專利名稱：針對功率轉換器的電纜壓降補償檢測輸出二極管導通時間的制作方法
技術領域：
本發明的實施方案總體上涉及功率轉換器的調節，更具體地，本發明涉及用電纜壓降補償來調節功率轉換器。
背景技術：
許多電氣設備諸如蜂窩電話、個人數字助理(PDA)、膝上電腦等由相對低壓的DC電力源供電。由于電力通常是通過壁裝插座以高壓AC電力的形式被輸送，因此需要一個通常稱為功率轉換器的設備來將高壓AC電力轉換成低壓DC電力。低壓DC電力可以由功率轉換器直接提供給設備，或可被用來給可再充電的電池充電，該電池又為設備提供能量，但是一旦所儲存的能量耗盡該電池就需要充電。通常，用一個包括功率轉換器的電池充電器給電池充電，該功率轉換器滿足電池所要求的恒定電流和恒定電壓要求。其他電氣設備諸如DVD播放器、計算機顯示器、TV等同樣需要功率轉換器來運行設備。這些設備中的功率轉換器也必須提供滿足設備要求的輸出電壓和電流。在運行中，功率轉換器可使用控制器調節輸送給電氣設備諸如電池的輸出功率，該電氣設備可被通稱為負載。更具體地，該控制器可被耦合到傳感器，該傳感器提供該功率轉換器的輸出的反饋信息以調節輸送到負載的功率。通過響應于來自傳感器的反饋信息而控制功率開關接通和斷開從而將能量脈沖從輸入電力源——諸如電力線——傳遞到輸出，該控制器調節到負載的功率。可使用的一種特定類型的功率轉換器是回掃式功率轉換器。在回掃式功率轉換器中，能量傳遞元件可使功率轉換器的輸入側與輸出側電流(galvanically)隔離。電流隔離防止DC電流在功率轉換器的輸入側和輸出側之間流動，且為滿足安全規程通常是必需的。功率轉換器控制電路可以用于多種目的和應用。存在對能夠減少集成控制電路以外的部件的數量的集成控制電路功能性的需求。外部部件數量的減少使得功率轉換器能夠小型化從而提高便攜性，減少為完成功率轉換器設計所需的設計周期的數量，并且還提高了最終產品的可靠性。此外，減少的部件數量能夠在功率轉換器的運行中提供能量效率的提高，并能夠降低功率轉換器成本。`通常，功率轉換器在其輸出側具有電路，用于檢測關于輸出電壓的反饋信息并將該反饋信息傳輸到位于功率轉換器的輸入側的控制電路。一種減少功率轉換器中部件數量的技術是從功率轉換器的輸入側感測輸出電壓的反饋信息，而不是在功率轉換器的輸出側感測輸出電壓的反饋信息。這是借助于一個間接反饋來實現的。與使用間接反饋的功率轉換器有關的一個難題是對將功率轉換器(例如，電池充電器)連接到負載電流的電纜的阻抗兩端下降的變化電壓進行補償。間接反饋能夠調節在電纜一端的功率轉換器輸出處的電壓，但是該電纜另一端的電壓會與在功率轉換器輸出處的電壓相差該電纜的電壓降。通過補償該電纜的額外電壓降，功率轉換器提供該負載處的改進的電壓調節。存在已知的能夠補償電纜的電壓降的分立電路。然而，已知的補償電纜兩端的電壓降的分立電路會包括額外的部件，這增加了功率轉換器的成本和尺寸。
發明內容
根據本發明的一方面，提供用于通過分配網絡向負載提供功率的功率轉換器的控制器，該控制器包括:一個控制電路，其響應于一個反饋信號而輸出一個驅動信號，以控制一個開關的開關，從而調節所述功率轉換器的輸出；以及—個電纜壓降補償器，被耦合以響應于所述功率轉換器的一個輸出二極管的導通時間來調整所述反饋信號，以補償落在所述分配網絡上的分配電壓。根據本發明的另一方面，提供功率轉換器，用于通過分配網絡向負載提供功率，所述功率轉換器包括:一個能量傳遞元件，耦合在所述功率轉換器的輸入和輸出之間；一個開關，耦合到所述能量傳遞元件，以控制從所述輸入到所述輸出的能量傳遞; 一個控制器，被耦合以控制所述開關的開關，從而調節所述輸出，該控制器包括:一個控制電路，其響應于一個反饋信號而輸出驅動信號以控制所述開關；以及一個電纜壓降補償器，被耦合以響應于所述功率轉換器的一個輸出二極管的導通時間來調整所述反饋信號，以補償落在所述分配網絡上的分配電壓。根據本發明的又一方面，提供用于功率轉換器通過分配網絡向負載提供功率的方法，該方法包括:在控制器處接收一個反饋信號，所述反饋信號代表所述功率轉換器的輸出；響應于該反饋信號，檢測所述功率轉換器的一個輸出二極管的導通時間；響應于所述輸出二極管的導通時間調整所述反饋信號，以補償落在所述分配網絡上的分配電壓；以及響應于所述反饋信號輸出一個驅動信號以控制一個開關的開關，從而調節所述功率轉換器的輸出。
參照附圖描述本發明的非限制性和非窮舉性的實施方案，其中除非另有說明，在所有各個視圖中相同的附圖標記指相同的部分。圖1是示出根據本發明的教導的I禹合到分配網絡(distribution network)和負載的示例功率轉換器的功能方框圖，該功率轉換器包括一個示例控制器。圖2是示出根據本發明的教導的示例電纜壓降補償器的功能方框圖。圖3示出根據本發明的教導的與圖1的示例功率轉換器和圖2的電纜壓降補償器相對應的信號的示例波形。圖4是示出根據本發明的教導的功率轉換器的電纜壓降補償的示例過程的流程圖。圖5是示出根據本發明的教導的示例電纜壓降補償器的示意圖。圖6示出根據本發明的教導的圖5的信號I.(補償電流)和Vatc (平均電壓)之間的不例關系。
圖7示出根據本發明的教導的平均開關電流和輸出二極管導通時間之間的示例關系。
具體實施例方式公開了涉及針對功率轉換器的電纜壓降補償檢測輸出二極管導通時間的實施例。在下面的描述中，闡述了若干具體細節，以提供對本發明的透徹理解。然而，本領域普通技術人員將明了，實施本發明不必采用這些具體細節。為了避免使本發明模糊，并未詳細描述與實現方式相關的公知方法。在該說明書全文中提到“一個實施方案”、“一實施方案”、“一個實施例”或“一實施例”意指關于該實施方案描述的特定特征、結構或特性被包括在本發明的至少一個實施方案或實施例中。因此，在該說明書全文中各個地方出現的措詞“在一個實施方案中”、“在一實施方案中”、“在一個實施例中”或“在一實施例中”未必全都指相同的實施方案。所述特定特征、結構或特性可在一個或多個實施方案或實施例中被例如結合進任何合適的組合和/或子組合中。此外，所述特定特征、結構或特性可被包括在集成電路、電子電路、組合邏輯電路或提供所描述的功能性的其他合適的部件中。如將要討論的，根據本發明的教導的示例功率轉換器和控制器包括一個電纜壓降補償部件(feature)，該電纜壓降補償部件使用輸出二極管的導通時間來確定電纜壓降補償。該電纜壓降補償技術允許更寬范圍的適用性，并且將可用性擴展到用于所有類型的控制方法的功率轉換器。在此提及的一種控制方法被稱為“接通/斷開”控制。“接通/斷開”在此指的是功率開關是否被啟用以導通。“接通”周期指如下周期:在該周期中，開關被啟用且因此開關可在該周期內的一部分時間內導通，而“斷開”周期指開關被禁用或被阻止導通的周期。因此，在本公開內容中的“接通/斷開”并非指開關在給定周期內是否事實上導通，而僅指開關導通是否被允許。另一種稱為脈沖寬度調制的控制方法在此稱為“PWM”。更具體地，PWM涉及在一個周期——該周期可以具有固定的持續時間或可變的持續時間——內調制開關的接通時間，也稱為開關的導通時間。PWM的另一種形式涉及在一個周期一該周期可以具有固定的持續時間或可變的持續時間一內調制開關的斷開時間，開關的斷開時間是當開關被阻止導通時的時間。應理解，當開關周期具有固定持續時間時，調制接通時間和調制斷開時間是無差別的。所公開的功率轉換器和方法的實施例可用在多種應用中，在這些應用中，功率轉換器的輸入側與輸出側電流隔離,且響應于在輸入側感測代表該功率轉換器的輸出電壓的信號來調節負載電壓。舉例說明，圖1總體示出了根據本發明的教導的一個示例功率轉換器100，該功率轉換器100耦合到一個分配網絡102和一個負載104，該功率轉換器100包括一個示例控制器112。如所示，該分配網絡102耦合到輸出端子108，該輸出端子108提供輸出電壓VQUT。還通過輸出端子108并通過分配網絡102提供負載電流Ium,以給負載104供電。通常，分配網絡102包括一根電纜，例如像電力線。在一個實施例中，該分配網絡102可包括但不限于端子接口和/或在功率轉換器100的輸出側提供附加電阻的任何其他元件。端子接口可包括例如電源和電纜之間的連接接口，以及電纜和負載之間的連接接口。如所示，輸入端子110待耦合到提供輸入電壓Vin的電源。輸入端子110耦合到能量傳遞元件Tl，所述能量傳遞元件Tl在所示的實施例中提供輸入端子110和輸出端子108之間的電流隔離。換句話說，能量傳遞元件Tl阻止DC電流從功率轉換器100的輸入側流到輸出側。在一個實施例中，能量傳遞元件Tl包括輸入繞組114和輸出繞組116。“輸入繞組”也可以稱為“初級繞組”，“輸出繞組”也可以稱為“次級繞組”。雖然未示出，但功率轉換器100可以包括一個箝位電路，該箝位電路被耦合在能量傳遞元件Tl的輸入繞組114兩端，以限制開關SWl兩端的電壓。如所示，控制器112被耦合以生成驅動信號Udkive來控制開關SWl的開關，從而調節輸出端子108處的輸出。雖然圖1示出了開關SWl和控制器112被包括在單個集成電路106內，但應理解，在其他實施方案中，開關SWl和控制器112可以分開制造和/或包括在單獨的集成電路中。在各個實施例中，控制器112可包括采用多種開關方案中的任一種的部件，上述開關方案包括但不限于:接通/斷開控制、具有變化的電流極限電平的接通/斷開控制、可變頻率脈沖寬度調制(PWM)或恒定頻率脈沖寬度調制(PWM)等。集成電路106包括一個反饋端子FB，該反饋端子FB被耦合以接收反饋信號UFB，該反饋信號Ufb代表輸出端子108處的輸出值。在一個實施例中，反饋信號Ufb代表輸出電壓V.。在所不的實施例中，旁路端子BP被耦合到旁路電容器C3，該旁路電容器C3在運行中為控制器112的內部電路提供供電電流。在此實施例中，圖1示出能量傳遞元件Tl還包括一個輔助繞組118,該輔助繞組118在節點120處生成偏置繞組電壓VBIAS。一個電阻分壓器(即，電阻器Rl和R2)提供反饋信號UFB，該反饋信號Ufb被耦合以在集成電路106的反饋端子FB處被接收。在一個實施例中，偏置繞組電壓Vbias出現在輔助繞組118兩端，且在開關SWl斷開之后的一段時間內與功率轉換器100的輸出電壓Vqut基本成比例。在一個實施例中，電阻器Rl和R2的值可以基于在給定負載電流下負載電壓Vumd的期望電平來選擇，考慮到當整流器Dl導通時該整流器Dl的電壓降。在另外的實施例中，使用PWM控制方法，應理解，用于運行控制器112的供電電流可借助于二極管D2、電阻器R3和電容器C3而得自輔助繞組118。在運行中，控制器112通過響應于反饋信號Ufb而對功率開關SWl進行開關來調節功率轉換器100的輸出。當功率開關SWl接通時，來自功率轉換器100的輸入的能量被傳遞到能量傳遞元件Tl的輸入繞組114，且被儲存在能量傳遞元件Tl內。當功率開關SWl斷開時，儲存在能量傳遞元件Tl內的能量被傳送到輸出繞組116。利用經過正向偏置整流器Dl流到輸出電容器Cl的脈沖電流，將來自輸出繞組116的能量傳送到功率轉換器100的輸出端子108。在一個實施例中，整流器Dl是二極管。基本直流的(非脈沖)負載電流Iujad從輸出端子108經過分配網絡102流到負載104。輸入返回(input return) 122被I禹合到輸入端子110,輸出返回(output return)124被f禹合到輸出端子108。在一個實施例中，輸入返回122和輸出返回124可被耦合到一起。如所示，負載電流1_被經過分配網絡102傳送以向負載104供電。在一個實施例中，負載104可代表一個待被充電的設備，諸如蜂窩電話的電池，且可能要求經調節的負載電壓在運行中，控制器112在輸出繞組116中產生脈沖電流。輸出繞組116中的電流被整流器Dl整流，且被輸出電容器Cl濾波，以產生基本恒定的輸出電壓VTOT。當負載電流1_增加時，由于分配網絡102中的基本恒定的電阻，分配電壓降Vdist按比例增力口。在一個實施例中，根據本發明的教導，為了負載104處的更好的調節，功率轉換器100可通過控制輸出電壓Vott補償分配電壓降VDIST。在一個實施例中，功率轉換器100可以在不連續導通模式(DCM)下運行，其中在輸入繞組114從輸入110接收更多能量之前，來自能量傳遞元件Tl的所有能量都被傳送到輸出繞組116。根據本發明的教導，負載電壓Vumd的由于分配網絡102的變化與現有技術的功率轉換器相比減小。這是通過調整輸出電壓Vott以補償分配網絡102上的變化的電壓降Vdist來實現的。如上所述，分配電壓降Vdist會響應于輸送到負載104的電流而變化。通常，負載電流1_的變化對應于開關SWl的接通時間和/或開關頻率的變化。由于接通時間和/或開關頻率的變化的結果，整流器Dl的平均導通時間在開關SWl的斷開時間期間也可能變化。因此，在此公開的實施例教導了:檢測整流器Dl的導通時間，并且響應于該導通時間來調整反饋信號Ufb以使得經調節的輸出電壓Vtot變化，從而補償分配電壓Vdist的變化。例如，如圖1中所示，控制器112包括一個控制電路126和一個電纜壓降補償器128。控制電路126被耦合以響應于反饋信號Ufb生成驅動信號Udkive來控制開關SWl的開關，從而調節功率轉換器100的輸出。在一個實施例中，控制電路126包括振蕩器和邏輯電路(未示出)。電纜壓降補償器128包括一個反饋信號輸入130和一個反饋補償輸出132。如圖1中所示，反饋信號輸入130被耦合以接收反饋信號UFB。如下文將更詳細討論的，電纜壓降補償器128可以通過監測反饋信號輸入130處的反饋信號Ufb來檢測二極管Dl的導通時間。于是，電纜壓降補償器128被配置為響應于所確定的導通時間而調整反饋信號Ufbo例如，反饋補償輸出132可以從反饋端子FB吸收(sink)電流，以使得控制電路126由于反饋信號Ufb的下降而調整輸出電壓ν.。當負載電流Iuwd為高時，會存在相對高的分配電壓降VDIST，而當負載電流Ium為低時，會存在相對低的分配電壓降Vdist。如上面所提及的，高的負載電流Iumd對應于整流器Dl的較高的平均導通時間。因此，當反饋補償輸出132與整流器Dl的導通時間成比例地調整反饋信號Ufb以補償分配電壓降Vdist時，可實現對負載電壓Vumd的改進的調節。圖2是示出根據本發明的教導的示例電纜壓降補償器202的功能方框圖。電纜壓降補償器202是圖1的電纜壓降補償器128的一種可能的實現方式。電纜壓降補償器202的所示的實施例包括反饋信號輸入130、反饋補償輸出132、導通檢測器204、平均電路206以及反饋調整器(feedback adjuster) 208。如圖2中所示，導通檢測器204被耦合到反饋信號輸入130以接收反饋信號UFB。導通檢測器204響應于反饋信號Ufb而輸出一個導通信號Ukmi，其中該導通信號Ucom指示整流器Dl是否導通。例如，導通信號Ukmi可以是邏輯信號，該邏輯信號在整流器Dl導通時為高且在整流器Dl未導通時為低。因此，在一個實施例中，導通信號Ucom的脈沖寬度可代表整流器Dl在至少一個開關周期內的導通時間。平均電路206被耦合到導通檢測器204，以接收導通信號Ue_。平均電路206響應于導通信號Ucond而輸出一個平均信號Uatc，其中該平均信號Uavg代表整流器Dl的平均導通時間。例如，平均信號Uatc可代表整流器Dl在若干開關周期內的平均導通時間。反饋調整器208被耦合到平均電路206，以接收平均信號UAVG。反饋調整器208響應于該平均信號Uatc而輸出補償信號Ukmp至反饋補償輸出132。因此，反饋調整器208響應于由平均信號U-所指示的、整流器Dl的平均導通時間而生成補償信號Uotp以調整反饋信號UFB。在一個實施例中，反饋調整器208通過從反饋端子FB吸收電流到輸入返回122以調整反饋信號Ufb，來調整反饋信號UFB。由于反饋信號Ufb的調整，控制電路126(參見圖1)調整輸出電壓Vtm，因此補償了分配電壓Vdist的變化。圖3示出了根據本發明的教導的與圖1的示例功率轉換器和圖2的電纜壓降補償器相對應的信號的示例波形。如所描繪的實施例中示出的，當開關SWl接通時，開關電流Isw的脈沖在開關周期Tswi的開始處在時間h開始。在時間，開關SWl被斷開，且開關電流Isw的脈沖結束。在一個實施例中，在接通時間內(即，h到O，偏置電Svbias變為負，變為一個代表輸入電壓Vin的幅度。在時間h,偏置電壓Vbias上升,直到輸出整流器Dl開始傳導二極管電流IDraDE。當二極管Dl正在導通時，偏置繞組電壓Vbias是代表輸出電壓Votit的正電壓。在時間t2，二極管Dl停止傳導二極管電流Idmde，偏置電壓Vbias的衰減振蕩開始。在開關周期Tswi內，整流器Dl的導通時間tMnl是時間t2減去tp如圖3所示，導通信號Ucond是邏輯信號，其在偏置電SVbias指示二極管Dl正在導通時(例如，從時間h到時間t2)變為高。在一個實施例中，當反饋信號Ufb在一個電壓閾值Vth以上時，導通檢測器204檢測到輸出二極管Dl正在導通。換句話說，偏置繞組電壓Vbias在某個電壓電平以上可被用作指示輸出二極管Dl正在導通的指示器。隨后，開關SWl在時間t3被斷開，從而結束開關周期Tswi并且開始下一個開關周期。如上面所討論的，平均電路206可輸出代表二極管Dl在若干開關周期內的平均導通時間的平均/[目號Uavg。例如，平均/[目號Uavg可以代表 ωΝ1、tC0N2> tC0N3和的平均。圖4是示出根據本發明的教導的用于功率轉換器的電纜壓降補償的示例過程400的流程圖。如示出的實施例中所示，過程400始自方框402，在方框404，反饋信號Ufb由例如導通檢測器204接收。在方框406，輸出二極管Dl的平均導通時間由一個電路諸如平均電路206檢測。在方框408，反饋調整器208響應于由平均信號Uatc所指示的平均導通時間而調整該反饋信號。在方框410， 響應于經調整的反饋信號Ufb而調節輸出電壓VOTT，以補償分配電壓Vdist,并且限制負載電壓Vumd的變化。然后過程400返回方框404。圖5是示出根據本發明的教導的示例電纜壓降補償器502的示意圖。電纜壓降補償器502是圖1的電纜壓降補償器128和/或圖2的電纜壓降補償器202的一種可能的實現方式。所示的電纜壓降補償器502的實施例包括導通檢測器504、平均電路506和反饋調整器508。導通檢測器504被示為包括一個比較器510和一個閾值電壓源VTH。平均電路506被示為包括一個由電阻器R4、R5和電容器C4組成的RC電路。反饋調整器508被示為包括一個晶體管512和電阻器R6、R7。比較器510包括一個非反相輸入,該非反相輸入被f禹合以經由反饋信號輸入130接收反饋信號UFB。在一個實施方案中，反饋信號Ufb是電壓，諸如圖1的電阻器R2兩端的反饋電壓VFB。如上文所提到的，反饋電壓Vfb至少在開關SWl的一部分斷開時間內代表輸出電壓Vott，且還可指示輸出整流器Dl正在導通的時間。因此，比較器510將在其非反相輸入上接收的反饋電壓Vfb與在其反相輸入上接收的閾值電壓Vth作比較。當反饋電壓Vfb超過閾值電壓Vth時，比較器501輸出一個處于邏輯高狀態的導通信號Ukmi，例如在圖3的時間&和&之間示出的。反饋電壓Vfb下降到閾值電壓Vth以下指示輸出二極管Dl已經停止導通，且因此比較器510的輸出(即導通信號Uam)轉變為邏輯低，諸如圖3中在時間t2示出的。平均電路506被耦合以接收導通信號Ue_，并且對二極管Dl在開關SWl的若干開關周期上的導通時間作平均。如上文所提到的，導通信號Uotd的脈沖寬度代表二極管Dl在一個開關周期內的導通時間。因此，電阻器R4和R5被I禹合以用導通信號Ucom對電容器C4進行充電，以使得在電容器C4上的累積電壓(B卩，平均電壓VAve)代表輸出二極管Dl在一個或多個開關周期上的平均導通時間。晶體管512的控制端子(例如，基極)被耦合以接收平均電SVatc，并控制由晶體管512遠離反饋端子FB引出到輸入返回122的電流的量。在一個實施例中，平均電壓Vatc越高，補償電流Ikmp就越高。通過另外的實施例，晶體管512可被配置為在線性運行區域內運行，以使得補償電流I.和平均電壓Vatc成比例。圖6示出了根據本發明的教導的補償電流ImiP和平均電壓Vavc之間的示例關系。這樣，由于平均電壓Vatc代表輸出二極管Dl的平均導通時間，因此反饋信號Ufb被減小了一個與該平均導通時間成比例的量(即，IC0MP)o回到圖1，控制電路126被配置為響應于反饋信號Ufb調節輸出(例如，輸出電壓Vout).由電纜壓降補償器128進行的對反饋信號Ufb的調整允許控制電路126補償分配電壓Vdist且限制負載電壓Vumd的變化。例如，負載電流1_的增加通常對應于分配電壓Vdist的增加。然而，如上文所討論的，負載電流Iuwd的增加可以借助于二極管Dl的增加的平均導通時間通過電纜壓降補償器128來檢測。然后電纜壓降補償器128可通過從反饋端子FB吸收電流而減小反饋信號Ufbo反饋信號Ufb的減小接著導致控制電路126增加經調節的輸出電壓VOTT，從而對落在分配網絡102上的分配電壓Vdist的增加作出補償。圖7示出了根據本發明的教導的在不連續導通模式(DCM)下運行的功率轉換器的次級側開關電流ISEC、平均開關電流Iswatc以及一個開關周期Tsw中的輸出二極管導通時間Tcon之間的示例關系。如所示，次級開關電流Isk的峰值Ipk*由輸出電壓Votjt、能量傳遞元件L的電感以及輸出二極管Dl的導通時間Tra決定。如下所示，該關系在如下等式中給出:Ipk' X Tcon(1)被足乂為在整個開關周期Tsw上輸送至輸出的平均電流的平均輸出電流1titatc通過如下等式用次級開關電流Isec的峰值Ipk*以及輸出二極管Dl的導通時間ΤωΝ示出:
「■ I j_ \-xQpk ^Tc0N
luuoo」 1utavg —---MJ當將等式⑵與等式(I)相結合時，得到如下等式:1utavg = Hn(3)由于電感值L、開關周期Tsw被設為恒定，且輸出電壓Vott被設為調節在恒定值下，因此平均輸出電流1titatc和導通時間Tton的平方成比例:Joutavg κ T'con (4)如果一個開關周期Tsw上的平均輸出開關電流1tatc與一個開關周期Tsw上的二極管導通時間Tra的平方成比例，則可在多個開關周期上得出類似的關系，且導通時間ΤωΝ可被用來確定負載電流Imad (多個開關周期上的平均輸出電流IOTTAve)。以此方式，根據本發明的教導，功率控制器可響應于確定功率轉換器的二極管導通時間Tcon來確定負載電流Ium。因此，該控制器于是可以適當地補償耦合到該輸出功率轉換器的分配網絡上的電壓降Vdist，從而在各種變化的負載條件下在負載處提供具有最小變化的期望電壓。在前述具體描述中，參考本發明的具體實施例或實施方案描述了本發明的方法和設備。然而，明顯的是，在不偏離本發明的更寬泛精神和范圍的情況下可對本發明做出許多修改和變化。因此，本說明書和附圖應被視為示例性的而非限制性的。
權利要求
1.用于通過分配網絡向負載提供功率的功率轉換器的控制器，該控制器包括: 一個控制電路，其響應于一個反饋信號而輸出一個驅動信號，以控制一個開關的開關，從而調節所述功率轉換器的輸出；以及 一個電纜壓降補償器，被耦合以響應于所述功率轉換器的一個輸出二極管的導通時間來調整所述反饋信號，以補償落在所述分配網絡上的分配電壓。
2.根據權利要求1所述的集成電路控制器，其中所述電纜壓降補償器包括一個比較器，該比較器被耦合以將所述反饋信號和一個閾值作比較，并輸出指示所述輸出二極管是否正在導通的第一信號。
3.根據權利要求2所述的控制器，其中所述電纜壓降補償器包括一個反饋調整器，該反饋調整器被耦合以響應于所述第一信號指示所述輸出二極管正在導通而調整所述反饋信號。
4.根據權利要求3所述的控制器，其中所述電纜壓降補償器還包括一個平均電路，該平均電路響應于所述第一信號而輸出第二信號，其中該第二信號指示所述輸出二極管的平均導通時間，且其中所述反饋調整器被耦合以接收所述第二信號且響應于所述第二信號而調整所述反饋信號。
5.根據權利要求4所述的控制器，其中所述平均電路包括一個電阻器-電容器(RC)電路，該電阻器-電容器電路被耦合以接收所述第一信號且響應于所述第一信號而生成所述第二信號。
6.根據權利要求4所述的控制器，其中所述反饋調整器被耦合以將所述反饋信號減小一個與所述第二信號指示的平均導通時間成比例的量。
7.根據權利要求4所述的控制器，其中所述反饋調整器被耦合到所述反饋端子，以響應于所述輸出二極管的平均導通時間而從所述反饋端子吸收電流。
8.根據權利要求7所述的控制器，其中所述反饋調整器包括一個晶體管，該晶體管具有第一端子和第二端子，所述第一端子和第二端子被耦合以從反饋端子吸收電流到輸入返回，所述晶體管還具有一個控制端子，所述控制端子被耦合以接收所述第二信號。
