熱平衡轉(zhuǎn)換電路的制作方法
【專利摘要】一種熱平衡轉(zhuǎn)換電路，用于將外部電源直流電壓轉(zhuǎn)換成負(fù)載所需的驅(qū)動(dòng)電壓，熱平衡轉(zhuǎn)換電路包括電壓轉(zhuǎn)換電路、溫度偵測(cè)電路、脈沖寬度調(diào)制控制器、信號(hào)整合控制器。電壓轉(zhuǎn)換電路包括多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元，每一電壓轉(zhuǎn)換單元用于將外部電源直流電壓轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓。溫度偵測(cè)電路包括多個(gè)溫度偵測(cè)單元，用于分別偵測(cè)多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元的溫度。脈沖寬度調(diào)制控制器用于根據(jù)每一電壓轉(zhuǎn)換單元對(duì)應(yīng)輸出多個(gè)相位不同的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。信號(hào)整合控制器用于控制每一電壓轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。上述熱平衡轉(zhuǎn)換電路通過(guò)偵測(cè)各電壓轉(zhuǎn)換單元的溫度，以控制各電壓轉(zhuǎn)換單元的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)各回路達(dá)到溫度平衡，降低功率損耗。
【專利說(shuō)明】熱平衡轉(zhuǎn)換電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱平衡電路，尤其涉及一種多相位熱平衡轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，多相位高功率電源主要運(yùn)用于高功率產(chǎn)品中，然而由于外界環(huán)境因素或電 源線路布局導(dǎo)致電源各回路風(fēng)流與散熱不均，會(huì)造成某回路發(fā)熱嚴(yán)重，其功率損耗相當(dāng)大。 因此，急需一種改進(jìn)的技術(shù)方案來(lái)克服上述缺點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 有鑒于此，需提供一種熱平衡轉(zhuǎn)換電路，其能使各回路達(dá)到溫度平衡，降低功率損 耗。
[0004] 本發(fā)明一實(shí)施方式提供一種熱平衡轉(zhuǎn)換電路，用于將外部電源的直流電壓轉(zhuǎn)換成 負(fù)載所需的驅(qū)動(dòng)電壓，所述熱平衡轉(zhuǎn)換電路包括電壓轉(zhuǎn)換電路、溫度偵測(cè)電路、脈沖寬度調(diào) 制控制器、信號(hào)整合控制器。電壓轉(zhuǎn)換電路電性連接于所述外部電源與所述負(fù)載之間，包括 多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元，每一電壓轉(zhuǎn)換單元用于將所述外部電源直流電壓轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓，以 驅(qū)動(dòng)所述負(fù)載。溫度偵測(cè)電路包括多個(gè)溫度偵測(cè)單元，所述多個(gè)溫度偵測(cè)單元分別用于偵 測(cè)所述多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元的溫度。脈沖寬度調(diào)制控制器，用于根據(jù)每一電壓轉(zhuǎn)換單元對(duì)應(yīng) 輸出多個(gè)相位不同的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。信號(hào)整合控制器電性連接于所述溫度偵測(cè)電路、 所述脈沖寬度調(diào)制控制器及所述電壓轉(zhuǎn)換電路，用于根據(jù)每一溫度偵測(cè)單元偵測(cè)的溫度產(chǎn) 生對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元的溫度偵測(cè)信號(hào)，比較所述多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)并找出最大值及最小 值，以將單位周期內(nèi)最大值對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)移至最小值對(duì)應(yīng)的 電壓轉(zhuǎn)換單元的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，以控制每一所述電壓轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。其中，所 述電壓轉(zhuǎn)換電路根據(jù)所述信號(hào)整合控制器輸出的多個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)將所述外部電源 的直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出所述驅(qū)動(dòng)電壓。
[0005] 優(yōu)選地，所述電壓轉(zhuǎn)換電路還用于電性連接所述脈沖寬度調(diào)制控制器，所述脈沖 寬度調(diào)制控制器還根據(jù)所述多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元輸出的驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)節(jié)輸出的多個(gè)脈沖寬度 調(diào)制信號(hào)的占空比，以調(diào)節(jié)每一電壓轉(zhuǎn)換單元輸出的驅(qū)動(dòng)電壓。
[0006] 優(yōu)選地，所述信號(hào)整合控制器還用于判斷所述多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)是否大于預(yù)設(shè) 值，并在所述多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)不大于預(yù)設(shè)值時(shí)，將所述脈沖寬度調(diào)制控制器輸出的多個(gè) 相位不同的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)傳送至對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元，以控制每一所述電壓轉(zhuǎn)換單元 進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。
[0007] 優(yōu)選地，所述信號(hào)整合控制器在所述多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)其中的一個(gè)或多個(gè)大于預(yù) 設(shè)值時(shí)，對(duì)所述多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)進(jìn)行比較以找出所述多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)的最大值與最小 值。
[0008] 優(yōu)選地，每一電壓轉(zhuǎn)換單元均包括壓變電路、濾波電路。壓變電路用于將所述外部 電源輸出的直流電壓進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。濾波電路用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的電壓進(jìn)行濾波，以得到所述 驅(qū)動(dòng)電壓。
[0009] 優(yōu)選地，所述壓變電路包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、電感。第一開關(guān)包括第一端、第二 端及第三端，所述第一端電性連接于所述信號(hào)整合控制器，所述第二端電性連接于所述外 部電源，所述第三端電性連接于所述負(fù)載。第二開關(guān)包括第一端、第二端及第三端，所述第 一端電性連接于所述信號(hào)整合控制器，所述第二端電性連接于所述第一開關(guān)與所述負(fù)載的 公共端，所述第三端接地。電感電性連接于所述第一開關(guān)的第三端與所述負(fù)載之間。
[0010] 優(yōu)選地，所述濾波電路包括第一電容、第二電容。第一電容一端電性連接于所述電 感與所述負(fù)載的公共端，另一端接地。第二電容一端電性連接于所述電感與所述負(fù)載的公 共端，另一端接地。
[0011] 優(yōu)選地，每一溫度偵測(cè)單元用于偵測(cè)所述第一開關(guān)、第二開關(guān)及電感的溫度。
[0012] 優(yōu)選地，所述信號(hào)整合控制器根據(jù)所述第一開關(guān)、第二開關(guān)及電感的溫度計(jì)算得 出一均值溫度，以根據(jù)所述均值溫度產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元的溫度偵測(cè)信號(hào)。
[0013] 優(yōu)選地，每一溫度偵測(cè)單元包括三個(gè)溫度傳感器，用于分別偵測(cè)所述第一開關(guān)、所 述第二開關(guān)、所述電感的溫度。
[0014] 上述熱平衡轉(zhuǎn)換電路通過(guò)偵測(cè)各電壓轉(zhuǎn)換單元的溫度，以控制各電壓轉(zhuǎn)換單元的 工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)各回路達(dá)到溫度平衡，降低功率損耗。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本發(fā)明熱平衡轉(zhuǎn)換電路一實(shí)施方式的模塊圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明熱平衡轉(zhuǎn)換電路一實(shí)施方式的電路圖。
[0017] 圖3為本發(fā)明一實(shí)施方式中脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的波形圖。
[0018] 圖4為本發(fā)明一實(shí)施方式中經(jīng)過(guò)信號(hào)整合控制器調(diào)整后的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的 波形圖。
[0019] 主要元件符號(hào)說(shuō)明
[0020] 外部電源 10
[0021] 熱平衡轉(zhuǎn)換電路 20
[0022] 電壓轉(zhuǎn)換電路 202
[0023] 電壓轉(zhuǎn)換單元 202a、202b
[0024] 溫度偵測(cè)電路 204
[0025] 溫度偵測(cè)單元 204a、204b
[0026] 脈沖寬度調(diào)制控制器 206
[0027] 信號(hào)整合控制器 208
[0028] 負(fù)載 30
[0029] 第一開關(guān) Q1、Q3
[0030] 第二開關(guān) Q2、Q4
[0031] 電感 L1、L2
[0032] 第一電容 C1、C3
[0033] 第二電容 C2、C4
[0034] 溫度傳感器 RT1、RT2、RT3、RT4、RT5、
[0035] RT6
[0036] 脈沖寬度調(diào)制信號(hào) PWM1、PWM2、PWM3、
[0037] PWM4
[0038] 如下【具體實(shí)施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 圖1為本發(fā)明熱平衡轉(zhuǎn)換電路20 -實(shí)施方式的模塊圖，用于將外部電源10直流 電壓轉(zhuǎn)換成負(fù)載30所需的驅(qū)動(dòng)電壓。在本實(shí)施方式中，熱平衡轉(zhuǎn)換電路20包括電壓轉(zhuǎn)換 電路202、溫度偵測(cè)電路204、脈沖寬度調(diào)制控制器206及信號(hào)整合控制器208。
[0040] 在本實(shí)施方式中，電壓轉(zhuǎn)換電路202電性連接于外部電源10與負(fù)載30之間，包括 多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b，每一電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b將外部電源10輸出的直流電 壓轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載30。溫度偵測(cè)電路204包括多個(gè)溫度偵測(cè)單元204a、204b， 每一溫度偵測(cè)單元204a、204b偵測(cè)每一電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b的溫度。脈沖寬度調(diào)制控 制器206根據(jù)每一電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b對(duì)應(yīng)輸出多個(gè)相位不同的脈沖寬度調(diào)制信號(hào) PWM1、PWM2、PWM3、PWM4。信號(hào)整合控制器208電性連接于溫度偵測(cè)電路204、脈沖寬度調(diào)制 控制器206及電壓轉(zhuǎn)換電路202,根據(jù)每一溫度偵測(cè)單元204a、204b偵測(cè)的溫度產(chǎn)生對(duì)應(yīng) 的電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b的溫度偵測(cè)信號(hào)，比較多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)并找出最大值及最小 值，以將單位周期內(nèi)最大值對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元202b的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM3、PWM4轉(zhuǎn)移 至最小值對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元202a的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWMUPWM2上，以控制每一電壓轉(zhuǎn) 換單元202a、202b進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。電壓轉(zhuǎn)換電路202根據(jù)信號(hào)整合控制器208輸出的多個(gè) 脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、PWM2、PWM3、PWM4將外部電源10直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出驅(qū)動(dòng)電 壓。
[0041] 作為對(duì)本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，電壓轉(zhuǎn)換電路202還電性連接脈沖寬度 調(diào)制控制器206,脈沖寬度調(diào)制控制器206還根據(jù)多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b輸出的驅(qū)動(dòng) 電壓調(diào)節(jié)輸出的多個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、PWM2、PWM3、PWM4的占空比，以調(diào)節(jié)每一電壓 轉(zhuǎn)換單元202a、202b輸出的驅(qū)動(dòng)電壓。
[0042] 作為對(duì)本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，信號(hào)整合控制器208還用于判斷多個(gè)溫 度偵測(cè)信號(hào)是否大于預(yù)設(shè)值，并在多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)不大于預(yù)設(shè)值時(shí)，將脈沖寬度調(diào)制控 制器206輸出的多個(gè)相位不同的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、PWM2、PWM3、PWM4傳送至對(duì)應(yīng)的 電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b，以控制每一電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。在多個(gè)溫 度偵測(cè)信號(hào)大于預(yù)設(shè)值時(shí)，對(duì)多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)進(jìn)行比較以找出多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)的最大 值與最小值，以將單位周期內(nèi)最大值對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元202b的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM3、 PWM4轉(zhuǎn)移至最小值對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元202a的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、PWM2上，以控制 每一電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。
