用于功率转换器的控制器、功率转换器及其操作方法与流程

本申请涉及用于谐振功率转换器的控制器、包括这样的控制器的谐振功率转换器以及操作这样的谐振功率转换器的对应方法。

背景技术：

1、在许多应用中功率转换器用于将输入电力转换成在电压、电流或电压和电流两方面适合于相应的电器或设备的输出电力。例如，用于智能电话或平板电脑的充电器设备或者用于计算机、膝上型电脑和多个其他设备的电源将输入电力(通常是市电电力)转换成适当的输出电力(电压和电流)。例如，市电电力通常是电压范围取决于国家而在100伏至300伏之间的ac(交流)电力，并且所需的输出电压取决于应用可以在从3伏至20伏dc(直流)范围内。有时，功率转换器包括多个级，例如提供中间电压(也称为总线电压)的所谓功率因数校正级，以及执行对期望输出电压的实际调节的第二级。

2、一种类型的功率转换器是谐振功率转换器，其中，在操作期间，通常在第一阶段中，向包括电容器(本文中被称为谐振电容器)和至少一个电感器的谐振电路提供功率，并且在第二阶段中，向谐振转换器的输出侧提供功率。在输出侧，输出信号通常经由输出电容器提供。这样的谐振转换器的示例包括有源箝位反激式(acf)转换器或非对称半桥反激式(ahbf)转换器。

3、在某些状况下，功率转换器可能被要求或被迫停止操作。这样的状况在本文中将被称为异常状况，并且可以包括例如与输入电压如市电电压的(有意的或由于断电)断开连接、包括功率转换器的设备的关闭、过电流状况、短路状况等。在这样的异常状况下，在常规解决方案中，所谓的初级侧开关(例如在半桥配置中提供的高侧开关和低侧开关)被关断。当重新启动功率转换器时，剩余的电荷可能会导致不期望的电流浪涌。

技术实现思路

1、根据实施方式，提供了一种用于功率转换器的控制器，该控制器包括控制逻辑，该控制逻辑被配置成：

2、在正常操作期间控制功率转换器的高侧开关和低侧开关，

3、响应于确定异常状况而终止正常操作，以及

4、在终止正常操作后，控制高侧开关或低侧开关之一闭合至少一个时间段，以对功率转换器的谐振电容器放电。

5、在另一实施方式中，提供了包括这样的控制器的功率转换器。功率转换器还包括半桥和谐振电容器，其中，半桥包括耦接在第一供电电压电位与第二供电电压电位之间的高侧开关和低侧开关，谐振电容器与高侧开关或低侧开关之一以及变压器的初级侧电感耦接成闭环。

6、根据另一实施方式，提供了一种方法，包括：

7、在正常操作期间控制功率转换器的高侧开关和低侧开关，

8、响应于确定异常状况而终止正常操作，以及

9、在终止正常操作后，控制高侧开关或低侧开关之一闭合至少一个时间段，以对功率转换器的谐振电容器放电。

10、以上概要仅给出了一些实施方式的简短概述，并且不应被解释为以任何方式进行限制，因为其他实施方式可以包括与以上列出的特征不同的特征。

技术特征：

1.一种用于功率转换器(10；60)的控制器(11；61)，所述控制器(11；61)包括控制逻辑，所述控制逻辑被配置成：

2.根据权利要求1所述的控制器(11；61)，其中，所述高侧开关(s1)或所述低侧开关(s2)中的一个开关与所述谐振电容器(cr)和至少一个电感(llk，lm)耦接成闭环。

3.根据权利要求2所述的控制器(11；61)，其中，所述控制器(11；61)被配置成基于指示所述闭环中零电流的信号来启动所述至少一个时间段。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制器(11；61)，

5.根据权利要求4所述的控制器(11；61)，其中，所述多个时间段的持续时间相同。

6.根据权利要求4所述的控制器(11；61)，其中，所述控制器(11；61)被配置成根据指示所述谐振电容器(cr)处的电压的信号来设置所述多个时间段的持续时间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制器(11；61)，其中，所述控制器(11；61)被配置成基于指示所述功率转换器(10；60)的变压器(t1)的初级侧电感(lm)的退磁的信号来启动所述至少一个时间段。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的控制器(11；61)，其中，所述控制所述高侧开关(s1)或所述低侧开关(s2)中的一个开关闭合至少一个时间段以对所述功率转换器(10；60)的谐振电容器(cr)放电基本上不会致使能量转移到所述功率转换器(10；60)的输出端。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的控制器(11；61)，其中，所述控制所述高侧开关(s1)或所述低侧开关(s2)中的一个开关闭合至少一个时间段以对所述功率转换器(10；60)的谐振电容器(cr)放电致使能量转移到所述功率转换器(10；60)的输入端。

10.一种功率转换器(10；60)，包括：

11.根据权利要求10所述的功率转换器(10；60)，其中，所述功率转换器(10；60)是非对称半桥反激式转换器或有源箝位反激式转换器之一。

12.根据权利要求10或11所述的功率转换器(10；60)，其中，所述高侧开关(s1)和所述低侧开关(s2)被实现为晶体管开关，其中，所述控制器(11；61)被配置成将所述高侧开关(s1)或所述低侧开关(s2)中的至少一个开关操作成在相应晶体管开关的线性范围内处于断开状态或闭合状态中的至少一种状态下。

13.一种操作功率转换器(10；60)的方法，包括：

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述高侧开关(s1)或所述低侧开关(s2)中的一个开关与所述谐振电容器(cr)和至少一个电感耦接成闭环，所述方法还包括基于指示所述闭环中零电流的信号来启动所述至少一个时间段。

15.根据权利要求13或14所述的方法，

技术总结提供了一种用于谐振功率转换器的控制器，该控制器包括控制逻辑，该控制逻辑被配置成：在正常操作期间控制功率转换器的高侧开关和低侧开关，响应于确定异常状况而终止正常操作，并且在终止正常操作之后，控制高侧开关或低侧开关中的一个开关闭合至少一个时间段以对功率转换器的谐振电容器放电。还提供了对应的谐振功率转换器，以及操作这样的功率转换器的方法。技术研发人员：阿尔弗雷多·梅迪纳-加西亚,梁晓军受保护的技术使用者：英飞凌科技奥地利有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16