專利名稱：完全前饋開關(guān)電源控制的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2003年10月29日提交的、名為“完全前饋開關(guān)電源控制”的第60/515,325號(hào)美國臨時(shí)申請(qǐng)(IR-2610 Prov II)以及于2003年10月17日提交的、名為“完全前饋開關(guān)電源控制”的第60/512,349號(hào)美國臨時(shí)申請(qǐng)(IR-2610Prov)的優(yōu)先權(quán)和利益，以上申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容合并入本文作為參考。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的開關(guān)電源使用與內(nèi)部基準(zhǔn)進(jìn)行比較的反饋，以便將輸出控制在指定的范圍內(nèi)。在DC的情況下，由于輸出實(shí)際上被控制在理想的精確度，所以這樣是理想的。但在AC/瞬變的情況下，由于需要有限時(shí)間來響應(yīng)“輸入”變化，因此這樣并不十分理想。
在這種情況下，“輸入”是指能夠影響電源輸出電壓的任何因素中的一個(gè)，包括輸入電壓；電源開關(guān)驅(qū)動(dòng)電壓；輸出電流；電源溫度；電源頻率。
輸入電壓和輸出電流能夠非常迅速地變化。在已經(jīng)使得輸出電壓發(fā)生改變之前，傳統(tǒng)的輸出電壓反饋無法檢測(cè)上述輸入電壓和輸出電流的變化。另外，由于硬件局限性和穩(wěn)定性規(guī)范，控制系統(tǒng)不能立即對(duì)輸出電壓的改變進(jìn)行響應(yīng)。
最終，需要在快速響應(yīng)和絕對(duì)穩(wěn)定性之間進(jìn)行折衷選擇。通常情況下，這樣是足夠的，但是在某些情況下，前饋元件必須被合并以獲得期望的性能。其一個(gè)示例是具有固有的輸入電壓前饋的電流模式控制。這在可以快速地從一個(gè)輸入源切換到另一個(gè)輸入源的應(yīng)用(例如筆記本式計(jì)算機(jī))中是尤其有用的。
反饋并非最佳的另一種情況是高輸出負(fù)載瞬變的情況，例如在高性能微處理器電源中所遇到的那樣。至今仍沒有開發(fā)出令人滿意的前饋方法來處理這一問題，因此，實(shí)踐中的解決方案關(guān)注于使電源響應(yīng)輸出電壓改變的時(shí)間最小化。

發(fā)明內(nèi)容
如果與其幾個(gè)輸入相關(guān)的電源的傳遞函數(shù)能夠進(jìn)行精確映射，那么，可根據(jù)這些輸入的值來設(shè)定電源的占空因數(shù)，并獲得對(duì)輸出電壓的精確控制。
電源的輸出必須被映射，并在整個(gè)輸入條件范圍上進(jìn)行“記憶”。這一映射可包括離散工作點(diǎn)的存儲(chǔ)器，或者可依賴于各個(gè)輸入的數(shù)學(xué)傳遞函數(shù)，或者為上述二者的組合。
理論上，甚至不再需要監(jiān)控輸出電壓，但是，這樣做有一些潛在的好處，例如，故障檢測(cè)。
雖然對(duì)于模擬電路，本發(fā)明的完全前饋方法完全可能，但是由于所需的復(fù)雜度和成本，使得它很不實(shí)際。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供一種完全前饋控制的數(shù)字實(shí)現(xiàn)，但是這些概念可應(yīng)用于模擬電路。
本發(fā)明的目的可通過提供一種電源來實(shí)現(xiàn)，該電源包括開關(guān)轉(zhuǎn)換器，能夠由控制信號(hào)來控制，以根據(jù)DC輸入電壓提供期望輸出；模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，接收作為模擬輸入的開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)的門驅(qū)動(dòng)電壓、開關(guān)轉(zhuǎn)換器的溫度相關(guān)測(cè)量、開關(guān)轉(zhuǎn)換器的DC輸入電壓和輸出電流，并將所述模擬輸入轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸入信號(hào)；數(shù)字處理器，接收數(shù)字輸入信號(hào)，并產(chǎn)生控制信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)，從而驅(qū)動(dòng)開關(guān)轉(zhuǎn)換器的輸出為期望輸出；以及存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)使數(shù)字輸入信號(hào)與開關(guān)轉(zhuǎn)換器的期望輸出相關(guān)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并將存儲(chǔ)器輸出信號(hào)提供至數(shù)字處理器，以使得所述處理器能夠產(chǎn)生控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)開關(guān)，從而由開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供期望的輸出。
本發(fā)明的目的還可通過提供一種電源來實(shí)現(xiàn)，該電源包括開關(guān)轉(zhuǎn)換器，能夠由控制信號(hào)來控制，以根據(jù)DC輸入電壓提供期望輸出；處理器，接收至少一個(gè)輸入信號(hào)，所述輸入信號(hào)包括下列的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)的門驅(qū)動(dòng)電壓、開關(guān)轉(zhuǎn)換器的溫度相關(guān)測(cè)量、DC輸入電壓、以及開關(guān)轉(zhuǎn)換器的輸出電流，處理器產(chǎn)生控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)，從而驅(qū)動(dòng)開關(guān)轉(zhuǎn)換器的輸出為期望輸出；以及輸入/輸出相關(guān)器，使至少一個(gè)輸入信號(hào)與開關(guān)轉(zhuǎn)換器的期望輸出相關(guān)，并將輸出信號(hào)提供至處理器，以使得處理器能夠產(chǎn)生控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)開關(guān)，從而由開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供期望的輸出。
本發(fā)明的目的可進(jìn)一步通過一種控制開關(guān)轉(zhuǎn)換器的輸出的方法來實(shí)現(xiàn)，開關(guān)轉(zhuǎn)換器能夠由控制信號(hào)來控制，以根據(jù)DC輸入電壓提供期望輸出，所述方法包括接收作為輸入的開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)的門驅(qū)動(dòng)電壓、開關(guān)轉(zhuǎn)換器的溫度相關(guān)測(cè)量、開關(guān)轉(zhuǎn)換器的DC輸入電壓和輸出電流，并將模擬輸入轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸入信號(hào)；執(zhí)行使所述輸入與開關(guān)轉(zhuǎn)換器的期望輸出相關(guān)的相關(guān)操作；以及將相關(guān)操作產(chǎn)生的信息提供至處理器，以使得處理器能夠產(chǎn)生控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)，從而由開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供期望的輸出。
本發(fā)明的其它特征和有益效果將通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述而變得顯而易見。
附圖的簡(jiǎn)要說明下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地描述，其中

圖1是本發(fā)明的電路的方框圖。
具體實(shí)施例方式
通過采用微控制器、微處理器、DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)、邏輯狀態(tài)機(jī)或其它數(shù)字儀器(處理器)形式的數(shù)字控制，并結(jié)合用于獲取輸入的復(fù)合信號(hào)電路，可得到本技術(shù)的實(shí)際的實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1，電源轉(zhuǎn)換器10可為任何開關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)，例如，降壓、升壓、降壓/升壓、回掃(flyback)等。所示的降壓轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)包括高邊(HS)和低邊(LS)開關(guān)、輸出電感器L和輸出電容器C。DC總線由電壓Vin表示。理論上，這一控制方法對(duì)于任何電路結(jié)構(gòu)都有效，但是它應(yīng)用于同步整流結(jié)構(gòu)(其中，在輕載情況下，輸出不是存儲(chǔ)電感值的函數(shù))中時(shí)最有效。設(shè)置門驅(qū)動(dòng)電壓傳感器(GDS)用于檢測(cè)開關(guān)的門驅(qū)動(dòng)電壓?？蔀橐粋€(gè)或兩個(gè)開關(guān)設(shè)置溫度傳感器(TS)，雖然對(duì)于所示的降壓轉(zhuǎn)換器來說，通過在低邊器件LS上設(shè)置單個(gè)傳感器TS就足以獲得這種檢測(cè)。
設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器20用于所有的電壓或電流輸入。這些輸入包括輸入電壓、門驅(qū)動(dòng)電壓、輸出電流以及電源溫度，如圖所示?？赏ㄟ^電阻Rsense、FET開關(guān)RDSON、電感阻抗、變流器或任何合適裝置來檢測(cè)輸出電流。由于工作頻率受到處理器30的控制，因此工作頻率是給定的，不需要進(jìn)行測(cè)量。相關(guān)器(例如，存儲(chǔ)器40)耦合至處理器30，其直接通過多維查找表或通過可以對(duì)響應(yīng)進(jìn)行模型化的多輸入數(shù)學(xué)函數(shù)來存儲(chǔ)對(duì)于所述各個(gè)輸入的電源輸出響應(yīng)。根據(jù)所需的精確度，其可以是存儲(chǔ)典型系列性能或啟動(dòng)校準(zhǔn)期間單個(gè)電源性能的存儲(chǔ)器，或者是存儲(chǔ)單個(gè)電源在正常工作期間的實(shí)際歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。測(cè)量輸出電壓以有助于故障檢測(cè)同樣是所期望的，但并非必要。這在圖中未示出。同樣，輸出電壓檢測(cè)可用來連續(xù)更新電源的多輸入傳遞函數(shù)或多維查找表，以補(bǔ)償老化效應(yīng)，或者使得電源能夠“自學(xué)習(xí)(teachitself)”或適應(yīng)至適當(dāng)?shù)拿}寬調(diào)制占空因數(shù)或?qū)τ诟鞣N輸入的適當(dāng)?shù)膫鬟f函數(shù)。PWM處理器30是智能化的，能夠根據(jù)存儲(chǔ)的響應(yīng)來處理輸入，并為開關(guān)HS和LS選擇適當(dāng)?shù)拿}寬調(diào)制(PWM)占空因數(shù)。
對(duì)于設(shè)計(jì)者來說，將電源的傳遞函數(shù)特征化為其各種輸入的函數(shù)是有必要的。在經(jīng)驗(yàn)上或理論上，這能夠根據(jù)評(píng)估所需要的精確度來進(jìn)行。將上述二者相結(jié)合可能是理想的，這是因?yàn)閷?duì)性能的統(tǒng)計(jì)上地有效采樣可能在設(shè)計(jì)期間是無法實(shí)際實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)電源將被如何使用，設(shè)計(jì)時(shí)的特征化可能是所有對(duì)于電源的使用壽命來說必要的因素。如果要求較高的精確度，則需要進(jìn)一步的校準(zhǔn)。如果采用運(yùn)行時(shí)校準(zhǔn)，那么設(shè)計(jì)時(shí)精確度僅需要能夠確保在初始通電時(shí)能夠保證預(yù)期的工作即可。
運(yùn)行時(shí)校準(zhǔn)可能并非對(duì)于所有應(yīng)用來說都需要。當(dāng)執(zhí)行運(yùn)行時(shí)校準(zhǔn)時(shí)，能以幾種方式進(jìn)行，例如在初始通電時(shí)使用外部?jī)x器、信息和通信來對(duì)電源進(jìn)行特征化和“編程”，同時(shí)應(yīng)用一系列輸入強(qiáng)制函數(shù)；使用電源的儀器和信息來對(duì)自身特征化，同時(shí)應(yīng)用一系列輸入強(qiáng)制函數(shù)；使用內(nèi)部?jī)x器和信息使上述二者的其中之一與正在進(jìn)行的周期性再校準(zhǔn)相結(jié)合。
在任何情況下，需要外部裝置來提供變化的強(qiáng)制函數(shù)。
本發(fā)明具有幾個(gè)有益效果，包括虛擬瞬間負(fù)載和線路瞬態(tài)響應(yīng)。響應(yīng)所需的時(shí)間粗略地等于獲得改變的輸入的時(shí)間。與傳統(tǒng)的反饋控制方案不同，一旦新的輸入受到處理，則占空因數(shù)立即改變?yōu)樾碌慕K值。
絕對(duì)的穩(wěn)定性。對(duì)于傳統(tǒng)的反饋方案來說，需要在可用的反饋頻率范圍上維持適當(dāng)?shù)南辔辉Ａ?，以避免重建以及因而形成的不穩(wěn)定。這需要對(duì)反饋的頻率響應(yīng)進(jìn)行修整，從而通常會(huì)減慢電源的響應(yīng)，如上所述。由于在傳統(tǒng)的檢測(cè)中沒有“反饋”，因此傳統(tǒng)的穩(wěn)定性是無需關(guān)注的問題。可在沒有延遲的情況下對(duì)新的輸入信息進(jìn)行處理。
數(shù)字電源控制方案的簡(jiǎn)化。由于傳統(tǒng)的反饋并非必需，所以不需要執(zhí)行計(jì)算密集數(shù)字濾波方案。這降低了數(shù)字控制所需的處理能力/速度。
雖然已經(jīng)結(jié)合具體的實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，許多其它變化和修訂以及使用是顯而易見的。因此，本發(fā)明不應(yīng)受到本文的具體公開所限，而應(yīng)僅由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種電源，包括開關(guān)轉(zhuǎn)換器，能夠由控制信號(hào)來控制，以根據(jù)DC輸入電壓提供期望輸出；模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，接收作為模擬輸入的所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)的門驅(qū)動(dòng)電壓、所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的溫度相關(guān)測(cè)量、所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的DC輸入電壓和輸出電流，并將所述模擬輸入轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸入信號(hào)；數(shù)字處理器，接收所述數(shù)字輸入信號(hào)，并產(chǎn)生所述控制信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)，從而驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的輸出為所述期望輸出；以及存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)使所述數(shù)字輸入信號(hào)與所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的期望輸出相關(guān)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并將存儲(chǔ)器輸出信號(hào)提供至所述數(shù)字處理器，以使得所述處理器能夠產(chǎn)生所述控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)開關(guān)，從而由所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供所述期望的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的電源，其中，在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)包括使所述數(shù)字輸入信號(hào)與所述存儲(chǔ)器輸出信號(hào)相關(guān)的多維查找表，所述存儲(chǔ)器輸出信號(hào)被提供至所述處理器，以使得所述處理器能夠產(chǎn)生所述控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)，從由所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供所述期望的輸出。
3.如權(quán)利要求1所述的電源，其中，在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)包括使所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的所述期望輸出按照所述數(shù)字輸入信號(hào)模型化的數(shù)學(xué)函數(shù)，所述數(shù)學(xué)函數(shù)響應(yīng)于所述數(shù)字輸入信號(hào)而將所述存儲(chǔ)器輸出信號(hào)提供至所述處理器，從而使得所述處理器產(chǎn)生所述控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)，從由所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供所述期望的輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的電源，其中，在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，包括使所述數(shù)字輸入信號(hào)與待提供至所述處理器的