DE112023002903T5

DE112023002903T5 - Pwm zum steuern eines llc-leistungswandlers

Info

Publication number: DE112023002903T5
Application number: DE112023002903.2T
Authority: DE
Inventors: Alex Dumais; Andreas Reiter; Yong Yuenyongsgool; Stephen Bowling; Timothy Phoenix; Justin Oshea
Original assignee: Microchip Technology Inc
Current assignee: Microchip Technology Inc
Priority date: 2022-06-30
Filing date: 2023-06-30
Publication date: 2025-04-17
Also published as: CN118614002A; WO2024006530A1; US20240006982A1

Abstract

Ein Induktor-Induktor-Kondensator (LLC)-Leistungswandler beinhaltet eine Stromeingangsschnittstelle zum Empfang einer Stromeingangsindikation. Die Stromeingangsindikation beinhaltet eine Spannung, die einen Strom repräsentiert, der durch eine Primärseite des LLC-Leistungswandlers fließt. Der LLC-Leistungswandler beinhaltet eine Spannungseingangsschnittstelle, um einen Spannungseingang zu empfangen. Der Spannungseingang beinhaltet eine repräsentative Spannung, die von einer Sekundärseite des LLC-Leistungswandlers bereitgestellt wird. Der LLC-Leistungswandler beinhaltet eine Schaltung zum Erzeugen von Steuersignalen zum Erzeugen von PWM (Pulsbreitenmodulation) für den LLC-Leistungswandler. Die Schaltung gleicht die Einschaltdauer eines ersten und eines zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers auf der Grundlage der Stromeingangsindikation und des Spannungseingangs an.

Description

PRIORITÄT
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität vor der am 30. Juni 2022 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/357,365 , deren Inhalt hiermit in vollem Umfang einbezogen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenlegung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Pulsbreitenmodulation (PWM) und insbesondere auf eine PWM und einen Träger für die PWM für Induktor-Induktor-Kondensator (LLC)-Resonanzwandler, die eine Ladestromsteuerung verwenden.
HINTERGRUND
Resonanzwandler, wie LLC-Resonanzwandler, mit Soft-Switching-Fähigkeiten haben sich zu einer beliebten Topologie unter den Gleichstrom-Gleichstrom- (DC-DC) Leistungswandlern in Anwendungen wie Server-, Industrie- und Elektrofahrzeug-Stromversorgungen (EV) entwickelt.
Eine traditionelle Steuerungsstrategie ist die Spannungssteuerung. Die Erfinder von Beispielen der vorliegenden Offenlegung haben jedoch festgestellt, dass die Steuerung im Spannungsmodus Nachteile bei der dynamischen Reaktion aufweisen kann, da die Anlagenübertragungsfunktion hoher Ordnung eines Wandlers mit der Eingangsspannung/Last variiert. Die Erfinder von Beispielen der vorliegenden Offenlegung haben entdeckt, dass eine innere Durchschnittsstromschleife hinzugefügt werden kann, um das dynamische Ansprechverhalten zu verbessern, dass dies jedoch die Komplexität erheblich erhöhen kann und dass ein starker Tiefpassfilter (sinusförmiger Strom) verwendet werden kann, was zu geringen Verbesserungen führt.
Die Erfinder von Beispielen der vorliegenden Offenlegung haben entdeckt, dass die Push- und Pull-Zweig eines Leistungswandlers ausgeglichen sein sollten, um eine Ladungssteuerung für Resonanzwandler zu verwenden (die möglicherweise keinen starken Tiefpassfilter verwendet und die dynamische Leistung verbessern kann), aber nicht mit einem externen Stromrücksetzsignal ausgeglichen werden können, da solche externen Stromrücksetzsignale nicht schnell genug sind, um innerhalb einer gegebenen, einzelnen PWM-Periode verarbeitet zu werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Beispiel kann ein System eine Vorrichtung beinhalten. Die Vorrichtung kann eine Stromeingangsschnittstelle beinhalten, um einen Stromeingang zu empfangen, wobei der Stromeingang einen Stromdurchlass auf der Primärseite eines Induktor-Induktor-Kondensator (LLC)-Leistungswandlers beinhaltet. Gemäß demselben oder einem anderen Beispiel kann die Vorrichtung eine Spannungseingangsschnittstelle beinhalten, um einen Spannungseingang zu empfangen, wobei der Spannungseingang eine repräsentative Spannung beinhaltet, die von einer Sekundärseite des LLC-Leistungswandlers bereitgestellt wird. In Beispielen kann die Vorrichtung eine Schaltung zum Erzeugen von Steuersignalen zum Erzeugen einer Pulsbreitenmodulation (PWM) für den LLC-Leistungswandler beinhalten, wobei die Schaltung dazu dient, eine Einschaltdauer eines ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers und eine Einschaltdauer eines zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers auf der Grundlage des Stromeingangs und des Spannungseingangs anzugleichen.
Ein weiteres Beispiel stellt ein Verfahren bereit. Das Verfahren kann den Empfang eines Stromeingangs beinhalten, wobei der Stromeingang einen Stromdurchgang auf der Primärseite eines Induktor-Kondensator-Leistungswandlers (LLC) beinhaltet. In demselben oder einem anderen Beispiel kann das Verfahren den Empfang eines Spannungseingangs beinhalten, wobei der Spannungseingang eine repräsentative Spannung beinhaltet, die von einer Sekundärseite des LLC-Leistungswandlers bereitgestellt wird. In einigen Beispielen kann das Verfahren das Erzeugen von Steuersignalen zum Erzeugen einer Pulsbreitenmodulation (PWM) für den LLC-Leistungswandler beinhalten, wobei die Steuerschaltung eine Einschaltdauer eines ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers und eine Einschaltdauer eines zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers auf der Grundlage des Stromeingangs und des Spannungseingangs angleichen soll.
