级，被配置为：接收包括交流信号和整流信号中的一个信号的功率信号；以及对所述功率信号执行功率因子校正以得到所述多个输入信号。12.根据权利要求11所述的功率电路，其中所述多个输出信号中的第一输出信号包括根据所述多个输入信号中的第一输入信号定标的电流波纹幅度；所述多个输出信号中的第二输出信号包括根据所述多个输入信号中的第二输入信号定标的电流波纹幅度；以及所述功率电路还被配置为：根据第一测量信号和第二测量信号确定根据所述第一输出信号的电流波纹幅度和所述第二输出信号的电流波纹幅度之间的差定标的控制信号；以及根据所述控制信号调整所述第二输入信号的电压。13.根据权利要求12所述的功率电路，还被配置为：当所述第二输出信号的电流波纹幅度小于所述第一输出信号的电流波纹幅度时，增加所述第二输入信号的电压；以及当所述第二输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：金兑勇，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT