[发明专利]多级电源转换器及其控制方法

说明书

本案关于一种多级电源转换器及其控制方法，该多级电源转换器包含：第一级及第二级电源电路；第二级模拟采样单元，用以采样第二级电源电路的隔离侧电源参数；脉冲宽度调变单元，接收第二级模拟采样单元的采样结果，且将电源参数转的数值转换为具有对应的占空比的脉冲宽度调变信号；脉冲宽度解析单元，经由第一隔离单元接收脉冲宽度调变信号，且以脉冲宽度调变信号的波形的上升沿及下降沿计算脉冲宽度调变信号的占空比，以计算电源参数的数值；控制单元，与第二级电源电路及脉冲宽度解析单元耦接，用以依据脉冲宽度解析单元所得到的电源参数的数值来控制第二级电源电路的运作。

技术领域

本案涉及一种多级电源转换器，特别涉及一种根据次级侧的采样信号而进行控制且为隔离型的多级电源转换器及其控制方法。

背景技术

近年来，开关电源领域大部分是利用数字化控制方式来进行控制，使得复杂的控制算法更易实现，进而利于拓宽产品是列，也方便产品的升级，为越来越数字化的用电设备提供了更为灵活方便的控制接口。

多级电源转换器由于结构的复杂性，更能从数字化控制中受益。但是，由于多级电源转换器内实际上包含多个电源电路，多个电源电路之间可利用变压器来进行隔离，又每个电源电路均需实现死循环控制，因此控制单元的设置位置便为一个需要斟酌的问题。

传统多级电源转换器在针对控制单元的设置上是具有多种不同方式。第一种方式为在每一级电源电路内分别设置独立的控制单元，实现对每一级电源电路的独立死循环。第二种方式则是使用一个主控制单元来实现每一级电源电路的死循环控制，而与主控制单元处于不同隔离侧的回馈信号则使用传统通信方式来传输至主控制单元。第三种方式则相似于第二种方式，差别仅在于第三种方式是利用线性光耦器来将与主控制单元处于不同隔离侧的回馈信号传送至主控制单元。

然而第一种方式很明显增加了电路的复杂程度，而且使用多个控制单元亦增加了电路调试的难度。第二种方式则因使用传统通信方式(如I2C,CAN或SPI等)来传输回馈信号至主控制单元，因此需要在通信速度和硬件资源之间平衡，然在通信协议中，信息是以帧格式传输，而每一帧当中又包含和很多对控制而言无效的信息(如包头包尾)，因此，为了实现某一个有效信息传输速率，需要相关硬件具备几十上百倍的工作速率，如此一来，多级电源转换器需使用运算能力较佳但成本较高的主控制单元，导致多级电源转换器的成本相对提高。至于第三种方式，其虽然使用线性光耦器来传送回馈信号至主控制单元，然线性光耦器却存在温漂和老化的问题，导致多级电源转换器容易运作不正常。

有鉴于此，如何发展一种可改善上述现有技术缺失的多级电源转换器及其控制方法，实为相关技术领域者目前所需要解决的问题。

发明内容

本案的目的在于提供一种多级电源转换器及其控制方法，俾解决传统多级电源转换器具有电路较为复杂、电路调试困难、生产成本较高及/或容易运作不正常等缺失。

为达上述目的，本案的一较佳实施方式为提供一种多级电源转换器，是包含：第一级电源电路；第二级电源电路，是包括变压器、初级侧电路及次级侧电路，其中初级侧电路是耦接于第一级电源电路及变压器的初级绕组之间，次级侧电路是与变压器的次级绕组耦接；一第二级模拟采样单元，是与次级侧电路耦接，用以采样次级侧电路内的至少一第二级电源参数；一脉冲宽度调变单元，是接收第二级模拟采样单元的采样结果，且将至少一第二级电源参数转的数值转换为具有对应的占空比的至少一脉冲宽度调变信号；第一隔离单元，是与脉冲宽度调变单元耦接，用以接至少一脉冲宽度调变信号；一脉冲宽度解析单元，是与第一隔离单元耦接而经由第一隔离单元以隔离方式接收至少一脉冲宽度调变信号，且脉冲宽度解析单元更以至少一脉冲宽度调变信号的波形的上升沿及下降沿计算至少一脉冲宽度调变信号的占空比，并利用占空比计算至少一第二级电源参数的数值；以及控制单元，是与第一级电源电路、初级侧电路及脉冲宽度解析单元耦接，控制单元是控制第一级电源电路的运作，且依据脉冲宽度解析单元所得到的至少一第二级电源参数的数值来对应控制电源电路的运作。