[0043] 圖2為本發(fā)明熱平衡轉(zhuǎn)換電路20-實(shí)施方式的電路圖。在本實(shí)施方式中，電壓轉(zhuǎn) 換電路202包括多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b (在本實(shí)施方式中，僅以兩個(gè)為例，但是不以 兩個(gè)為限，可以包含多于兩個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元），每一電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b之間的電路圖 與工作原理相似。故以下將以電壓轉(zhuǎn)換單元202a做詳細(xì)介紹。電壓轉(zhuǎn)換單元202a包括第 一開關(guān)Q1、第二開關(guān)Q2、電感L1、第一電容C1、第二電容C2。第一開關(guān)Q1包括第一端、第 二端及第三端，第一開關(guān)Q1的第一端電性連接于信號(hào)整合控制器208,第一開關(guān)Q1的第二 端電性連接于外部電源10,第一開關(guān)Q1的第三端電性連接于負(fù)載30。第二開關(guān)Q2包括第 一端、第二端及第三端，第二開關(guān)Q2的第一端電性連接于信號(hào)整合控制器208,第二開關(guān)Q2 的第二端電性連接于第一開關(guān)Q1與負(fù)載30的公共端，第二開關(guān)Q2的第三端接地。電感L1 電性連接于第一開關(guān)Q1的第三端與負(fù)載30之間。第一電容C1 一端電性連接于電感L1與 負(fù)載30的公共端，另一端接地。第二電容C2 -端電性連接于電感L1與負(fù)載30的公共端， 另一端接地。第一開關(guān)Q1、第二開關(guān)Q2及電感L1構(gòu)成壓變電路，將外部電源10輸出的直 流電壓進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。第一電容C1及第二電容C2構(gòu)成濾波電路，對(duì)轉(zhuǎn)換后的電壓進(jìn)行濾 波以得到驅(qū)動(dòng)電壓，從而驅(qū)動(dòng)負(fù)載30。在本實(shí)施方式中，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)Q1導(dǎo)通時(shí)，第二開關(guān) Q2截止，電感L1進(jìn)行儲(chǔ)能，此時(shí)外部電源10輸出的直流電壓通過(guò)第一開關(guān)Q1、電感L、第一 電容C1及第二電容C2傳送至負(fù)載30,當(dāng)?shù)诙_關(guān)Q2導(dǎo)通時(shí)，第一開關(guān)Q1截止，電感L1放 電，此時(shí)電感L1的感應(yīng)電壓通過(guò)第二開關(guān)Q2、第一電容C1及第二電容C2傳送至負(fù)載30。
[0044] 需要注意的是，每一電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b輸出的驅(qū)動(dòng)電壓的電壓值相等但相 位不同。在本實(shí)施方式中，電壓轉(zhuǎn)換電路202以兩個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b為例，故每一 電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b輸出的驅(qū)動(dòng)電壓相位差為（360/2=180)度。若電壓轉(zhuǎn)換電路202 包括三個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b，每一電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b輸出的驅(qū)動(dòng)電壓相位差 應(yīng)為（360/3=120)度，以此類推，若電壓轉(zhuǎn)換電路202包括四個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b，每 一電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b輸出的驅(qū)動(dòng)電壓相位差應(yīng)為（360/4=90)度。
[0045] 舉例而言，第一開關(guān)Q1為N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，第一開關(guān)Q1的第一端 為柵極，第一開關(guān)Q1的第二端為漏極，第一開關(guān)Q1的第三端為源極。第二開關(guān)Q2為N型 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，第二開關(guān)Q2的第一端為柵極，第二開關(guān)Q2的第二端為漏極， 第二開關(guān)Q2的第三端為源極。在其他實(shí)施例中，第一開關(guān)Q1及第二開關(guān)Q2也可以為P型 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管或晶體三極管。
[0046] 在本實(shí)施方式中，溫度偵測(cè)電路204包括多個(gè)溫度偵測(cè)單元204a、204b，在本實(shí)施 方式中，溫度偵測(cè)單元204a、204b的數(shù)量與電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b的數(shù)量相對(duì)應(yīng)，因在本 實(shí)施方式中電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b以兩個(gè)為例，故溫度偵測(cè)單元204a、204b亦為2個(gè)。每 一溫度偵測(cè)單元204a、204b對(duì)應(yīng)偵測(cè)每一電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b的溫度。每一溫度偵測(cè) 單元204a、204b之間的電路圖與工作原理相似。故以下將以溫度偵測(cè)單元204a做詳細(xì)介 紹。溫度偵測(cè)單元204a設(shè)于電壓轉(zhuǎn)換單元202a處，用于偵測(cè)電壓轉(zhuǎn)換單元202a主要發(fā)熱 元器件的溫度。在本實(shí)施方式中溫度偵測(cè)單元204a分別偵測(cè)第一開關(guān)Q1、第二開關(guān)Q2、電 感L1的溫度，溫度偵測(cè)單元204a包括三個(gè)溫度傳感器RT1、RT2、RT3,每一溫度傳感器RT1、 RT2、RT3用于對(duì)應(yīng)偵測(cè)第一開關(guān)Q1、第二開關(guān)Q2、電感L1的溫度。溫度傳感器RT1、RT2、 RT3可以為熱敏電阻、熱電偶、熱敏二極管的任意一種，也可以為其他類型的溫度傳感器件。
[0047] 在本實(shí)施方式中，脈沖寬度調(diào)制控制器206根據(jù)多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b輸 出多個(gè)相位不同的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、PWM2、PWM3、PWM4,脈沖寬度調(diào)制控制器206輸 出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、PWM2、PWM3、PWM4的數(shù)量與電壓轉(zhuǎn)換電路202所包含的開關(guān) 數(shù)量相對(duì)應(yīng)，每一脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、PWM2、PWM3、PWM4用于控制每一個(gè)開關(guān)的導(dǎo)通與 斷開。在本實(shí)施方式中，脈沖寬度調(diào)制控制器206輸出4個(gè)相位不同的脈沖寬度調(diào)制信號(hào) PWM1、PWM2、PWM3、PWM4,其波形如圖3所示。為了使得每一電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b輸出 的電壓相等，脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1的占空比與脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM3的占空比相同，脈 沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM2的占空比與脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM4的占空比相同。
[0048] 需要注意的是，脈沖寬度調(diào)制控制器206還根據(jù)多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b輸 出的驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行微調(diào)節(jié)輸出的多個(gè)相位不同的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、PWM2、PWM3、PWM4 的占空比，從而保證電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b輸出的驅(qū)動(dòng)電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)。
[0049] 在本實(shí)施方式中，信號(hào)整合控制器208接收多個(gè)溫度偵測(cè)單元204a、204b偵測(cè) 的溫度及脈沖寬度調(diào)制控制器206輸出的多個(gè)相位不同的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、PWM2、 PWM3、PWM4。在本實(shí)施方式中，信號(hào)整合控制器208接收溫度傳感器RT1、RT2、RT3、RT4、RT5、 RT6所偵測(cè)的溫度。信號(hào)整合控制器208對(duì)溫度傳感器RT1、RT2、RT3偵測(cè)的溫度進(jìn)行運(yùn)算 并得到均值溫度，根據(jù)該均值溫度產(chǎn)生與電壓轉(zhuǎn)換單元202a對(duì)應(yīng)的溫度偵測(cè)信號(hào)，同樣對(duì) 溫度傳感器RT4、RT5、RT6偵測(cè)的溫度進(jìn)行運(yùn)算并得到均值溫度，根據(jù)該均值溫度產(chǎn)生與電 壓轉(zhuǎn)換單元202b對(duì)應(yīng)的溫度偵測(cè)信號(hào)，在本實(shí)施方式中，其均值溫度越高，產(chǎn)生的溫度偵 測(cè)信號(hào)值越大。在本實(shí)施方式中，熱平衡轉(zhuǎn)換電路20處于正常工作模式時(shí)，亦即信號(hào)整合 控制器208判斷多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)均不大于預(yù)設(shè)值時(shí)，信號(hào)整合控制器208將從脈沖寬度 調(diào)制控制器206接收到的多個(gè)相位不同的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、PWM2、PWM3、PWM4傳送 至多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b，以控制第一開關(guān)Ql、Q3及第二開關(guān)Q2、Q4輪流導(dǎo)通。