In anderen Beispielen kann ein System einen LLC-Leistungswandler beinhalten. Der LLC-Leistungswandler kann einen ersten Zweig beinhalten, der einen ersten Schalter beinhaltet. In den gleichen oder anderen Beispielen kann der LLC-Leistungswandler einen zweiten Zweig beinhalten, der einen zweiten Schalter beinhaltet, wobei der zweite Schalter zwischen einer Spannungsversorgung und dem ersten Schalter angeschlossen ist, der erste Schalter zwischen dem zweiten Schalter und Masse angeschlossen ist, wobei eine Verbindung zwischen dem ersten Schalter und dem zweiten Schalter einen Mittelpunkt ausbildet. In einem Beispiel kann der LLC-Leistungswandler einen Transformator mit einem primärseitigen Induktor und einem sekundärseitigen Induktor beinhalten. Der LLC-Leistungswandler kann einen niederohmigen Induktor beinhalten, der zwischen dem Mittelpunkt und dem primärseitigen Induktor angeschlossen ist. In den gleichen oder anderen Beispielen kann der LLC-Leistungswandler einen Low-Side-Kondensator beinhalten, der zwischen dem primärseitigen Induktor und Masse verbunden ist. Der LLC-Leistungswandler kann einen Stromsensor beinhalten, der zwischen dem Low-Side-Kondensator und dem primärseitigen Induktor verbunden ist, wobei der Stromsensor eine Stromrückmeldung erzeugt. Der LLC-Leistungswandler kann einen Spannungsausgang beinhalten, der mit dem Induktor auf der zweiten Seite verbunden ist. In den gleichen oder anderen Beispielen kann der LLC-Leistungswandler eine Schaltung beinhalten, die die Stromrückkopplung empfängt, den Spannungsausgang empfängt und auf der Grundlage der Stromrückkopplung und des Spannungsausgangs Steuersignale zum Erzeugen einer Pulsbreitenmodulation (PWM) für den ersten Zweig und den zweiten Zweig erzeugt, um eine Einschaltdauer des ersten Zweigs abzuschneiden und eine Einschaltdauer des zweiten Zweigs und die Einschaltdauer des ersten Zweigs aufeinander abzustimmen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Figuren veranschaulichen beispielhafte Verfahren und Systeme für eine PWM und Unterstützung der PWM für LLC-Resonanzwandler, die eine Ladestromsteuerung verwenden.

1 ist eine Veranschaulichung eines LLC-Wandlers gemäß den Beispielen der vorliegenden Offenlegung.
2 ist eine Veranschaulichung einer Vorrichtung gemäß den Beispielen der vorliegenden Offenlegung.
3 ist eine Veranschaulichung einer Schaltung gemäß den Beispielen der vorliegenden Offenlegung.
4 ist eine Veranschaulichung des zeitlichen Ablaufs einer Schaltung, gemäß Beispielen der vorliegenden Offenlegung.
5 ist eine Veranschaulichung des zeitlichen Ablaufs einer Schaltung über mehrere Umschaltperioden, gemäß Beispielen der vorliegenden Offenlegung.
6 ist eine Veranschaulichung des zeitlichen Ablaufs eines beispielhaften Zeitgebers, der von einer Schaltung verwendet wird, gemäß Beispielen der vorliegenden Offenlegung.
7 ist eine Veranschaulichung der Ausbreitungsverzögerung in Bezug auf den LLC-Leistungswandler-Schaltzyklus, gemäß Beispielen der vorliegenden Offenlegung.
8 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens für die PWM-Ladestromsteuerung in LLC-Resonanzwandlern.

Die Bezugszeichen für jedes veranschaulichte Element, das in mehreren verschiedenen Figuren erscheint, weisen in allen Figuren die gleiche Bedeutung auf, und die Erwähnung oder Erörterung eines veranschaulichten Elements im Zusammenhang mit einer bestimmten Figur gilt auch für jede andere Figur, in der das gleiche veranschaulichte Element dargestellt ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Erfinder von Beispielen der vorliegenden Offenlegung haben entdeckt, dass die Verwendung einer Ladungssteuerung für Resonanzwandler Vorteile aufweisen kann, einschließlich des Verzichts auf die Verwendung eines starken Tiefpassfilters und der Verbesserung der dynamischen Leistung, und dass die resultierende Übertragungsfunktion ein einpoliges System sein kann, das nicht durch den Betriebsmodus oder die Last beeinflusst wird. Die Erfinder von Beispielen aus der vorliegenden Offenlegung haben solche Beispiele entdeckt, die eines oder mehrere dieser identifizierten Probleme lösen oder einen oder mehrere dieser Vorteile bereitstellen können.
1 ist eine Veranschaulichung eines beispielhaften LLC-Wandlers 100 gemäß den Beispielen der vorliegenden Offenlegung. Obwohl der LLC-Wandler 100 als Beispiel veranschaulicht ist, kann die vorliegende Offenlegung auf jeden geeigneten Resonanzwandler angewendet werden. Obwohl ein Beispiel für die Implementierung des LLC-Wandlers 100 gezeigt wird, kann jede geeignete Implementierung verwendet werden. Der LLC-Wandler 100 kann als DC-DC-Spannungswandler implementiert werden. Der LLC-Wandler 100 kann in jedem geeigneten Kontext implementiert werden, z.B. in einer Stromversorgung, einem Fahrzeug, einem Computer, einem Gerät, einer Verbrauchervorrichtung, einem Mikrocontroller oder einer anderen geeigneten Vorrichtung. Der LLC-Wandler 100 kann für die Steuerung des Ladestroms ausgebildet sein, um PWM-Signale zu erzeugen.
Der LLC-Wandler 100 kann so ausgebildet sein, dass er eine Versorgungsspannung oder Eingangsspannung, in 1 als VIN 102 bezeichnet, erhält und die Spannung von VIN 102 in eine Ausgangsspannung umwandelt. Die Ausgangsspannung kann jedem geeigneten Spannungsverbraucher bereitgestellt werden. Der LLC-Wandler 100 kann eine konstante und geregelte Spannung für einen solchen Verbraucher bereitstellen.
Der LLC-Wandler 100 kann einen ersten Zweig 104 und einen zweiten Zweig 112 eines Halbbrückengleichrichters beinhalten. Der erste Zweig 104 und der zweite Zweig 112 können an einem ihrer Enden mit einem Mittelpunkt 108 verbunden sein. Der erste Zweig 104 kann an einem anderen Ende mit VIN 102 verbunden sein. Der zweite Zweig 112 kann an einem anderen Ende mit Masse verbunden sein. Der erste Zweig 104 und der zweite Zweig 112 können jeweils einen Schalter 106, 110 beinhalten. Die Schalter 106, 110 können auf jede geeignete Weise implementiert werden, z.B. mit Transistoren. Es können alle geeigneten Transistoren verwendet werden, wie zum Beispiel n-Kanal-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs).
Der LLC-Wandler 100 kann einen Transformator 114 mit einem primärseitigen Induktor 116 und einem sekundärseitigen Induktor 118 beinhalten, wobei der primärseitige Induktor 116 magnetisch mit dem sekundärseitigen Induktor 118 gekoppelt ist. Der LLC-Wandler 100 kann einen niederspannungsseitigen Induktor 120 beinhalten, der zwischen dem Mittelpunkt 108 und dem primärseitigen Induktor 116 verbunden ist. Der Transformator 114 kann die Spannung entsprechend der Anzahl der Verdrahtungen oder Schleifen im primärseitigen Induktor 116 und im sekundärseitigen Induktor 118 erhöhen oder verringern. Der Ausgang des LLC-Wandlers 100 kann als Ausgang des sekundärseitigen Induktors 118 bereitgestellt werden. Der LLC-Wandler 100 kann eine Ausgangsschaltung 126 beinhalten, die durch analoge Schaltung, digitale Schaltung, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA), rekonfigurierbare Logik, programmierbare Logikvorrichtungen (PLDs), Befehle zur Ausführung durch einen Prozessor oder jede geeignete Kombination davon implementiert ist. Die Schaltung 126 kann so ausgebildet sein, dass sie eine geeignete Signalaufbereitung oder -manipulation am Ausgang des sekundärseitigen Induktors 118 für den Ausgang des Wandlers 100 oder für die Rückführung in den Wandler 100 als repräsentative Spannung V_FB bereitstellt.
Der LLC-Wandler 100 kann einen Stromsensor 124 beinhalten. Der Stromsensor 124 kann durch analoge Schaltungen, digitale Schaltungen, ASIC, FPGA, PLD, rekonfigurierbare Logik, Befehle zur Ausführung durch einen Prozessor oder jede geeignete Kombination davon implementiert werden. Der Stromsensor 124 kann so ausgebildet sein, dass er einen Durchlassstrom des sekundärseitigen Induktors 116 misst. Der Stromsensor 124 kann ausgebildet sein, um ein Spannungssignal zum Erzeugen dieses Stroms zu erzeugen, der durch die Stromeingangsindikation I_FB repräsentiert wird.
Der LLC-Wandler 100 kann einen Kondensator 122 beinhalten. Der Kondensator 122 kann zwischen Masse und dem primärseitigen Induktor 116 gekoppelt sein. Außerdem kann der Stromsensor 124 an einer beliebigen Stelle in Bezug auf den Transformator 114, die Masse und den Kondensator 122 verbunden sein, d.h. der Stromsensor 124, der Kondensator 122 und der primärseitige Induktor 116 sind in Reihe gekoppelt.
In einem Beispiel kann der LLC-Wandler 100 eine Steuerschaltung 128 beinhalten. In einem anderen Beispiel kann der LLC-Wandler 100 kommunikativ mit der Steuerschaltung 128 gekoppelt sein. Die Steuerschaltung 128 kann durch eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung, ASIC, FPGA, PLD, rekonfigurierbare Logik, Befehle zur Ausführung durch einen Prozessor oder jede geeignete Kombination davon implementiert werden. Die Steuerschaltung 128 kann ausgebildet sein, um PWM-Signale für die Beine 104, 112 und die entsprechenden Schalter 106, 110 zu erzeugen. Zum Beispiel kann die Steuerschaltung 128 ein PWMH-Signal für den Zweig 104 und den Schalter 106 und ein PWML-Signal für den Zweig 112 und den Schalter 110 erzeugen. Der LLC-Wandler 100 kann Gate-Treiber 130 beinhalten, die ausgebildet sind, um eine Signalaufbereitung für PWML- und PWMH-Signale bereitzustellen, die von der Steuerschaltung 128 ausgegeben werden und auf die Schalter 106 bzw. 110 anzuwenden sind.
Die Steuerschaltung 128 kann so ausgebildet sein, dass sie die repräsentative Spannung V_FB vom sekundärseitigen Induktor 118 und die Stromeingangsindikation I_FB vom Stromsensor 124 empfängt. Die repräsentative Spannung V_FB kann vom sekundärseitigen Induktor 118 über die Schaltung 126 empfangen werden. Die Steuerschaltung 128 kann ausgebildet sein, um die Stromeingangsindikation I_FB vom Stromsensor 124 zu empfangen. Die Steuerschaltung 128 kann so ausgebildet sein, dass sie PWM-Signale wie PWMH und PWML zum Erzeugen einer Einschaltdauer des ersten Zweigs 108 des LLC-Leistungswandlers und einer Einschaltdauer eines zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers auf der Grundlage der Stromeingangsindikation I_FB und der repräsentativen Spannung V_FB erzeugt.
Darüber hinaus kann die Steuerschaltung 128 auf der Grundlage der Stromeingangsindikation I_FB und der repräsentativen Spannung V_FB so ausgebildet sein, dass sie PWM-Steuersignale wie PWML- und PMWH-Steuersignale für den ersten Zweig 104 bzw. den zweiten Zweig 112 erzeugt, um eine Einschaltdauer des ersten Zweigs 104 und des Schalters 106 (der Schalter 106 wird auch als Q₁ angegeben) abzuschneiden und eine Einschaltdauer des zweiten Zweigs 112 und des Schalters 110 (der Schalter 110 wird auch als Q₂ angegeben) anzugleichen, um die Einschaltdauer des ersten Zweigs 104 und des Schalters 106 und die Einschaltdauer des zweiten Zweigs 112 und des Schalters 110 anzugleichen. Das Abschneiden kann also mit PWMH durchgeführt werden.
Die Steuerschaltung 128 kann so ausgebildet sein, dass sie PWM-Steuersignale wie PWML und PWMH erzeugt, indem sie das PWMH-Signal zu einem Zeitpunkt t nach dem Beginn der Einschaltdauer von PWMH abschneidet und die Einschaltdauer des PWML-Signals an den Wert der Zeit t angleicht.
2 ist eine Veranschaulichung einer Vorrichtung 200, gemäß Beispielen der vorliegenden Offenlegung. Die Vorrichtung 200 kann so ausgebildet sein, dass sie eine Ladestromsteuerung zum Erzeugen von PWM-Signalen durchführt. Die Vorrichtung 200 kann Teile des LLC-Wandlers 100 aus 1 implementieren. Insbesondere kann die Vorrichtung 200 eine Schaltung zur Steuerung von 128 implementieren.
Die Vorrichtung 200 kann eine Steuerschaltung 206 beinhalten. Die Steuerschaltung 206 kann die Steuerschaltung 128 ganz oder teilweise implementieren. Die Steuerschaltung 206 kann durch analoge Schaltungen, digitale Schaltungen, ASIC, FPGA, PLD, rekonfigurierbare Logik, Befehle zur Ausführung durch einen Prozessor oder jede geeignete Kombination davon implementiert werden.
Die Vorrichtung 200 kann eine Schnittstelle 202 beinhalten, um eine Eingabe wie die Stromeingangsindikation I_FB zu empfangen und eine Schnittstelle 204, um eine Eingabe wie die repräsentative Spannung V_FB zu empfangen. In 2 ist ein Teil 208 eines LLC-Wandlers dargestellt, der Teile des in 1 gezeigten LLC-Wandlers 100 beinhalten kann. Die Vorrichtung 200 kann einen solchen LLC-Wandler beinhalten oder kommunikativ mit einem solchen LLC-Wandler gekoppelt sein.
