电功率转换器中的负载电流检测制造技术

电功率转换器具有：变压器（４）和检测电路，所述检测电路用于获得重构的输出或者负载电流。在本发明专利技术的第一方面，通过从缩放的初级电流（Ｉｐｒｉｍ）减去缩放的初级电压（Ｖｃａｐ）的时间积分。在本发明专利技术的第二方面，通过从缩放的初级电流（Ｉｐｒｉｍ）减去辅助线圈（２４）两端电压（Ｖａｕｘ）的缩放电压的时间积分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电功率转换器中的负载电流检测，具体地涉及谐振转换器。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提出了 一种电功率转换器，包括具有初级电路和次级电 路的变压器，所述初级电路由AC信号供电，以在用于输送负载电流的所述次级电路上感应 次级AC信号；检测电路，操作用于检测表示所述初级电路中电流的第一电信号和表示所述 初级电路两端电压的时间积分的第二电信号；缩放电路，用于根据所述变压器的泄露和磁 化电感将所述第一电信号相对于第二电信号进行缩放或者按比例调节；以及计算电路，用 于将缩放的第一和第二信号进行组合，以便有效地从所缩放的第一电信号中减去所缩放的 第二电信号以获得差信号，所述差信号表示反映到变压器的初级侧的负载电流，并且因此 表示实际的负载电流。这样，在无需辅助线圈的情况下，可以实现输出或者负载电流的重建。这是通过确 定初级电流与变压器的初级线圈两端电压的时间积分之间的差来实现的。根据本专利技术的另一个方面，提出了一种电功率转换器，包括具有初级电路和次级 电路的变压器，所述初级电路由AC信号供电，以在用于输送负载电流的所述次级电路上感 应次级AC信号；检测电路，用于获得表示负载电流的电信号，其中所述检测电路包括电路 元件，用于获得表示初级电路中的电流的第一电信号；辅助电路，用于获得表示变压器中流 动的磁化电流的第二电信号；以及计算电路，用于将第一和第二信号进行组合，以便从第一 信号中有效地减去第二信号以获得差信号，所述差信号表示反映到变压器的初级侧的负载 电流，并且因此表示实际的负载电流，其中所述辅助电路包括辅助线圈，在所述辅助线圈 两端感应辅助电压；以及积分电路，用于将所述辅助电压相对于时间进行积分以获得第二 电信号，并且根据所述辅助线圈相对于初级电路和次级电路的耦合程度来缩放或者按比例 调节所述第一和第二电信号的相对幅度。通过这一方面，通过利用适当缩放的这些信号来计算初级电流和辅助线圈两端电 压的时间积分之间的差，可以实现输出电流重建。这样，可以将辅助线圈与变压器的初级线 圈耦合，得到的益处是无需针对辅助线圈的干线隔离(mains isolation)。附图说明现在将参考附图作为示例描述本专利技术的实施例，其中图1示出了串联谐振转换器的通用电路图；图2示出了图1的转换器的变压器的等效电路；图3是与图1类似的视图，但是示出了在本专利技术的第一方面使用的输出信号；图4示出了如何处理图3的输出信号；图5与图1类似，但是示出了根据本专利技术第二方面与转换器的变压器相关联的辅 助线圈；图6示出了图5的变压器的等效电路；以及图7示出了如何处理图6电路的有用输出信号。具体实施例方式图1示出了串联谐振转换器的通用电路图。转换器包括转换电路1，用于将DC输 入2(标记为Vbus)转换为AC信号，所述AC信号对变压器4的初级线圈3供电。在变压器 4的分离的次级线圈5a、恥两端感应的次级AC信号由包括两个二极管6和7的第二转换器 电流整流为用Vout标记的DC输出电压8，用于输送负载电流。第一转换器电路在受控的频率按照交替的顺序感应矩形轮廓脉冲( 和G1。将所 述脉冲馈送至谐振电路，所述谐振电路包括电容器9、串联泄露电感10和承载磁化电流的 磁化电感12。将所述变压器4表示为具有N: 1 1的匝数比的理想变压器，所述匝数比是 初级线圈3、分离的次级线圈的一半fe和分离的次级线圈的另一半恥的匝数之比。示出 了初级线圈3和磁化电感12并联，这种并联结构承载初级电流，并且与泄露电感10和电容 器9串联。