具有对未知输入和负载电压的自动调节的电子控制器制造技术

提供了具有对未知输入和负载电压的自动调节的电子控制器。公开了用于降压转换器的电流控制的方法、设备、技术和电路。在一个示例中，一种设备被配置为接收针对电流驱动器的选定平均电流值。该设备还被配置为确定针对电流驱动器的参数集。该设备还被配置为生成到电流驱动器的输出以使得电流驱动器输出具有与选定平均电流值相对应的平均电流的开关信号。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及电功率转换器，并且具体地涉及针对电功率转换器的电子控制。
技术介绍
电功率转换器被用于满足具有可用源功率的负载的专门的电流和电压要求。例如，发光二极管(LED)的链可能要求特定DC电压和电流以进行正常工作。LED链可能通常利用两级控制装置来供电，两级控制装置包括AC-DC电压转换器和DC-DC电流转换器，通常为具有比输入电压更低的输出电压的降压转换器。LED链控制器可以是模拟的或数字的。模拟控制器使得照明与电流成比例，这具有简单和快速响应时间的优点。然而，照明对电流的响应是非线性的，并且照明的频谱也随电流而变化，从而使得光的颜色随亮度而变化。因此数字DC-DC电流转换器控制器优选用于许多应用。
技术实现思路
本公开内容的各种示例涉及使电子驱动器无论输入电压如何并且无论负载电压如何，跨正常操作条件的宽范围自动地生成期望的平均输出电流并且利用小的纹波电流来这么做的技术、系统、设备和方法。本公开内容的驱动器可以单独地利用控制逻辑，而非使用除了现有的廉价的且紧凑的驱动器硬件之外的额外的昂贵的且笨重的部件来实现这些优点。本公开内容的驱动器可以接收指示目标平均电流的输入；测量负载电压和输入电压；以及基于目标平均电流、输入电压以及负载电压确定并实现基准电流和关断时间以驱动开关信号实现具有低纹波的目标平均电流。本公开内容的驱动器可以因此针对宽范围的输入电压中的任何和宽范围的负载电压中的任何自动地例如以可靠的且有效的电流流动、以快速的接通时间、标称亮度和颜色、无闪烁以及防止过流故障、以及其他优点来驱动LED链而不要求输入电压或负载电压被编程到驱动器中。本公开内容的单个驱动器可以因此灵活地、可靠地且有效地被使用在广泛的应用和操作条件上。一个示例涉及一种设备。该设备被配置为接收针对电流驱动器的选定平均电流值。该设备还被配置为确定针对电流驱动器的参数集。该设备还被配置为生成到电流驱动器的输出以使得电流驱动器输出具有与选定平均电流值相对应的平均电流的开关信号。另一示例涉及一种方法。该方法包括接收针对电流驱动器的选定平均电流值。该方法还包括确定针对电流驱动器的参数集。该方法还包括生成到电流驱动器的输出以使得电流驱动器输出具有与选定平均电流值相对应的平均电流的开关信号。另一示例涉及一种微控制器。微控制器包括脉冲密度调制器、模拟比较器、电流控制电路、以及逻辑控制单元。电流控制电路具有连接到脉冲密度调制器的输出并且连接到模拟比较器的输出的输入。逻辑控制单元被配置具有连接到模拟比较器的输入的峰值电流设置点输出，并且被配置具有连接到电流控制单元的输入的关断时间输出。在附图和下面的描述中阐述本公开内容的一个或多个示例的细节。其他特征、目的和优点将从说明书和附图、并且从权利要求书变得显而易见。附图说明图1描绘了在本公开内容的一个示例中的电流驱动器和负载的概念性框图，电流驱动器包括控制器和DC-DC降压转换器，控制器包括控制逻辑单元，并且DC-DC降压转换器包括开关，具有到控制逻辑单元的输入和来自控制逻辑单元的输出以控制开关并驱动负载。图2描绘了图示了根据本公开内容的示例的电流驱动器的电路框图，电流驱动器包括控制器，控制器具有控制逻辑单元并被配置用于经由DC-DC降压转换器的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)自动地设置到负载LED链的平均输出电流。图3描绘了根据本公开内容的示例的针对可以由电流控制器的至少一个中央处理单元(CPU)实现或运行以用于自动地设置目标峰值电流设置点和目标关断时间以实现目标平均输出电流的过程的流程图。图4描绘了根据本公开内容的示例的用于基于选定平均输出电流和测量的输入电压和负载电压来自动设置平均输出电流的电流控制器的硬件逻辑单元的功能框图。图5描绘了根据本公开内容的示例的在被配置为自动地设置平均输出电流的控制逻辑单元的控制下的电流驱动器的脉冲密度调制(PDM)输出比特流信号图、控制器输出开关信号(OSS)图以及(例如，被输出到LED链的)输出电流图的时序一致图。图6描绘了图示了根据本公开内容的示例的用于基于测量的输入电压和测量的负载电压对选定平均输出电流的自动实现的方法的流程图。具体实施方式图1描绘了在本公开内容的一个示例中的电流驱动器100和负载190的概念性框图，电流驱动器100包括控制器110和DC-DC降压转换器170，控制器110包括控制逻辑单元120，并且DC-DC降压转换器170包括开关180，控制器110具有到控制逻辑单元120的输入和来自控制逻辑单元的输出以控制开关180并驱动负载190。在各种示例中，控制逻辑单元120可以为被编程有可执行控制逻辑指令的中央处理单元(CPU)，或者可以为逻辑硬件元件，例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。负载190可以例如为LED灯链。控制逻辑单元120被配置为接收针对目标平均电流值(Itarget)122的外部输入。控制逻辑单元120还被配置为确定电流驱动器100的内部参数并且测量电流驱动器100的内部电压，包括DC-DC降压转换器170中的电感值(L)132和电流驱动器100中的内部传播时间(Tprop)134的内部参数以及DC-DC降压转换器170中的负载电压(VL)172和输入电压(Vin)174的测量结果。控制逻辑单元120可以从用户或想要将电流驱动器100配置为驱动负载190的其他外部源接收目标平均电流值(Itarget)122的输入的输入。控制逻辑单元120可以使用目标平均电流(Itarget)122的外部供应的输入和电感值(L)132、内部传播时间(Tprop)134、负载电压(VL)172和输入电压(Vin)174的内部确定的参数和测量，来确定并输出到(如下面进一步解释的)控制器110的其他元件的目标峰值电流设置点(Iref)142和关断时间(Toff)144。控制逻辑单元120可以因此使得控制器110将在贴合目标平均电流值122的平均电流的输出电流182供应到负载190。控制器110的其他部件可以接收目标峰值电流设置点(Iref)142和关断时间(Toff)144作为来自控制逻辑单元120的输入。控制器110有时还可以接收意图激活负载190的激活输入152。例如，负载190可以为LED链，并且激活输入152可以是用于接通LED链并用于控制LED链的亮度的信号。控制器110可以生成到控制开关180接通和关断的开关信号输出162，由此将在目标平均电流值122处的开关输出电流182供应到负载190。电流驱动器100可以因此无论输入电压174如何并且无论负载电压190如何跨正常操作条件的宽范围自动地生成贴合目标平均电流值122的平均电流处的开关输出电流182，并且可以利用小的纹波电流来实现。电流驱动器100可以单独地利用控制逻辑单元120而非使用除了现有的廉价的且紧凑的驱动器硬件之外的额外的昂贵的且笨重的部件来实现这些优点。电流驱动器100可以针对宽范围的输入电压174中的任何和宽范围的负载电压中的任何自动地例如以可靠的且有效的电流流动、以快速的接通时间、标称亮度和颜色、无闪烁以及防止过流故障、以及其他优点来驱动负载190(例如LED链)而不要求输入电压174或负载电压被编程到驱动器100中。本公开内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，被配置为：接收针对电流驱动器的选定平均电流值；确定针对所述电流驱动器的参数集；以及生成到所述电流驱动器的输出以使得所述电流驱动器输出具有与所述选定平均电流值相对应的平均电流的开关信号。

【技术特征摘要】
2015.10.09 US 14/879,9781.一种设备，被配置为：接收针对电流驱动器的选定平均电流值；确定针对所述电流驱动器的参数集；以及生成到所述电流驱动器的输出以使得所述电流驱动器输出具有与所述选定平均电流值相对应的平均电流的开关信号。2.根据权利要求1所述的设备，其中确定针对所述电流驱动器的所述参数集包括测量输入电压。3.根据权利要求1所述的设备，其中确定针对所述电流驱动器的所述参数集包括测量电感器电压。4.根据权利要求1所述的设备，其中确定针对所述电流驱动器的所述参数集包括基于测量的输入电压和测量的电感器电压来确定负载正向电压。5.根据权利要求1所述的设备，其中确定针对所述电流驱动器的所述参数集包括确定电感。6.根据权利要求1所述的设备，其中确定针对所述电流驱动器的所述参数集包括确定内部传播时间。7.根据权利要求1所述的设备，其中生成到所述电流驱动器的所述输出包括生成目标关断时间。8.根据权利要求1所述的设备，其中生成到所述电流驱动器的所述输出包括生成目标峰值电流设置点。9.根据权利要求1所述的设备，其中生成到所述电流驱动器的所述输出包括：输出高于所述选定平均电流值的初始峰值电流基准；至少部分地基于初始峰值电流基准和初始电流过冲来确定峰值电流；以及至少部分地基于所述峰值电流和目标平均电流来确定目标纹波电流和目标峰值电流设置点中的至少一个。10.根据权利要求9所述的设备，其中生成到所述电流驱动器的所述输出还包括：至少部分地基于电感器电压、电感以及传播时间来确定所述初始电流过冲。11.根据权利要求9所述的设备，其中生成到所述电流驱动器的所述输出还包括：至少部分地基于以下各项来确定目标关断时间：所述目标纹波电流和所述目标峰值电流设置点中的至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·托马索维克斯，M·N·S·B·莫哈梅德萨特，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE