用于电源的多模参数分析器制造技术

一种系统包括输入选择模块、乘法器选择模块、乘法器模块、加法模块、多个累加器、以及估计模块。输入选择模块选择输入信号，该输入信号包括占空比信号和电源的多个电流信号和电压信号。乘法器选择模块选择来自正弦发生器和余弦发生器的输入。乘法器模块将选择的输入信号乘以来自正弦发生器和余弦发生器的输入以产生乘积。加法模块将乘积相加以产生和。多个累加器累加所述和。估计模块基于在多个累加器中累加的和来估计多个部件的值，所述多个部件包括电源的电感、电容和电阻。

【技术实现步骤摘要】
用于电源的多模参数分析器相关申请的交叉引用本申请涉及于2009年11月20日提交的美国专利申请No.12/622,484，该专利申请要求于2008年11月21日提交的美国临时专利No.61/116,897的优先权。通过引用将上述申请的公开文本全部并入本文。
本公开通常涉及电源，并且更具体地涉及用于电源的多模参数分析器。
技术介绍
本文提供的背景描述是为了概括地介绍本公开的上下文的目的。目前指定的专利技术人的工作(到它在该背景章节中被描述的程度)以及否则可能在提交时间时没有被作为现有技术的本描述的方面即未清除也未隐含地被承认为相对于本公开的现有技术。通常的以及特别是用于电源的反馈控制系统具有由未知的部件值和部件值的变化引起的性能限制和稳定性限制。几个关键系统参数(包括部件值)的准确测量对于实现高速瞬态性能来说是必要的。例如，在电源的情况下，输出电容可能很大程度上是未知的，这是因为电源负载具有与电源输出电容并联的电容。通常，负载电容是以被添加到负载电路的电容的形式，以便改进高频特性。令人遗憾的是，未知的负载电容和可能具有相当大的公差的其它部件在电源中常常出现。类似问题可能出现在例如电机控制系统中，其中通常未以足够的准确度来了解电机扭矩常数和负载惯性，以允许对电机的高速控制。测量这些未知参数允许对它们进行补偿。
技术实现思路
一种系统包括输入选择模块、乘法器选择模块、乘法器模块、加法模块、多个累加器、以及估计模块。输入选择模块基于第一组控制信号来选择来自电源的多个输入信号。输入信号包括占空比信号和该电源的多个电流信号和电压信号。乘法器选择模块基于第二组控制信号选择来自正弦发生器和余弦发生器的输入。乘法器模块选择性地将选择的输入信号中的一个或多个乘以来自正弦发生器和余弦发生器的输入之一以产生乘积。加法模块选择性地将该乘积相加以产生和。多个累加器基于第二组控制信号来累加这些和。估计模块产生第一控制信号和第二组控制信号，并且基于在多个累加器中累加的和来估计多个部件的值，该多个部件包括在该电源的输出级中的电感、电容和电阻。一种方法包括基于第一组控制信号选择来自电源的多个输入信号，其中输入信号包括占空比信号和该电源的多个电流信号和电压信号。该方法还包括基于第二组控制信号选择来自正弦发生器和余弦发生器的输入。该方法还包括选择性地将选择的输入信号中的一个或多个乘以来自正弦发生器和余弦发生器的输入之一以产生乘积。该方法还包括选择性地将该乘积相加以产生和，以及基于第二组控制信号在选择的多个累加器中累加这些和。该方法还包括基于在多个累加器中累加的和来估计多个部件的值，该多个部件包括电源的输出级中的电感、电容和电阻。根据下文提供的详细描述，本公开的另外的适用性领域将变得清楚。应当理解的是，详细描述和特定的示例仅打算用于说明的目的，并且不是用来限制本公开的范围。附图说明根据详细描述和附图，将更充分地理解本公开，在附图中：图1是开关电源的功能框图；图2A是参数分析器模块的功能框图；图2B是分析模块的功能框图；图2C是描述参数分析器模块的操作的模式的表；图2D是描述在不同模式的参数分析器模块的累加器中累加的值的表；图3A-3M描述由不同模式的参数分析器模块使用的等式；以及图4描述开关电源的注入参考、占空比和输出电压。具体实施方式下面的描述本质上仅仅是说明性的，并且决不是用来限制本公开、其应用或使用。为了清楚的目的，将在附图中使用相同的附图标记来标识类似的元件。如本文所述的，短语“A、B和C中的至少一个”应被解释为意指使用非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应当理解的是，可以按不同的顺序执行方法中的步骤，而不改变本公开的原理。如本文所使用的，术语“模块”可以指的是以下部件，或者可以是以下部件的部分，或者包括以下步骤：专用集成电路(ASIC)；电子电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；处理器(共享的、专用的或组)；提供描述的功能的其它适当的硬件部件；或例如在片上系统中的上述部件的一些或全部的组合。术语“模块”可以包括存储由处理器执行的代码的存储器(共享的、专用的或组)。如上文使用的术语“代码”可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指的是程序、例程、功能、类和/或对象。如上文使用的术语“共享的”意味着可以使用单个(共享的)处理器来执行来自多个模块的一些或所有代码。此外，来自多个模块的一些或所有代码可以由单个(共享的)存储器存储。如上文使用的术语“组”意味着可以使用一组处理器或一组执行引擎来执行来自单个模块的一些或所有代码。例如，处理器的多个内核和/或多个线程可以被认为是执行引擎。在各种实施方式中，可以在一个处理器中、在多个处理器中和在多个位置处的处理器(例如在并行处理布置中的多个服务器)中分组执行引擎。此外，可以使用一组存储器来存储来自单个模块的一些或所有代码。本文所述的装置和方法可以由一个或多个处理器所执行的一个或多个计算机程序来实施。计算机程序包括存储在非暂时的有形的计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括所存储的数据。非暂时的有形的计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器、磁性存储器和光学存储器。本公开涉及用于具有数字控制器的DC到DC开关模式的电源的多用途数据获取和分析系统。该系统允许对电源的远程测试和制造中的测试。该系统适应性地确定电源部件的值(例如，L、C和R)以及数字控制器的增益。该系统允许对电源部件的独立测量，并且通过估计测量误差来提高鲁棒性。该系统使用用于测量的正弦/余弦波或方波，并且为电源参数的各种测量和分析提供多个操作模式。该系统提供关键电源参数的经滤波的监测和闭环操作的误差分析。该系统允许经由功率管理总线(PMbus)进行电源参数的适应性补偿和经滤波的回读两者。该系统使用具有信号注入和相干解调的滤波器组来测量复合的增益(complexgain)、复合的平均值和复合的平方误差。更具体地，该系统包括具有用于多信号复解调的正弦查找表和余弦查找表的乘积并累加(MAC)模块。MAC模块用于同时监测Vout、Vin、电感器电流、占空比、估计的输入电流和其它电源参数。此外，MAC模块用于测量功率级部件(例如，L、C、R等)、对方波激励的闭环响应和开环响应、输出阻抗等。现在参考图1，开关电源100包括数字控制器模块102和功率级模块104。数字控制器模块102包括参数分析器模块106、状态估计器模块108、求和模块110、占空比模块112、以及求和模块114、增益归一化模块116、插补器模块118、脉冲宽度调制(PWM)模块140、辅助模数转换器(ADC)模块142、电感器电流(Iind)估计器模块144和反馈ADC模块146。功率级模块104包括串联连接到低侧开关的高侧开关(统称开关)。该开关的串联组合如所示出的那样横跨电源电压Vin和地来连接。电感器L连接到该开关的接合点，其中Rind是电感器L的电阻。电容器C和负载彼此并联连接。电容器C和负载的并联组合如所示出的那样串联连接到电感器L。功率级模块104产生输出电压Vout。至少该输出电压和电感器电流从功率级模块104反馈到数字控制器模块102。数字控制器模块102基于该反馈来控制功率级模块104。参数分析器模块106分析该反馈，测量各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：输入选择模块，其基于第一组控制信号来选择来自电源的多个输入信号，其中所述多个输入信号包括占空比信号和所述电源的多个电流信号和电压信号；乘法器选择模块，其基于第二组控制信号来选择来自正弦发生器和余弦发生器的输入；乘法器模块，其选择性地将选择的输入信号中的一个或多个乘以来自所述正弦发生器和所述余弦发生器的所述输入之一以产生乘积；加法模块，其选择性地将所述乘积相加以产生和；多个累加器，其基于所述第二组控制信号来累加所述和；以及估计模块，其产生所述第一组控制信号和所述第二组控制信号，并且所述估计模块基于在所述多个累加器中累加的所述和来估计多个部件的值，所述多个部件包括在所述电源的输出级中的电感、电容和电阻。

【技术特征摘要】
2011.08.26 US 13/219,1651.一种用于多模参数分析的系统，包括：输入选择模块，其基于第一组控制信号来选择来自电源的多个输入信号，其中所述多个输入信号包括占空比信号和所述电源的多个电流信号和电压信号；乘法器选择模块，其基于第二组控制信号来选择来自正弦发生器和余弦发生器的输入；乘法器模块，其选择性地将选择的输入信号中的一个或多个乘以来自所述正弦发生器和所述余弦发生器的所述输入之一以产生乘积；加法模块，其选择性地将所述乘积相加以产生和；多个累加器，其基于所述第二组控制信号来累加所述和；以及估计模块，其产生所述第一组控制信号和所述第二组控制信号，并且所述估计模块基于在所述多个累加器中累加的所述和来估计多个部件的值，所述多个部件包括在所述电源的输出级中的电感、电容和电阻。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述估计模块基于在所述多个累加器中累加的所述和来估计在所述电源的所述多个电流信号和电压信号中的纹波的量。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述估计模块基于在所述多个累加器中累加的所述和来估计在所述电源的所述部件的所估计的值中的误差。4.如权利要求3所述的系统，还包括补偿模块，所述补偿模块基于所估计的误差来调节所述电源的多个参数的值，所述电源的所述多个参数包括所述电源的占空比和增益。5.如权利要求1所述的系统，还包括接口模块，所述接口模块允许远程主机读取所述电源的所述部件的所估计的值。6.如权利要求1所述的系统，还包括：功率级模块，其包括多个开关和所述电源的所述部件，其中所述开关以一占空比驱动所述部件；以及占空比模块，其产生具有所述占空比的PWM脉冲，其中，所述估计模块基于所述电源的所述部件的所估计的值来估计并且设定所述占空比。7.如权利要求6所述的系统，其中，所述估计模块根据噪声将激励信号注入到位于所述估计模块与所述占空比模块之间或所述占空比模块与所述功率级模块之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·W·莱瑟姆二世，M·基埃德，S·昌德拉斯，S·G·金立，A·费克特，
申请(专利权)人：马克西姆综合产品公司，
类型：发明
国别省市：