換 言之，信號(hào)整合控制器208控制第一開關(guān)Q1導(dǎo)通，第二開關(guān)Q2、Q4及第一開關(guān)Q3均處于 截止?fàn)顟B(tài)；信號(hào)整合控制器208控制第二開關(guān)Q2導(dǎo)通，第二開關(guān)Q4及第一開關(guān)Ql、Q3均 處于截止?fàn)顟B(tài)；信號(hào)整合控制器208控制第一開關(guān)Q3導(dǎo)通，第二開關(guān)Q2、Q4及第一開關(guān)Q1 均處于截止?fàn)顟B(tài)；信號(hào)整合控制器208控制第二開關(guān)Q4導(dǎo)通，第二開關(guān)Q2及第一開關(guān)Q1、 Q3均處于截止?fàn)顟B(tài)；第一開關(guān)Ql、Q3及第二開關(guān)Q2、Q4重復(fù)上述動(dòng)作。在本實(shí)施方式中， 信號(hào)整合控制器208可以為中央處理器，在其他實(shí)施方式中，信號(hào)整合控制器208也可以為 微控制單元、單片機(jī)等具有數(shù)據(jù)處理功能之芯片。
[0050] 需要注意的是，熱平衡轉(zhuǎn)換電路工作一個(gè)周期即為第一開關(guān)Ql、Q3及第二開關(guān) Q2、Q4輪流導(dǎo)通一次。
[0051] 當(dāng)熱平衡轉(zhuǎn)換電路20處于熱平衡調(diào)節(jié)模式時(shí)，亦即信號(hào)整合控制器208判斷多 個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)存在有大于預(yù)設(shè)值時(shí)，可以是一個(gè)或一個(gè)以上。信號(hào)整合控制器208比較 多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)并找出最大值及最小值，將單位周期內(nèi)最大值對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元202b 的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM3、PWM4轉(zhuǎn)移至最小值對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元202a的脈沖寬度調(diào)制 信號(hào)PWM1、PWM2上，從而使得在該單位周期內(nèi)，最小值對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元202a替代最大 值對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元202b進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。如圖4所示，為經(jīng)過(guò)信號(hào)整合控制器208調(diào)整 的多個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、PWM2、PWM3、PWM4的波形圖，在本實(shí)施方式中，電壓轉(zhuǎn)換電 路202以兩個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b為例，脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、PWM2傳送至電壓轉(zhuǎn) 換單元202a、脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM3、PWM4傳送至電壓轉(zhuǎn)換單元202b。在開始兩周期的電 壓轉(zhuǎn)換中，熱平衡轉(zhuǎn)換電路20處于正常工作模式，電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b輪流處于工作 狀態(tài)，輸出驅(qū)動(dòng)電壓相位差為180度。當(dāng)熱平衡轉(zhuǎn)換電路20進(jìn)入第三周期的電壓轉(zhuǎn)換時(shí)，亦 即PWM1處于T13、PWM2處于T23時(shí)，信號(hào)整合控制器208偵測(cè)到多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)存在有 大于預(yù)設(shè)值，亦即存在一個(gè)或一個(gè)以上的電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b超過(guò)溫度上限，且此時(shí) 電壓轉(zhuǎn)換單元202b的溫度大于電壓轉(zhuǎn)換單元202a的溫度，信號(hào)整合控制器208將當(dāng)前周 期PWM3對(duì)應(yīng)的T33取消并讓PWM1在該相位節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生一 T33,亦即將PWM3對(duì)應(yīng)的T33波 形轉(zhuǎn)移至PWM1 ;同時(shí)信號(hào)整合控制器208將當(dāng)前周期PWM4對(duì)應(yīng)的T43取消并讓PWM2在該 相位節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生一 T43,亦即將PWM4對(duì)應(yīng)的T43波形轉(zhuǎn)移至PWM2,從而實(shí)現(xiàn)在第三周期的 電壓轉(zhuǎn)換時(shí)，電壓轉(zhuǎn)換單元202a代替電壓轉(zhuǎn)換單元202b進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，使得電壓轉(zhuǎn)換單元 202a -直處于工作狀態(tài)，而電壓轉(zhuǎn)換單元202b處于暫停工作狀態(tài)，進(jìn)而電壓轉(zhuǎn)換單元202a 的溫度升高，電壓轉(zhuǎn)換單元202b的溫度降低，從而使得電壓轉(zhuǎn)換單元202a的溫度與電壓轉(zhuǎn) 換單元202b的溫度趨近于熱平衡狀態(tài)。當(dāng)熱平衡轉(zhuǎn)換電路20進(jìn)入第四周期的電壓轉(zhuǎn)換， 信號(hào)整合控制器208重新進(jìn)行判斷，故此不再詳述。
[0052] 需要注意的是，在本實(shí)施方式中，電壓轉(zhuǎn)換電路202包括兩個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元202a、 202b，對(duì)于三個(gè)或三個(gè)以上的電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b，其工作原理與兩個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元 202a、202b相似，當(dāng)信號(hào)整合控制器208判斷不大于預(yù)設(shè)值時(shí)，每一電壓轉(zhuǎn)換單元202a、 202b輪流導(dǎo)通，其輸出的驅(qū)動(dòng)電壓相位差為360/n(n為電壓轉(zhuǎn)換電路202包含的電壓轉(zhuǎn)換 單元202a、202b的數(shù)量)，當(dāng)信號(hào)整合控制器208判斷多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)存在有大于預(yù)設(shè)值 時(shí)，信號(hào)整合控制器208比較多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)并找出最大值及最小值，將單位周期內(nèi)最 大值對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元202b的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM3、PWM4轉(zhuǎn)移至最小值對(duì)應(yīng)的電壓 轉(zhuǎn)換單元202a的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、PWM2上，從而使得在該單位周期內(nèi)，最小值對(duì)應(yīng) 的電壓轉(zhuǎn)換單元202a替代最大值對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元202b進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，同時(shí)由于熱平 衡轉(zhuǎn)換電路20的開關(guān)頻率一般為20kHZ-100kHZ，其單位周期時(shí)間很短，其在Is時(shí)間內(nèi)可以 進(jìn)行千次以上的熱平衡調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得每一電壓轉(zhuǎn)換單元202a、202b的溫度趨近于熱平衡 狀態(tài)。
[0053] 上述熱平衡轉(zhuǎn)換電路通過(guò)偵測(cè)各電壓轉(zhuǎn)換單元的溫度，以控制各電壓轉(zhuǎn)換單元的 工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)各回路達(dá)到溫度平衡，降低功率損耗。
【權(quán)利要求】
1. 一種熱平衡轉(zhuǎn)換電路，用于將外部電源的直流電壓轉(zhuǎn)換成負(fù)載所需的驅(qū)動(dòng)電壓，其 特征在于，所述熱平衡轉(zhuǎn)換電路包括 ： 電壓轉(zhuǎn)換電路，用于電性連接于所述外部電源與所述負(fù)載之間，包括多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換 單元，每一電壓轉(zhuǎn)換單元用于將所述外部電源的直流電壓轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓，以驅(qū)動(dòng)所述負(fù) 載； 溫度偵測(cè)電路，包括多個(gè)溫度偵測(cè)單元，所述多個(gè)溫度偵測(cè)單元分別用于偵測(cè)所述多 個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元的溫度； 脈沖寬度調(diào)制控制器，用于根據(jù)每一電壓轉(zhuǎn)換單元對(duì)應(yīng)輸出多個(gè)相位不同的脈沖寬度 調(diào)制信號(hào)；及 信號(hào)整合控制器，用于電性連接于所述溫度偵測(cè)電路、所述脈沖寬度調(diào)制控制器及所 述電壓轉(zhuǎn)換電路，用于根據(jù)每一溫度偵測(cè)單元偵測(cè)的溫度產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元的溫度 偵測(cè)信號(hào)，比較所述多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)并找出最大值及最小值，以將單位周期內(nèi)最大值對(duì) 應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)移至最小值對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元的脈沖寬度調(diào) 制信號(hào)上，以使最大值對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元替代最小值對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行電壓轉(zhuǎn) 換； 其中，所述電壓轉(zhuǎn)換電路根據(jù)所述信號(hào)整合控制器輸出的多個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)將所 