Die Steuerschaltung 206 kann so ausgebildet sein, dass sie PWMH- und PWML-Signale bewirkt, so dass die Steuerschaltung 128 eine Einschaltdauer des ersten Zweigs 104 und des Schalters 106 und eine Einschaltdauer des zweiten Zweigs 112 und des Schalters 110 auf der Grundlage der Stromeingangsindikation I_FB und der repräsentativen Spannung V_FB, die über die Schnittstellen 202 bzw. 204 empfangen werden, angleicht.
Wie in 2 gezeigt, bewirkt die Steuerschaltung 206, dass die Einschaltdauer des zweiten Zweigs 112 und des darin befindlichen Schalters 110 (auch als Q₂ bezeichnet) mit der Einschaltdauer des ersten Zweigs 104 und des darin befindlichen Schalters 106 (auch als Q₁ bezeichnet) übereinstimmt, was das Feststellen des zeitlichen Ablaufs (t) der Einschaltdauer des ersten Zweigs 104 und des darin befindlichen Schalters 106 und die Anwendung des zeitlichen Ablaufs (t) der Einschaltdauer des ersten Zweigs 104 und des Schalters 106 auf den zweiten Zweig 112 beinhalten kann. Die Schaltung 106 kann somit eine identische Einschaltdauer des ersten Zweigs 104 auf den zweiten Zweig 112 anwenden.
3 ist eine detailliertere Veranschaulichung der Steuerschaltung 206 oder der Steuerschaltung 128, gemäß den Beispielen der vorliegenden Offenlegung.
Die Steuerschaltung 206 kann einen Digital-Analog-Wandler (DAC) 302, einen Komparator 304, eine PWM-Steuerlogik 306, einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 308, eine ADC-Steuerlogik 310 und eine Steuerschaltung 312 beinhalten, die jeweils in geeigneter Weise implementiert sind, beispielsweise durch eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung, einen ASIC, einen FPGA, einen PLD, eine rekonfigurierbare Logik, Befehle zur Ausführung durch einen Prozessor oder eine geeignete Kombination davon.
Die repräsentative Spannung V_FB kann am ADC 308 empfangen werden (z.B. über die Schnittstelle 204 - siehe 2). ADC 308 kann ausgebildet sein, um die repräsentative Spannung V_FB abzutasten und ein digitales Signal auszugeben, das einen Wert der repräsentativen Spannung V_FB angibt. Das digitale Signal, das den Wert der repräsentativen Spannung V_FB (dargestellt als V_ADC) angibt, kann der ADC-Steuerlogik 310 und jedem anderen geeigneten Teil der Steuerschaltung 206 bereitgestellt werden.
Die ADC-Steuerlogik 310 kann so ausgebildet sein, dass sie V_ADC zum Vergleich mit einer Referenzspannung (V_REF) verwendet. V_REF kann als digitaler Wert für das Abzielen auf den Ausgang des Wandlers 100 auf der Grundlage der spezifizierten Verstärkung der Rückkopplung zum ADC implementiert werden. Die ADC-Steuerlogik 310 kann ausgebildet sein, um die Differenz zwischen V_ADC und V_REF festzustellen, was einen Spannungsfehler ergibt. Der Spannungsfehler kann der Schaltung 312 des Controllers bereitgestellt werden. Außerdem kann die ADC-Steuerlogik 310 ausgebildet sein, um die Abtastung von Daten bei ADC 308 zu bewirken.
Bei der Schaltung 312 kann es sich um einen 2-Null-2-Pol (2P2Z) Controller handeln, der 2 Pole und 2 Nullen in seiner Übertragungsfunktion aufweist. Die Übertragungsfunktion kann als lineare Differenzgleichung geschrieben werden, die eine geeignete Filterantwort liefert, die auf der Grundlage von digitalen Koeffizienten oder Gewichtungen zugewiesen wird. Eine solche Gleichung kann zum Beispiel lauten: u[n] = Bo*e[ n] + B₁*e[n-1]+ B₂*e[n-2] - A₁*u[n-1] - A₂*u[n-2], wobei A_x und B_x experimentell festgestellte Koeffizienten sind, e der von der ADC-Steuerlogik 310 berechnete Fehler und u die Ausgabe der Schaltung 312 ist. Die Gleichung kann also frühere Operationen und Messungen berücksichtigen, um Ungleichgewichte in der Reaktion des Wandlers 100 zu erkennen. Die Koeffizienten, die Abtastrate und andere Faktoren stellen fest, wie die Schaltung 312 auf eine Störung oder ein Ungleichgewicht im Wandler 100 reagiert. Die Koeffizienten können so gewählt werden, dass die Schaltung 312 unter verschiedenen zu erwartenden Netz- oder Lastbedingungen reguliert wird, um ein angemessenes Einschwingverhalten zu erzielen oder um subharmonische Oszillationen für die Stromschleife zu eliminieren, die als Spitzenstromregelung fungiert. Dementsprechend kann der unverarbeitete Rückkopplungseingang in Form von V_FB nicht einfach als Strombezug verwendet werden, sondern kann stattdessen durch die Schaltung 312 gefiltert werden. Eine solche Filterung kann die oben beschriebenen Bedingungen berücksichtigen, wie z.B. Ungleichgewichte in der Reaktion des Wandlers 100. So kann ein Spannungsregelkreis, der V_FB steuert, verwendet werden, um den Schwellenwert für den Betrieb des Stromregelkreises festzulegen, der die Stromrückführung steuert.
Die Schaltung 312 kann eine digitale Darstellung eines Stromreferenzwerts (I_REF) bereitstellen. Die digitale Darstellung von I_REF kann dem DAC 302 bereitgestellt werden, der eine analoge Version der digitalen Darstellung von I_REF erzeugen kann, die dann dem Komparator 304 bereitgestellt werden kann.
Der Stromreferenzwert I_REF kann der Steuerlogik 306 und einem nicht-invertierenden Eingang des Komparators 304 bereitgestellt werden. Die Stromeingangsindikation I_FB kann an einem invertierenden Eingang des Komparators 304 (z.B. über die Schnittstelle 202 - siehe 2) und an einem Eingang der Steuerlogik 306 bereitgestellt werden. So kann der Komparator 304 eine Indikation dafür aufweisen, ob die Stromeingangsindikation I_FB den Stromreferenzwert I_REF überschritten hat, und diese Indikation kann der PWM-Steuerlogik 306 bereitgestellt werden. Die PWM-Steuerlogik 306 kann den DAC 302 selektiv aktivieren, um die Abtastung der repräsentativen Spannung V_FB zu starten oder zu stoppen.
Der Wert des Stromreferenzwerts I_REF kann von der Schaltung 312 selektiv geändert werden. Der Wert des Stromreferenzwerts I_REF kann die Strommenge beeinflussen, die im Teil 208 des Wandlers 100 zirkulieren darf. Die Änderungsrate des Stromreferenzwerts I_REF kann durch Parameter wie die initiale DAC-Startspannung für DAC 302, die Zeit, zu der ADC 308 oder DAC 302 getriggert werden, und die Rampenrate von DAC 302 gesteuert werden. Die Steigung des Stromreferenzwertes I_REF kann eine Stabilitätskompensation für den Regelkreis des Eingangsstroms bereitstellen, damit dieser über eine Vielzahl von Bedingungen stabil ist. Der Wert des Stromreferenzwerts I_REF kann weiterhin selektiv von der Schaltung 312 geändert werden, um zu bewirken, dass er einen Strombedarf im Resonanzkreis des Wechselrichters 100 repräsentiert.
Die PWM-Steuerlogik 306 kann eine beliebige Anzahl und Art von Elementen verwenden, um den zeitlichen Ablauf der Signale so zu speichern, dass die EIN-Anteile der PWMH- und PWML-Signale innerhalb eines bestimmten Schaltzyklus übereinstimmen. Die PWM-Steuerlogik 306 kann zum Beispiel einen Timer 314 beinhalten. Der Timer 314 kann so ausgebildet sein, dass er in Form von Taktzyklen oder der tatsächlichen Zeit aufwärts oder abwärts zählt. Der Timer 314 kann verwendet werden, um die Zyklen eines PWMH-Signals zu zählen. Der Timer 314 kann zum Teil mit Werten in einem Timer-Register 316 betrieben werden. Solche Werte können zum Beispiel eine maximale Zeit beinhalten, die der Timer 314 arbeiten soll, um ein PWMH-Signal zu messen.
4 veranschaulicht den zeitlichen Ablaufs des Betriebs der Steuerschaltung 206 oder der Steuerschaltung 128 gemäß den Beispielen der vorliegenden Offenlegung.
In 4 sind Veranschaulichungen der Graphen der Werte über die Zeit für den Stromreferenzwert I_REF, I_LP (der durch die Stromeingangsindikation I_FB veranschaulicht werden kann), der der Durchlassstrom des primärseitigen Induktors 116 sein kann, und ITANK, der der Strom durch den Low-Side-Induktor 120 sein kann, dargestellt. Der Stromreferenzwert I_REF kann auf einen bestimmten initialen Startwert eingestellt werden, der in den DAC 302 programmiert werden kann. Dies kann z.B. durch die ADC-Steuerlogik 310 durchgeführt werden. Der Stromreferenzwert I_REF kann ein stationärer Zustand sein, bis der DAC 302 ausgelöst wird. Zu diesem Zeitpunkt kann der Stromreferenzwert I_REF gemäß den von der Schaltung 312 eingestellten Parametern nach oben oder unten verändert werden. I_REF kann auf der Grundlage von DAC-Dateneinstellungen und Trigger-Ereignissen hoch- oder heruntergefahren werden. Bei Systemen, die im Spitzenstrommodus arbeiten, kann eine Rampe nach Erreichen von etwa 50% der Einschaltdauer erfolgen.
Wenn ILP (oder die Stromeingangsindikation I_FB) größer oder gleich dem Stromreferenzwert I_REF wird, kann der Komparator 304 eine Benachrichtigung oder ein Auslöseereignis erzeugen. Dies wird als 401 gekennzeichnet.
Ein einzelner Schaltzyklus kann eine bestimmte Totzeit des ersten Zweigs 104 und des Schalters 106 (auch als Q₁ bezeichnet) beinhalten. Die Totzeit kann auch auf den zweiten Zweig 112 und den Schalter 110 (auch als Q₂ bezeichnet) angewendet werden, so dass beide Schalter 106, 110 gleichzeitig ausgeschaltet sind. Eine solche dedizierte Totzeit kann als DTH bezeichnet werden, da sie als Teil des PWMH-Signals festgelegt werden kann. Diese Totzeit kann das Bewirken des Ausschaltens von Schalter 106 und Schalter 110 beinhalten. Auf DTH kann eine Einschaltzeit des ersten Zweigs 104 und des Schalters 106 folgen, wobei der Schalter 110 ausgeschaltet bleibt. Die Einschaltzeit des Schalters 106 kann mit t_Q1 bezeichnet werden. Diese Einschaltzeit kann das Bewirken des Einschaltens des Schalters 106 beinhalten. Nach der Einschaltzeit des ersten Zweigs 104 und des Schalters 106 kann eine bestimmte Totzeit des Schalters 106 und des Schalters 110 folgen. Eine solche dedizierte Totzeit kann als DTL bezeichnet werden, da sie als Teil des PWMH-Signals angegeben werden kann. Nach der DTL kann die Einschaltzeit des zweiten Zweigs 112 und des Schalters 110 folgen, wobei diese eingeschaltet sind, der Schalter 106 jedoch ausgeschaltet ist. Die Einschaltzeit des Schalters 110 kann mit t_Q2 bezeichnet werden. Nach dieser Einschaltzeit kann ein weiterer Schaltzyklus durchgeführt werden.
Die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 kann das Auslöseereignis 401 erkennen. Die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 kann dann die Einschaltzeit des ersten Zweigs 104 und des Schalters 106 als Reaktion auf die Erkennung des Auslöseereignisses 401 abkürzen oder terminieren und den Schalter 106 ausschalten. Die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 kann dann das DTL-Signal ausgeben. Die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 kann dann bewirken, dass der zweite Zweig 112 und der Schalter 110 (auch als Q₂ bezeichnet) für die gleiche Zeitspanne (t_Q2) eingeschaltet werden, wie der erste Zweig 104 und der Schalter 106 eingeschaltet waren. Somit kann t_Q2 gleich oder annähernd gleich t_Q1 sein. DTH und DTL können die gleiche Zeitdauer aufweisen oder auch nicht.
Die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 soll also die Einschaltdauer (t_Q1) des ersten Zweigs 104 eines LLC-Leistungswandlers und die Einschaltdauer (t_Q2) des zweiten Zweigs 112 des LLC-Leistungswandlers innerhalb einer bestimmten einzelnen Schaltperiode des LLC-Leistungswandlers aufeinander abstimmen.
5 ist eine Veranschaulichung des zeitlichen Ablaufs des Betriebs der Steuerschaltung 206 oder der Steuerschaltung 128 über mehrere Schaltperioden, gemäß den Beispielen der vorliegenden Offenlegung.
Veranschaulicht sind ein PWMH-Signal für Q₁ (d.h. den Schalter 106) im ersten Zweig 104 und ein PWML-Signal für Q₂ (d.h. den Schalter 110) im zweiten Zweig 112.
Ab t₀ kann die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 ein Signal an Q₁ und Q₂ ausgeben, um sie für die Dauer DTH abzuschalten. Nach der Dauer DTH kann die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 ein EIN-Signal an Q₁ ausgeben, während Q₂ ausgeschaltet bleibt. Nachdem der Komparator 304 ein Auslöseereignis 401 ausgegeben hat, kann die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 das EIN-Signal an Q₁ abschneiden, das zu einem Zeitpunkt t_Q1 nach dem Ende von DTH aufgetreten sein kann. Die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 kann für die Dauer von DTL ein AUS-Signal an Q₁ und Q₂ ausgeben. Nach DTL kann die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 ein EIN-Signal an Q₂ für die Dauer von t_Q1 ausgeben, während Q₁ ausgeschaltet bleibt, d.h. t_Q2 ist gleich oder ungefähr gleich t_Q1.
In einem nachfolgenden Zyklus kann die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 für die Dauer von DTH ein AUS-Signal an Q₁ und Q₂ ausgeben. Nach DTH kann die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 ein EIN-Signal an Q₁ ausgeben, während Q₂ ausgeschaltet bleibt. Nachdem der Komparator 304 ein Auslöseereignis 401 ausgegeben hat, kann die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 das EIN-Signal an Q₁ abschneiden, das zu einem Zeitpunkt t_Q1 nach dem Ende von DTH aufgetreten sein kann. Die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 kann für die Dauer von DTL ein AUS-Signal an Q₁ und Q₂ ausgeben. Nach DTL kann die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 ein EIN-Signal an Q₂ für die Dauer von t_Q1 ausgeben, während Q₁ ausgeschaltet bleibt, was bedeutet, dass t_Q2 gleich oder ungefähr gleich t_Q1 ist.
Auf diese Weise kann die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 die Einschaltdauer des ersten Zweigs 104 eines LLC-Leistungswandlers und die Einschaltdauer des zweiten Zweigs 112 des LLC-Leistungswandlers innerhalb einer gegebenen einzelnen Schaltperiode für zwei oder mehr aufeinanderfolgende Schaltperioden des LLC-Leistungswandlers angleichen.
In 5 kann t_Q1 im ersten Zyklus (und damit t_Q2 im ersten Zyklus) eine andere Länge aufweisen als t_Q1 im zweiten Zyklus (und damit t_Q2 im zweiten Zyklus), da t_Q1 in jedem Zyklus neu berechnet werden kann. 6 ist eine weitere Veranschaulichung des Zeitablaufs des Betriebs und der Berechnungen der Steuerschaltung 206 oder der Steuerschaltung 128 gemäß den Beispielen der vorliegenden Offenlegung.
Die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 kann jede geeignete Zeit- oder Taktschaltung, wie z.B. einen Timer, verwenden, um den zeitlichen Ablauf von Ereignissen und das Erzeugen von PWM-Signalen, z.B. PWMH und PWML, zu bestimmen.
In 6 ist die Veranschaulichung des zeitlichen Ablaufs eines beispielhaften Timers dargestellt, der von der Steuerschaltung 206 oder der Steuerschaltung 128 verwendet werden kann. Ebenfalls veranschaulicht sind zugeordnete PWMH- und PWML-Signale sowie ein Interrupt-Signal, das von der Steuerschaltung 206 oder der Steuerschaltung 128 nach Abschluss einer Aktualisierung verschiedener Register oder Werte ausgegeben werden kann.
Der Timer kann mit dem Beginn des Schaltzyklus in Betrieb gehen, z.B. bei t₀. Der Timer kann mit dem Zählen beginnen. Der Timer kann bis zu einem maximalen Wert zählen, der durch MAXCLK angegeben wird. Wenn der Timer MAXCLK erreicht, ohne dass eine andere Aktion dazwischen liegt (wie unten beschrieben), kann die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 vom Betrieb PWMH auf den Betrieb PWML umschalten, mit einer dazwischen liegenden Totzeit, DTL. Bevor der Timer MAXCLK erreicht, kann die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 die Einschaltzeit von PWMH abschneiden, wenn das Auslöseereignis 401 des Komparators 304 eintritt, wie oben beschrieben. Außerdem kann der Timerwert zu diesem Zeitpunkt erfasst werden. Der zu diesem Zeitpunkt erfasste Timerwert kann in einem Register gespeichert werden und als CAPQ1 bezeichnet werden. Der Einschaltzeitwert von PWMH kann als CAPQ1 abzüglich DTH berechnet werden, was gleich t_Q1 ist. Die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 kann sowohl Q₁ als auch Q₂ für die Dauer DTL ausschalten und dann den Timer erneut starten. Nach Ablauf der Dauer t_Q1 kann die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 den Schaltzyklus beenden und die Einschaltdauer von PWML beenden. Die Steuerschaltung 206 oder die Steuerschaltung 128 kann nach Beendigung des Schaltzyklus einen Interrupt auslösen, um einen Puffer zu aktualisieren. Ein solcher Puffer kann Werte für Register von Peripherien des Systems beinhalten, in dem der LLC-Wandler 100 implementiert ist. Solche Werte können Einstellungen beinhalten, die in der vorliegenden Offenlegung nicht behandelt werden, wie z.B. eine Einschaltdauer, ein DAC-Ausgangswertregister oder eine Timerperiode.
7 ist eine Veranschaulichung der Anpassung der Ausbreitungsverzögerung in Bezug auf den Schaltzyklus, gemäß Beispielen der vorliegenden Offenlegung. 7 veranschaulicht, wie eine Ausbreitungsverzögerung, die durch das Einschalten eines Schalters entstehen kann, die Messung von V_FB beeinflussen und in der Folge eine Brummspannung bewirken kann. Da V_FB letztlich durch periodische Signale in Form von PWM-Signalen an die Schalter gesteuert werden kann und diese PWM-Signale (und damit auch V_FB) in ihrer Frequenz variieren können, kann die Abtastung von V_FB in jedem Zyklus in einem gleichen Teil eines Schaltzyklus der PWM-Signale erfolgen. Wenn dies nicht getan wird, kann dies eine Brummspannung bei den Messungen bewirken, die eine Ungenauigkeit bei der Messung von V_FB verursacht. Entwickler können versuchen, V_FB zu einem Zeitpunkt zu messen, der dem 50%-Punkt einer Einschaltperiode eines PWM-Signals während jedes Schaltzyklus entspricht. Verzögerungen beim Einschalten von Schaltern können jedoch bewirken, dass diese Abtastung nicht genau bei 50% der Einschaltperiode der ausgegebenen PWM liegt.
In 7 sind PWMH, der tatsächliche Betrieb von Q₁ (ein oder aus) und die Ausgangsspannungswelligkeit von V_FB veranschaulicht.
Nach der Ausgabe von PWMH von der Steuerschaltung 206 oder der Steuerschaltung 128 an den ersten Zweig 104 kann es zu einer Verzögerung kommen, bis ein Zyklus tatsächlich beginnt, was durch den Betrieb von Q₁ repräsentiert wird. Außerdem kann es sein, dass beim Auslöseereignis 401 mit dem Timerwert CAPQ₁ die tatsächliche Mitte des Einschaltzyklus von Q₁ noch nicht erreicht ist. Aus dieser Differenz zum tatsächlichen Mittelpunkt des Zyklus kann sich ein Messfehler ergeben, der sich aus der Laufzeitverzögerung ergeben kann. Dementsprechend kann ein Offset, angegeben als OFFSET, berechnet werden, um diesen Fehler auszugleichen. Der richtige Zeitpunkt für die Abtastung von V_FB durch ADC 302 kann als DTH + ((CAPQ1 - DTH)/2) + OFFSET berechnet werden. Die Spannungsabtastung von V_FB durch ADC 302 kann zu diesem Zeitpunkt erfolgen. Dies kann z.B. durch die Einstellung eines automatischen Triggers für ADC 302 durch die PWM-Steuerlogik 306 erfolgen. Auf diese Weise kann die PWM-Steuerlogik 306 festlegen, wann ADC 302 die V_FB abtasten soll, und die Verwendung der obigen Technik kann die Abtastung der V_FB in einem gleichen 50%igen Teil eines EIN-Zyklus in jedem Schaltzyklus erleichtern, auch wenn sich die PWM-Signale im Laufe der Zeit in ihrer Frequenz ändern können.
8 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 800 für die PWM-Ladestromsteuerung in LLC-Resonanzwandlern. Gemäß einem Beispiel kann das Verfahren 800 mit dem Block 805 beginnen. Die Lehren der vorliegenden Offenlegung können in einer Vielzahl von ausgebildeten Konfigurationen des LLC-Leistungswandlers 100 implementiert werden. Daher können der Initialisierungspunkt für das Verfahren 800 und die Reihenfolge der Blöcke 805-850, die das Verfahren 800 umfassen, von der gewählten Implementierung abhängen.
Gemäß einem Beispiel kann der LLC-Leistungswandler bei Block 805 eine Stromeingangsindikation messen. Die Stromeingangsindikation kann einen Strom repräsentieren, der durch eine Primärseite des LLC-Leistungswandlers fließt. Bei Block 810 kann der LLC-Leistungswandler einen Spannungseingang empfangen. Der Spannungseingang kann eine repräsentative Spannung beinhalten, die von einer Sekundärseite des LLC-Leistungswandlers bereitgestellt wird. Bei Block 815 kann der LLC-Leistungswandler die Eingangsspannung messen. Bei Block 820 kann der LLC-Leistungswandler die Eingangsspannung mit einer Referenzspannung vergleichen, um einen Spannungsfehler festzustellen. Bei Block 825 kann der LLC-Leistungswandler den Spannungsfehler verwenden, um einen Referenzstrom zu bestimmen. Bei Block 830 kann der LLC-Leistungswandler den Referenzstrom mit der Stromeingangsindikation vergleichen. Bei Block 835, wenn die Stromeingangsindikation größer oder gleich dem Referenzstrom ist, kann der LLC-Leistungswandler die Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers beenden.
Bei Block 840 kann der LLC-Leistungswandler den zeitlichen Ablauf der Einschaltperiode des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers feststellen, was das Feststellen einer ersten Zeit seit Beginn einer Schaltperiode des LLC-Leistungswandlers bis zur Feststellung, dass der Eingangsstrom größer oder gleich dem Referenzstrom ist, beinhaltet. Die erste Zeit kann eine zugewiesene Totzeit für den ersten Zweig beinhalten, gefolgt von der Einschaltzeit des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers.
Bei Block 845 kann der LLC-Leistungswandler den zeitlichen Ablauf der Einschaltperiode des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers auf den zweiten Zweig des LLC-Leistungswandlers anwenden, um eine Einschaltperiode eines ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers und eine Einschaltperiode eines zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers auf der Grundlage der Stromeingangsindikation und des Spannungseingangs innerhalb einer gegebenen einzelnen Schaltperiode abzustimmen, d.h. die Stromeingangsindikation und der Spannungseingang des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers, beinhaltet die Verwendung der ersten Zeit, um eine zweite Zeit einzustellen, wobei die zweite Zeit verwendet wird, um die Einschaltzeit des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers einzustellen. Der LLC-Leistungswandler kann die Einschaltdauer des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers gemäß der Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers einstellen.
Bei Block 850 kann der LLC-Leistungswandler PWM-Steuersignale für den LLC-Leistungswandler erzeugen, die auf die festgestellte Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers und die festgestellte Einschaltdauer des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers reagieren.
Obwohl in 8 eine bestimmte Anzahl von Vorgängen im Zusammenhang mit dem Verfahren 800 dargestellt ist, kann das Verfahren 800 mit mehr oder weniger Vorgängen als in 8 dargestellt ausgeführt werden. Auch wenn 8 eine bestimmte Reihenfolge der Vorgänge in Bezug auf das Verfahren 800 aufweist, können die Vorgänge, die das Verfahren 800 umfassen, in jeder geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden.
Das Verfahren 800 kann mit dem LLC-Leistungswandler 100 oder einem anderen System implementiert werden, das betreibbar ist, um das Verfahren 800 durchzuführen. Obwohl die Beispiele oben beschrieben wurden, können andere Variationen und Beispiele aus dieser Offenlegung hergeleitet werden, ohne vom Geist und Schutzumfang dieser offengelegten Beispiele abzuweichen.