这种并联结构也与承载初级电流的感测电阻器12串联。这样，电阻器13两端 的电压表示初级电流。图2示出了变压器的等效电路，在初级侧模型化泄露电感。所述电压Vlii是电压 Vcap减去电感10两端的电压。同样，所述电感10两端的电压是Ls乘以初级电流相对于时 间的一阶导数，得到以下等式权利要求1.一种电功率转换器，包括具有初级电路和次级电路的变压器G)，所述初级电路由AC信号供电，以在用于输送 负载电流的所述次级电路上感应次级AC信号；检测电路，操作用于检测表示所述初级电路中电流的第一电信号(Iprim)和表示所述 初级电路两端电压(Vcap)的时间积分的第二电信号；缩放电路(18、19)，用于根据所述变压器的泄露和磁化电感，将所述第一电信号相对于 第二电信号进行缩放或者按比例调节；以及计算电路(22)，用于将缩放的第一和第二信号进行组合，以便有效地从所缩放的第一 电信号中减去所缩放的第二电信号，以获得差信号，所述差信号表示反映到变压器的 初级侧的负载电流，并且因此表示实际的负载电流。2.根据权利要求1所述的转换器，其中所述缩放电路操作用于将第一和第二信号按照3.根据权利要求1或2所述的转换器，其中所述计算电路根据上述等式1计算负载电流。4.一种电功率转换器，包括具有初级电路(3、12)和次级电路的变压器G)，所述初级电路由AC信号供电，以在用 于输送负载电流的所述次级电路上感应次级AC信号；检测电路，用于获得表示负载电流的电信号，其中所述检测电路包括电路元件(13)， 用于获得表示初级电路(3、12)中的电流的第一电信号；辅助电路04、25)，用于获得表示 变压器中流动的磁化电流的第二电信号；以及计算电路(27)，用于将第一和第二信号 进行组合，以便有效地从第一信号中减去第二信号以获得差信号，所述差信号表示反映到 变压器的初级侧的负载电流，并且因此表示实际的负载电流，其中所述辅助电路包括辅助线圈，在所述辅助线圈两端感应辅助电压；以及积分电 路(25)，用于将所述辅助电压相对于时间进行积分以获得第二电信号，并且根据所述辅助 线圈相对于初级电路和次级电路的耦合程度来缩放或者按比例调节所述第一和第二电信 号的相对幅度。5.根据权利要求4所述的转换器，其中所述计算电路根据上述等式2计算输出电流。全文摘要电功率转换器具有变压器(4)和检测电路，所述检测电路用于获得重构的输出或者负载电流。在本专利技术的第一方面，通过从缩放的初级电流(Iprim)减去缩放的初级电压(Vcap)的时间积分。在本专利技术的第二方面，通过从缩放的初级电流(Iprim)减去辅助线圈(24)两端电压(Vaux)的缩放电压的时间积分。文档编号H02M3/338GK102124641SQ200980132113 公开日2011年7月13日 申请日期2009年8月12日 优先权日2008年8月21日专利技术者汉斯·哈贝尔施塔特 申请人:Nxp股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电功率转换器，包括：具有初级电路和次级电路的变压器（４），所述初级电路由ＡＣ信号供电，以在用于输送负载电流的所述次级电路上感应次级ＡＣ信号；检测电路，操作用于检测表示所述初级电路中电流的第一电信号（Ｉｐｒｉｍ）和表示所述初级电路两端电压（Ｖｃａｐ）的时间积分的第二电信号；缩放电路（１８、１９），用于根据所述变压器的泄露和磁化电感，将所述第一电信号相对于第二电信号进行缩放或者按比例调节；以及计算电路（２２），用于将缩放的第一和第二信号进行组合，以便有效地从所缩放的第一电信号中减去所缩放的第二电信号，以获得差信号，所述差信号表示反映到变压器（４）的初级侧的负载电流，并且因此表示实际的负载电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯·哈贝尔施塔特，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL