專利名稱：直流對直流轉換器及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力電子技術，尤其涉及一種直流對直流轉換器及其控制方法。
背景技術：
近年來，由于能源節(jié)約運動在世界范圍內(nèi)的廣泛推行，越來越多的客戶要求開關模式的變換器在很寬的負載范圍內(nèi)均能達到高變換效率，所以對變換器在輕載和空載時的效率也提出了很高的要求。對此，國際能源組織(IEA)、美國和歐洲等國家和組織已制定出或正在制定相關標準，以限制開關模式變換器等電氣產(chǎn)品在輕載和空載時的損耗。在實際的直流對直流轉換器中引入反饋，通過檢測輸出狀態(tài)調(diào)節(jié)功率級輸出，能使變換器輸出穩(wěn)定，而且線路簡單，從而受到很多人的青睞。圖1所示為直流對直流轉換器的主架構圖。直流對直流轉換器主要由四部分組成:功率級1、輸出檢測單元2和控制單元3組成，其中控制單元3由控制器4和驅(qū)動單元5組成。輸出檢測單元2檢測變換器的輸出狀態(tài)，通過控制單元3產(chǎn)生驅(qū)動信號控制功率級I工作，從而構成了一個反饋環(huán)路，實現(xiàn)了對變換器的閉環(huán)控制，所以可以獲得很高的輸出精度和很高的工作穩(wěn)定度。傳統(tǒng)的控制方法為:反饋信號的變化隨負載變化單調(diào)變化。在輕載和空載時，反饋信號會使變換器在每個工作周期傳輸?shù)哪芰糠浅Ｐ　Ｓ捎隍?qū)動損耗和開關損耗的原因，變換器的轉換效率非常低。而且由于調(diào)節(jié)器滯后的原因，在輸出負載突然變大時輸出電壓會有較大下跌。傳統(tǒng)的提高輕載和空載效率的方法為:間歇工作模式。以圖2為例，當負載下降時，反饋信號大小隨負載下降一起下降。當下降到VL時不再下降，當反饋信號量低于此基準時，變換器停止工作，當反饋信號量高于此基準時，變換器恢復工作，每個周期傳輸功率大小依然由反饋信號量決定，從而實現(xiàn)變換器工作在間歇工作模式。這樣在單位時間內(nèi)的開關次數(shù)和總體損耗減少。由于此時反饋信號量仍然在進入間歇工作模式附近，采用這種方法在待機時每個周期輸出的能量依然較小，因此工作周期還是較多，輕載和空載損耗較高。再者如果輸出負載突然變大，由于反饋環(huán)路中調(diào)節(jié)器的影響，輸出電壓會有較大的下跌。由此可見，上述現(xiàn)有的控制機制，顯然仍存在不便與缺陷，而有待加以進一步改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的方式被發(fā)展完成。因此，如何能有效地減小輕載和空載損耗及有效改善輸出負載突然變大時輸出電壓的下跌，實屬當前重要研發(fā)課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是在于，提供一種新穎的開關間歇式控制方式，適用于直流對直流轉換器及其控制方法，得以有效地減少輕載和空載損耗，同時能有效改善輸出負載突然變大時輸出電壓的下跌。依據(jù)本發(fā)明一實施例，提供了一種直流對直流轉換器，該直流對直流轉換器包括一功率級、一輸出檢測單元、一控制單元與一補償單元。輸出檢測單元用以檢測功率級的輸出狀態(tài)，控制單元用以基于輸出狀態(tài)來產(chǎn)生一驅(qū)動信號給功率級，藉以控制功率級工作。當功率級工作在一間歇工作模式時，補償單元用以產(chǎn)生一補償信號給控制單元，控制單元根據(jù)補償信號來調(diào)整驅(qū)動信號，使功率級在該間歇工作模式下工作時，有至少一個工作周期的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的正常模式下的輸出功率，從而在該間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少。再者，功率級在間歇工作模式下工作時的輸出功率高于在將要進入間歇工作模式時的正常模式下的輸出功率。控制單元可包含一驅(qū)動器與一控制器。驅(qū)動器電性耦接功率級，控制器用以控制驅(qū)動器去發(fā)送驅(qū)動信號。補償單元產(chǎn)生補償信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)補償信號來調(diào)整驅(qū)動信號。或者，補償單元產(chǎn)生補償信號給控制器，控制器根據(jù)補償信號令驅(qū)動器去調(diào)整驅(qū)動信號。控制器可包含一第一控制器、一第二控制器與一調(diào)節(jié)器。第一控制器電性耦接驅(qū)動器，第二控制器電性耦接第一控制器。調(diào)節(jié)器用以自輸出檢測單元接收一輸出信號，并根據(jù)輸出信號以產(chǎn)生一調(diào)節(jié)信號分別給第一、第二控制器，其中補償單元所產(chǎn)生的補償信號傳送給第二控制器，第二控制器產(chǎn)生的控制信號送給第一控制器，使第一控制器得以產(chǎn)生在間歇工作模式的控制信號給驅(qū)動器，藉以使驅(qū)動器調(diào)整驅(qū)動信號。或者，控制器包含一與門電路、一第一控制器、一第二控制器與一調(diào)節(jié)器。與門電路電性耦接驅(qū)動器，第一控制器電性耦接與門電路，第二控制器電性耦接與門電路。調(diào)節(jié)器用以自輸出檢測單元接收一輸出信號，并根據(jù)輸出信號以產(chǎn)生一調(diào)節(jié)信號分別給第一、第二控制器，第一控制器根據(jù)調(diào)節(jié)信號以產(chǎn)生一第一控制信號，補償單元所產(chǎn)生的補償信號傳送給第二控制器，第二控制器基于調(diào)節(jié)信號所產(chǎn)生的一第二控制信號送給與門電路，當?shù)谝弧⒌诙刂菩盘栂喾麜r，與門電路得以在間歇工作模式輸出第一控制信號給驅(qū)動器，藉以使驅(qū)動器調(diào)整驅(qū)動信號。再者，于直流對直流轉換器中，第二控制器可包含一比較器，用以比較其基準與調(diào)節(jié)信號以輸出第二控制信號。補償單元所產(chǎn)生的補償信號補償基準或調(diào)節(jié)信號。當調(diào)節(jié)信號量低于一第一預設值時，功率級工作在間歇工作模式，并且補償信號把基準補償至一第二預設值，使得當調(diào)節(jié)信號量低于第二預設值時，功率級停止工作；當調(diào)節(jié)信號量高于第二預設值時，功率級恢復工作，其中第二預設值高于第一預設值。當輸出檢測單元檢測出輸出狀態(tài)由輕載或空載變?yōu)橹剌d時，補償單元取消對基準的補償，功率級工作在一正常模式。依據(jù)本發(fā)明另一實施例，提供了 一種直流對直流轉換器的控制方法，直流對直流轉換器包含一功率級，該控制方法包含下列步驟:(a)檢測功率級的輸出狀態(tài)；(b)基于輸出狀態(tài)來產(chǎn)生一驅(qū)動信號給功率級，藉以控制功率級工作；(c)當功率級工作在一間歇工作模式時，產(chǎn)生一補償信號；(d)根據(jù)補償信號來調(diào)整驅(qū)動信號，使功率級在該間歇工作模式下工作時，有至少一個工作周期的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的正常模式下的輸出功率，從而在該間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少。
再者，功率級在間歇工作模式下工作時的輸出功率高于在將要進入間歇工作模式時的正常模式下的輸出功率。直流對直流轉換器更包含一驅(qū)動器，步驟(d)包含:控制驅(qū)動器去發(fā)送驅(qū)動信號。步驟(c)包含產(chǎn)生補償信號給驅(qū)動器，步驟(d)包含由驅(qū)動器根據(jù)補償信號來調(diào)整驅(qū)動信號。或者，步驟(d)包含根據(jù)補償信號令驅(qū)動器去調(diào)整驅(qū)動信號。直流對直流轉換器更包含一電性耦接驅(qū)動器的第一控制器與一電性耦接第一控制器的第二控制器，控制方法更包含:根據(jù)輸出狀態(tài)以產(chǎn)生一調(diào)節(jié)信號分別給第一、第二控制器，其中步驟(c)所產(chǎn)生的補償信號傳送給第二控制器，第二控制器產(chǎn)生的控制信號送給第一控制器，使第一控制器得以產(chǎn)生在間歇工作模式的控制信號給驅(qū)動器，藉以使驅(qū)動器調(diào)整驅(qū)動信號。或者，直流對直流轉換器更包含一電性耦接驅(qū)動器的與門電路與電性耦接與門電路的第一、第二控制器，控制方法更包含:根據(jù)輸出狀態(tài)以產(chǎn)生一調(diào)節(jié)信號分別給第一、第二控制器，第一控制器根據(jù)調(diào)節(jié)信號以產(chǎn)生一第一控制信號，步驟(C)所產(chǎn)生的補償信號傳送給第二控制器，第二控制器基于調(diào)節(jié)信號所產(chǎn)生的一第二控制信號送給與門電路，當?shù)谝弧⒌诙刂菩盘栂喾麜r，與門電路得以在間歇工作模式輸出第一控制信號給驅(qū)動器，藉以使驅(qū)動器調(diào)整驅(qū)動信號。再者，于控制方法中，第二控制器包含一比較器，用以比較其基準與調(diào)節(jié)信號以輸出第二控制信號。步驟(C)包含產(chǎn)生補償信號以補償基準或調(diào)節(jié)信號。步驟(C)更包含:當調(diào)節(jié)信號量低于一第一預設值時，功率級工作在間歇工作模式，利用補償信號把基準補償至一第二預設值，使得當調(diào)節(jié)信號量低于第二預設值時，功率級停止工作；當調(diào)節(jié)信號量高于第二預設值時，功率級恢復工作，其中第二預設值高于第一預設值。步驟(c)更包含:當步驟(a)檢測出輸出狀態(tài)由輕載或空載變?yōu)橹剌d時，取消對基準的補償，功率級工作在一正常模式。綜上所述，本發(fā)明的技術方案與現(xiàn)有技術相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。藉由加入補償，使功率級在該間歇工作模式下工作時，有至少一個工作周期的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的正常模式下的輸出功率，從而在該間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少。在輕載或空載情況下當功率級工作時，由于減少了輕載或空載時的工作次數(shù)，所以提高了輕載或空載效率，且有效改善輸出負載突然變大時輸出電壓的下跌。


讀者在參照附圖閱讀了本發(fā)明的具體實施方式
以后，將會更清楚地了解本發(fā)明的各個方面。其中，圖1所示為直流對直流轉換器的主架構圖；圖2表示傳統(tǒng)的直流對直流轉換器控制方法的調(diào)節(jié)信號量的變化圖；圖3是依照本發(fā)明一實施例的變換器間歇工作模式時功率傳輸方式；
圖4是依照本發(fā)明一實施例的直流對直流轉換器典型應用線路圖；圖5是圖4的直流對直流轉換器的工作流程圖；圖6是依照本發(fā)明一實施例所繪示的控制單元的第一種補償方法；圖7是依照本發(fā)明另一實施例所繪示的控制單元的第二種補償方法；圖8是依照本發(fā)明一實施例所繪示的控制單元中控制器的第一種補償方法；圖9是依照本發(fā)明另一實施例所繪示的控制單元中控制器的第二種補償方法；圖10表示圖9的控制單元中控制器的第二種補償方法的具體實施方式
；圖11是依照本發(fā)明一實施例所繪示的調(diào)節(jié)信號量的變化圖；圖12是依照本發(fā)明一實施例所繪示的進入間歇工作模式的流程圖；以及圖13是依照本發(fā)明一實施例所繪示的退出間歇工作模式的流程圖。

主要組件符號說明1:功率級2:輸出檢測單元3:控制單元4:控制器5:驅(qū)動單元6:補償單元410:第一控制器420:第二控制器430:調(diào)節(jié)器440:與門電路A:切入點S121 S550:步驟VL:第一預定值VH:第二預定值
具體實施例方式為了使本發(fā)明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之組件。另一方面，眾所周知的組件與步驟并未描述于實施例中，以避免對本發(fā)明造成不必要的限制。于具體實施方式
部分與權利要求書部分，涉及“耦接(coupled with) ”之描述，其可泛指一組件透過其他組件而間接連接至另一組件，或是一組件無須透過其他組件而直接連接至另一組件。于具體實施方式
部分與權利要求書部分，除非內(nèi)文中對于冠詞有所特別限定，否則“一”與“該”可泛指單一個或復數(shù)個。本文中所使用的“約”、“大約”或“大致”用以修飾任何可些微變化的數(shù)量，但這種些微變化并不會改變其本質(zhì)。于實施方式中若無特別說明，則代表以“約”、“大約”或“大致”所修飾之數(shù)值的誤差范圍一般是容許在百分之二十以內(nèi)，較佳地是于百分之十以內(nèi)，而更佳地則是于百分之五以內(nèi)。
本發(fā)明提出的新的技術解決方案是為了能夠滿足嚴格的輕載和空載高效率的要求，同時解決了在輕載和空載情況下負載突然增加時輸出下跌的問題。本發(fā)明的主要控制方法是，在控制單元中加入補償，使功率級在該間歇工作模式下工作時，有至少一個工作周期的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率，從而在該間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少；也就是說可以不要求每一個工作周期的輸出功率都要高于在將要進入間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率，實務上只要能夠達到“在間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少”即可。于一實施例中，可以使功率級在間歇工作模式下工作時的輸出功率高于在將要進入間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率，如圖3所示。在輕載或空載情況下當功率級工作時，由于每個工作周期內(nèi)可以傳輸更多的能量，所以減少了輕載或空載時的工作次數(shù)，提高了輕載或空載效率。本發(fā)明的一實施方式的典型應用示意圖，即圖4所示的直流對直流轉換器，其可適用于電力變換器，或是廣泛地運用在相關的技術環(huán)節(jié)。在圖4中，直流對直流轉換器包括功率級1、輸出檢測單元2、控制單元3與補償單元6。在結構上，控制單元3電性耦接功率級1，輸出檢測單元2電性耦接控制單元3，補償單元6電性耦接控制單元3。于使用時，輸出檢測單元2用以檢測功率級I的輸出狀態(tài)，控制單元3用以基于輸出狀態(tài)來產(chǎn)生一驅(qū)動信號給功率級1，藉以控制功率級I工作。當功率級I工作在一間歇工作模式時，補償單元6用以產(chǎn)生一補償信號給控制單元3，控制單元3根據(jù)補償信號來調(diào)整驅(qū)動信號，藉以使功率級I在間歇工作模式下工作時，有至少一個工作周期的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率，從而在該間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少；于一實施例中，使功率級I在間歇工作模式下工作時的輸出功率高于在將要進入間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率，即正常模式(連續(xù)工作模式)轉為間歇工作模式的切入點A對應的輸出功率。值得注意的是，當轉換器工作在間歇工作模式時，補償單元6產(chǎn)生的補償信號，使得控制單元3在間歇工作時產(chǎn)生的驅(qū)動可使功率級I在工作時比間歇模式進入點傳輸更高功率的工作狀態(tài)。具體的工作流程如圖5所示，于步驟S510中輸出功率不斷下降，當步驟S520判定輸出檢測單元檢測到輸出功率小于一定值時，轉換器進入間歇工作模式。于步驟S530 S550，此時補償單元產(chǎn)生的補償信號使得控制單元產(chǎn)生的驅(qū)動信號可使功率級I在該間歇工作模式下工作時，有至少一個工作周期的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率，從而在該間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少；于一實施例中，使功率級在間歇工作模式下工作時的輸出功率高于在將要進入間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率。控制單元3可包含驅(qū)動器5與控制器4。在結構上，驅(qū)動器5電性耦接功率級1，控制器4電性耦接驅(qū)動器5。于使用時，控制器4用以控制驅(qū)動器5去發(fā)送驅(qū)動信號。補償單元6產(chǎn)生的補償信號可以補償給控制單元3中的驅(qū)動器5，如圖6所示，驅(qū)動器5根據(jù)補償信號來調(diào)整驅(qū)動信號。或者，補償單元6產(chǎn)生的補償信號也可以補償給控制單元3中的控制器4，如圖7所示，控制器4根據(jù)補償信號令驅(qū)動器5去調(diào)整驅(qū)動信號。
當補償單元6產(chǎn)生的補償信號補償給控制單元3中的驅(qū)動器時，補償信號使驅(qū)動器產(chǎn)生的驅(qū)動信號發(fā)生改變，藉以使功率級I在該間歇工作模式下工作時，有至少一個工作周期的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率，從而在該間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少；于一實施例中，功率級在間歇工作模式下工作時的輸出功率高于在將要進入間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率。被改變的可以是驅(qū)動信號的占空比發(fā)生改變，用于定頻、依罪改變占空比使輸出穩(wěn)定的反激電路、正激電路、不對稱半橋電路等；也可以是驅(qū)動信號的頻率發(fā)生改變，用于定占空比、依靠改變頻率使輸出穩(wěn)定的諧振線路，如LLC串聯(lián)諧振電路等；也可以是驅(qū)動信號的占空比和頻率同時發(fā)生改變，如臨界斷續(xù)模式的反激電路、Boost電路等。當補償單元6產(chǎn)生的補償信號補償給控制單元3中的控制器時，補償信號使控制器產(chǎn)生的控制信號發(fā)生改變，使得功率級I在該間歇工作模式下工作時，有至少一個工作周期的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率，從而在該間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少；于一實施例中，功率級在間歇工作模式下工作時的輸出功率高于在將要進入間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率。以圖8為例，控制器4可包含第一控制器410、第二控制器420與調(diào)節(jié)器430。在結構上，調(diào)節(jié)器430電性耦接第一控制器410與第二控制器420，第一控制器410電性耦接驅(qū)動器5,第二控制器420電性I禹接第一控制器410。輸出檢測單兀2產(chǎn)生的輸出信號傳輸給控制器4中的調(diào)節(jié)器430。調(diào)節(jié)器430自輸出檢測單元2接收此輸出信號，并根據(jù)輸出信號以產(chǎn)生一調(diào)節(jié)信號分別給用于正常模式控制的第一控制器410和間歇模式控制的第二控制器420，第二控制器420產(chǎn)生的控制信號送給正常模式第一控制器410產(chǎn)生間歇模式控制的控制信號。因此補償單元6產(chǎn)生的補償信號可以補償給控制器4中的第二控制器420以影響間歇模式工作時的第一控制器410輸出的控制信號,使第一控制器410得以產(chǎn)生在間歇工作模式的控制信號給驅(qū)動器5，藉以使驅(qū)動器5調(diào)整驅(qū)動信號，使功率級I在該間歇工作模式下工作時，有至少一個工作周期的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率，從而在該間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少；于一實施例中，使功率級I在間歇工作模式下工作時的輸出功率高于在將要進入間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率。以圖9為例，控制器4可包含第一控制器410、第二控制器420、調(diào)節(jié)器430以及與門電路440。在結構上，與門電路440電性耦接驅(qū)動器5，第一控制器410電性耦接與門電路440，第二控制器420電性耦接與門電路440，調(diào)節(jié)器430電性耦接第一控制器410和第二控制器420。輸出檢測單元2產(chǎn)生的輸出信號傳輸給控制器4中的調(diào)節(jié)器430，調(diào)節(jié)器430自輸出檢測單元2接收此輸出信號，并根據(jù)輸出信號以產(chǎn)生一調(diào)節(jié)信號分別給用于正常模式控制的第一控制器410和間歇模式控制的第二控制器420。第二控制器420產(chǎn)生的第二控制信號控制第一控制器410產(chǎn)生的第一控制信號是否傳輸給驅(qū)動器5，此功能可由一與門電路440實現(xiàn)，當?shù)谝弧⒌诙刂菩盘栂喾麜r，與門電路440得以在間歇工作模式輸出第一控制信號給驅(qū)動器5，藉以使驅(qū)動器5調(diào)整驅(qū)動信號。補償單元6產(chǎn)生的補償信號可以補償給控制器中的第二控制器420以影響間歇工作模式時的第一控制器410輸出的第一控制信號，使功率級I在該間歇工作模式下工作時，有至少一個工作周期的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率，從而在該間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少；于一實施例中，使功率級I在間歇工作模式下工作時的輸出功率高于在將要進入間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率。具體的實施方法可以為，如圖10所示，第二控制器420可以是一個比較器。隨著輸出負載的減輕，為了使功率級傳輸?shù)墓β蕼p少，調(diào)節(jié)器430產(chǎn)生的調(diào)節(jié)信號不斷減少，當調(diào)節(jié)信號減少到小于第二控制器420中的基準時，第一控制器410根據(jù)調(diào)節(jié)信號產(chǎn)生的控制信號停止，驅(qū)動器5不產(chǎn)生驅(qū)動信號，即轉換器工作在間歇工作模式。此時將補償單元6產(chǎn)生的補償信號補償給第二控制器420中的基準或調(diào)節(jié)信號，因此調(diào)節(jié)器430產(chǎn)生的調(diào)節(jié)信號可使功率級I在該間歇工作模式下工作時，有至少一個工作周期的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率，從而在該間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少；于一實施例中，使功率級I在間歇工作模式下工作時的輸出功率高于在將要進入間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率，從而提高輕載或空載效率。此方法還有另外一個優(yōu)點是:在間歇模式時由于補償單元6產(chǎn)生的補償信號的補償，調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的調(diào)節(jié)信號可使功率級在間歇工作模式下工作時的輸出功率高于在將要進入間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率，因此當輸出負載突然變大時，調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的調(diào)節(jié)信號從間歇模式工作點變化到重載工作點的時間可以明顯減少。所以可以有效減少，甚至消除在傳統(tǒng)控制模式下，當轉換器在輕載或空載模式下負載突然增加時，輸出電壓的下跌。以輕載間歇工作模式時在第二控制器420中的基準處加入補償單元6產(chǎn)生的補償信號為例，如果是輸出負載增加時調(diào)節(jié)信號量單調(diào)上升的調(diào)節(jié)電路，具體的實施方法如圖11所示。隨著輸出負載的下降，調(diào)節(jié)信號量降低。當調(diào)節(jié)信號量低于第一預設值VL時，轉換器工作在間歇工作模式，并且把基準補償至第二預設值VH。應了解到，第一預設值VL與第二預設值VH的具體數(shù)值并非一個絕對固定值，熟習此項技藝者當可是當時需要彈性設定相關的參數(shù)。當調(diào)節(jié)信號量低于第二預設值VH時，變換器停止工作；當調(diào)節(jié)信號量高于第二預設值VH時，變換器恢復工作。在間歇工作模式時，調(diào)節(jié)信號量運行在第二預設值VH附近，每個周期傳輸?shù)哪芰颗c正常模式調(diào)節(jié)信號量為第二預設值VH時傳輸?shù)哪芰肯嗤笥谡{(diào)節(jié)信號量為第一預設值VL時每個周期傳輸?shù)哪芰浚蚨岣吡溯p載時的效率。具體流程圖如圖12所示的步驟S121 S125。檢測負載狀況，當負載狀況由輕載變?yōu)橹剌d時，即由間歇工作模式變?yōu)檎９ぷ髂Ｊ綍r，取消在基準上的補償，變換器工作在正常模式。由于切出工作間歇模式時調(diào)節(jié)信號量為VH，因此當負載在輕載模式下突然增加時，調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的調(diào)節(jié)信號量從VH點到穩(wěn)定點比從VL點到穩(wěn)定點需要的時間少。因此能有效減少，甚至消除在傳統(tǒng)控制模式下，當轉換器在輕載模式下負載突然增加時，輸出電壓的下跌。具體流程圖如圖13所示的步驟S131 S135。以LLC串聯(lián)諧振轉換器為例，負載越大，工作頻率越低，負載越輕，工作頻率越高。調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的調(diào)節(jié)信號量與轉換器的工作頻率一一對應，即負載越大，反饋信號量越大，工作頻率越低；負載越小，反饋信號量越小，工作頻率越高。工作在間歇工作模式下時，當調(diào)節(jié)信號量小于第二控制器420中的基準時，轉換器停止工作，當調(diào)節(jié)信號量大于第二控制器420中的基準時，轉換器恢復工作。具體的控制方法是:在間歇工作模式下，使轉換器工作在比正常模式下將要進入間歇工作模式時傳輸更高功率的工作狀態(tài)，即間歇工作模式下的工作頻率低于正常模式下將要進入間歇工作模式時的工作頻率，即進入間歇工作模式后，使第二控制器420中的基準升高。當負載狀況由輕載變?yōu)橹剌d后，轉換器的工作模式由間歇工作模式變?yōu)檎９ぷ髂Ｊ剑业诙刂破?20中的基準也降低恢復。如上所述之輸出檢測單元2、控制單元3與補償單元6，其具體實施方式
可為軟件、硬件與/或軔體。舉例來說，若以執(zhí)行速度及精確性為首要考慮，則該單元基本上可選用硬件與/或軔體為主；若以設計彈性為首要考慮，則該單元基本上可選用軟件為主；或者，該單元可同時采用軟件、硬件及軔體協(xié)同作業(yè)。應了解到，以上所舉的這些例子并沒有所謂孰優(yōu)孰劣之分，亦并非用以限制本發(fā)明，熟習此項技藝者當視當時需要，彈性選擇該些單元的具體架構。上文中，參照附圖描述了本發(fā)明的具體實施方式
。但是，本領域中的普通技術人員能夠理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以對本發(fā)明的具體實施方式
作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發(fā)明權利要求書所限定的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種直流對直流轉換器，其特征在于，所述直流對直流轉換器包含: 一功率級； 一輸出檢測單元，用于檢測該功率級的輸出狀態(tài)； 一控制單元，用于基于該輸出狀態(tài)來產(chǎn)生一驅(qū)動信號給該功率級，藉以控制該功率級工作；以及 一補償單元，用于當該功率級進入一間歇工作模式時，產(chǎn)生一補償信號給該控制單元，該控制單元根據(jù)該補償信號來調(diào)整該驅(qū)動信號，藉以使該功率級在該間歇工作模式下工作時，有至少一個工作周期的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的正常模式下的輸出功率，從而在該間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少。
2.如權利要求1所述的直流對直流轉換器，其特征在于，該功率級在該間歇工作模式下工作時的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的該正常模式下的輸出功率。
3.如權利要求1所述的直流對直流轉換器，其特征在于，該控制單元包含: 一驅(qū)動器，電性耦接該功率級；以及 一控制器，用于控制該驅(qū)動器去發(fā)送該驅(qū)動信號。
4.如權利要求3所述的直流對直流轉換器，其特征在于，該補償單元產(chǎn)生該補償信號給該驅(qū)動器，該驅(qū)動器根據(jù)該補償信號來調(diào)整該驅(qū)動信號。
5.如權利要求3所述的直流對直流轉換器，其特征在于，該補償單元產(chǎn)生該補償信號給該控制器，該控制器根據(jù)該補償信號令該驅(qū)動器去調(diào)整該驅(qū)動信號。
6.如權利要求5所述的直流 對直流轉換器，其特征在于，該控制器包含: 一第一控制器，電性耦接該驅(qū)動器； 一第二控制器，電性耦接該第一控制器；以及 一調(diào)節(jié)器，用于自該輸出檢測單元接收一輸出信號，并根據(jù)該輸出信號以產(chǎn)生一調(diào)節(jié)信號分別給該第一、第二控制器，其中該補償單元所產(chǎn)生的該補償信號傳送給該第二控制器，該第二控制器產(chǎn)生的控制信號送給該第一控制器，使該第一控制器得以產(chǎn)生在該間歇工作模式的控制信號給該驅(qū)動器，藉以使該驅(qū)動器調(diào)整該驅(qū)動信號。
7.如權利要求5所述的直流對直流轉換器，其特征在于，該控制器包含: 一與門電路，電性耦接該驅(qū)動器； 一第一控制器，電性I禹接該與門電路； 一第二控制器，電性耦接該與門電路；以及 一調(diào)節(jié)器，用于自該輸出檢測單元接收一輸出信號，并根據(jù)該輸出信號以產(chǎn)生一調(diào)節(jié)信號分別給該第一、第二控制器，該第一控制器根據(jù)該調(diào)節(jié)信號以產(chǎn)生一第一控制信號，該補償單元所產(chǎn)生的該補償信號傳送給該第二控制器，該第二控制器基于該調(diào)節(jié)信號所產(chǎn)生的一第二控制信號送給該與門電路，當該第一、第二控制信號相符時，該與門電路得以在該間歇工作模式輸出該第一控制信號給該驅(qū)動器，藉以使該驅(qū)動器調(diào)整該驅(qū)動信號。
8.如權利要求7所述的直流對直流轉換器，其特征在于，該第二控制器包含一比較器，用于比較其基準與該調(diào)節(jié)信號以輸出該第二控制信號。
9.如權利要求8所述的直流對直流轉換器，其特征在于，該補償單元所產(chǎn)生的該補償信號補償該基準或該調(diào)節(jié)信號。
10.如權利要求9所述的直流對直流轉換器，其特征在于，當調(diào)節(jié)信號量低于一第一預設值時，該功率級工作在該間歇工作模式，并且該補償信號把該基準補償至一第二預設值，使得當調(diào)節(jié)信號量低于該第二預設值時，該功率級停止工作；當調(diào)節(jié)信號量高于該第二預設值時，該功率級恢復工作，其中該第二預設值高于該第一預設值。
11.如權利要求10所述的直流對直流轉換器，其特征在于，當該輸出檢測單元檢測出該輸出狀態(tài)由輕載或空載變?yōu)橹剌d時，該補償單元取消對該基準的補償，該功率級工作在一正常模式。
12.—種直流對直流轉換器的控制方法，該直流對直流轉換器包含一功率級，其特征在于，該控制方法包含: (a)檢測該功率級的輸出狀態(tài)； (b)基于該輸出狀態(tài)來產(chǎn)生一驅(qū)動信號給該功率級，藉以控制該功率級工作； (C)當該功率級工作在一間歇工作模式時，產(chǎn)生一補償信號；以及 (d)根據(jù)該補償信號來調(diào)整該驅(qū)動信號，藉以使該功率級在該間歇工作模式下工作時，有至少一個工作周期的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的正常模式下的輸出功率，從而在該間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少。
13.如權利要求12所述的控制方法，其特征在于，該功率級在該間歇工作模式下工作時的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的該正常模式下的輸出功率。
14.如權利要求12所述的控制方法，其特征在于，該直流對直流轉換器更包含一驅(qū)動器，步驟⑷包含: 控制該驅(qū)動器去發(fā)送該驅(qū)動 信號。
15.如權利要求14所述的控制方法，其特征在于，步驟(c)包含產(chǎn)生該補償信號給該驅(qū)動器，步驟(d)包含由該驅(qū)動器根據(jù)該補償信號來調(diào)整該驅(qū)動信號。
16.如權利要求14所述的控制方法，其特征在于，步驟(d)包含根據(jù)該補償信號令該驅(qū)動器去調(diào)整該驅(qū)動信號。
17.如權利要求14所述的控制方法，其特征在于，該直流對直流轉換器更包含一電性耦接該驅(qū)動器的第一控制器與一電性耦接該第一控制器的第二控制器，該控制方法更包含: 根據(jù)該輸出狀態(tài)以產(chǎn)生一調(diào)節(jié)信號分別給該第一、第二控制器，其中步驟(C)所產(chǎn)生的該補償信號傳送給該第二控制器，該第二控制器產(chǎn)生的控制信號送給該第一控制器，使該第一控制器得以產(chǎn)生在該間歇工作模式的控制信號給該驅(qū)動器，藉以使該驅(qū)動器調(diào)整該驅(qū)動信號。
18.如權利要求14所述的控制方法，其特征在于，該直流對直流轉換器更包含一電性耦接該驅(qū)動器的與門電路與電性耦接該與門電路的第一、第二控制器，該控制方法更包含: 根據(jù)該輸出狀態(tài)以產(chǎn)生一調(diào)節(jié)信號分別給該第一、第二控制器，該第一控制器根據(jù)該調(diào)節(jié)信號以產(chǎn)生一第一控制信號，步驟(C)所產(chǎn)生的該補償信號傳送給該第二控制器，該第二控制器基于該調(diào)節(jié)信號所產(chǎn)生的一第二控制信號送給該與門電路，當該第一、第二控制信號相符時，該與門電路得以在該間歇工作模式輸出該第一控制信號給該驅(qū)動器，藉以使該驅(qū)動器調(diào)整該驅(qū)動信號。
19.如權利要求18所述的控制方法，其特征在于，該第二控制器包含一比較器，用于比較其基準與該調(diào)節(jié)信號以輸出該第二控制信號。
20.如權利要求19所述的控制方法，其特征在于，步驟(c)包含產(chǎn)生該補償信號以補償該基準或該調(diào)節(jié)信號。
21.如權利要求20所述的控制方法，其特征在于，步驟(c)更包含: 當調(diào)節(jié)信號量低于一第一預設值時，該功率級工作在該間歇工作模式，利用該補償信號把該基準補償至一第二預設值，使得當調(diào)節(jié)信號量低于該第二預設值時，該功率級停止工作；當調(diào)節(jié)信號量高于該第二預設值時，該功率級恢復工作，其中該第二預設值高于該第一預設值。
22.如權利要求21所述的控制方法，其特征在于，步驟(c)更包含: 當步驟(a)檢測出該輸出狀態(tài)由輕載或空載變?yōu)橹剌d時，取消對該基準的補償，該功率級工作 在一正常模式。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種直流對直流轉換器及其控制方法，該直流對直流轉換器包括功率級、輸出檢測單元、控制單元與補償單元。輸出檢測單元用以檢測功率級的輸出狀態(tài)，控制單元用以基于輸出狀態(tài)來產(chǎn)生一驅(qū)動信號給功率級，以控制功率級工作。當功率級工作在一間歇工作模式時，補償單元用以產(chǎn)生一補償信號給控制單元，控制單元根據(jù)補償信號來調(diào)整驅(qū)動信號，藉以使功率級在該間歇工作模式下工作時，有至少一個工作周期的輸出功率高于在將要進入該間歇工作模式時的正常模式(連續(xù)工作模式)下的輸出功率，從而在該間歇工作模式時使得相同負載下的平均驅(qū)動次數(shù)減少。相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的直流對直流轉換器在輕載或空載情況下減少了工作次數(shù)，提高了輕載或空載效率，且有效改善輸出負載突然變大時輸出電壓的下跌。
文檔編號H02M3/10GK103199697SQ20121000622
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權日2012年1月10日
發(fā)明者金紅元, 忽培青, 甘鴻堅, 應建平 申請人:臺達電子企業(yè)管理(上海)有限公司