Die vorliegende Offenlegung wurde anhand eines oder mehrerer Beispiele beschrieben, und es sollte anerkannt werden, dass viele Äquivalente, Alternativen, Variationen und Modifikationen, abgesehen von den ausdrücklich genannten, möglich sind und in den Anwendungsbereich der Offenlegung fallen. Während die vorliegende Offenlegung für verschiedene Modifikationen und alternative Formen zugänglich ist, sind spezifische Beispiele davon in den Zeichnungen dargestellt und hier im Detail beschrieben. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die Beschreibung spezifischer Beispiele nicht dazu gedacht ist, die Offenlegung auf die hierin offenbarten besonderen Formen zu beschränken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63/357,365 [0001]

Claims

Vorrichtung, die aufweist: eine Stromeingangsschnittstelle zum Empfang einer Stromeingangsindikation, wobei die Stromeingangsindikation eine Spannung beinhaltet, die einen Strom repräsentiert, der durch eine Primärseite eines Induktor-Induktor-Kondensator (LLC)-Leistungswandlers fließt; eine Spannungseingangsschnittstelle zum Empfangen eines Spannungseingangs, wobei der Spannungseingang eine repräsentative Spannung beinhaltet, die von einer Sekundärseite des LLC-Leistungswandlers bereitgestellt wird; eine Schaltung zum Erzeugen von PWM-Steuersignalen für den LLC-Leistungswandler, wobei die Schaltung eine Einschaltdauer eines ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers und eine Einschaltdauer eines zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers auf der Grundlage der Stromeingangsindikation und des Spannungseingangs abgleichen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltung die Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers und die Einschaltdauer des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers innerhalb einer gegebenen einzelnen Schaltperiode des LLC-Leistungswandlers abgleichen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung die Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers und die Einschaltdauer des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers innerhalb einer gegebenen einzelnen Schaltperiode des LLC-Leistungswandlers für eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Schaltperioden des LLC-Leistungswandlers abgleichen soll.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schaltung die Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers und die Einschaltdauer des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers aufeinander abstimmen soll, indem sie den Zeitpunkt der Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers feststellt und den Zeitpunkt der Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers auf den zweiten Zweig des LLC-Leistungswandlers anwendet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schaltung die Aufgabe aufweist: die Eingangsspannung zu messen; die Eingangsspannung mit einer Referenzspannung zu vergleichen, um einen Spannungsfehler festzustellen; den Spannungsfehler zum Erzeugen eines Referenzstroms zu verwenden; den Referenzstrom mit dem Eingangsstrom zu vergleichen; und wenn der Eingangsstrom größer oder gleich dem Referenzstrom ist, die Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers zu beenden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schaltung die Aufgabe aufweist: basierend auf einer Feststellung, dass der Eingangsstrom größer oder gleich einem Referenzstrom ist, eine erste Zeit seit dem Beginn einer Schaltperiode des LLC-Leistungswandlers bis zu der Feststellung, dass der Eingangsstrom größer oder gleich dem Referenzstrom ist, festzustellen; und die erste Zeit zu verwenden, um eine zweite Zeit festzulegen, wobei die zweite Zeit verwendet wird, um die Einschaltzeitperiode des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers festzulegen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Zeit eine zugewiesene Totzeit für den ersten Zweig beinhaltet, gefolgt von der Einschaltzeit des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Schaltung die Einschaltdauer des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers gemäß der Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers einstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Schaltung die Aufgabe aufweist: die Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers aus der ersten Zeit festzustellen; und die Einschaltdauer des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers auf die Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers einzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Schaltung die zweite Zeit so einstellt, dass sie eine zugewiesene Totzeit des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers ist, gefolgt von der Einschaltzeit des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Schaltung die Aufgabe aufweist, einen automatischen Trigger zum Abtasten des Spannungseingangs festzustellen, wobei: der automatische Trigger gemäß einer verstrichenen Zeit ab dem Zeitpunkt eingestellt wird, zu dem ein PWM-Signal an den ersten Zweig des LLC-Leistungswandlers gesendet wird, um die Einschaltperiode des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers einzuleiten, bis der Eingangsstrom größer oder gleich einem Referenzstrom plus einem Offset ist, wobei der Offset gleich einer Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Stromeingangsindikation größer oder gleich dem Referenzstrom ist, und dem Zeitpunkt ist, zu dem ein Mittelpunkt der Stromeingangsindikation in einer gegebenen Anstiegs- oder Abfallperiode auftritt.
Verfahren, das aufweist: Empfangen einer Stromeingangsindikation, wobei die Stromeingangsindikation eine Spannung angibt, die einen Strom repräsentiert, der durch eine Primärseite eines Induktor-Induktor-Kondensator (LLC)-Leistungswandlers fließt; Empfangen eines Spannungseingangs, wobei der Spannungseingang eine repräsentative Spannung beinhaltet, die von einer Sekundärseite des LLC-Leistungswandlers bereitgestellt werden soll; Erzeugen von PWM-Steuersignalen für den LLC-Leistungswandler, wobei eine Einschaltdauer eines ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers und eine Einschaltdauer eines zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers auf der Grundlage der Stromeingangsindikation und des Spannungseingangs angeglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 12, das aufweist, dass die Einschaltperiode des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers und die Einschaltperiode des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers innerhalb einer gegebenen einzelnen Schaltperiode des LLC-Leistungswandlers angeglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 12, das aufweist, dass die Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers und die Einschaltdauer des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers innerhalb einer gegebenen einzelnen Schaltperiode des LLC-Leistungswandlers für eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Schaltperioden des LLC-Leistungswandlers angeglichen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, das aufweist, dass die Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers und die Einschaltdauer des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers aufeinander abgestimmt werden, indem der Zeitpunkt der Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers festgestellt und der Zeitpunkt der Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers auf den zweiten Zweig des LLC-Leistungswandlers angewendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, das aufweist: Messen der Eingangsspannung; Vergleichen der Eingangsspannung mit einer Referenzspannung, um einen Spannungsfehler zu bestimmen; Verwenden des Spannungsfehlers zum Bestimmen eines Referenzstroms; Vergleichen des Referenzstroms mit dem Eingangsstrom; und wenn der Eingangsstrom größer oder gleich dem Referenzstrom ist, Beenden der Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, das aufweist: basierend auf einer Feststellung, dass der Eingangsstrom größer oder gleich einem Referenzstrom ist, Bestimmen einer ersten Zeit seit einem Beginn einer Schaltperiode des LLC-Leistungswandlers bis zu der Feststellung, dass der Eingangsstrom größer oder gleich dem Referenzstrom ist; und Verwenden der ersten Zeit, um eine zweite Zeit festzulegen, wobei die zweite Zeit verwendet wird, um die Einschaltperiode des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers festzulegen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die erste Zeit eine zugewiesene Totzeit für den ersten Zweig beinhaltet, gefolgt von der Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers.
Verfahren nach Anspruch 18, das aufweist, dass die Einschaltdauer des zweiten Zweigs des LLC-Leistungswandlers gemäß der Einschaltdauer des ersten Zweigs des LLC-Leistungswandlers eingestellt wird.
Induktor-Induktor-Kondensator (LLC)-Leistungswandler, der aufweist: einen ersten Zweig, der einen ersten Schalter beinhaltet; einen zweiten Zweig, der einen zweiten Schalter beinhaltet, wobei der erste Schalter zwischen einer Spannungsversorgung und einem Mittelpunkt verbunden ist und der zweite Schalter zwischen dem Mittelpunkt und Masse verbunden ist; einen Transformator, der einen primärseitigen Induktor und einen sekundärseitigen Induktor beinhaltet; einen zwischen dem Mittelpunkt und dem primärseitigen Induktor verbundenen Low-Side-Induktor; einen zwischen dem primärseitigen Induktor und Masse verbundenen Kondensator; einen Stromsensor in Reihe mit dem Kondensator, dem primärseitigen Induktor und dem Stromsensor zum Erzeugen einer Stromeingangsindikation; eine repräsentative Spannung, die von dem sekundärseitigen Induktor empfangen wird; und eine der Vorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 11.