述外部電源的直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出所述驅(qū)動(dòng)電壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的熱平衡轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換電路還用于電性 連接所述脈沖寬度調(diào)制控制器，所述脈沖寬度調(diào)制控制器還根據(jù)所述多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元輸 出的驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)節(jié)輸出的多個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比，以調(diào)節(jié)每一電壓轉(zhuǎn)換單元輸出 的驅(qū)動(dòng)電壓。
3. 如權(quán)利要求1所述的熱平衡轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述信號(hào)整合控制器還用于判 斷所述多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)是否大于預(yù)設(shè)值，并在所述多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)均不大于預(yù)設(shè)值 時(shí)，將所述脈沖寬度調(diào)制控制器輸出的多個(gè)相位不同的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)傳送至對(duì)應(yīng)的電 壓轉(zhuǎn)換單元，以控制每一電壓轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。
4. 如權(quán)利要求3所述的熱平衡轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述信號(hào)整合控制器在所述多 個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)其中的一個(gè)或多個(gè)大于預(yù)設(shè)值時(shí)，對(duì)所述多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)進(jìn)行比較以找 出所述多個(gè)溫度偵測(cè)信號(hào)的最大值與最小值。
5. 如權(quán)利要求1所述的熱平衡轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，每一電壓轉(zhuǎn)換單元均包括： 壓變電路，用于將所述外部電源輸出的直流電壓進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換；及 濾波電路，用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的電壓進(jìn)行濾波，以得到所述驅(qū)動(dòng)電壓。
6. 如權(quán)利要求5所述的熱平衡轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述壓變電路包括： 第一開關(guān)，包括第一端、第二端及第三端，所述第一端電性連接于所述信號(hào)整合控制 器，所述第二端電性連接于所述外部電源，所述第三端電性連接于所述負(fù)載； 第二開關(guān)，包括第一端、第二端及第三端，所述第一端電性連接于所述信號(hào)整合控制 器，所述第二端電性連接于所述第一開關(guān)與所述負(fù)載的公共端，所述第三端接地；及 電感，電性連接于所述第一開關(guān)的第三端與所述負(fù)載之間。
7. 如權(quán)利要求6所述的熱平衡轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述濾波電路包括： 第一電容，一端電性連接于所述電感與所述負(fù)載的公共端，另一端接地；及 第二電容，一端電性連接于所述電感與所述負(fù)載的公共端，另一端接地。
8. 如權(quán)利要求6所述的熱平衡轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，每一溫度偵測(cè)單元用于偵測(cè)所 述第一開關(guān)、第二開關(guān)及電感的溫度。
9. 如權(quán)利要求8所述的熱平衡轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述信號(hào)整合控制器根據(jù)所述 第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述電感的溫度計(jì)算得出均值溫度，以根據(jù)所述均值溫度產(chǎn)生 對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換單元的溫度偵測(cè)信號(hào)。
10. 如權(quán)利要求8所述的熱平衡轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，每一溫度偵測(cè)單元包括三個(gè)溫 度傳感器，用于分別偵測(cè)所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述電感的溫度。
【文檔編號(hào)】H02M3/10GK104143908SQ201310172594
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月10日
【發(fā)明者】張灥生 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司