所述存儲(chǔ)器輸出信號(hào)相關(guān)的多維查找表；以及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，包括使所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的所述期望輸出按照所述數(shù)字輸入信號(hào)模型化的數(shù)學(xué)函數(shù)，所述數(shù)學(xué)函數(shù)響應(yīng)于所述數(shù)字輸入信號(hào)而將所述存儲(chǔ)器輸出信號(hào)提供至所述處理器；其中，所述處理器產(chǎn)生所述控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)，從而基于所述多維查找表和所述數(shù)學(xué)函數(shù)中的一個(gè)或兩個(gè)來由所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供所述期望的輸出。
5.如權(quán)利要求1所述的電源，其中，所述控制信號(hào)是PWM信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的電源，其中，所述數(shù)字處理器周期性地接收所述數(shù)字輸入信號(hào)，并將所述控制信號(hào)周期性地提供至所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器。
7.如權(quán)利要求1所述的電源，進(jìn)一步包括傳感器，用于檢測(cè)耦合至所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的各個(gè)所述模擬輸入。
8.如權(quán)利要求7所述的電源，進(jìn)一步包括傳感器，用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。
9如權(quán)利要求8所述的電源，進(jìn)一步包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于將所述輸出電壓轉(zhuǎn)換為提供至所述處理器的數(shù)字輸入信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的電源，其中，所述輸出電壓用來提供故障檢測(cè)或者對(duì)所述電源的老化效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償。
11.如權(quán)利要求10所述的電源，其中，所述輸出電壓用來更新所述存儲(chǔ)器中的所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，以對(duì)所述電源的老化效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償，或者使得所述電源能夠自學(xué)習(xí)適當(dāng)?shù)拿}寬調(diào)制的占空因數(shù)或?qū)τ诟鞣N輸入的適當(dāng)?shù)膫鬟f函數(shù)。
12.如權(quán)利要求1所述的電源，其中，所述處理器包括微控制器、微處理器或邏輯狀態(tài)機(jī)其中之一。
13.一種電源，包括開關(guān)轉(zhuǎn)換器，能夠由控制信號(hào)來控制，以根據(jù)DC輸入電壓提供期望輸出；處理器，接收至少一個(gè)輸入信號(hào)，所述輸入信號(hào)包括下列的一個(gè)或多個(gè)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)的門驅(qū)動(dòng)電壓；所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的溫度相關(guān)測(cè)量；所述DC輸入電壓；以及所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的輸出電流；所述處理器產(chǎn)生所述控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)，從而驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的輸出為所述期望輸出；以及輸入/輸出相關(guān)器，使所述至少一個(gè)輸入信號(hào)與所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的期望輸出相關(guān)，并將輸出信號(hào)提供至所述處理器，以使得所述處理器能夠產(chǎn)生所述控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)開關(guān)，從而由所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供所述期望的輸出。
14.如權(quán)利要求13所述的電源，其中，所述輸入/輸出相關(guān)器包括存儲(chǔ)器，在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包括使所述至少一個(gè)輸入信號(hào)與存儲(chǔ)器輸出信號(hào)相關(guān)的多維查找表，所述存儲(chǔ)器輸出信號(hào)被提供至所述處理器，以使得所述處理器能夠產(chǎn)生所述控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)，從而由所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供所述期望的輸出。
15.如權(quán)利要求13所述的電源，其中，所述輸入/輸出相關(guān)器包括存儲(chǔ)器，在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包括使所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的期望輸出按照所述至少一個(gè)輸入信號(hào)模型化的數(shù)學(xué)函數(shù)，所述數(shù)學(xué)函數(shù)響應(yīng)于所述至少一個(gè)輸入信號(hào)而將存儲(chǔ)器輸出信號(hào)提供至所述處理器，從而使得所述處理器產(chǎn)生所述控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)，從而由所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供所述期望的輸出。
16.如權(quán)利要求13所述的電源，其中，在所述輸入/輸出相關(guān)器中存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)，包括使所述輸入信號(hào)與待提供至所述處理器的所述相關(guān)器輸出信號(hào)相關(guān)的多維查找表；以及數(shù)據(jù)，包括使所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的所述期望輸出按照所述輸入信號(hào)模型化的數(shù)學(xué)函數(shù)，所述數(shù)學(xué)函數(shù)響應(yīng)于所述輸入信號(hào)而將所述輸出信號(hào)提供至所述處理器；其中，所述處理器產(chǎn)生所述控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)，從而基于所述多維查找表和所述數(shù)學(xué)函數(shù)中的一個(gè)或兩個(gè)來由所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供所述期望的輸出。
17.如權(quán)利要求13所述的電源，其中，所述控制信號(hào)是PWM信號(hào)。
18.如權(quán)利要求13所述的電源，其中，所述處理器周期性地接收所述至少一個(gè)輸入信號(hào)，并將所述控制信號(hào)周期性地提供至所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器。
19.如權(quán)利要求13所述的電源，進(jìn)一步包括傳感器，用于檢測(cè)耦合至所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)輸入。
20.如權(quán)利要求19所述的電源，進(jìn)一步包括傳感器，用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。
21.如權(quán)利要求20所述的電源，其中，所述輸出電壓用來提供故障保護(hù)或者對(duì)所述電源的老化效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償。
22.如權(quán)利要求21所述的電源，其中，所述輸出電壓用來更新所述輸入/輸出相關(guān)器中的所述數(shù)據(jù)，以對(duì)所述電源的老化效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償，或者使得所述電源能夠自學(xué)習(xí)適當(dāng)?shù)拿}寬調(diào)制占空因數(shù)或?qū)τ诟鞣N輸入的適當(dāng)?shù)膫鬟f函數(shù)。
23.如權(quán)利要求13所述的電源，其中，所述處理器包括微控制器、微處理器、DSP或邏輯狀態(tài)機(jī)其中之一。
24.一種控制開關(guān)轉(zhuǎn)換器的輸出的方法，所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器能夠由控制信號(hào)來控制，以根據(jù)DC輸入電壓提供期望輸出，所述方法包括接收作為輸入的所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)的門驅(qū)動(dòng)電壓、所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的溫度相關(guān)測(cè)量、所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的DC輸入電壓和輸出電流，并將所述模擬輸入轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸入信號(hào)；執(zhí)行使所述輸入與所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的期望輸出相關(guān)的相關(guān)操作；以及將所述相關(guān)操作產(chǎn)生的信息提供至處理器，以使得所述處理器能夠產(chǎn)生控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)，從而由所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供所述期望的輸出。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括接收作為模擬信號(hào)的輸入，將所述輸入轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸入信號(hào)，并將所述數(shù)字輸入信號(hào)提供至所述處理器。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述使所述輸入與所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的期望輸出相關(guān)的步驟包括存儲(chǔ)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)包括存儲(chǔ)器中的使所述數(shù)字輸入信號(hào)與待提供至所述處理器的存儲(chǔ)器輸出信號(hào)相關(guān)的多維查找表，以使得所述處理器能夠產(chǎn)生所述控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)，從而由所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供所述期望的輸出。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述使所述輸入與所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的期望輸出相關(guān)的步驟包括存儲(chǔ)使所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的所述期望輸出按照所述輸入信號(hào)模型化的數(shù)學(xué)函數(shù)，所述數(shù)學(xué)函數(shù)響應(yīng)于所述輸入信號(hào)而將輸出信號(hào)提供至所述處理器，從而使得所述處理器產(chǎn)生所述控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)，從而由所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供所述期望的輸出。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，使所述輸入與所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的期望輸出相關(guān)的所述步驟包括存儲(chǔ)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)包括存儲(chǔ)器中的使所述數(shù)字輸入信號(hào)與待提供至所述處理器的存儲(chǔ)器輸出信號(hào)相關(guān)的多維查找表；以及存儲(chǔ)使所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的所述期望輸出按照所述輸入信號(hào)模型化的數(shù)學(xué)函數(shù)，所述數(shù)學(xué)函數(shù)響應(yīng)于所述輸入信號(hào)而將輸出信號(hào)提供至所述處理器；其中，所述處理器產(chǎn)生所述控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)，從而基于所述數(shù)學(xué)查找表和所述數(shù)學(xué)函數(shù)中的一個(gè)或兩個(gè)來由所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供所述期望的輸出。
29.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述控制信號(hào)是PWM信號(hào)。
30.如權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括周期性地接收所述輸入信號(hào)，并將所述控制信號(hào)周期性地提供至所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器。
31.如權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括用耦合至所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的傳感器來檢測(cè)各個(gè)所述輸入。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，進(jìn)一步包括檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，進(jìn)一步包括將所述輸出電壓轉(zhuǎn)換為提供至所述處理器的數(shù)字信號(hào)。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，進(jìn)一步包括使用所述輸出電壓來提供故障保護(hù)或者對(duì)所述電源的老化效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，進(jìn)一步包括，在使所述輸入與所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的所述期望輸出相關(guān)的所述步驟中使用所述輸出電壓來對(duì)所述電源的老化效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償，或者使得所述電源能夠自學(xué)習(xí)適當(dāng)?shù)拿}寬調(diào)制占空因數(shù)或?qū)τ诟鞣N輸入的適當(dāng)?shù)膫鬟f函數(shù)。
全文摘要
一種電源，包括能夠由控制信號(hào)來控制的開關(guān)轉(zhuǎn)換器，以根據(jù)DC輸入電壓提供期望輸出；模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，接收作為模擬輸入的開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)的門驅(qū)動(dòng)電壓、開關(guān)轉(zhuǎn)換器的溫度相關(guān)測(cè)量、開關(guān)轉(zhuǎn)換器的DC輸入電壓和輸出電流，并將模擬輸入轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸入信號(hào)；數(shù)字處理器，接收數(shù)字輸入信號(hào)，并產(chǎn)生控制信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)開關(guān)轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)，從而驅(qū)動(dòng)開關(guān)轉(zhuǎn)換器的輸出為期望輸出；以及存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)使數(shù)字輸入信號(hào)與開關(guān)轉(zhuǎn)換器的期望輸出相關(guān)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并將存儲(chǔ)器輸出信號(hào)提供至數(shù)字處理器，以使得處理器能夠產(chǎn)生控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)開關(guān)，從而由開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供期望的輸出。
文檔編號(hào)H02M3/24GK1868109SQ200480030399
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月17日
發(fā)明者詹姆士·史蒂文·布朗 申請(qǐng)人:國際整流器公司