9.根據權利要求1所述的控制器，其中所述控制器和所述開關被包括在一集成電路中。
10.功率轉換器，用于通過分配網絡向負載提供功率，所述功率轉換器包括: 一個能量傳遞元件，耦合在所述功率轉換器的輸入和輸出之間； 一個開關，耦合到所述能量傳遞元件，以控制從所述輸入到所述輸出的能量傳遞； 一個控制器，被耦合以控制所述開關的開關，從而調節所述輸出，該控制器包括: 一個控制電路，其響應于一個反饋信號而輸出驅動信號以控制所述開關；以及一個電纜壓降補償器，被耦合以響應于所述功率轉換器的一個輸出二極管的導通時間來調整所述反饋信號，以補償落在所述分配網絡上的分配電壓。
11.根據權利要求10所述的功率轉換器，其中所述電纜壓降補償器包括一個比較器，該比較器被耦合以將所述反饋信號和一個閾值作比較，并輸出指示所述輸出二極管是否正在導通的第一信號。
12.根據權利要求11所述的功率轉換器，其中所述電纜壓降補償器包括一個反饋調整器，該反饋調整器被耦合以響應于所述第一信號指示所述輸出二極管正在導通而調整所述反饋信號。
13.根據權利要求12所述的功率轉換器，其中所述電纜壓降補償器還包括一個平均電路，該平均電路響應于所述第一信號而輸出第二信號，其中該第二信號指示所述輸出二極管的平均導通時間，且其中所述反饋調整器被耦合以接收所述第二信號且響應于所述第二信號而調整所述反饋信號。
14.根據權利要求13所述的功率轉換器，其中所述平均電路包括一個電阻器-電容器(RC)電路，該電阻器-電容器電路被耦合以接收所述第一信號且響應于所述第一信號而生成所述第二信號。
15.根據權利要求13所述的功率轉換器，其中所述反饋調整器被耦合以將所述反饋信號減小一個與所述第二信號指示的平均導通時間成比例的量。
16.根據權利要求13所述的功率轉換器，其中所述反饋調整器被耦合到所述反饋端子，以響應于所述輸出二極管的平均導通時間而從所述反饋端子吸收電流。
17.根據權利要求7所述的功率轉換器，其中所述反饋調整器包括一個晶體管，該晶體管具有第一端子和第二端子，所述第一端子和第二端子被耦合以從反饋端子吸收電流到輸入返回，所述晶體管還具有 一個控制端子，所述控制端子被耦合以接收所述第二信號。
18.用于功率轉換器通過分配網絡向負載提供功率的方法，該方法包括: 在控制器處接收一個反饋信號，所述反饋信號代表所述功率轉換器的輸出； 響應于該反饋信號，檢測所述功率轉換器的一個輸出二極管的導通時間； 響應于所述輸出二極管的導通時間調整所述反饋信號，以補償落在所述分配網絡上的分配電壓；以及 響應于所述反饋信號輸出一個驅動信號以控制一個開關的開關，從而調節所述功率轉換器的輸出。
19.根據權利要求18所述的方法，還包括響應于所述反饋信號檢測所述輸出二極管的平均導通時間，其中調整所述反饋信號包括將所述反饋信號減小一個與所述平均導通時間成比例的量。
全文摘要
本發明涉及針對功率轉換器的電纜壓降補償檢測輸出二極管導通時間。一種用于通過分配網絡向負載提供功率的功率轉換器的示例控制器包括一個控制電路和一個電纜壓降補償器。該控制電路響應于一個反饋信號而輸出一個驅動信號以控制一個開關的開關，從而調節所述功率轉換器的輸出。所述電纜壓降補償器被耦合以響應于所述功率轉換器的一個輸出二極管的導通時間來調整所述反饋信號，以補償落在所述分配網絡上的分配電壓。
文檔編號H02M3/28GK103166462SQ20121055721
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者S·布勒 申請人:電力集成公司